【導(dǎo)讀】下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的。獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。包括EDM三角高程測量和GPS高程測量。首先闡述了幾何水準測量、三角高程測量和。據(jù)作為基準，最后對三角高程法和GPS高程測量結(jié)果進行對比分析。程測量試驗時，還考慮在不同天氣條件下對測量結(jié)果的影響。試驗結(jié)果表明在一定條件下?？梢允褂萌緝x代替水準儀進行高程測量，其精度達到三、四等水準測量精度要求。

　　

【正文】 24 根據(jù)規(guī)范可知二等水準測量的限差為 L4 ,三等水準測量的限差為 L12 ，四等水準測量的限差為 L20 ，其中： L 為測段長度，單位為 km，限差單位為 mm。 計算得出兩次試驗的二等水準限差為： m 限差 AB=177。 ； m 限差 CD=177。 所以，兩次試驗的二等水準測量完全滿足 表 所列的 限差 要求。 兩次試驗所得的中 誤差略有差異， 其原因是 C、 D 兩點坡度較大，水準測量需要在中間多架幾次儀器，造成誤差比平坦的 A、 B 兩點 稍 大。 三角高程精度分析 （ 1）單向觀測法測高程高差中誤差 評定三角高程測量精度的指標(biāo) ,是每一公里的高差中誤差。 我們首先研究單向觀測，設(shè)mh 、 mα 、 md、 ms、 mk 、 mi為高差、測角、測定垂直角、測距、確定大氣折光系數(shù)、儀器目標(biāo)高測量中誤差（其中 mi一般取 177。），則單向觀測的高差中誤差表達式為： 2222222222 22c o ss i n iks mmRsmsmm ???????????????????? ?? ??單向 （ ） 蘇一光 RTS632 全站儀精度為測角 177。2，測距 177。(2mm177。210?6D) 將兩次實驗數(shù)據(jù)代入（ ）式，得單向觀測高差中誤差分別為： m 單向 AB=177。 ； m 單向 CD=177。 （ 2） 對 向觀測法測高程高差中誤差 由于對向觀測不需要進行儀器高的測量，這就減少了誤差來源三角高程測量的的精度，由于對向觀測時 Sab≈Sba≈S， αab≈αba≈α， KabKba=ΔK，則對向觀測的高差中誤差表達式為： 222222222 )4(c o s21s i n21 2 iks mmRsmsmm ???????????? ??? ??對向 （ ） 下面針對對向觀測試驗 1 的第一個測站數(shù)據(jù)中各項誤差來源分別加以討論，然后求出總的誤差值。 ① 豎直角觀測誤差的影響 ： ?? ? msm ??????????21 c o s21 （ ） 25 其中， s 為測段長 ，豎直角為 0 176。 4′ 42″，全站儀測角精度 177。2 ，可以求得 m1為 177。 104m。 ② 邊長觀測誤差的影響 ： 222 s in21 smm ??? （ ） 其中， s 為測段長 ，豎直角為 0 176。 4′ 42″，全站儀測距精 （ 2mm+2ppm） 。求得 m2為 177。 103m。 ③ 大氣折光系數(shù)的中誤差對高差的影響 ： 223 )4( kmRsm ??? （ ） 其中， s 為測段長 ， R 地球半徑為 6371km， m△ k在測區(qū)為177。 ，求得m3為 177。 106m。 ④ 高度量取誤差的影響 m4一般默認 為 。 所以試驗 1 的對向觀測中誤差為： ? ?24232221 mmmm ?????對向m （ ）=177。 103m= 177。 將兩次數(shù)據(jù)代入（ ）式，可得對向觀測高差中誤差分別為： m 對向 AB=177。 ； m 對向 CD=177。 而在對向觀測中，不同距離對精度的影響也不同，根據(jù)各個誤差的公式，我們假定距離 S在 100m、 200m、 300m、 400m、 500m、 600m、 700m時，豎直角 a為試驗 1測站 1的 豎直角 0 176。 4′ 42″，下表 。 