全站仪三角高程测量精度分析报告
全站仪三角高程测量精度分析报告
全站仪三角高程测量精度分析作者修涛容摘要全站仪三角高程测量具有效率高，实施灵活等优点。
全站仪三角高程测量可以代替水准测量进行高程控制，主要有对向观测法和中间观测法。
在这两种方法中，前者将大气折光系数作为常数考虑，认为各个方向的折光系数相同，这与实际的情况有出入。
而中间观测法则将大气折光系数作为变量处理，并加以改正。
经研究并通过实践验证，在观测结果进行修正的条件下，全站仪三角高程测量完全能达到三、四等水准测量的精度要求，同时可借助Excel强大的数据处理能力，使观测数据的处理更为方便快捷[1]。
文章根据三角高程测量原理及误差传播定律，对全站仪三角高程测量在测量中的应用及精度进行了探讨。
对三角高程测量的不同方法进行了对比、分析总结。
通过试验，对全站仪水准法三角高程测量进行了精度分析。
关键词全站仪；三角高程测量；精度分析Total Station trigonometric leveling accuracy analysisAbstract Total Station trigonometric leveling with high efficiency, the implementation of the advantages of flexible. Total Station trigonometric leveling can replace the standard of measurement for elevation control, mainly on the observation method to the observational method and intermediate. In both methods, the former take into account atmospheric refraction coefficient as a constant, that the refraction coefficient in each direction, this discrepancy with the actual situation. While the rule of the middle observation of atmospheric refraction coefficient as a variable processing and correction. Research and verify through practice, Total Station trigonometric leveling observations amendment can fully meet the accuracy requirements of the third and fourth level measurement, Can take advantage of Excel's powerful data processing capabilities, more convenient to make the processing of observational data.Article based on trigonometric leveling principle and law of error propagation, Total Station trigonometric leveling application and accuracy in the measurement are discussed. Different methods of measurement for triangulation were compared, analyzed and summarized. Trigonometric leveling Total Station Standards test, measurement accuracy analysis.Key words Electronic Total Station;trigonometric leveling;accuracy analysis目录摘要 ..................................................... 错误!未定义书签。
全站仪三角高程测量的精度分析及其应用
全站仪三角高程测量的精度分析及其应用摘要：测绘技术在建筑工程、交通运输以及水利水电等领域都有着广泛的应用，特别是随着我国测绘工程行业以及科学技术的不断发展，出现了越来越多的先进测量技术，并得以实践应用，测量技术的精确度也在不断提升。
加强对测绘工程测量技术的分析研究工作，对工程行业以及工程企业的持续发展有着重要意义，应当受到有关部门、相关企业以及从业人员的高度关注与重视。
基于此，本文章对全站仪三角高程测量的精度分析及其应用进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：全站仪三角高程测量；精度分析；应用引言对于一项工程来说，测量为整个工程的质量保证等提供了重要的技术支持，而且测量结果也是整个工程项目开展与实施的重要依据。
随着测距技术的快速发展和测角精度的提高，全站仪三角高程测量以其简单、方便、测量效率高、累积误差小等优点在工程建设和数据采集中得到广泛应用。
一、全站仪的概念全站仪是全站仪电子测速仪的简称，可同时进行测角、测距、测高差等各种测量。
就此而言，高精度主轴得到广泛应用，并在高精度设备的建造和安装中发挥着重要作用。
全站仪的高程测量精度仍不确定，因为全站仪的电子测量对天气环境敏感，较纯光学原理的比例还不确定，通常采用高程测量法进行高精度测量。
但是，高程测量效率较低，通常适用于较平的测量环境，如果存在较大差异(例如高山和高层建筑)，则高程测量通常需要使用钢带进行高程转移，但随着差异的增大因此，将高程测量改为全桩号三角形高程将提高高程测量的效率。
二、全站仪的基本测量原理众所周知，测量的基本任务包括水平距离测量、水平角测量、竖直角测量、高差测量。
