全站仪三角高程测量办法
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。
全站仪三角高程测量不同方法的分析与应用概要课件
精密工程测量
在精密工程中，需要高精度地测量各种物体的位置和尺寸，以确保工程的精度和质量。全站仪三角高程测量方法可以满足精 密工程测量的高精度要求。
在实际应用中，可以在工程现场设置基准点和测点，利用全站仪对测点进行高程测量，获取各个位置的高程数据。这些数据 可以用于分析工程的精度和质量，及时发现误差和异常情况，为调整和修复提供依据。同时，全站仪三角高程测量方法也可 以与其他测量方法相结合，形成更加完善的测量系统，提高工程测量的精度和效率。
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在实际应用中，可以在矿山的周围设置基准点和监测点，利用全站仪对监测点进 行高程测量，通过与基准点的高程比较，计算出矿山的垂直位移量。同时，可以 定期进行监测，形成位移曲线，分析位移趋势，预测未来的位移情况。
水利工程的高程测量
水利工程建设和维护过程中，需要高精度地测量水库大坝、堤防等位置的高程，以确保水利工程的安 全。全站仪三角高程测量方法可以在各种复杂环境下进行高程测量。
特点
能够克服河流的障碍，快速准确地测量两岸的高程。但需要解决对 岸点的通视问题，以及考虑地球曲率和大气折射等因素的影响。
应用场景
适用于河流两岸的高程测量和工程规划等场合。
PART 03
全站仪三角高程测量的精 度分析
测量误差来源
仪器误差
气象条件影响
观测环境
操作者技能
全站仪本身存在的误差， 如望远镜、测距仪、电
子系统等部件的精度限制。
如大气折射、温差、气 压等因素对测距和角度
全站仪三角高程测量的方法与误差分析本科毕业论文
全站仪三角高程测量的方法与误差分析本科毕业论文全站仪通过发射一束可见光束，测量激光束从仪器到目标反射点的时间，并通过时间差计算出仪器与目标点之间的距离。
三角高程测量是利用全站仪的水平角和垂直角的测量结果，结合已知的基线长度，通过三角形计算出目标点的高程。
1.设置仪器：将全站仪放置在测站点上，确保仪器的水平和垂直准星位于同一平面上。
2.瞄准目标点：通过望远镜瞄准需要测量高程的目标点。
3.测量水平角：通过全站仪记录目标点与两个已知点的水平角。
4.测量垂直角：通过全站仪记录目标点与水平面的垂直角。
5.计算高程：根据测量的水平角和垂直角以及已知基线长度，通过三角形计算出目标点的高程。
6.数据处理：根据多次测量的结果，进行数据平差处理，获得更准确的测量结果。
在全站仪三角高程测量中，需要考虑的误差主要包括仪器误差、自然因素和操作误差。
仪器误差包括仪器刻度误差、指向误差和折射误差等，可以通过定期校准仪器和使用精确的仪器控制误差。
自然因素包括大气折射、大地水准曲率和大地水准面偏差等，可以通过校正和补偿来减小误差。
操作误差主要包括读数误差、瞄准误差和放样误差等，可以通过培训和规范操作来减小误差。
为了进一步分析误差，可以采用误差理论进行误差分析。
误差理论可以通过误差传播法则计算最终测量结果的误差范围。
同时，可以通过实验和模拟等方法验证误差分析的有效性，并提出改进测量方法和减小误差的措施。
综上所述，全站仪三角高程测量是一种常用的测量方法，能够提供准确的高程数据。
在实际测量中，需要注意仪器的校准和控制、自然因素的校正和补偿，以及规范的操作。
通过误差分析，可以评估测量结果的准确性，并提出改进测量方法和减小误差的建议，从而提高测量的可靠性和准确性。
全站仪三角高程测量的新方法
全站仪三角高程测量的新方法后视的目的是定向，只需要后视点的平面坐标，跟高程没关系，所以测量时后视点的高程可不用输入。
全站仪测高程是应用了三角高程原理，误差较大，需要连续的复测。
一、三角高程测量的传统方法设A，B为地面上高度不同的两点。
已知A点高程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。
D为A、B两点间的水平距离α为在A点观测B点时的垂直角i为测站点的仪器高，t为棱镜高HA为A点高程，HB为B点高程。
V为全站仪望远镜和棱镜之间的高差（V=Dtanα）首先我们假设A、B两点相距不远，不考虑大气折光的影响，为了确定高差hAB，可在A点架设全站仪，在B点竖立棱镜，观测垂直角α，并直接量取仪器高i和棱镜高t，若A，B两点间的水平距离为D，则hAB=V+i-t故HB=HA+Dtanа+i-t （1）这就是三角高程测量的基本公式，但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。
因此，只有当A、B两点间的距离很短时，才比较准确。
