全站仪中间法与水准测量的精度比较_何习平
全站仪中间法测量误差分析及精度控制
全站仪中间法测量误差分析及精度控制[摘要]全站仪中间法三角高程测量在我国许多工程中有所应用，但业界人士对其研究比较少。
为此，本文通过介绍全站仪中间法三间高程测量的原理，重点针对全站仪中间法测量误差分析及精度控制工作进行探讨，并阐述了各种因素对高程测量精度的影响，以供实践借鉴。
[关键词]全站仪中间法三角高程测量原理观测方法随着我国社会经济建设的快速发展，城市工程建设数量日益增加。
在工程项目勘测和施工过程中往往会涉及到高程测量，这对项目的测量精度也提出了更高的要求。
目前，传统的高程测量方法主要包括水平测量和三角高程测量，水平测量是一种直接测定高差的方法，但容易受到地质条件的影响，使得外业工作量大，测量速度慢。
而三角高程测量具有灵活性好、效率高和适应性强等特点，它不受地形起伏的限制，且施测速度较快，是丘陵和山地测定高程的一种有效方法。
同时，全站仪的推广也使得三角高程测量在大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量领域的应用愈加广泛。
但全站仪中间法三角高程测量容易受到一些因素的影响，导致测量精度出现误差。
因此，加强全站仪中间法测量误差的分析工作就十分重要了。
1全站仪中间法高程测量原理全站仪中间法高程测量原理如图1，A和B两点上安置反光棱镜，在A、B 的大致中间位置0点安置全站仪。
0、A两点的高差为：式中：S1、α1、f1分别为0至A点的斜距、竖直角、球气差改正数，为仪器高，为A点的目标高。
球气差改正数计算公式为：同理，0、B两点的高差为：A、B两点间的高差为：由公式（4）可知，全站仪中间法避免仪器高的量取，但高差测量精度还受到测距精度、测角精度和觇标高量取精度以及前后视球气差的影响。
2观测方法及分析2.1外业观测方法参照三等水准测量的外业观测要求，进行全站仪中间法三角高程测量，可消除或消弱误差的影响。
具体的观测方法有：（1）控制前、后视距差和视距累计差。
大气折光是三角高程测量的主要系统误差来源，其系数随时间、地点的不同而变化，难以精确测定。
全站仪中点法三角高程测量替代二等水准测量研究
摘要：在地形起伏较大的地区，采用全站仪中点法进行三角高程测量，能大大减少劳动强度，提高作业效率，有较强的实用性。 基于此，本文从三角高程测量的原理出发，分析其误差来源及精度，最终通过实例验证了利用全站仪中点法替代二等水准测量的可 行性。 关键词：ｉ角高程测量；二等水准；全站仪中点法；误差；精度 中图分类号：Ｐ
，ｎ２．．。＝［ｔａｎＳｏｑ＋半】ｍ：。十ｔａｎｓｏｔ：＋
等华］ｍ乞＋（击＋兰４序２
（Ｄ４＋Ｄ４’磊ｍＫ
（８） 式（８）中，实例采用索佳ＳＥＴｌｌ３０Ｒ３全站仪进行观测，则
３全站仪中点法三角高程测量与水准仪测量的比较
为了检验伞站仪中点法在实际工程中是否能达到二等的精 度要求，实验选取一闭合环，如图２所示。分别利用伞站仪和水 准仪施测，起始点Ａ的高程定为０．０００
ｓｅｃ・
由表３可知，当前后视距差在５ ｍ内时，所测的高差均在限 差范围之内。所以在利用全站仪中点法替代二等水准测量时， 应将前后视距差控制在５ ｍ之内，以便达到所需的测量精度。
４结束语
本文通过研究全站仪中点法ｊ角高程测鼍的误差来源及其 影响．并对测鬣精度进行分析，得出了全站仪中点法三角高程测 量在竖直角ａ≤１００，两点水平距离Ｄ≤２００ ｍ时可以代替二等 水准测量．且当ａ≤５。，Ｄ≤３００ ｍ时，也能达到二等精度要求。 通过实验，验证了用全站仪中点法替代二等水准测茸的可行性， 得｝｛｛在全站仪中点法代替二水准测量时应将前后视距差控制在
ｍ时进行高差测