与传统测量方法相比，全站仪可以实现一次安置仪器完成测站上全部的测量工作，使距离测量、角度测量操作简单化和便捷化，且能够在一定程度上避免读数误差的产生。
这是全站仪独树一帜的强大特点，而这一特点的支撑在于仪器本身特殊的部件结构。
为了做到一次瞄准实现全部基本测量要素的测定功能，且保证测定结果的准确性，全站仪望远镜实现了视准轴、测距光波发射和接收光轴的同轴化，以及全站仪双轴自动倾斜补偿，即全站仪的基本测量原理。
全站仪三角高程测量的原理、方法、精度分析
摘要在工程建设的勘测、施工中常常涉及到高程测量，现场采用的测量方法主要是水准测量和三角高程测量。
水准测量精度高，但是速度比较慢，效率低。
此外，水准测量的转点多，而且标尺与仪器也存在下沉误差，如果在丘陵、山区等地使用水准测量进行高程传递是非常困难的，有时甚至是不可能的。
近些年来，由于全站仪的发展，使得测角、测距的精度不断提高。
三角高程测量传递高程比较灵活、方便、受地形条件限制较少等优点，因此全站仪三角高程测量补充了水准测量不能在山区等地形起伏较大的地区施测的不足，成为水准测量的重要方法。
本文对全站仪三角高程测量的原理、方法、精度等进行了分析，认为用全站仪代替水准仪进行高程测量，在一定范围内可达到三等水准测量要求。
关键词：全站仪三角高程精度分析等级水准AbstractIn the construction survey, construction often involve the height measurement, the scene is the leveling measurement method is mainly used and trigonometric leveling. Leveling precision, but at a slower speed, low efficiency. In addition, the turning point of leveling and gauge and instrument is also sinking error, if in the hills, mountains and other places using the leveling elevation transfer is very difficult, sometimes even impossible. In recent years, due to the development of the total station, the accuracy of Angle, distance to improve. Trigonometric leveling elevation is more flexible and convenient, and the advantages of less restricted by terrain conditions, so the triangle elevation surveying added leveling can't in mountainous terrain volatile regions such as measured by the insufficiency, has become an important method of leveling. In this paper, the principle and method of total station triangle elevation measurement, precision are analyzed, such as that using total station to replace the level height measurement, within a certain range can be up to three, the fourth level measurement requirements.Key Words:Total station, Triangle elevation, Accuracy analysis, Order leveling目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.1.1 研究目的与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国内研究现状 (2)1.2.2 国外研究现状 (2)1.3 本文研究内容 (3)第2章全站仪三角高程测量原理和观测方法 (4)2.1 全站仪三角高程的基本理论 (4)2.1.1 全站仪三角高程测量的原理 (4)2.1.2三角高程测量的基本公式 (5)2.2 全站仪三角高程测量的方法 (7)2.2.1对向观测法 (7)2.2.2中间测量法 (8)第3章三角高程与几何水准高程误差及精度的对比研究 (9)3.1 全站仪对向观测法的精度分析 (9)3.2 全站仪中间观测法的精度分析 (11)3.3 三角高程测量方法的比较 (13)第4章实例分析 (15)4.1 测量过程 (15)4.2 观测结果分析 (17)第5章结论与展望 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第1章绪论1.1 前言测量地面待定点的高程，传统的方法是通过仪器测量待测点与已知点间的高差，然后计算出待测点的高程。
全站仪三角高程测量的精度分析
牛 东峰 １ 董 婉 丽 ２
（ １中冶集 团武汉勘 察研 究 院有 限公 司 湖北 武 汉
摘
４ ０ ８ ２吉林 市规 划局 检 察支 队 吉林 吉林 ３００
１２ １ ） ３ ０ １
要 ： 站仪 三 角高程 测量具 有效 率 高 、 全 实施灵 活等优 点 ， 经研 究 并通过 实践验 证 ， 对观测 结果 进 在
参 考 文 献 １ 闫修 林 ． 增 苗 ． 波 图 技 术 在 雷 达 终 端 阮 杂
