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东英测绘——全站仪水准法

发表时间:2022-06-22 11:18

什么是全站仪水准法

“全站仪水准法”的工作特点是已知一个点高程,求周围点的高程,可根据地形条件在任意点设站,只要求与已知高程点和待求点通视,设站灵活,这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点,又减少了三角高程测量的误差来源,同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高,有效减少了量取仪器高和目标高所带来的误差,使三角高程测量精度进一步提高,施测速度更快。

传统三角高程测量方法:

微信图片_20220622111415.jpg

如上图所示,已知A点高程HA,求B点高程。


假设A,B两点相距不太远,可以将水准面看成水准面,也不考虑大气折光的影响。为了确定高差HAB,可在A点架设全站仪,在B点竖立跟踪杆,观测垂直角а,并直接量取仪器高i和棱镜高t。

        则     HB=HA+D*SIN@1 +i-t   


其中@为在A点观测B点时的垂直角,@为仰角SIN@为正,@为俯角SIN@为负。i为测站点的仪器高,t为棱镜高。

        这就是三角高程测量的基本公式,但它是以水平面为基准面和视线是直线为前提的。因此,只有当A,B两点间的距离很短时,才比较准确。当A,B两点距离较远时,就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了,这里不考虑球球气差的改正。从传统的三角高程测量方法中我们可以看出,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。


“全站仪水准法”过程推导:

02.jpg

如上图,已知HB,求HC,据三角高程测量

    HAB=HB-HA=S1*SIN@1                                   (1)

    HA=HB-S1*SIN@1                                            (2)

    HAC=HC-HA=S2*SIN@2                                   (3)

    HC= HA+S2*SIN@2                                          (4)


将(2)代入(4):


    HC= HB- S1*SIN@1+ S2*SIN@2                       (5)


其中@为测站点到待测点的垂直角,S测站点到待测点的斜距。


    由(5)式可知,测量待测点C时不需仪器高,棱镜高,测出的待测点高程在理论上和传统三角高程是一致的,并且很形象的知道测站只对高程进行了传递。


“全站仪水准法”实例:

如上图,已知B点高程HB=1.325m,求C点高程。


一、在B点旁选择合适点A,架设仪器,与BC两点通视,将仪器高和棱镜高都设置为零。


二、对准目标B测距,求得AB两点间的高差HAB=S1*SIN@1=-0.124m,直接从仪器读取。


三、修改棱镜高,棱镜高=-(HB-HAB)=-(1.325+0.124)=-1.449m。


四、在仪器中输入棱镜高-1.449m,再次测距,此时仪器内目标高应为HB=1.325m,如果不符,则需检查。


五、照准目标C,测距,求得C点高程。


在此过程中,全站仪起到了高程传递的作用。最关键的一步是第三步,设置棱镜高。这样设置目的是将已知点B的高程点的值转移到测站点(如(2)式),也可以理解为将A点高程归化到与B点相同的高程基准面。通过修改仪器高也能达到同样的效果,但是仪器高一般在设站后就不好更改,所以选择更改棱镜高。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。如在B点用无棱镜引测标高,测量C点时用1.3m的棱镜,则将仪器测量模式切换到圆棱镜测距,镜高修改为-1.449+1.3=-0.149m。


对于带无棱镜测距的全站仪,如徕卡TCR系列的带免棱镜测距功能的全站仪,可以将标高点引测到周边固定的岩石或建筑物上并标识,在以后的操作过程中引测该点,将大大的提高工作效率。


“全站仪水准法”设站灵活,机动性强,简洁,快速,精度高,高程精度达到了±2mm,在大型精密工程测量中非常实用。


以上就是全站仪水准法,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、无人机等测绘仪器的销售、租赁、检定、校正、维修等服务,也承接测绘培训与各种内外业工程测量任务,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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