量，并与水准仪所测的高差进行比较，检查两者高差之差是否在 限差之内，从而判断视距差对全站仪中点法测量的影响，实验结 果如表３所示。 表３
Ｔａｂ．３
前后视距差对全站仪中点法三角高程测量的影响 Ｔｈｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｏｒｗａｒｄ ｖｉｓｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ
全站仪三角高程测量与四等水准测量的精度比较分析
全站仪三角高程测量与四等水准测量的精度比较分析作者：王继辉来源：《城市建设理论研究》2013年第16期摘要：根据全站仪三角高程测量的原理和方法，对一条附合水准路线分别进行全站仪三角高程测量和水准仪四等水准测量，应用误差传播定律对两者的测量精度进行了对比分析。
结果表明，全站仪的测量精度略高于水准仪的测量精度，且使用较方便，受地形限制小，作业效率高，全站仪三角高程测量可以代替四等水准测量。
关键词：全站仪三角高程测量；四等水准测量；误差分析中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：引言随着测绘技术的发展，全站仪已广泛应用于控制测量、地形测量及工程测量中。
但是由于全站仪在测设竖直角时盘左和盘右的偏差较大且不稳定，全站仪三角高程测量能否代替水准测量，很多学者有不同的看法。
因此，本文根据全站仪三角高程测量的原理和方法，在平原微丘区的地形上，拟对一条附合水准路线分别进行全站仪三角高程测量和水准仪四等水准测量，应用误差传播定律对两者的测量精度进行比较分析，以确定两种测量方法的优劣。
1、工程概况本研究中主要对从大连市地铁D级GPS控制点DK027至控制点B2间的测点，分别进行全站仪三角高程测量与四等水准测量，并进行实测高程精度比较分析。
已知控制点DK027,B2的高程分别为66.788m和67.519m，测量长度约1.4km，附合水准路线走向图如图1所示。
全站仪采用PENTAXR-325N型，由江西南昌宾得全站仪生产供应商提供；水准仪采用科力达NL30A型，由南方测绘仪器有限公司生产。
在测量前均对仪器进行了校正，仪器精度均满足要求。
在天气晴好的情况下，先用全站仪进行测量，利用三角高程对向观测方法，仪器架设6站，完成了附合水准路线的测量；再用水准仪进行测量，按照四等水准双面尺法观测方法，仪器架设9站，完成测量。
图1附合水准路线走向图2、全站仪三角高程测量2.1三角高程测量原理如图2所示，设A,B为地面上高度不同的2点，已知A点的高程HA，只要知道A点对B 点的高差HAB，即可由HB=HA+HAB得到B点的高程HB。
全站仪在水准测量中的应用与研究
随着我国高速公路等大批基础工程项目的开工建设，全站仪在工程的设计和施工中越来越得到更加广泛的应用。
众所周知，全站仪能快速测量角度和距离，因此全站仪普遍用来确定二维平面坐标。
而在高程确定方面，通常用全站仪进行三角高程测量，这样的测量成果精度一般都难以达到等级水准测量的规范要求，所以进行等级水准测量时依然普遍使用水准仪。
其实，在工程施工过程中，只要对全站仪的操作使用采取一定的措施，用全站仪在一定范围内进行等级水准测量是可行的，而且效率可以得到很大的提高。
1.全站仪进行水准测量的原理及操作过程中应注意的问题由三角高程测量的原理我们知道：待测点高程=测站点高程+仪器高+高差-觇标高其中，高差部分由于球气差（通常把地球曲率和大气折光对高差影响，分别叫做“球差”和“气差”）的存在不能准确获得，所以直接采用三角高程测量是不能得到符合规范要求的高程结果。
在实际施工过程中，把全站仪当作用来“传递高差”的特殊“水准仪”，通过全站仪获得两观测点的准确高差来得到符合规范的成果。
