【正文】 則 B點的高程為： ? `.sinD ?? D? S BH ABh D i AH B A 中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 13 . s inBAH H D i v??? ? ? ? (32) 具體應用上式時要注意豎直角的正負號，當 ? 為仰角時取證號，相應地 .sinD ??也為正值，當 ? 為俯角時取負號，相應地 .sinD ?? 也為負值。三角點的高程主要是作為各種比例尺測圖的高程控制的一部分。如光照會造成儀器各部位受熱不均勻使軸線關系改變、風大時會使儀器發(fā)生抖動、不易精平等都會引起誤差。 b) 大氣折光 的影響 視線在大氣中穿過時，會受到大氣折光的影響。發(fā) 生在兩尺讀數之間的下沉，會使后讀數的尺子讀數比應有的讀數小，造成高差測量誤差。視線越靠近尺的頂端，誤差就越大。 c) 估讀誤差 普通水準測量中水準尺為厘米刻劃，考慮儀器的基本性能，影響估讀精度的因素主要與十字絲橫絲的粗細、望遠鏡放大倍率及實現長度等因素有關。 觀測誤差 a) 精平誤差 在水準測量于讀數前必須精平，精平的程度反映了視準軸水平程度。為了避免這種誤差的產生，在陽光下進行觀測必須用傘遮住儀器。實際上，要求前后視距相等時比較困難的，也是不必要的。一旦超限，立即重測，嚴禁修改原始數據。 表 三等水準測量作業(yè)限差 等級 儀器類型 標準視線長度 /m 后前視距差 /m 后前視距差累計 /m 紅黑面讀數差 /m 紅黑面所測高差之差 /m 檢測間歇點高差之差 /m 三 S3 65 三等水準測量在一測站上水準儀照準雙面水準尺的順序為： 1） 照準后視標尺黑面，進行視距絲、中絲讀數； 2） 照準前視標尺黑面，進行中絲、視距絲讀數； 3） 照準前視標尺紅面，進行中絲讀數； 4） 照準后視標尺紅面，進行中絲讀數 。尺墊應重而堅固，方能穩(wěn)定。雙面水準尺的一面為分劃黑白相間成為黑面尺或者主尺，另一面分劃紅白相間成為紅面尺或者輔尺。高差 ABh 由下式算得： 1 12 +AB A aBH h h h? ? ?… … (26) 式中各測站的高差均為后視讀數減去前視讀數之值，即 1 1 112 2 211AnB n nh a bh a bh a b?????? ?????? ???… … (27) 式中等號右端用下標 1,2，?? n 表示第一站、第二站、??第 n 站的后視讀數和前視讀數。 2． 2 水準測量方法 圖 21 所表示的水準測量是當 A、 B 兩點相距不遠的情況，這時通過水準儀可以直接在水準尺上讀數，且能保證一定的讀數精度。則 A、 B 兩點之間的高差為： ABh a b?? (22) 于是 B 點的高程 BH 可按下式計算： ()BAH H a b? ? ? (23) 后視尺 大地水準面 前進方向 前視尺 a a abh BH b iH 中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 7 高差 ABh 本身可正可負，當 a 大于 b 時， ABh 為正，這種情況時 B 點高于 A 點；當 a 小于 b 時， ABh 值為負，即 B 點低于 A 點。 如圖 21，若已知 A 點的高程 AH ，求未知點 B 的高程 BH 。分析了三角高程測量和水準測量的方法、原理和誤差來源。數學方法主要有統(tǒng)計處理和模糊數學分析方法。 數量研究法 數量研究法也稱 “ 統(tǒng)計分析法 ” 和 “ 定量分析法 ” ，指通過對研究對象的規(guī)模、速度、范圍、程度等數量關系的分析研究，認識和揭示事物間的相互關系、變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，借以達到對事物的正確解釋和預測的一種研究方法。測量平差基礎就是依據某種最優(yōu)化準則，由一系列帶有觀測誤差的測量數據，求定未知量的最佳估值及精度的理論方法。 