全站儀三角高程測(cè)量的方法與誤差分析研究畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-06 21:03本頁(yè)面
【正文】 差中誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。近年來(lái), 人們對(duì)全站儀已有了更深入地認(rèn)識(shí), 對(duì)全站儀在高程測(cè)量方面的應(yīng)用已有了大量研究, 其方法有全站儀單向和對(duì)向三角高程測(cè)量。盡管全站儀測(cè)距和測(cè)角精度很高, 但儀器高和棱鏡高都采用鋼尺按斜量法或平量法獲取, 其精度約為177。因此, 有研究者提出全站儀中點(diǎn)法高程測(cè)量, 此方法將全站像水準(zhǔn)儀一樣任意置站, 而不是將其置在已知高程點(diǎn)上, 在不量取儀器高的情況下, 利用三角高程測(cè)量原理測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程。雖然以上3 種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn), 但并未見(jiàn)對(duì)3 種方法作全面綜合誤差評(píng)定分析的研究, 特別是在相同觀測(cè)條件下研究各自測(cè)量精度, 以及其適用范圍等。 全站儀三角高程測(cè)量的研究發(fā)展與現(xiàn)狀因自從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始, 全站儀越來(lái)越普及, 到如今已被廣泛使用于地形圖測(cè)量和工程施工測(cè)量中, 使用跟蹤桿配合全站儀測(cè)量高程的方法也越來(lái)越被測(cè)繪工作者所采用。這種取代絕不僅僅是簡(jiǎn)單的儀器更換, 無(wú)論是從方法上、精度上還是效率上來(lái)說(shuō), 全站儀三角高程測(cè)量都具有經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量無(wú)法比擬的優(yōu)越性。近年來(lái), 人們對(duì)全站儀已有了更深入地認(rèn)識(shí),對(duì)全站儀在高程測(cè)量方面的應(yīng)用已有了大量研究,其方法有全站儀單向和對(duì)向三角高程測(cè)量。 研究的意義及其在工程上的應(yīng)用在地形圖測(cè)繪和工程的施工測(cè)量過(guò)程中, 常常涉及到高程測(cè)量。目前，隨著電子全站儀在測(cè)繪行業(yè)和工程施工單位的普及和其智能化發(fā)展方向的日益明顯，利用全站儀進(jìn)行三角高程測(cè)量的方法因其不受地形影響、施測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)而被越來(lái)越多的工程測(cè)量技術(shù)人員所關(guān)注和應(yīng)用。全站儀三角高程測(cè)量可以少受地形限制，在山區(qū)、高架橋、深基礎(chǔ)施工高程放樣中全站儀三角高程測(cè)量具有水準(zhǔn)測(cè)量無(wú)法比擬的優(yōu)越性。對(duì)各種施工條件下的三角高程測(cè)量方法：高程放樣測(cè)量、后方交會(huì)三角高程測(cè)量、懸高測(cè)量等進(jìn)行了介紹和探討，實(shí)踐表明，全站儀三角高程測(cè)量完全可以取代三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，并有取代二等水準(zhǔn)儀的趨勢(shì)。這標(biāo)志著測(cè)繪儀器的研究水平制造技術(shù)、科技含量、適用性程度等，都達(dá)到了一個(gè)新的階段。全站儀自動(dòng)化程度高，功能多，精度好，通過(guò)配置適當(dāng)?shù)慕涌?，可使野外采集的測(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或進(jìn)入自動(dòng)化繪圖系統(tǒng)?！? 全站儀的廠家很多，主要的廠家及相應(yīng)生產(chǎn)的全站儀系列有：瑞士徠卡公司生產(chǎn)的 TC 系列全站儀；日本 TOPCN （拓普康）公司生產(chǎn)的 GTS 系列；索佳公司生產(chǎn)的 SET 系列；賓得公司生產(chǎn)的 PCS 系列；尼康公司生產(chǎn)的 DMT 系列及瑞典捷創(chuàng)力公司生產(chǎn)的 GDM 系列全站儀?！ ∪緝x的工作特點(diǎn)： 能同時(shí)測(cè)角、測(cè)距并自動(dòng)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)； 設(shè)有各種野外應(yīng)用程序，能在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)得到歸算結(jié)果； 能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流；儀GTS710，圖4為蔡司Elta R系列工程全站儀，圖5為徠卡TPS1100系列智能全站儀。目前全站儀三角高程測(cè)量的應(yīng)用中，以中間觀測(cè)法最為普遍。另外，測(cè)站點(diǎn)選在中間，可以有效地減弱或消除地球曲率和大氣折光對(duì)高差測(cè)量的影響，又進(jìn)一步提高了精度。如今高精度全站儀的大量生產(chǎn)，大大降低了全站儀三角高程測(cè)量的成本、觀測(cè)時(shí)間縮短、觀測(cè)精度也得到進(jìn)一步的提高，給全站儀三角高程測(cè)量帶來(lái)更廣闊的天地。具有該功能的全站儀如今已大量應(yīng)用在精度要求較高的精密工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)以及無(wú)人值守等測(cè)量工作中，例如特大型構(gòu)筑物監(jiān)控、地鐵監(jiān)控、隧道監(jiān)測(cè)、大壩變形監(jiān)測(cè)等。應(yīng)用這一方法求得地面點(diǎn)的高程其精度較高，普遍用于建立國(guó)家高程控制點(diǎn)及測(cè)定高級(jí)地形控制點(diǎn)的高程。因此在上述地區(qū)或一般地區(qū)如果高程精度要求不是很高時(shí)，常采用三角高程測(cè)量地方法傳遞高程。hab=iv+S cosa+f其中 h 為兩點(diǎn)間的高差，i 為儀器高，v 為棱鏡高即標(biāo)高，S 為兩點(diǎn)間的斜距，a 為垂直角即天頂距，考慮到地球曲率和大氣折光對(duì)觀測(cè)值得影響我們加了個(gè)改正數(shù) f 。 當(dāng)s=100Km時(shí)，h=。2 、大氣折光的影響 r由于空氣密度隨所在點(diǎn)的位置的高程而變化，越是高空其密度越稀，當(dāng)光線通過(guò)由下而上密度均勻變化著的大氣層時(shí)，光線產(chǎn)生折射，這便是大氣折光的影響。 將反光棱鏡置于B 點(diǎn), 量得棱鏡高為v 。 其他符號(hào)意義同前。將全站儀置于A 點(diǎn), 棱鏡置于B 點(diǎn), 測(cè)得A、B 兩點(diǎn)間的高差hAB , hAB 稱為往測(cè)高差。往返兩次觀測(cè)高差的平均值即可作為最終的測(cè)量結(jié)果。在全站儀進(jìn)行往返測(cè)量時(shí), 如果觀測(cè)是在相同氣象條件下進(jìn)行的, 特別是在同一時(shí)間進(jìn)行, 則可假定大氣折光系數(shù)對(duì)于反向觀測(cè)基本相同, 因此。 中間自由設(shè)站觀測(cè)如圖2 所示, 在已知高程點(diǎn)A 和待測(cè)高程點(diǎn)B上分別安置反光棱鏡, 在A 、B 的大致中間位置選擇與兩點(diǎn)均通視的O 點(diǎn)安置全站儀, 根據(jù)三角高程測(cè)量原理, O、A 兩點(diǎn)的高差h 1 為: （331）式中: Sa1 分別為O 至A 點(diǎn)的斜距和豎直角, cr1 分別為O 至A 點(diǎn)的地球曲率改正數(shù)和大氣折光系數(shù)改正數(shù), i 為儀器高, v1 為A 點(diǎn)的棱鏡高。根據(jù)高程測(cè)量原理, A 、B 兩點(diǎn)間的高差h 為:（334）式中符號(hào)意義同前。（1）邊長(zhǎng)測(cè)量中誤差S m 的影響。（2）垂直角觀測(cè)誤差mα 的影響。垂直角的觀測(cè)誤差主要有照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差、氣泡居中誤差以及對(duì)外界空氣對(duì)流和空氣能見(jiàn)度影響造成的誤差。39。 讀，氣泡居住那個(gè)誤差m = 177。 空.由以上分析得到一測(cè)回垂直角觀測(cè)誤差： 兩測(cè)回平均值中誤差（3）儀器高和棱鏡高量測(cè)誤差對(duì)高差的影響。量測(cè)誤差主要有鋼卷尺標(biāo)定誤差和讀數(shù)誤差，且在量取儀器高和棱鏡高時(shí)，鋼卷尺要分上、下標(biāo)定和讀數(shù)，則由誤差傳播定律可得：于是，量取儀器高和棱鏡高的誤差對(duì)單向觀測(cè)高差的影響:（4）大氣折光誤差對(duì)高差的影響。為了解決這個(gè)問(wèn)題，采用對(duì)向觀測(cè)
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