表 不同的距離對向觀測法各種誤差值 距離 S（ m） 對向觀測法誤差影響 豎直角誤差（ mm） 邊長觀測誤差（ mm） 大氣折光系數(shù)的中誤差（ mm） 高度量取誤差（ mm） 100 2 200 2 300 2 26 400 2 500 2 600 2 700 2 各誤差與距離 S的關(guān)系曲線如下圖 圖 各誤差與距離 S的關(guān)系曲線圖 從圖中我們可以看出豎直角和大氣折光系數(shù)的誤差隨著距離 S的增加也在變大，而邊長觀測誤差則基本無變化，高度量取誤差與距離無關(guān)。 （ 3） 中間 觀測法測高程高差中誤差 最后我們求中間法的高差中誤差，其關(guān)系式為： ????? 2 22222 12122 2s2221s122 11s i ns i n ?? ???? msmsmmm 中間 22v2 1v2k14122k2422 4 14 1 mmmsRmsR ??? （ ） 式（ ）中 K 值由于在同一地點短時間內(nèi)幾乎沒有變化，所以 K1=K2=K,同樣的邊長精度 ms ms2， 角度精度 mα mα2,棱鏡高精度 mv mv2都相等。 將兩次試驗數(shù)據(jù)代入式（ ），可得中間法的觀測高差的中誤差為： m 中間 AB=177。 ； m 中間 CD=177。 27 將以上三種三角高程測量方法與水準測量誤差相比較，如表 所示 ： 表 三角高程測量與水準測量的中誤差比較 方法 實測中誤差 中誤差限差 二等水準中誤差（ mm） 單向觀測法中 誤差（ mm 對向觀測法中誤差（ mm） 中間觀測法中誤差（ mm） 二等水準限差（ mm） 三等水準限差（ mm） 四等水準限差（ mm） 第一次試驗（ AB測段） 177。 177。 177。 177。 177。 177。 177。 第二次試驗（ CD測段） 177。 177。 177。 177。 177。 177。 177。 從以上數(shù)據(jù)分析不難看出，三角高程單向觀測的精度已經(jīng)達到四等水準的精度要求，對向觀測的精度達到三等水準測量的精度要求，而中間法觀測的精度已經(jīng)接近二等 水準測量的精度要求。 GPS 測高精度分析 根據(jù) 已經(jīng)建立的 GPS 校園控制網(wǎng)測得 A、 B 兩點的大地高，而之后選擇的 C、 D 點由于不在 GPS 控制網(wǎng)內(nèi)，所以 C、 D 點只比較三角高程的精度和二等水準的精度。而對于 A、B 點則以二等水準為基準，觀察 GPS 高程與二等水準高程的誤差。下表 中列出各 GPS點包括本次試驗用點 A、 B 兩點的 GPS 大地高和二等水準高程 ，校園控制網(wǎng)見第二章圖 。 表 二等水準、 GPS 兩種方法測量高程 點名 GPS 大地高 (m) 正常高 （ m） 高程異常（ m） GPS1 GPS2 GPS3 GPS4 GPS5(A) GPS6(B) GPS7 28 由表 可知 ，將 GPS 點的高程分別與水準高程作比較可以看出相差較大的點是GPS6(A)，相差最小的點是 GPS2， 高程異常的平均值是 。從表中不難發(fā)現(xiàn) 7 個 GPS點的高程異常值略有差異 ， 其原因可能是人為測量的誤差 ，水準測量得到的高程是相對高程和初始點的高程值可能不準確造成的 。 將 GPS 點測得的高程和二等水準高程作 對比分析如下 圖 所示，發(fā)現(xiàn) 每個點的 GPS 大地高與二等水準高程的差值在坐標(biāo)軸上差別不明顯，說明校園內(nèi)地勢基本平坦。 表 GPS 大地高和二等水準測高 圖 GPS 大地高和 正常高 根據(jù)試驗需求應(yīng)該多次進行測量然后發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，但是由于 選題時的立意沒有將GPS 高程列為終點 ， 所以就 沒有再次進行試驗。本次雖然誤差較大，但是根據(jù)理論 GPS測 高程擬合后的精度是可以達到四等水準的精度的。在平原地區(qū)其高程異常 值變化非常小， 可以認為 GPS 測量高程在工程應(yīng)用中具有越來越重要的作用了。