谈全站仪的高程测量精度
全站仪中点法三角高程测量的精度研究
ｍ ｔ ｈ ： ａ ｎ ａ １ ｍ＋ Ｄ ｔ ａ ｎ ａ ２ ｍ 。 Ｄ ＋ （ Ｌ 粤 — — — 一 ＋ 粤 — — — 一 ） Ｊ ・ ‘ ＋
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１ 全站 仪器 中点 法高程 测量 的基本原 理
全站仪 中点法是将全站仪安置在两测 点中间 ， 在 不量仪器 高和棱镜 高的情况下 ，利 用三 角高程 的原理 测 出待求 点的高
程， 如图 １ 所示。
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当Ｄ ＝ ５ ０ ｍ， Ｒ ： ６ ３ ７ １ ０ ０ ０ ｍ， 取Ｋ ＝ ０ ． １ ４ “ 。则 可 以得 到 ：
和棱镜高， 可有 效提 高作业效率 。经过理论分析和实验研 究， 结果表 明只要按照一定方法施测， 全站仪中点法测得 的高程精度可达到二 等水准测量的精度 。 关键词： 全站仪中点法 ； 三角高程测量； 精度 ： 二等水准
在工程测量中 ， 传 统的高程 控制的测量方法有几何 水准测 量和 三角高程 测量 ， 目前 ， 大部分 高程控制 网的建立仍 然是使 用水准仪进行 水准测量 ， 但是 对于地形起 伏较大 的地方 ， 水准 测量实施困难 。在这种情 况下， 通常采用三角高程测量方法 ， 但 是传统的三角高程测量方法要采用钢尺量取仪器高和 目标高 ， 其 测 量 所 得 的 高差 不 可 忽 略 。 全 站 仪 中 点法 是 将 全 站 仪 安 置在 两测 点中间 ， 在不量 仪器高和棱镜 高 的情况 下 ， 利用光 电三 角 高程的原理测 出待求 点的高程 。 本文通过误差传播定律对这种 方法进行 了精度分析并通过 实验验证 了在 一定条件 下 ， 全 站仪 中点法测得的高程精度可以达到二等水准测量精度。
全站仪用于高程测量的优点及精度分析
全 站仪 用 于 高程 测 量 的优 点及 精 度 分 析
孙 孝 军
摘 要： 详细 总结 了全站仪的对边测量功能用于高程测量的优点， 并应用测量误差理论对其高程测量 的精度进行 了理论 分析和估算， 并在各种地形情况下的 同一高程测量路线上全 站仪 的对边测量与水准仪 高程测量方法进行 比较 ， 其结果基
量精度的主要因素 ， 随测站 至测 点间 的距 离愈远 其影 响越 大。 且
图 １ 全站 仪 测 ■ 鬲 程 原 理 图
图 １中各符号所含意 义如下 ： Ｃ 为后视 斜距 ； ｏ 为前 视斜 ＳＡ Ｓ３ 距； Ａ ＤＣ 为后视 平距 ； ３ Ｄｏ 为前视 平距 ； ｉ Ａ为后视点棱镜 的高度 ；Ｂ ｉ 为前视点棱镜 的高度 ； 为全站仪 的高度 ； Ａ 为后点 Ａ至测站 ｈＣ
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第３ ３卷 第 ２ ７期
２０ ０ ７ 年 ９ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣｒＵＲＥ
Ｖ０． ３ Ｎｏ． ７ １３ ２
Ｓｐ ２ ０ ｅ． ０７
・３ ５ ・ ５
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
・
测 量 ・
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ７ ２ ．３ ５０ １０ ．８ ５２ ０ ）７０ ５ —２
本吻合 ， 而验证 了其可靠性和实用性。 从 关键词 ： 全站仪 ， 高程 测量 ， 精度 ， 观测误差 中图分类号 ： Ｕ１８ ６ Ｔ ９ ． 文献标 识码 ： Ａ