把全站仪架设在两个观测点之间，仪器的位置大致处于中间，为了能够清晰地照准觇标，前后视距最好控制在500m 以内，如图1。
图1全站仪测量水准高程示意图操作过程中应注意的问题有以下几点：（1）架设仪器的位置尽可能在同两观测点距离相等的地方，观测过程中仪器必须始终处于精平状态。
天气最好是阴天，尤其避免雨后有太阳照射的天气；（2）每次的照准都必须用十字横丝切准觇标上和棱镜中心相对应的标志；（3）观测点上的棱镜必须牢固地架设，换站时前视点只需将棱镜转换方向即可，不要重新架设；（4）同一站观测要采用正倒镜观测，取平均值来减少指标差对高差的影响，而且在两控制点之间的站数尽量是偶数。
全站仪对应的测站地面点高程假设是H 测站，仪器高为i ，前后观测点的编号是1、2，对应点的高程值分别为H 1，H 2，相应的觇标高分别是v 1，v 2。
根据三角高程测量的原理，可知：H 1=H 测站+i+S 1sin α1-v 1+(1-k 1)D 12/(2R)H 2=H 测站+i+S 2sin α2-v 2+(1-k 2)D 22/(2R)式中：k 1，k 2是相应观测点处的大气垂直折光系数，R 是地球半径，由此可得两观测点之间的高差：b 12=S 2sin α2-v 2+(1-k 2)D 22/2R-[S 1sin α1-v 1+(1-k 1)D 12/(2R)]=(S 2sin α2-S 1sin α1)-(v 2-v 1)+[(1-k 2)D 22-(1-k 1)D 12]/2R 其中球气差对高差的影响部分，即[(1-k 2)D 22-(1-k 1)D 12]/(2R)=C ，虽然球气差中的大气垂直折光系数k 1、k 2难以确定，但是同一时间，相同地段的大气垂直折光系数k 1、k 2基本相同，即：k 1≈k 2=k ，而且在实际的操作过程中，当前后视测点确定以后，为了尽量不调整物镜焦距就能够清晰地照准觇标，这就要求前后视距D 1、D 2相对比较接近，通常前后视距之和选择在500m 以内，球气差对高差的影响值C 大小见表1。
对全站仪用于高程测量的优点及精度分析
对全站仪用于高程测量的优点及精度分析摘要：社会在不断进步，国家对测量领域的标准有了不同程度的提升，对高程测量的精度要求越来越高，水准测量作为主要的高程测量方式之一，它具有简单、准确度高以及经济实用的特点，但使用时对地形有很高的要求，对于地形比较复杂的地区来说，水准测量实施难度大，更别提一些地形崎岖的地区。
但是，随着全站仪的出现使用，地形复杂的地区也可以进行高程测量。
全站仪应用范围较广，很多工程测量都会选择全站仪，目的是提升测量的精度和提升测量的效率。
本文主要依据全站仪的对边测量功能所具有的优点进行拓展，分析出现测量误差的原因及解决办法，并对高程测量的精度做出更好的要求。
关键词：全站仪高程测量优点精度分析高程就是根据已知的一点高程去测量未知点的高程，然后将两点的高度差测量出来，对地面两点之间进行高差测量时，在一般情况下选择三角高程测量法和水准测量法。
但水准测量仍然是现代社会用于高程测量的主要方法，当测距仪出现以后，面对复杂地形时多了一种高程测量方法，可以使用光电测距三角高程测量，在很大程度上解决了地形崎岖测量高程的难题，随着科学技术的不断向前发展，各个土木工程建设基本使用功能齐全的全站仪，它是一种高技术、多功能的测量仪器。
一、全站仪的对边测量应用于高程测量的优点分析1 在光电测距三角高程测量（简称旧方法）中，一定要将全站仪放在测端的端点上和严格的中和定平，在全站仪的对边测量（简称方法）中，仅仅需要定平不需要对中，在这种测量方法中还可以灵活的选择测站点的位置，新方法具有灵活和省时省力的特点，可以节省一些不必要的时间用来做其他工作。
