【正文】 測距離的影響。水準測量精度雖然比較高，但是其測量工作量大，特別是對于地面高低起伏較大或不便于作水準測量的地區(qū)，用這種方法測定地面點的高程速度緩慢，有的甚至非常困難。正常高系統(tǒng)和正高系統(tǒng)是有區(qū)別的，主要是由于重力場的影響使得地球重力線方向會產(chǎn)生一些偏移。[關(guān)鍵詞]:三角高程測量，全站儀中間法，測量精度Abstract This paper will be an analysis triangulated height surveying the accuracy of measurement error sources and based on! Put forward the middle method by using the method of triangulated height surveying, blowing out among tachometer height measurement method, and the formula of error propagation law and role knocking down out of the elevation measurement formula, this paper analyzes some error of leveling the influence of accuracy.Key words: trigonometric leveling；middle method of total station；precision analysis1緒論 引言 測量是一個很古老的行業(yè)，無論是控制測量、導(dǎo)線測量、地形測量、還是道路測量、隧道測量、航空攝影測量等，均需測定高程位置，因此，高程測量是各種測量中的重要組成部分。用水準測量的方法測定地面兩點之間的高差后，即可由已知高程點求得另一點的高程。要想三角高程測量在一定條件下得到更為廣泛的應(yīng)用，提高三角高程測量精度成為其首要任務(wù)。通過對測段按偶數(shù)邊進行觀測，無需量取儀器高和目標(biāo)高，避免了由此帶來的測量誤差。監(jiān)測工作不僅采用目前國內(nèi)外最成熟最先進的測量儀器設(shè)備，而且在實踐中還采用了新的技術(shù)手段和方法，如對滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計機智能仿真系統(tǒng)；擬進行研究的三峽庫區(qū)滑坡泥石流預(yù)報的“3S”工程等，而這些都涉及到精密三角高程測量。這是GPS，GIS技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個典型例子。精密測量不僅是施工的質(zhì)量保證，也為整治工程病害提供了可靠的資料，同時也能對整治效果作出了準確評價。當(dāng)所測兩點之間距離較短時，可用水平面來代替水準面，測定地面兩點間的高差。再使豎盤指標(biāo)水準管氣泡居中(如為豎盤指標(biāo)自動補償裝置的經(jīng)緯儀則無此項操作)，讀取豎盤讀數(shù)，并計算豎直角。圖中相連結(jié)的兩個容器2分別安置在兩個欲測平面A、B點處，當(dāng)容器中裝有同類均質(zhì)液體時，根據(jù)連通管原理，液體的液面將處于同一水平，高差可用液體高度與求得：=－＝（－）－（－） (21) GPS高程測量GPS高程測量是GPS測量的內(nèi)容之一，由GPS相對定位得到的三維基線向量，通過GPS網(wǎng)平差，可求得精密的WGS－84大地高差，再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，求得精密的國家或地區(qū)參考橢球的大地高差，如果已知網(wǎng)中一個或多個點的大地高程，就可以求得各GPS點的大地高。在水準測量中地球曲率的影響可以在觀測中使用前后視距相等來抵消。當(dāng)位于P點的望遠鏡指向與所相切的PM方向時，由于大氣折光的影響，由N點射出的光線正好落在望遠鏡的橫絲上。(2)參考橢球面上距離s和投影在高斯平面上的距離d之間的關(guān)系。