水准测量具有简便 、 确及 经济之 特点 ， 精 至今仍 是高 程测 量 的量取和输入 的操作 ， 又避免 了仪高 和镜 高测量 的误差 而引起 的
水准高程测量 ， 基本解决 了地形 困难 地 区的高程 测量 问题 。随着 的高程转点不需钉桩 ， 仅需选择稳 固可靠的地面点 即可。而旧方 经济的发展和测绘科技 的进步 ， 现在各 项工程测量 已普遍地使用 法则要求 中间各个 高程转 点必须 钉桩且 要求 在桩顶 明显地标 出 了具 有数据处理功 能的全 站仪 。应用 全站仪 的对边 测量 功能进 点位 ， 以便全 站仪 和棱镜对点 。显 然 ， 方法减少 了材料 消耗 和 新
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
系列 处理 ．完 成 后 传送 Ｎ ＲＣ通 道 输
出及 控 制参 数 ．同时 在 引脚 Ｆ Ａ 上 Ｌ Ｇ１
产生低 脉 冲 ．使 ＡＤ Ｐ ４进 入 中断服 务 Ｓ＃
程序 ， 收 由 Ａ Ｓ ＃ 送 出的数 据 。 接 ＤＰ１
有 限 ， 前 只 在 中 、 比例 尺地 形 图测 以 小
１ 三 角 高 程测 量 高差 计 算
１１ 三角 高程测 量高 差计 算原 理 ．
如 图 １所 示 ． 在 地 面 点 Ａ 安 置 全 设
站仪 ．照 准 Ｂ点 棱镜 测 得垂 直 角 为 ． 斜 距 为 Ｓ， 为 仪 器 高 ， ｉ ｖ为 觇 标 高 ， Ｅ Ｐ 和Ａ Ｆ分别 为 过仪 器 中心 Ｐ和地 面点 Ａ
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
的 水 准 面
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谈全站仪的高程测量精度
本人在从事工程技术管理的工作中，经常听到有测量工程师抱怨说某某全站仪不好用，测高程测不准。
于是我问他：测距离准不准？得到回答是，测距离没问题！于是我就奇怪了，为什么测距离准，测高程不准呢？全站仪工作时测得夹角a和距离L，如下图：
s H
L
a
H=L*sina
S=L*cosa
既然S准确，相应的H也应该准确，因为他们的计算变量都是一样的。
但经过本人实际操作，全站仪测高程精度确实比较差。
到底是什么原因使得同样的参数，计算出来的结果一个精确，另一个却不精确呢？进过详细分析，本人发现其实并不是仪器的问题，而是误差给大家带来的麻烦：
90sinx
cosx Y
Y1
Y2
上图是正弦曲线和余弦曲线示意图，我们可以发现在全站仪镜头水平x=0°—竖直x=90°期间y值的变化，当我们在接近0°附近测量时f（x）=cosx相对于g（x）=sinx对x的增量来说不敏感，也就是说，当我们在仪器测量a角时，一个增量Δa引起的S的变化比H的变化小的多，而实际操作中，各位测量工程师也会发现，由于仪器的构造限制，很少有机会在测量的时候使全站仪仰俯超过45°，而真正当仰俯角超过45°，（例如在近距离测量盖梁或者墩顶高程）时，全站仪的高程测量精度并不比水平坐标的测量精度低。
例如：sin10.1-sin10=0.00171855，cos10.1-cos10=-0.0003045，这表明在角度误差0.1°的情况下，瞄准接近100米的目标，高程会差17cm，而距离只差3cm，这就是为什么大家都抱怨全站仪测高程不精确的原因。
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。
全站仪在铁路测量中的精度控制
全站仪在铁路测量中的精度控制摘要：探讨了全站仪在铁路测量中的应用和精度分析，阐述全站仪在铁路测量中的误差精度控制，进一步强化全站仪在铁路测量作业中的运作效率，提高测量的精准度，旨在为相关研究提供参考资料。