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１ 三 角 高 程测 量 高差 计 算
１１ 三角 高程测 量高 差计 算原 理 ．
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２ 陈 国海． 机栽 脉 冲 多普 勒雷达 的 中脉 冲重 复频 率波形 设计 ［ ］ Ｊ． 现代 雷达 ，９ ９ ２ １９ （ ） ３ 徐俊 毅 ， 秀坛 ， 王 彭应 宁．ＡＭＴ 系统 频 Ｄ
响 应 接 收 中断 ．开 始 接 收 从 ＡＤ Ｐ ２发 行 ．各 ＡＤ Ｐ计算 数据 开销 的 时间必 须 Ｓ＃ Ｓ
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全站仪三角高程测量方法及精度分析
全站仪三角高程测量方法及精度分析摘要：通过结合全站仪和跟踪杆，我们可以大大提升测量高程的准确性，并且随着应用频率的增加，这种方法也会受到越来越多的重视。
相比于传统的三角测量方法，新型的三角测量技术不仅可以克服其局限性，还能够大大降低误差，提升测量精度。
通过采用无需重复测量仪器和棱镜高度的方式，可以大大减轻外部作业的负担，并且提高测量的效率，这种方法在实际应用中表现出色。
关键词：全站仪；三角高程测量；测量方法；精度分析引言通过使用全站仪测量三角高程，我们可以建立一个三维坐标控制网。
这种方法包括对向观测法和中间观测法。
在进行对向观测时，我们通常会将大气折射系数视为一个常数，但是如果我们忽略了不同方向折射系数的差异性，那么我们就无法准确地评估整个系统的精度。
通过中间观测法，我们可以将折光系数作为一个方向变量来考虑大气折射误差对三角高程测量的影响。
因此，本文将详细介绍三角高程测量方法，并对它们的准确性进行比较分析。
1研究背景和现状高程测量是测量工作的重要组成部分，现代高程测量技术包括水准测量、三角测量和GPS高程测量。
然而，GPS 高程测量技术存在测量精度较低的问题，无法满足日常测量的需求。
此外，传统的三角测量技术，如全站仪测量，也存在一定的局限性，无法满足高程测量的需求。
通过使用全站仪进行三角测量，可以获得两点之间的垂直高度差，这种方法比传统的水平测量更加精确，而且由于没有受到地形的影响，可以更加迅速、准确地完成测量任务。
2全站仪的基本测量原理测量是一项重要的技术，它的主要目的是测量物体的位置、倾斜角、高差。
与传统的测量方式不同，全站仪可以快速、准确地完成测量，大大提高了测量效率，并有效地减少了测量结果的偏差。
全站仪望远镜具有独特的优势，它的核心技术就是其精准的视准轴、高精度的测距光波发射与接收光轴的同轴化，以及可靠的双轴自动倾斜补偿，使得它可以一次性完成所有的测量要素，并确保测量结果的准确性。
3全站仪三角高程测量方法特征分析以及研究进程3.1单向观测法使用全站仪三角高程测量单向观测法可以获得较高的水准测量精度，但是在进行测量之前，必须充分考虑地球曲率和大气折射带来的可能影响，这将会对测量结果产生重大影响。
全站仪三角高程测的精度分析
的中 误差分别为ms, ma, mk , mi, mv， 根据“ 一般函
数 中误差等于该 函数按 每个 观测值所求 的偏导 数
收稿 日期 :2005 一10 - 25
实际测量 中， 全站 仪测距 s 的误 差极小， 一般 可忽略不计 ; 当距离 5 较短 时， 大气垂 直折 光误 差
差。
参考文献 :
[1」 刘培文. 公路施工A 童 l 技术【 . 人民交通 M]
出版 社 , 20 0 1 .
[2〕 中国大 百科全书 编样 部. 中国大 百科全书 (光 盘 1. 1 版 ， 土木工程卷) [M] . 北京: 中国大百科 )
角， 为大气 垂直折光 系数， 为地 球平 均曲率 半 k R 径 ，为仪 器高 ， 为规牌高或棱镜高 ， s, a, k, i, v i v 设
tg" ,+2 (m (2)2、一:+ : 2m S一 P)2 R " m
式中 M, 是 以度、 、 分 秒为单位 的角度误差， 必
须化成以弧度为单位。 即:Ma= M, i, lp n , (p ^ =
则有
:m一士 .(买 h 。
为削弱垂直折光系数误差的影响， 角高程测 三 量中必须对向观测， 按误差传播定律对 向观测高差
中误差 :
rh 一 m nV六 h
代 上 得 h一夫 (斋 入 式 :m 士 一 双
此式说明， 垂直角测量误差 m。 当 一定时， 三
角高程测量高 差 的中误差 与距 离成 正 比， 离越 距 远， 误差越大 ， 而提高测 距精确度 也无法 有效减小
当在两水准点间进行 三角高 程测量， 需多次设 站测量高差才能闭合时， 根据误差传播定律得两水 准点间高差中误 差:
全站仪不同方法施测三角高程测量的精度分析
【 ｅ ｏｄ］ ｏｂｅｄｒ ｔｎｏｓｒ ｔ ｎｒ ｎｌ ｅ ｖｔｎ ｕ ｅ； ｉ ａ－ ｅ ｏ ｓｒ ｔｎｔａｇ ｌ ａｏ ｒ ｙＡ ｃｒ ｙａａ ｓ Ｋ ｙｗ ｒｓＤｕｌ ｉｃｏ ｅｖ ｉ ｉ ｇ ｅａｏ ｒ ｙＭｄ ｙｍ ｔ ｄｏ ｅ ａｏ ｉｎｌｅ ｖｔｎｓ ｖ ； ｃｕａ ｌ ｉ — ｅ ｉ ｂ ａｏ ｔａ ｅ ｌ ｉ ｓｖ ｗ ｈ ｂ ｖｉ ｒ ｅ ｅ ｉ ｕｅ ｃ ｎ ｙｓ
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全站仪三角高程测量方法与精度分析
