全站儀三角高程測量及其在道路工程中的應(yīng)用畢業(yè)論文-wenkub
2023-06-15 04:31:48 本頁面
【正文】 為平均高程水準(zhǔn)面上的距離。根據(jù)多年實(shí)踐總結(jié)的規(guī)律，在中午附近K值最小，并且比較穩(wěn)定；日出日落時(shí)數(shù)值較大，而且變化也較快，因此垂直角觀測最好在中午前后進(jìn)行。設(shè) RR’=K，則MN=12R’RRSAB2 =K2R SAB2K稱為大氣垂直折光系數(shù)。由圖22可明顯的看出，A、B兩地面點(diǎn)間的高差為 hAB=BF=MC+CE+EFMNNB （式3）式3中，EF為儀器高iA，NB為照準(zhǔn)點(diǎn) 圖22的棱鏡高度vB；而CE和MN分別為地球曲率和大氣折光影響。B點(diǎn)為照準(zhǔn)點(diǎn)，棱鏡高度為vB，R為參考橢球A’B’的曲率半徑。 三角高程測量的計(jì)算以上三角高程的基本原理和計(jì)算高差的基本公式是以水平面作為依據(jù)進(jìn)行推導(dǎo)的，未考慮地球曲率和大氣折光對(duì)所測高差的影響。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(xué)關(guān)系，由測站點(diǎn)所觀測的垂直角（或天頂距）和它們之間的水平距離，計(jì)算出測站點(diǎn)與照準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差，從而由已知高程推導(dǎo)未知高程點(diǎn)高程。據(jù)《科學(xué)時(shí)報(bào)》（20070514）報(bào)道，由武漢大學(xué)與鐵道部第四勘察設(shè)計(jì)院共同完成的“精密三角高程測量方法研究”項(xiàng)目，已經(jīng)成功應(yīng)用于國家大型工程“武廣鐵路客運(yùn)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(zhǔn)測量的先例。求得1Km往返測平均值標(biāo)準(zhǔn)差小于177。近幾年來，隨著測距技術(shù)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(shí)全站儀的應(yīng)用也可以提高垂直角的測量精度。水準(zhǔn)測量是測定點(diǎn)與點(diǎn)之間的高差，從而由已知高程點(diǎn)求得另一點(diǎn)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(zhuǎn)站多，外業(yè)工作量大，施測速度較慢。隨著高精度測距儀器的應(yīng)用，三角高程測量的精度得到了很大的提高。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))全站儀三角高程測量及其在道路工程中的應(yīng)用院系名稱建筑與測繪工程系姓 名 學(xué) 號(hào)200902040237?！ I(yè)測繪工程指導(dǎo)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。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(guān)誤差對(duì)測量精度的影響，并結(jié)合實(shí)例介紹了其在道路工程中的應(yīng)用。三角高程測量原是測定各級(jí)大地點(diǎn)高程的基本方法。三角高程測量已經(jīng)可以取代三、四等水準(zhǔn)測量，甚至有取代二等水準(zhǔn)測量的趨勢。177。 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(zhǔn)測量的作業(yè)方法與技術(shù)規(guī)格訂入相應(yīng)的規(guī)范文本。以下以水平面作為推導(dǎo)依據(jù)，通過圖形加以說明。在控制測量中，由于距離較長，所以必須以橢球面作為依據(jù)來推導(dǎo)三角高程的基本公式。PE，AF分別為過P點(diǎn)和A點(diǎn)的水準(zhǔn)面。由數(shù)學(xué)關(guān)系可推出 CE=12RSAB2大氣折光影響MN的正確值不易測定。 由于A、B兩點(diǎn)之間的水平距離SAB與曲率半徑R之比值非常?。ó?dāng)SAB=10km時(shí)，SAB所對(duì)的圓心角僅5′多一點(diǎn)）故可以認(rèn)為PC近似垂直于OM，即認(rèn)為∠PCM≈ 90176。