关键词：全站仪;误差分析;精度控制;铁路测量;引言：随着铁路建设规模的扩大和列车运行速度的提升，对铁路轨道的测量工作提出了更加严格的要求。
在铁路测量中应用全站仪能够有效保证测量效率和精度，为铁路线路的养护维修提供更为准确的依据。
另外，全站仪采用的X、Y、H三维坐标可以直观反映线路实际情况，同时可利用计算机对数据和图形进行灵活处理。
因此，为确保铁路工程整体施工质量，达到规范要求精度的控制，对于铁路测量中全站仪的精度控制研究至关重要。
1.全站仪的概念及原理全站仪是集光、机、电为一体集合了垂直角、水平角、距离、高差测量功能的测绘仪器。
对于一次测量工作可以一次性完成因此称为全站仪一般应用于公路、铁路隧道的测量或者监控。
全站仪具有自动记录和显示的功能用自动代替了人工光学微读数简化操作步骤避免误差产生因其自动化的功能使得测量时间缩短节约了人力、物力。
全站仪利用了电子经纬仪其竖直度盘和水平度盘及其读数设置采用了两个编码盘和读数传感器进行角度测量根据测角精度的不同可以为0.5”、1”、2 ”、3 ”、5”、10”等几个等级[1]。
2.全站仪在使用中的误差分析2.1 轴系误差经纬仪在光学原理上更加突出，具有全站仪不能具备的优势，而全站仪在轴系方面存在更多的误差。
为控制轴系误差，就要正确认识轴系误差产生的原因。
具体来说，全站仪产生轴系误差的原因主要包括以下3个方面：（1）环境温度和气压的变化。
当测量环境的温度和气压变化较大时，尤其是测点间温度和气压差距较大时，全站仪视准轴位置会出现明显波动，视准轴的变动会直接引发轴系误差[2]。
（2）镜头安装调整不当。
在测量时，如果出现全站仪镜头安装与调整不当的情况，就会直接导致全站仪镜头中的望远镜十字丝中心偏离正确位置，进而导致视准轴偏离正确的仪器水平方向，产生轴系误差。
如何进行高程测量及精度提升
如何进行高程测量及精度提升高程测量是地理测量学中的一个重要分支，用于测量地表或物体在垂直方向上的高度、深度或海拔。
在城市规划、土地开发、建筑设计等领域中，高程测量的准确性对于确保工程质量和空间数据的可靠性至关重要。
本文将探讨如何进行高程测量并提升其精度，以确保数据的准确性和可靠性。
一、高程测量方法1.大地水准测量：大地水准测量是最常用的高程测量方法之一。
通过使用水准仪测量不同点之间的视线高差和水平距离，可以推导出地表的高度差。
这种方法的准确性较高，适用于较大范围的地理测量。
2.全站仪测量：全站仪是一种集观测测角、测距、测高等功能于一体的仪器。
通过精确测量仪器的仰角和水平角度，以及到目标点的距离，全站仪可以计算出目标点的高度。
这种方法适用于小范围的测量，并且具有较高的测量精度。
3.差分GPS测量：差分GPS测量是利用全球定位系统（GPS）进行高程测量的一种方法。
通过使用至少两个接收器接收卫星信号并进行差分计算，可以获得目标点相对于基准点的高度信息。
这种方法的优势是可以实现实时测量，并且可以在较大范围内进行高程测量。
二、精度提升方法1.使用更先进的测量仪器：随着技术的进步，新一代的高精度测量仪器不断问世。
使用这些新仪器可以提高测量的准确性和精度。
例如，采用高精度的全站仪或差分GPS仪器，可以消除仪器本身的误差，提高数据的可靠性。
2.选择适当的天气和环境条件：天气和环境条件对高程测量的精度也有很大的影响。
例如，风力大、气温变化大的天气条件下，测量仪器的准确性会受到影响。
因此，在选择测量时间和地点时，需要考虑天气和环境条件的稳定性，以确保数据的精度。
3.数据处理和纠正：对于高程测量数据，正确的数据处理和纠正方法也是提高精度的关键。
在数据处理过程中，需要考虑仪器常数、大地水准面等因素的影响，并进行相应的校正。
使用专业的测量软件和算法，可以更准确地处理和纠正数据，提高高程测量的精度。
4.重复测量和验证：高程测量是一个复杂而精细的过程，测量误差难以完全避免。