位置并不完全相同 。另外 ， 虽然天线 的相位 中心 和几何 中心时刻 达到相对较 高的水平 ， 并已经被 广泛应用 于生 产和生 活中的诸 多 保持绝对的一致 ， 也不 能完全 保证定 位结果 的准确 ， 天线 的性能 方面 ， 在城市规划建设 、 森 林开 发 、 航海、 道路行 驶等 诸 多方面 均 对于定位 的结果 同样有着不可忽视的影响 。 发挥了巨大的作 用 ， 同时为当代人们 的生 活及 生产提供 了前所 未 在实际的动态 Ｇ Ｐ Ｓ测量过程 中为了消除相 位误差 的影 响 ， 大 有的便 利。但是 ， 相对于动 态 Ｇ Ｐ Ｓ的精 度控 制 ， 尚且存 在大 幅度 多在多个观测站上采用相同类型 的天线 予 以测量 ， 通过 多个观测 的提升空间。所 以 ， 相关人员应 当系统化 的分析影 响动 态 Ｇ Ｐ Ｓ测 站对 同一卫星 的数 据进 行 同步观测 ， 由此 求得差 值 ， 然后将 差值 量精度的因素 ， 尽快 的制定 出动态 Ｇ Ｐ Ｓ测量 的优化 方案 ， 从 而进 作为修正参数来对 相位 中心 的偏移进 行修 整。同 时对 于 天线 的 步提高动态 Ｇ Ｐ Ｓ 测量 的精度 。 安装有诸多的要求 ， 除 了必须 采取 同一类 型的天 线之外 ， 天线之 参考文献 ： 间的距离不能过 远 ， 各 天线安 装 时还需依 据测 量指 向磁北 极 ， 天 ［ １ ］ 白 帆． 高动 态 Ｇ Ｐ Ｓ单 点定位 的精度 分析 ［ Ｊ ］ ． 现 代 导航 ，
仪， 距离依靠钢尺 测量 。在 测量面 积较 大的 区域 时 劳动 强度 大 ， 提高 。 测 量结果受到天气因素的影响较大 ， 甚至在复杂的条件下根本不 １ 全 站仪 三角 高程 的传统 测量 方法
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全站仪三角高程测量精度分析作者修涛容摘要全站仪三角高程测量具有效率高，实施灵活等优点。
全站仪三角高程测量可以代替水准测量进行高程控制，主要有对向观测法和中间观测法。
在这两种方法中，前者将大气折光系数作为常数考虑，认为各个方向的折光系数相同，这与实际的情况有出入。
而中间观测法则将大气折光系数作为变量处理，并加以改正。
经研究并通过实践验证，在观测结果进行修正的条件下，全站仪三角高程测量完全能达到三、四等水准测量的精度要求，同时可借助Excel强大的数据处理能力，使观测数据的处理更为方便快捷[1]。
文章根据三角高程测量原理及误差传播定律，对全站仪三角高程测量在测量中的应用及精度进行了探讨。
对三角高程测量的不同方法进行了对比、分析总结。
通过试验，对全站仪水准法三角高程测量进行了精度分析。
关键词全站仪；三角高程测量；精度分析Total Station trigonometric leveling accuracy analysisAbstract T otal Station trigonometric leveling with high efficiency, the implementation of the advantages of flexible. Total Station trigonometric leveling can replace the standard of measurement for elevation control, mainly on the observation method to the observational method and intermediate. In both methods, the former take into account atmospheric refraction coefficient as a constant, that the refraction coefficient in each direction, this discrepancy with the actual situation. While the rule of the middle observation of atmospheric refraction coefficient as a variable processing and correction. Research and verify through practice, Total Station trigonometric leveling observations amendment can fully meet the accuracy requirements of the third and fourth level measurement, Can take advantage of Excel's powerful data processing capabilities, more convenient to make the processing of observational data.Article based on trigonometric leveling principle and law of error propagation, Total Station trigonometric leveling application and accuracy in the measurement are discussed. Different methods of measurement for triangulation were compared, analyzed and summarized. Trigonometric leveling Total Station Standards test, measurement accuracy analysis.Key words Electronic Total Station;trigonometric leveling;accuracy analysis目录摘要 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