2在旧方法中，出现高程测量误差的因素有边长误差、垂直角误差、大气垂直折光误差等，而最主要的是竖直角的误差，随测站与测点之间的距离越大，误差值越大。
在使用旧方法测量时，需要安置全站仪与棱镜在测端点的两端，因此全站仪距棱镜的距离较远，新方法和水准测量的方法基本相同，测站位于被测两点大约中间的位置，全站仪距棱镜的距离可以缩短至少原来的一半，这一半的距离就能大大减少竖直角对测量误差的影响，使高程测量更加准确，同时还可以减少地球曲率和大气遮光对测量结果的影响，让高程测量的精度更加符合建设要求。
全站仪中点法三角高程测量替代二等水准测量研究
AB
= 20 1 . 055 1 . 056 1 . 056 3 . 394 1 . 090 1 . 091 1 . 091 3 . 795 1 . 130 1 . 130 1 . 130 4 . 175 1 . 323 1 . 323 1 . 324 5 . 367 1 . 620 1 . 620 1 . 621 6 . 573
( D1 - D2 ) D /m /m = 5 0 80 5 10 限差 0 100 5 10 限差 0 120 5 10 限差 0 200 5 10 限差 0 300 5 10 限差 0. 377 0. 377 0. 379 二等 0. 432 0. 432 0. 433 二等 0. 490 0. 491 0. 492 二等 0. 744 0. 744 0. 744 二等 1. 079 1. 079 1. 080 二等
2 1 + K2 D 1 m2 + tan2 2 + D1 2 R 2 m2 D2 D2 1 + K2 D 2 m2 + 1 2 + + D 2 2 R2 cos4 1 co s4 2 2 mK 4 ( 8) D4 1 + D2 4R 2 式 ( 8) 中 , 实 例采 用 索佳 SET 1130R3 全 站仪 进 行观 测 , 则 m = 1 , mS = 2 + 2 10- 6 S mm, 由于 D = S cos , 所
1 全站仪中点法三角高程测量原理
全站仪中点法三角高程测量是将全站仪置于已知高程点和 待测高程点中间 , 在不量取仪器高的 情况下 , 利用三角高程测量 原理测出待测点的高程。这种方法因全站仪到待测点和已知点
如图 1 中 , 假设 A 为 已知 高程点 , B 为 待测 高程点 , 在 距离 A 点和 B 点大致相等的位置 C 点安置 全站仪 , 根 据三角高 程测 量 原理 , 可以得到 : hCA = S1 s in 1 + f1 + f 2 + i - l1 ( 1)
全站仪中间法三角高程测量代替四等水准的可行性研究
全站仪中间法三角高程测量代替四等水准的可行性研究水准测量是目前测量精度最高的一种高程测量方法，但测量效率较低，一般适用于平坦地区，在山区及高差陡变的情况下施测则较为困难。
三角高程测量通常是用全站仪施测，其高差测量精度可达三、四等水准测量的要求，其测量精度约低于几何水准方法，但测量效率较高，适于山区等各种大高差场合的高程测量。
本文通过分析全站仪中间法三角高程测量的施测方案，采用合理的观测方法使大部分系统误差在观测和计算中相互抵消，对剩余的残余误差进行理论分析，对基于该方案的全站仪高程测量的精度作出理论评定，证明了该测量方法的可行性。
现在大多数测绘工作中的控制测量数据采集过程中仍采用传统的测量方法，即平面控制测量使用GPS采集数据，高程控制测量采用水准仪采集数据。
全站仪三角高程测量使用较少。
这种局面产生的原因是：人们普遍认为用全站仪测高程的精度较低，达不到高程控制测量。
在高程控制测量中，传统的水准测量在山区或高差较大的地区受地形起伏的限制，工作效率低。