全站仪三角高程测量及其精度分析
高， ｋ为大气折光系数 ， 为地球曲率半径 ， Ａ、 尺 则 Ｂ两点之间单向观测高差为 ：
ｈ ｓ＝Ｓ Ｂ×ｓ ａ ａ Ａ ｉ Ａ＋ ｎ × ａ Ａ＋ｉ Ａ—Ｖ Ａ （） １
同理 ， Ｂ 点 向Ａ 点 进 行对 向观测 ， 由 假设 两 次 观测 是在 相 同 的气 象 条 件下进 行 的 ， 则取 双 向观测 的平 均
值可以抵消其球曲率和大气折光 的影响， 并得到 Ａ、 Ｂ两点对 向观测平均高差为［ ： 。 】
１
ｈｓ 号［Ａ× ｉ Ａ ｓＡ ｓａ ＋ ｉ—Ｖ） （ — Ｂ］ ａ＝ ＳＢ ｓ ａ — Ｂ × ｉ Ｂ （ ｎ ｎ Ａ Ａ 一 ｉ Ｖ） Ｂ
１ ５ ２５ ３ ５ ４ ５ ５ ５
从实验数据分析可看出： 向观测高差中误差随着竖直角及视线斜距的增大而增大。对于短测距边长， 对
仪器高和棱镜高量测误差是全站仪三角高程的主要误差。若取二倍中误差作为三角高程极 限误差， 则对于 测角中误差为 ±１ 全站仪 ， 向观测法在测距边长大于 １０１ 情况下 ， 对 ０ ｔ Ｔ 其三角高程精度可以满足三等水准限
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广西 工学 院学报
第 １ ９卷
如果取测角标准差 ＝±１， 测距标准差 ｓ ＝±（ ＋２ ～Ｓ ｍ 仪器高和棱镜高量取中误差 ２ １ ｘ ０ ） ｍ， ＝± ． ｒ ｌ １０ ｎ ， ｎ 则对应不同的竖直角 口和倾斜距离 Ｓ， 对向观测高差 的中误差见表 １ 所示。
析。
关
键
词： 全站仪 ； 三角 高程 ； 精度 ； 向观测法 ； 对 中间观测法 文献标识 码 ： Ａ
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谈全站仪的高程测量精度
本人在从事工程技术管理的工作中，经常听到有测量工程师抱怨说某某全站仪不好用，测高程测不准。
于是我问他：测距离准不准？得到回答是，测距离没问题！于是我就奇怪了，为什么测距离准，测高程不准呢？全站仪工作时测得夹角a和距离L，如下图：
s H
L
a
H=L*sina
S=L*cosa
既然S准确，相应的H也应该准确，因为他们的计算变量都是一样的。
但经过本人实际操作，全站仪测高程精度确实比较差。
到底是什么原因使得同样的参数，计算出来的结果一个精确，另一个却不精确呢？进过详细分析，本人发现其实并不是仪器的问题，而是误差给大家带来的麻烦：
90sinx
cosx Y
Y1
Y2
上图是正弦曲线和余弦曲线示意图，我们可以发现在全站仪镜头水平x=0°—竖直x=90°期间y值的变化，当我们在接近0°附近测量时f（x）=cosx相对于g（x）=sinx对x的增量来说不敏感，也就是说，当我们在仪器测量a角时，一个增量Δa引起的S的变化比H的变化小的多，而实际操作中，各位测量工程师也会发现，由于仪器的构造限制，很少有机会在测量的时候使全站仪仰俯超过45°，而真正当仰俯角超过45°，（例如在近距离测量盖梁或者墩顶高程）时，全站仪的高程测量精度并不比水平坐标的测量精度低。
例如：sin10.1-sin10=0.00171855，cos10.1-cos10=-0.0003045，这表明在角度误差0.1°的情况下，瞄准接近100米的目标，高程会差17cm，而距离只差3cm，这就是为什么大家都抱怨全站仪测高程不精确的原因。
当然测量高程精度不准还与另外一些因素有关，如：1、仪器高不能准确测得，2、镜杆高度由于标杆底的磨损产生偏差，3、对站标时习惯性只左右对中，不上下对中等。
这些原因都可能使全站仪的高
程测量不准确。
所以，在全站仪测量高程的时候，需要严格对中，并准确测量仪器和镜杆高度，同时注意竖直角误差对测量结果的影响，否则一个角度的误差将会造成测量结果的错误。