而在那些地面起伏比較大的地區(qū)進行高程測量時， GPS 高程擬合的理論和精度還需要我們進行進一步的研究和分析。 小結(jié) 本章主要分析了水準測量的精度和三角高程測量的精度，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)三角高程單向觀測的精度已經(jīng)達到四等水準的精度要求，對向觀測的精度達到三等水準測量的精度要求，而中間法觀測的精度已經(jīng)接近二等水準測量的精度要求。所以在工程測量中，三角 29 高程測量完全可以替代三四等 水準測量，并且有向二等水準測量精度靠攏的潛力。而對于GPS 高程測量研究的比較少，其精度還有待研究，但通過查閱資料發(fā)現(xiàn)， GPS 高程測量的精度在理論上是可以達到四等水準測量精度要求的。 30 4 結(jié)論 與展望 結(jié)論 三種測量方法中無疑二等水準測量的精度最高，其次是三角高程測量， GPS 高程測量的精度最低，但我們在工程測量中要根據(jù)不同的需求選擇不同的測量方法。采用三角高程測量的方法測高程，操作簡便靈活，尤其是在地面起伏比較大的地區(qū)如果采用二等水準測量的話需要架設(shè)的站就更多，極其浪費人力物力，影響工程進度。在一定的 范圍內(nèi)，三角高程測量的精度可以滿足三、四等水準測量的精度要求并且接近二等水準的精度要求。三角高程測量為高程測量提供了一種方便快捷的測量方法。而 GPS 水準擬合高程在已知點布設(shè)合理的情況下，其精度可以滿足一定的工程測量需求，甚至可以達到四等水準測量的精度。本文主要研究的結(jié)論如下： （ 1）本文分別闡述了高程測量的三種常用方法，并且將二等水準測得的各點高程作為基準 ； （ 2）分別計算了三角高程測量三種方法精度且與水準測量的精度進行比較，得出結(jié)論：三種方法中中間法得出的精度最接近二等水準的精度，而單向觀測的精度最低，在 工程測量中一般會選擇中間法觀測和對向觀測法。三角高程測量的精度完全可以滿足三、四等水準測量的精度要求，并且還具備向二等水準精度要求靠攏的潛力； （ 3）將 GPS 測得的大地高經(jīng)過高程擬合后的正常高與各點的水準高程對比得出各點誤差并分析 GPS 測量在工程測量中的應(yīng)用和其發(fā)展?jié)摿Α? 展望 本次測量試驗比較簡單，對三角高程和二等水準進行了簡單的精度分析，但由于時間和能力有限，沒能對 GPS 高程的精度進行深入分析，只是簡單比較了一下 GPS 測得的高程和二等水準高程 ， 希望以后能有機會更加系統(tǒng)的學(xué)習(xí)這一方面的知識。 31 致 謝 本論文是在我的指導(dǎo)老師魏浩翰老師的悉心指導(dǎo)下得以完成的，從一開始的課題選取和方案制定，到中期論文修改，至最終的定稿，無不凝聚著魏老師的心血。在此期間，魏老師對本人多次提出寶貴的修改意見，使本論文能順利完成，在此謹向魏老師表示誠摯的謝意。 感謝土木工程學(xué)院，特別是我們測繪系的老師們，是他們讓我增長了許多知識；感謝史玉峰教授、陳紅華副教授、何立恒 副教授、 鄭加柱副教授、隋銘明老師、史曉云老師、欒志剛老師、陳 健 老師、王志杰老師、齊冬梅 老師 、 王增利老師 等多位老師這四年以來對我的教誨和關(guān)心，正是他們的熱心幫助下，才 使本論文得以順利完成。 班里的同學(xué)也給予了我很多熱情的幫助，感謝我們小組的全體同學(xué)在測量實試驗時對我的幫助，沒有你們我是無法完成整個試驗的。還要感謝南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院其他丏業(yè)的同學(xué)們大學(xué)四年里給我?guī)淼目鞓?，有你們陪伴的日子讓我終身難忘 ! 最后我還要感謝含辛茹苦的父母對我的養(yǎng)育與教誨 !感謝我的親人多年來對我無私的奉獻和支持！大學(xué)生活就快結(jié)束了，有你們的支持與鼓勵我會越走越好的！ 32 參考文獻 [1] 劉志德 ， 章書壽等 . 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