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东英测绘——全站仪三角高程测量,轻松搞定

发表时间:2022-04-20 11:51

一、首先讲解一下三角高程测量的传统方法

如下图所示,设A、B为地面高度不同的两个点。已知的A点高程为HA,只需知道A点对B点的高差HAB就能够由HB=HA+HAB得到B点的高程HB。

1-1.png

图中可得:D为A、B两点之间的水平距离。

a为在A点观测B点时的垂直角i为测站点的仪器高,t为棱镜的高度HA是A点的高程,HB是B点的高程。V为全站仪望远镜与棱镜之间的高差(V=Dtanа)。

首先我们假设A点与B点之间的距离不远,也不考虑大气折光的影响。为了确定高差hAB,可以在A点进行全站仪架设,接着在B点竖立跟踪杆,观测垂直角a,并直接量取仪器的高i与棱镜的高t,如果A、B两点之间的水平距离为D,则hAB=V+i-t故 HB=HA+Dtanа+i-t。这就是三角高程测量的基本公式,但他以水平面为基准面和视线成直角线为前提。所以,只有当A点与B点之间的距离很短的时候,才比较准确。当A点与B点之间的距离较远的时候,就必须考虑地球弯曲与大气折光的影响。这里不叙述如何进行球差与气差的改正,仅仅对三角高程测量新法的一般原理进行阐述。从传统的三角高程测量方法中可以看出,它具备以下两个特点:1、全站仪必须架设在已知高程点上2、要测出待测点的高程,必须量取仪器高和棱镜高。


二、三角高程测量的新方法(高效)

如果能够将全站仪像水准仪一样任意置点,而不是将全站仪置在已知高程点上,同时又在不量取仪器高于棱镜高的情况下,利用三角高程测量原理测出待测点的高程,那么施测的速度将更快速。如下图所示

1-1.png

假设B点的高程已知,A点的高程是未知的,这里想要通过全站仪测定其他待测点的高程。

首先我们由(1)式子可以得知:HA=HB-(Dtanа+i-t) (2)上式除了Dtanа即V的值可以用仪器直接测出外,i,t都是未知的。但有一点可以确定即仪器一旦置好,i值也将随之不变,同时选取跟踪杆作为反射棱镜,假定t值也固定不变。从(2)可知:HA+i-t=HB-Dtanа=W (3)由(3)可知,基于上面的假设,HA+i-t在任一测站上也是固定不变的.而且可以计算出它的值W。

这个三角高程测量的新方法操作如下:

1、将全站仪任意置点,但是所选择的点位要求能和已知高程点通视;

2、用仪器照准已知的高程点,测出V的值,并且算出W的值。(这个时候与仪器高程测定有关的常数测站点高程以及仪器高与棱镜高均为任一值,在进行施工测量前都不需要设定。)

3、将全站仪测站点的高程重新设定为W,仪器的高度有棱镜的高度都可以设置为0

4、照准待测点然后测出高程。下面从理论上分析一下这种方法是否正确。

结合(1)和(3)HB′=W+D′tanа′ (4)HB′为待测点的高程W为测站中设定的测站点高程D′为测站点到待测点的水平距离а′为测站点到待测点的观测垂直角从(4)可知,不同待测点的高程随着测站点到其的水平距离或观测垂直角的变化而改变。将(3)代入(4)可知:HB′=HA+i-t+D′tanа′ (5)按三角高程测量原理可知HB′=W+D′tanа′+i′-t′ (6)将(3)代入(6)可知:HB′=HA+i-t+D′tanа′+i′-t′ (7)这里i′,t′为0,所以:HB′=HA+i-t+D′tanа′ (8)。由(5),(8)可知,两种方法测出的待测点高程在理论上是一致的。也就是说采取这种方法进行三角高程测量是正确的。综上所述:将全站仪任一置点,同时不量取仪器高,棱镜高。仍然可以测出待测点的高程。测出的结果从理论上分析比传统的三角高程测量精度更高,因为它减少了误差来源。整个过程不必用钢尺量取仪器高,棱镜高,也就减少了这方面造成的误差。同时需要指出的是,在实际测量中,棱镜高还可以根据实际情况改变,只要记录下相对于初值t增大或减小的数值,就可在测量的基础上计算出待测点的实际高程。

三角高程测量和水准高程测量都有自己的好处,多有弊端。具体采用哪一种高程测量方式,必须根据现场精度要求以及提高工作效率来控制。


以上就是全站仪三角高程测量的操作步骤,如果你还有什么不了解的地方,欢迎留言或者在线咨询,我们会及时与您联系。东英测绘仪器有限公司提供RTK/GPS、全站仪、水准仪、经纬仪、无人机等仪器的销售、检测、校正等服务,也承接测绘培训和各种内外业测量任务,有相关的需要了解都可以留言或者在线咨询我们,我们将详细为你解答。


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