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河南理工大學萬方科技學院本科生畢業(yè)論文(設計)全站儀三角高程測量及其在道路工程中的應用院系名稱建筑與測繪工程系姓 名 學 號200902040237專 業(yè)測繪工程指導教師 2013年4月8日II摘 要在工程施工過程中,常常涉及到高程測量。高程測量方法有水準測量和三角高程測量。三角高程測量與水準測量相比,它施測速度快,不受地形起伏的限制,但是三角高程測量由于測量距離遠,誤差來源多,其精度受到影響,達不到高精度測量的要求。隨著高精度測距儀器的應用,三角高程測量的精度得到了很大的提高。本文從三角高程測量的原理開始,探討了全站儀三角高程的測量方法,分析了有關誤差對測量精度的影響,并結合實例介紹了其在道路工程中的應用。關鍵詞: 全站儀;三角高程;精度分析;道路工程AbstractIn the process of engineering construction, often involves the height measurement. Generally has a leveling height measurement method and trigonometric leveling. Compared trigonometric leveling and leveling, it is for measuring speed, not limited by topography ups and downs, but due to measuring distance triangulated height measurement, error source, its accuracy is affected, could not reach the requirements of high precision measurement. With the application of high precision distance measurement instrument, triangulated height measurement precision is improved.KeyWords:Total station, Trangle elevation,Accuracy analysis, Road engineering目 錄1 緒 論 1 1 1 本文主要內(nèi)容 12 三角高程測量的原理及方法 3 3 三角高程測量的計算 4 4 5 6 6 6 8 三角高程測量傳統(tǒng)方法 8 83 三角高程測量的誤差來源及精度分析 11 11 11 11 12 134 三角高程測量在道路工程中的應用 14 三角高程控制測量 14 14 14 15 15 15 15 15 16 16 17 17 17結 論 18參考文獻 19致 謝 20201 緒 論道路工程施工過程中,常常涉及到高程測量。傳統(tǒng)的高程測量方法有水準測量和三角高程測量。水準測量是測定點與點之間的高差,從而由已知高程點求得另一點的高程,它一種直接測量高程的方法,測量高差的精度較高,但其受地形起伏的限制,轉站多,外業(yè)工作量大,施測速度較慢。三角高程測量原是測定各級大地點高程的基本方法。其思路是在兩測站間觀測豎直角并應用它們之間的水平距離,計算兩點間的高差,并且推算高程。由于受諸多因素的限制,三角高程所測定高差的精度并不高,難以取代水準測量作為高等級水準控制。近幾年來,隨著測距技術的發(fā)展和全站儀的普及,獲得高精度的斜距成為可能,同時全站儀的應用也可以提高垂直角的測量精度。三角高程測量已經(jīng)可以取代三、四等水準測量,甚至有取代二等水準測量的趨勢。這證明在道路工程施工中完全可以用全站儀代替水準儀進行高程測量。美國國家大地測量局于19841985年間用T2000經(jīng)緯儀、DI5測距儀組成全站型儀器,按中間法和對向觀測法實測了總長為30km的線路,邊長為300m左右。求得1Km往返測平均值標準差小于177。177。,環(huán)線閉合差小于177。4mm個L(L為線路長度)。據(jù)《科學時報》(20070514)報道,由武漢大學與鐵道部第四勘察設計院共同完成的“精密三角高程測量方法研究”項目,已經(jīng)成功應用于國家大型工程“武廣鐵路客運專線”測量工作中,開創(chuàng)了國內(nèi)外大范圍、長距離精密三角高程測量代替二等水準測量的先例。 目前,一些測量部門已經(jīng)將三角高程測量代替三、四等水準測量的作業(yè)方法與技術規(guī)格訂入相應的規(guī)范文本。而代替二等水準測量的實驗研究表明,其精度與主、客觀條件和采用的方法有很大關系,還須進一步實驗研究。 本文主要內(nèi)容本文首先從三角高程原理及其計算基本公式著手,介紹了利用全站儀在實際工程施工過程中進行三角高程測量的方法,重點分析了中間法三角高程測量;第三章重點討論了全站儀三角高程測量的誤差來源及減弱的措施并對其作了精度分析;第四章結合粵贛高速十五標段的具體實例介紹了三角高程測量在道路工程中的應用。2 三角高程測量的原理及方法三角高程測量的基本思想是根據(jù)三角形數(shù)學關系,由測站點所觀測的垂直角(或天頂距)和它們之間的水平距離,計算出測站點與照準點之間的高差,從而由已知高程推導未知高程點高程。以下以水平面作為推導依據(jù),通過圖形加以說明。圖21如圖21所示,A點為已知高程,為在地面上A、B兩點間測定高程hAB,在A點設置全站儀,在B點豎立棱鏡。量取望遠鏡旋轉軸中心I至地面上A點的高度,即儀器高i,用望遠鏡中的十字絲的橫絲找準豎立在B點的棱鏡M,它距B點的高度即為目標高v,測出傾斜視線IM與水平視線IN間所夾的豎角α,令A、B兩點間的水平距離為S,則由圖1可得兩點間高差hAB為hAB+v=Stgα+i (式1)hAB=Stgα+iv 若A點的高程已知為HA,則B點的高程為HB=HA+hAB=HA+Stgα+iv (式2)上式當α角為仰角時取正號,相應的Stgα也為正值;反之,α為俯角時取負值,相應的Stgα也為負值。 三角高程測量的計算以上三角高程