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第一章全站仪 .. (1)1.1全站仪的介绍 (1)1.1.1全站仪的工作原理 (1)1.1.2全站仪的发展和简史 (1)1.1.3全站仪的分类 (1)1.1.4全站仪的结构 (2)1.1.5全站仪的主要特点 (3)1.1.6全站仪操作注意事项 (4)1.2全站仪的主要功能 (5)1.2.1水平角测量 (5)1.2.2距离测量 (5)1.2.3坐标测量 (5)1.2.4全站仪的数据通讯 (5)1.3全站仪的检验 (6)1.3.1全站仪整平以及气泡校正 (6)1.3.2垂直度盘安装过程中的误差分析及其校正 (6)1.3.3检验 (7)第二章全站仪三角高程测量的原理 (8)2.1三角高程测量定义 (8)2.2三角高程测量基本原理 (8)2.3全站仪三角高程测量的技术指标 (8)第三章全站仪三角高程测量方法 (10)3.1三角高程测量的传统方法 (10)3.2单向精密三角高程测量方法 (11)3.3全站仪对边测量三角高程测量法 (11)3.4全站仪水准法三角高程测量 (13)3.5对向观测法 (13)3.6中间观测法 (14)第四章全站仪三角高程测量精度分析 (17)4.1全站仪三角高程测量精度分析 (17)4.1.1大气对光电测距精度的影响 (17)4.1.2削减大气对测距精度影响的途径 (18)4.1.3光电测距的最佳观测时间 (18)4.1.4根据大气模型进行修正 (18)4.2不同观测方法误差的共同点 (18)4.3提高全站仪三角高程测量精度的措施 (19)第五章全站仪三角高程测量的应用实例 (20)5.1工程概况 (20)5.2准备工作 (20)5.3现场测量及注意事项 (21)5.4业整理计算分析 (21)5.4.1求K值 (21)5.5技术小结 (22)5.5.1对三角高程的误差、精度进行分析 (22)5.5.2做好测量前准备工作 (22)5.5.3工程总结 (22)第六章结语 (23)第一章全站仪1.1全站仪的介绍全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。
是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。
因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。
1.1.1全站仪的工作原理全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。
电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。
1.1.2全站仪的发展和简史全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。
随着电子测距技术的出现，大大地推动了速测仪的发展。
用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，使得测程更大、测量时间更短、精度更高。
人们将距离由电磁波测距仪测定的速测仪笼统地称之为“电子速测仪”（Electronic Tachymeter）。
全站型电子速测仪则是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。
由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常称之为全站型电子速测仪或简称全站仪。
1.1.3全站仪的分类全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有：编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅盘）测角系统等三种。
全站仪按其外观结构可分为两类：（1）积木型（Modular，又称组合型）早期的全站仪，大都是积木型结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。
（2）整体性（Integral）随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距，测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜视准轴为同轴结构。
全站仪按测量功能分类，可分成四类：（1）经典型全站仪（Classical total station）经典型全站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。
（2）机动型全站仪（Motorized total station）在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。
在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。
（3）无合作目标性全站仪（Reflector less total station）无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。
因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。
（4）智能型全站仪（Robotic total station）在机动化全站仪的基础上，仪器安装自动目标识别与照准的新功能，因此在自动化的进程中，全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷，实现了全站仪的智能化。
1.1.4全站仪的结构全站仪几乎可以用在所有的测量领域。
电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。
（1）同轴望远镜全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。
同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量。
同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器部另设一光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传送给光电二极管接收，进行而由、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。