全站儀中間法高程測(cè)量及其精度探討

摘 要：進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)所運(yùn)用的全站儀中間法及其測(cè)量時(shí)的精度進(jìn)行了一系列的闡述與探討，從而推導(dǎo)出了全站儀中間法高程測(cè)量所運(yùn)用的公式，對(duì)高程測(cè)量精度造成影響的各種因素進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算。并通過一系列的試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用全站儀來對(duì)高程及其精度精度進(jìn)行測(cè)量，能夠滿足一般水準(zhǔn)測(cè)量的要求，在這種情況下本文提出了一些提高全站儀精度的方法，供相關(guān)的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：中間法；全站儀；測(cè)量；精度；控制

高程就是根據(jù)一點(diǎn)已知的高程，測(cè)量另一點(diǎn)的高程，然后將兩點(diǎn)之間所存在的高差測(cè)量出來。對(duì)地面兩點(diǎn)之間所存在的高差進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在一般情況下會(huì)有兩種方法來進(jìn)行測(cè)量，一種方法時(shí)三角高程測(cè)量法，一種方法是水準(zhǔn)測(cè)量法。運(yùn)用水準(zhǔn)測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量所得出的數(shù)據(jù)雖然有著較高的精度，但是使用的地區(qū)有著一定的限制，只能夠在平坦的地區(qū)進(jìn)行使用所，在高層建筑或者是山區(qū)的控制點(diǎn)如果在進(jìn)行高差測(cè)量時(shí)用水準(zhǔn)測(cè)量法，難度將會(huì)增大。三角高程測(cè)量在大多數(shù)的情況下，會(huì)在已知的高程上進(jìn)行全站儀或者經(jīng)緯儀的安置，在待測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行建標(biāo)牌的安裝，對(duì)目標(biāo)高度以及儀器的高度分別進(jìn)行量取。

1 全站儀中間法高程測(cè)量原理

一般而言，在全站儀的測(cè)量過程中都是已知某高程A點(diǎn)，采用棱鏡反光從而對(duì)待測(cè)點(diǎn)B點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，那么在進(jìn)行全站儀的測(cè)量過程中，一般全站儀會(huì)在A和B之間的位置為放置點(diǎn)O，我們定義為O和A之間的高度差為h1.那么相關(guān)的公式為：

h1=S1sinα1+c1-r1+i-v1 ，（1）

在上述公式中： α1、S1、r1c1、分別為O至A點(diǎn)的豎直角、傾斜距離、大氣折光改正數(shù)，地球曲率改正數(shù)、儀器高是i，A點(diǎn)的目標(biāo)高是v1。 相關(guān)的公式為：

K1S12 cos2 α1 2R=1-K12RS1 2cos2α1，（2），另外相關(guān)的公式為：

K12RS1 2cos2 α1+i-v1，（3）

根據(jù)同樣的理論能夠得出B、O兩點(diǎn)之間的高差h2為：

h2=S2sinα2+f2+i-v2=S2sinα2

K22RS2 2cos2 α2+i-v2，（4）

式中： α2、S2、r2、f2、K2分別為B至O點(diǎn)的豎直角、傾斜距離、大氣折光影響與地球曲率之和及大氣折光系數(shù)，那么我們一般定義全站儀的高度采用字母i表示，在B點(diǎn)和相應(yīng)的標(biāo)高都是采用V2進(jìn)行表示，一般A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的高度差定義為h，相關(guān)的公式如下表示：

h=h2-h1=S2sinα2-S1sinα1

K22RS22cos2α2-1-K12RS1 2cos2 α1+v1-v2，（5）

設(shè)HA表示為已知點(diǎn)A的高程，待求點(diǎn)B的高程為HB，則：

K22RS22cos2α2-1-K12RS1 2cos2 α1+v1-v2（6）

根據(jù)上述的公式在沒有考慮誤差的情況下，全站儀和個(gè)點(diǎn)之間的豎直角α2和α1、測(cè)量斜距S2和S1、大氣折光系數(shù)K2和K1以及目標(biāo)高v2和v1有關(guān)，從而在一定程度上保證了全站儀的測(cè)量精度.A和B之間采用同一桿對(duì)比進(jìn)行，而且高度也不變換的情況下，可以將上述公式進(jìn)行有效的變換：

K22RS22cos2α2-1-K12RS1 2cos2 α1.（7）

根據(jù)上面的公式進(jìn)行推理論述得出的結(jié)論能夠看出，在進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)全站儀中間法是非常合適的方法，在進(jìn)行測(cè)量的整個(gè)過程中與目標(biāo)所設(shè)定的高度，及其儀器的高度都沒有直接的關(guān)系，會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響的因素主要影響的參數(shù)包括折光系數(shù)以及亮點(diǎn)之間的距離。

2 對(duì)全站儀在測(cè)量過程中的進(jìn)度分析

（1）在進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)選擇前后視目標(biāo)高的方法來進(jìn)行，能夠?qū)δ繕?biāo)高度進(jìn)行測(cè)量的過程中所產(chǎn)生的一些誤差所產(chǎn)生的一些影響進(jìn)行消除。將測(cè)量高程時(shí)的精度能夠進(jìn)行一定程度的提高，尤其是在觀測(cè)距離相對(duì)較短的情況下。

（2）根據(jù)公式能夠看出，如果在測(cè)量的過程中前后的標(biāo)高前后視角是同一點(diǎn)那么采用mα=±2″對(duì)整個(gè)高程的誤差進(jìn)行測(cè)量，儀器在實(shí)際測(cè)量過程中，視角之間的距離需要滿足|D1-D2|≤100m。在實(shí)際測(cè)量的過程中還需要滿足前后的視角之間的距離綜合在118km內(nèi)，這樣才能夠滿足實(shí)際測(cè)量過程中四等水準(zhǔn)的要求，在一定程度上能夠減少誤差，當(dāng)全站儀D1-D2=0，豎直角α≤±20°測(cè)量的情況下，一般前后視角的距離綜綜合處于600m范圍以內(nèi)，這樣基本上能夠達(dá)到測(cè)量的最低誤差要求。

3 結(jié)束語

對(duì)高程進(jìn)行測(cè)量時(shí)采用全站儀中間法來進(jìn)行，兩個(gè)相鄰的測(cè)點(diǎn)能夠不通視，對(duì)于測(cè)站位置能夠做到可以進(jìn)行靈活的選擇，不需要在對(duì)中之后進(jìn)行測(cè)站，也不用測(cè)量?jī)x器的高度。能夠進(jìn)行靈活的操作，保證了全站儀在測(cè)量的過程中較為方便，同時(shí)增加了全站儀在測(cè)量過程中的進(jìn)度，其精度能夠滿足四等水準(zhǔn)的測(cè)量要求。

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