全站仪任意点架设仪器测高程的各种方法的讨论

全站仪任意点架设仪器测高程的各种方法

问题的分析

我个人认为，从大家热烈讨论的程度，从各抒己见阐述自己的方法来看，这个问题值得讨论，我对大家的回复都一一作了认真的阅读和理解，我觉得这个问题至少要敲定以下几点：

1．使用全站仪进行高程测量，到底有多少种可行的方法，相关的测量原理是什么？

2．每种方法的优势和不足是什么？各自适用性如何？

3．每种方法的测量精度如何？

我想，关于全站仪测量高程，若能细化为以上三点，并探索求解，就可以充分地说明，这个主题绝不“低级”。

现在我就来“摆摆龙门阵”，继续往下聊。

这里我只针对以上第1、2点做出阐述，第3点精度问题，以后有时间进一步琢磨了再专门说说。

全站仪高程测量的方法

全站仪测量高程到底有几种方法。根据我以往的理解，再参考了大家的热烈讨论，我个人认为，可以归结为三种，我暂且定义如下（并不一定地道，但大家能理解就行了）

方法一：经典方法，全站仪在已知坐标（含高程）点上设站；

方法二：后方交会，全站仪在任意点上设站；

方法三：对边测量，全站仪测两点高差。

本日志的开头，网友5678提出的方法就是方法二。

下面对三种方法进行阐述：

方法一：经典方法

先说方法一。说这个方法是经典方法，是因为：

1．其测量原理我们在学习经纬仪视距测量时就学习过，每种测量教材中都有；

2．测量教材中有关全站仪高程测量原理，都按此原理进行阐述；

3．全站仪高程测量的相关设置，都按此原理进行的。

到底什么测量原理呢，我们来回顾一下，看下图：

我们从（1）式中可以发现，全站仪一旦设站完成，测站高程和仪器高度均为定值，若测量过程中不改变棱镜高度，则除了Ssina（即实测参数）外，等式右侧其它各参数之和均为恒等值，由此我们可以得出：

全站仪一旦设定，同时不再改变棱镜高度的话，全站仪对各点的测量高差，其实质是每个三角高差dZ的差值

这个结论我们先记住，它将是后面方法二和方法三的理论基础。

方法二：后方交会

说实话，我也不知道叫“后方交会”是否准确，因为这个名字一般是指：在全站仪平面测量时，全站仪自由设站，通过测量并输入测站外两个已知点的平面坐标，从而完成设站的工作。

而这里是指全站仪在高程测量前，全站仪自由设站，通过测量测站外一个已知高程点，再通过全站仪相关的设置，从而完成全站仪高程测量设站的工作。

我们还是继续对照着这张老图进行分析：

方法三：对边测量

方法三的测量方法是一个纯粹的高差测量，操作也相当简单：全站仪架设在任意位置，不做任何高程测量的设置（即测站高程、仪器高、棱镜高均使用仪器内存值），分别对两个点测量其三角高差dZ（要保证棱镜高度不变），两者之差即

为两点之高差，跟水准测量的后视减前视相反，这里应该是前视减后视。其测量原理，在方法一中已经验证，在此不再赘述。

各种方法的适用情况：

方法都出来了，都有测量原理，都是可行的，如果硬要说哪种方法好，本身这个问题就是个伪问题，因为每种方法各有优势，如果不结合实际情况，便不能确定到底哪种方法要好。因此最后来谈谈各种方法的优势和不足，以及它们的适用情况。

方法一是经典方法，原理明确，地球人都知道，而且全站仪的高程测量设置也是据此设置和计算，操作时按部就班，不容易出错，很多人都喜欢用它。缺点正如很多网友所说，仪器高度量取时误差较大，因此比较适用于初学者（按原理操作），以及对高程精度要求不是很高的情况（比如路基填挖施工）。改进的方法也有，正如很多网友说的，设置完成后，对后视已知高程点进行检验的时候，根据测量值和已知值的差异情况，调整仪器高度，直至差异小到满足要求为止。

方法二的优点是能在任意点上设站，不需要知道测站点高程而进行高程的测量，这个非常适用于进行三维测量时，平面也同时自由设站的情况，因此使用非常灵活，适应性强。缺点是设置的时候，不是按照参数的原意进行设置，比如输入测站高程，需要输入后视点高程，输入仪器高度时，输入测量三角高差的反号值等等，这个用长沙话来讲，叫做“转犯子”，这时候头脑要保持绝对的清晰。而且，根据“测站高程+仪器高-棱镜高”为恒等值的原理，实际操作中参数输入有无数种组合，比如：

1．后视点高程—>测站高程，后视点三角高差反号—>仪器高，0—>棱镜高

2．后视点高程-后视点三角高差—>测站高程，0—>仪器高，0—>棱镜高

3．后视点高程—>测站高程，0—>仪器高，后视点三角高差—>棱镜高

……

等等，只有想不到，没有做不到，所以大家不要再争论如何“转犯子”输入参数了，只要满足“测站高程+仪器高-棱镜高”为恒等值这个条件，哈是可以的。

方法二的拥趸者，主要的自豪点在于免除了仪器高和棱镜高的量取，特别是避免了量取仪器高的误差，因此，即使在已知点上架设仪器，他们也会采用方法二来设置仪器。

方法一和方法二的共同点，就是通过测量能直接获得测点的高程，因此适用于在一个测站上获取若干多个点高程的情况，比如地形碎部点测量、路基施工放样等。

方法三的特点是，避免了啰嗦的全站仪高程测量设置，神马都不用，只在距离测量模式中读取各点的三角高差dZ，通过各点dZ之差计算各点高差，跟水准测量

类似，甚至可以直接使用水准测量的记录表格。不足之处在于不能直接测量获取各测点高程，还得象水准测量计算那样进行下一步的推算。因此，方法三如果用于地形碎部点测量、路基施工放样等情形就麻烦多了，但方法三可适用于水准路线的测量，以及在一个测站不需测量多个测点的情形。

呼呼，总结到此完毕，不足之处请各位指正，累死了，休息。