中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 4 工程測量學 工程測量學是研究地球空間 (地面、地下、水下、空中 )中具體幾何實體的測量描繪和抽象幾何實體的測設實現的理論方法和技術的一門應用性學科。因此，以本質上說，它是地球工程信息學科，是地球科學和測繪學中的一個重要分支， 是工程建設測量中的基礎學科，也是應用學科。3mm。 加拿大新不倫斯威克大學與同一時期，采用與美國類似的儀器在大學校園內600m的道路上按中間法進行試驗，邊長分別為 200、 250、 300m，垂直角觀測 810測回，求得每公里往返平均值的標準差為 177。求得往返平均值標準差小于 177。三角高程測量的結果與一等水準測量的 36個差值計算得到每公里高差中誤差為 177。對向觀測法邊長小于 時，可以代替三等水準測量 ??4 。 1982 年 11 月和 1987 年 9月先后在昆明和北京召開了“電磁波測距儀在工程測量中的應用”的學術討論會。 三角高程測量 三角高程測量（ Trigonometric Leveling） ，通過觀測兩點間的水平距離和天頂距（或高度角）求定兩點間高 差的方法。 相關概念 水準測量 水準測量又名 “ 幾何水準測量 ” ，是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 2 的 方法。 研究意義 本文旨在研究在工程測量中三角高程測量和水準測量的精度對比研究，通過對三角高程測量和水準測量的原理、方法、誤差來源等進行分析。如果采用三角高程測量就比較容易實現。盡管現在已有不少的研究人員提出了一些折光差改正的計算公式，但這些公式中仍然還存在系統(tǒng)誤差 ??1 。中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 1 三角高程測量與水準測量的精度對比分析 1 緒論 研究背景和意義 研究背景 在當今的高程測量中，水準測量是高程控制的最主要方法之一。在長傾斜路線上受到垂直折光誤差累積性影響，當前、后視線通過不同高度的溫度層時，每公里的高差可能產生系統(tǒng)性的影響。由于上述原因，如果在丘陵、山區(qū)等地使用水準測量進行高程傳遞是非常困難的，有時甚至是不可能的。三角高程測量傳遞高程比較靈活、方便、受地形條件限制較少等優(yōu)點，使三角高程測量在工程測量中得到廣泛的應用。以提高作業(yè)效率，減少勞動強度，并實現高程測量的自動化。由于不同高程的水準面不平行，沿不同路線測得的兩點間高差將有差異，所以在整理國家水準測量成果時，須按所采用的正常高系統(tǒng)加以必要的改正，以求得正確的高程 ??2 。在我國，對三角高程和水準測量的對比研究是相當普遍。試驗結果表明，當用中間法觀測邊長在 1km 以內，三角高程測量是可以代替四等水準測量。 東北水利水電勘察院與水電一局在白山水電監(jiān)測網中，用 ME3000 精密測距儀中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 3 測邊，用 T3 經緯儀同時找準對方經緯儀支架上的棱鏡。 國外研究現狀 美國國家大地測量局于 19841985年間用 T2020經緯儀和 DI5測距儀組成全站儀器，按中間法和對向觀測法施測總長為 30km 的線路，邊長為 300m 左右。4mm L ??7 。其結果與水準測量比較，在有利觀測條件和一般觀測條件觀測時，對向觀測時每公里中誤差均小于 177。它是在 大地測量學 的基礎理論基礎上以工程建設和社會大戰(zhàn)與安全保證的測量工作為主要服務對象而發(fā)展和形成的，為人列社會活動提供有用的空間信息。這就決定它的測量范圍與大地測量要小，在觀測和數據處理具有多樣 化的特點。誤差理論就是分析誤差來源與分類，總結歸納出誤差的一些特性。主要目的在于說明各種自變量與某一個因變量的關系。