采用全站仪三角高程测量方法，既能提高效率，又能保证质量，它是一种在地形起伏较大的山区非常实用的方法。
只要采取适当的作业措施，在特定的地形和施测条件下，其测量数据是正确可靠的。
用全站仪三角高程测量代替三等及以下的水准测量有其可行性，特别是地形起伏较大的山区是一种非常实用的方法，可大大降低工作量。
1三角高程测量的基本原理进行三角高程测量所使用的仪器为全站仪。
如图1.1，已知A点的高程为，欲测定B点的高程。
在地面上A、B两点之间测定高差，在A点设置仪器，在B点竖立反射梭镜。
量取望远镜旋转轴中心L至地面上A点的高度称为仪器高i，棱镜的反射中心至地面点B的高度成为目标高v，测出A、B两点的距离及倾斜视线与水平视线所夹的竖角，其原理如图1.1所示：图 1.1 三角高程测量基本原理如果已经测定A、B两点间的水平距离，则A、B两点间的高差计算公式为：（1.1）如果已经测定A、B两点间的斜距离S，则A、B两点间的高差计算公式为：（1.2）若A点的高程已知为，则B点的高程为：（1.3）由此可见，高差的误差主要受测量斜距S的误差、测量竖角的误差影响以及棱镜高和目标高的影响。
浅谈全站仪测量与GPS测量的精度比较
业业业业尘业业业业童业坐坐鼗业业啦堂业业业业业鼙坐肇坐业业坐坐坐坐坐坐坐坐簟章坐业坐业业妊坐业ｊｌ｝
当前，随着工业、网络技术和自动化应用技术的不断发展，加强了工 程物探专业的相关的理论。工程物探探测设备也得到了很大的发展，它 们具有采样密度集中、低成本、高效率、信息量加大的特点。工程物探探 测设备可以使我们获得较为连续的地址界面，充分的解决勘探孔深度和 间距的定位不合理，测试取样分布的不充分等问题。比传统的勘察手段 有着很大程度的改良，在这种设备使用时，较小的受地形和环境的限制， 并且可以很大程度上节省工程的时间、金钱和人力物力资源，准确度也 相对较高。每一个工程要想达到最理想的结果，仅仅依靠一种技术是不 行的，需要结合其他的钻探技术，达到扬长避短的效果，使得勘察的数据 更加精准，从而保证工程顺利的进行。 参考文献 『１１宋永健，高怀真＿工业与民用建筑岩土工程勘察计算机处理系统”系统 简介田．大坝观测与土工测试，１９９６，４． ［２ｌ ｒ扣华人民共和国标准．岩土工程勘察规范（ＧＢ５００２１—２０００１）．中国建筑 工业出版社，２００２． ｆ３１陈考培，甘德福．岩土工程勘察技术发展动向明．上海地质１９８７，３． 『４１刘玉荣．岩土工程勘察中地下水问题的探讨叨．宁夏工程技术，２００６，５
３选点
选点的科学与否。也是影响仪器外业控制质量和控制网测量成果精 度的重要因素。仪器观测的一次观测距离长，对点位布设具有较大的灵 活性，在实际的公路工程测量中选点应满足交通部行业标准《公路勘测
规｝酚（ｍ０６１—９９）的规定。选点应考虑控制网的设计要求及测区的自然
地理情况的要求，一般说来选点应满足以下几点要求： （１）相邻点位要通视，应选在交通方便、土质坚硬、稳定的地方，以便 于埋设、长期保存和安置仪器。 （２）点位应选在地势较高，平坦且视野开阔的地方，视场内不应有高 度角大于１５。的成片障碍物，还应考虑日后便于进行加密、扩展、寻找和 碎部测量及施工放样。这样，不仅充分发挥了加密控制点的控制作用，更 重要的是使放样点精度得到了保证。 （３）相邻点各边的长度应尽量接近于平均边长，且不同相邻点各边 长不应相差过大，选择的控制点数量要足够，以便控制整个测区。 （４）所选的控制点，必须满足观测视线超越（或旁离）障碍物１．３。以 上。 （５）路线平面控制点的位置应沿线布设，距路中心的位置宜大于５０ｍ 且小于３００ｍ，同时应便于测角、测距、及地形测量和定线放样。 （６）在桥梁和隧道处，应考虑桥隧布设控制网的要求；在大型构造物 的两侧应分别布设一对平面控制点。