陰天觀測時(shí)K值影響較小，可以不受時(shí)間的限制。由圖23有下列關(guān)系SABs=R+HmR=1+HmR則 SAB=s1+HmR （式6）以上為表達(dá)實(shí)測距離SAB與參考橢球面上的距離 圖23s之間的關(guān)系式。HmRym22R2 （式10）式中h39。例如當(dāng)Hm=1000m，h39。則只有ym22R2h39。也就是在測站A上向B點(diǎn)觀測垂直角αA，B，而后在測站B上也向A點(diǎn)觀測垂直角αB，A，按照三角工程基本公式，由測站A觀測B點(diǎn)的高差hA，B=sABtanαA，B+CABsAB2+ iAvB 由測站B觀測A點(diǎn)的高差hB，A=sBAtanαB，A+CBAsBA2+ iBvA上述兩式中，iA，vA和iB，vB分別為A、B點(diǎn)的儀器和目標(biāo)高度。于是，往返測高差取平均，得對(duì)向觀測計(jì)算高差的基本公式：h對(duì)向=12（sABtanαA，BsBAtanαB，A）+12iAvB12iBvA （式13）同樣，對(duì)向觀測也可按式12有下列兩個(gè)計(jì)算的式子。從以上兩個(gè)式子可得對(duì)向觀測計(jì)算高差的另一基本公式h對(duì)向=dtan12（CA，BCB，A）+12iAvA12iBvB+△hA，B （式14）式中 △hA，B=h39。 三角高程測量傳統(tǒng)方法三角高程測量的傳統(tǒng)方法是根據(jù)三角高程測量的原理，在已知高程點(diǎn)或者目標(biāo)點(diǎn)上設(shè)置儀器觀測目標(biāo)點(diǎn)或已知高程點(diǎn)，通過三角高程測量的基本公式獲得三角高程測量結(jié)果。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)測量的任意置站的特點(diǎn)，又減少了三角高程的誤差來源，同時(shí)每次測量時(shí)還不必量取儀器高、棱鏡高,使三角高程測量精度進(jìn)一步提高，施測速度更快。即hA,B=s2tanα2s1tanα1+C（s22s12） （式17）此方法的操作過程如下：1)將全站儀置任意一點(diǎn)，但所選點(diǎn)位必須與已知高程點(diǎn)和待測點(diǎn)通視；2)設(shè)置兩棱鏡為同一任意高度，用儀器照準(zhǔn)已知高程點(diǎn)，測出測站點(diǎn)與已知高程點(diǎn)的值；3)照準(zhǔn)待測點(diǎn)測出其高程此方法測出的結(jié)果從理論上分析比傳統(tǒng)的三角高程測量精度更高，因?yàn)樗鼫p少了誤差來源。（1）測距誤差 在上述的基本計(jì)算式中，用到的平距或者斜距都是用全站儀直接測量所得，而儀器本身有其精度限制，因而不可避免的會(huì)產(chǎn)生誤差。豎直角觀測誤差包括儀器誤差、觀測誤差及外界條件的影響等。 外界環(huán)境條件對(duì)觀測也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，如空氣清晰程度，會(huì)很大程度上干擾觀測時(shí)的瞄準(zhǔn)質(zhì)量，從而影響觀測值得精度。還可以通過改變測量方式，如采用中間觀測法，避免儀器高的量測，減少了一個(gè)誤差的來源。所以在觀測中垂直角的精度一定要得到保證。因此我們不可能從理論上計(jì)算出其值。2）邊長越長，測定高差的精度越低。4 三角高程測量在道路工程中的應(yīng)用道路工程測量是指道路工程在勘測設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的測量工作。 三角高程控制測量施工單位進(jìn)場之后首先要復(fù)測已知點(diǎn)、加密施工測量導(dǎo)線，傳統(tǒng)的方法是導(dǎo)線、水準(zhǔn)測量分別進(jìn)行，其實(shí)完全可以用全站儀進(jìn)行三角高程導(dǎo)線測量。儀器高i,棱鏡高v。如果我們能將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣任意置點(diǎn)，而不是將它置在已知高程點(diǎn)上，同時(shí)又在不量取儀器高和棱鏡高的情況下，利用三角高程測量原理測出待測點(diǎn)的高程，那么施測的速
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