如果觀測是在同樣情況下進行的，特別是在同一時間作對向觀測，則可以近似地假定折光系數(shù)K值對于對向觀測是相同的，即=。4)垂直角觀測應(yīng)采用覘牌為照準目標(biāo)，用級經(jīng)緯儀(同精度或高于其精度的全站儀)按三絲法觀測三測回。圖33 球氣差系數(shù)C位隨時間的變化在實際作業(yè)中，一般不是直接測定K值，而是設(shè)法確定C值，因為C=（1K）/（2R）,而平均曲率半徑R對一個測區(qū)來說是一個常數(shù)，所以確定了C值，K值也就知道了。圖34垂線偏差改正如圖34所示，假定測站A的的垂線偏差在視線AB垂直面上的分量為，垂直角觀測值為，經(jīng)垂線偏差改正后以法線為準的垂直角為 =+故有 tan()=tan(+)因相對于而言是一微小量，按泰勒級數(shù)展開，得:tan(+)=tan+ +…將上式代入式(37)，求得經(jīng)垂線偏差改正后的單向觀測高差的計算公式為 ； =d()tan+ + －＋d() (314)式中最末一項就是高差的垂線偏差改正。(2)對向觀測時，若垂線偏差沿視線方向隨著距離成線性變化，()/2與相差很小，可以認為這時計算的高差就是近似正常高高差，它受垂線偏差的影響也很小。在全部平差計算工作結(jié)束后，再將各點的大地高高程返算為正常高高程。不管使用什么儀器，要準確量取儀器中心到測站中心之間的高度是困難的，因此，通過提高量取儀器高的精度來提高三角高程測量精度是不現(xiàn)實的。如果實際測量過程中，因通視而降低或升高棱鏡，要記錄下相對于起始棱鏡高所升或降低的高度。目前工程上常用的全站儀測距精度一般為（1+）（5+） (D為測距長度，以km計)，測角精度一般為士。研究分析了全站儀中間法三角高程測量的原理和方法，以及如何提高其高程測量精度就采取的措施。我們知道，除觀測誤差外，影響三角高程測量精度的主要因素是大氣垂直折光和垂線偏差，當(dāng)距離較長時，三角高程測量的精度主要受大氣垂直折光的影響。折光現(xiàn)象的產(chǎn)生，主要是由于光線所通過的大氣密度不均勻的緣故，其不均勻性主要分布在垂直方向上，同一種波長的光波的大氣折射，歸根到底是由大氣密度的狀況決定的。在該算例中，由于距離的觀測已達到mm級，所以，我們假設(shè)距離沒有誤差，在平差時不考慮其影響。所以，本文所推薦的方法不失為一種簡便而又經(jīng)濟的方法。一共13個特定點，39條邊，每條邊均同時進行了對向觀測，垂直角采用了4個測回，觀測時間為每天的917時。所以該影響總是在垂直角或天頂距觀測值的大小與變化中直接反映出來，并以同樣的函數(shù)形式參與計算，從而產(chǎn)生影響。長期的研究表明，由于大氣折射場隨時間和空間的瞬息變化，特別是近地面溫度梯度的變化非常大，要想建立一個普遍實用的模型來消除或精確改正大氣垂直折光的影響是很困難的，甚至幾乎是不可能的。為了提高全站儀中間法高程測量的精度，在實際操作過程中應(yīng)注意以下幾點:全站儀中間法高程測量的前后測點應(yīng)盡量采用同樣的規(guī)標(biāo)(棱鏡)高度。以=的全站儀為例，其測距精度一般為mm，在此，取=4mm，即按全站儀到測點的測距1km計算；曾有試驗證明，在此，取=4mm，分別按公式(412)和公式(411)計算，目標(biāo)高相等時和考慮目標(biāo)高量取誤差時兩種情況下全站儀中間法高程測量的中誤差，并取2倍中誤差作為三角高程測量的極限誤差，即以限＝２與有關(guān)規(guī)范中規(guī)定的三、四等水準測量的極限誤差進行比較，計算結(jié)果見表4－2和表4－3表42目標(biāo)高相等時全站儀中間法高程測量的極限誤差與三、四等水準測量極限誤差的比較表43考慮目標(biāo)高量取時全站儀中間法高程測量的極限誤差與三、四等水準測量極限誤差的比較分析表42和表43的計算結(jié)果，可以看出:(l)通過以上對全站儀三角高程測量精度的中誤差計算中可以明顯看出，邊長越短、豎直角越小則測量精度越高，因此應(yīng)盡量以短邊、小角測量高程，一般應(yīng)使豎直角在之內(nèi)，單邊測距不大于400m時(以50300m為佳，地形平緩時可適當(dāng)選用)，即使前后視距較差較大也可滿足三等水準的限差要求。在不考慮已知點高程誤差的情況下，對式(45)進行全微分，得:式中，考慮到當(dāng)1000