要達到真正的科學認識，不僅要研究質的規(guī)定性，還必須重視對它們的量進行考察和分析，以便更準確地認識研究對象的本質特性。 研究內容 本文主要研究在工程測量中，三角高程和水準高程的精度對比分析。水準測量是使用水準儀和水準尺，根據水平視線測定兩點之間的高差，從而由已知點的高程推算 未知點的高程。設水準測量的前進方向是由 A 點向 B 點，則規(guī)定 A 點為后視點，其水準尺讀數為 a，稱為后視讀數； B 點為前視點，其水準尺讀數為 b，稱之為前視讀數。 從圖 21 中還可以看出， B 點的高程可以利用水準儀的視線高程 Hi（也稱為儀器高程）來計算： iAH H a?? (24) ()B A iH H a b H b? ? ? ? ? (25) 當安置一次水準儀根據一個已知高程的后 視點，需求出若干個未知點的高程時，用上式計算較為方便，此法稱之為視線高法，在建筑工程中經常應用。 圖 22轉點與測站示意圖 大地水準面 通過 A點的水準面 AH BH ABh 1 A 2 3 n1 n B 中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 8 每安置一次儀器，稱為一個測站，而 1,2,3，?? n 等點即為轉點。水準尺長度為 3米，是以厘米為分劃單位的區(qū)格式木制雙面水準尺，尺底釘以鐵片，以防磨損。 表 2． 1 水準儀系列的分及主要用途 水準儀系列型號 DS05 DS1 DS3 DS10 每千米往返測高差中數偶然中誤差 = =1mm =3mm =10mm 主要用途 國家一等水準測量及地震監(jiān)測 國家二等水準測量及其他精密水準測量 國家三、四等水準測量及一般工程水準測量 一般工程水準測量 中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 9 作為轉點使用的尺墊或者尺臺系用生鐵鑄成，一般為三角型，中央有一個突起的圓頂，以便放置水準尺，下有 三個尖腳可以插入土中。 國家三等水準測量的精度要求的技術指標見表 ????，表中的黑紅面讀數差，即指一根標尺的兩面讀數去掉常數之后的容許的差數。每一測站必須嚴格計算水準測量作業(yè)后前視距差、后前視距差累計、紅黑面讀數差、紅黑面所測高差之差、檢測間歇 點高差之差。 中 南 林 業(yè) 科 技大學 本科畢 業(yè)論文 在工程測量中三角高程與水準高程的對比研究 第 頁 10 為了使一測站上，前后視距差產生的誤差得以消除，就必須使前后視距相等。但是殘余 i角也不是固定不變的，即使在同一測站上的前后視的 i 角往往由于太陽光照射的不同而不一樣。對水準尺的零點誤差，可在一測段中時測站數為偶 數的方法進行消除。 b) 調焦誤差 在觀測時，若在照準前后尺時均進行調焦，必然使在前后尺讀數時 i 角高度不一致，從而引起讀數誤差，前后視距相等時可以避免在一測站中重復調焦。由此造成水準尺讀數總是偏大。 外界環(huán)境的影響 a) 水準儀水準尺下沉誤差 在土壤松軟區(qū)測量時，水準儀在測站上隨安置時間的增加而下沉。消除辦法由：踩實尺墊；觀測間隔間將水準尺從尺墊上取下，減少下沉量；往返觀測，取高差平均值減少影響。 c) 日照及風力引起的誤差 這種影響是綜合的，比較復雜的。這種方法簡便靈活，受地形條件的限制較少，故適用于測定三角點的高程。量取望遠鏡旋轉軸中心 I至地面點上 A 點的儀器高 i，用望遠鏡中的十字絲的橫絲照準 B 點標尺上的一點 M，它距 B 點的高度稱為目標高 s，測出傾斜視線D′與水平視線 D間所夾的豎直角 ? ，若 A、 B兩點之間的水平距離已知為 D。 sinABh D i s?? ? ? ? (33) 凡是儀器設置在已知高程點，觀測該點與未知高程點之間的高差稱之為直覘；反之，儀器設置在未知高程點，測定該點與已知高程點之間的高差稱之為反覘。儀器置于 A點，儀器高度為 i1。 分別為過 P點和 A 點的水準面。這就是說，儀器置于 A 點測得 P、 M間的垂直角為 錯誤 !未找到引用源。由 201 S2CE R?