当A、B两点距离较远时，就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了。
我们从传统的三角高程测量方法中我们可以看出，它具备以下两个特点：1、全站仪必须架设在已知高程点上；2、要测出待测点的高程，必须量取仪器高和棱镜高。
二、三角高程测量的新方法如果我们能将全站仪像水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知高程点上，同时又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，那么施测的速度将更快。
假设B点的高程已知，A点的高程为未知，这里要通过全站仪测定其它待测点的高程。
首先由（1）式可知:HA=HB-(Dtanα+i-t) （2）上式除了Dtanα即V的值可以用仪器直接测出外，i、t都是未知的。
但有一点可以确定即仪器一旦置好，i值也将随之不变，同时选取跟踪杆作为反射棱镜，假定t值也固定不变。
从（2）可知：HA+i-t=HB-Dtanα=W （3）由(3)可知，基于上面的假设，HA+i-t在任一测站上也是固定不变的。
三角高程的操作和步骤
三角高程的操作和步骤
刘宏生2010-4-16 一、全站仪假定仪高为0直接测量高程
1：进入坐标测量先测得高差：水准点+高差+棱镜高=所架点的仪器视线高（直接打高程，用于效验结果（简便的高差测量）
2：进入测量模式输入假定的随意坐标，在Z输入仪器视线高，在假定前视坐标完成后输入棱镜高，建站完成后可直接测量该点高程（换点时对中杆高度不变）以上是符合已知两点高程的操作方法
二、三角高程
1、开机普通测量模式下进行盘左盘右测目标点竖直角度和斜距同
时测量该点高差（用于计算效验）
2：数据例计算如下：
正镜：
盘左：83。
55”21”.（减90度计算=6。
4”39”）
高差：11米
斜距：103.891米
倒镜：
盘右：276。
04”51”（减270度=6。
04”51”）
高差：11.003米
斜距：103，891米
其中的高差只是符合参考作用不在计算内，最终盘左和盘右的相
对数据进行平均（度数，高差，斜距）后sin 角度×斜距
该数据为目标点一 目标点二的计算高差， 方法同上 全站仪三角高程简单示意图
待测点
水准点
对中杆
对中杆
21
目标点二
目标点一
最终计算结果为 水准点高程 +h1+h2 为待测点高程 注：如需往桥上引水准点视要求精度而确定测回数。
悬高测量使用步骤：
？。
无量高全站仪三角高程测量
随着全站仪在工程测量中的普及，使用既可任意置站，又可减少误差来源，同时还无需每次量取仪器高及棱镜高度的棱镜跟踪杆配合全站仪测量高程方法，已愈发受到广大测量人员青睐。
通过已有工程实例证明，无量高全站仪三角高程测量法可使测量精度进一步提高、施测速度更快，特别适合于复杂环境下工程的应用。
1 无量高全站仪三角高程测量法1.1 测点高程H测高法（1）公式推导图1为传统三角高程测量示意。
设HB为B点高程，已知；H A为A点高程，未知；现通过全站仪测定其他待测点的标高图1中，D为A、B两点间的水平距离，即高斯投影平面上两点的距离；i为测站点的仪器高。
图1 传统三角高程测量示意H A=H B-D tanα-i+t式中：D tanα即V值可用仪器直接测出，i、t均未知，但因仪器置好后，i 值将随之不变，同时选取棱镜跟踪杆作为反射棱镜，棱镜高度值t也将不变。
故待测点的高程为：HA+i-t=H B-D tanα=H0。
H A+i-t在任意测站上固定不变，且可以计算出其测站点高程H0。
故有H求= H0+D'tanα'+i-t。
式中：H求为待测点高程；D'为测站点到待测点的水平距离；α'为测站点到待测点的观测垂直角。
当i=0、t=0时，H求= H0+D'tanα'。
（2）操作过程1）选择与已知高程点通视的位置将仪器任意置点。
2）测出V值，计算出H0。
3）重新设定仪器测站点高程为H0，且设置仪器高及棱镜高为0。
4）照准待测点，测出其高程。
1.2 借高三维Z坐标测高法（1）公式推导借高三维Z坐标值测高法测量如图2所示，B=BM为后视点B的高程代号。
假设B点的高程H；已知，C点的高程HC未知，A点为任意置站点，通过全站仪测定C点的高程HC。
图2 借高三维Z坐标值测高法测量示意由Z坐标测量原理可知：Z B=Z A+D tanα+i-t式中：D tanα即V值可以用仪器直接测出，测出V值后将仪器中仪高值i改设为（t-D tanα）值、将测站点ZA坐标设置为基准点高点H B。
全站仪三角高程测量方法
全站仪三角高程测量方法
首先，确定测量点和参考点的位置。
在进行高程测量之前，需要确定好测量点
和参考点的位置。
测量点是需要测量高程的点，而参考点是已知高程的点。
在确定位置时，需要考虑到地形的起伏和可见性，以确保测量的准确性和可靠性。
其次，设置全站仪。
在确定好测量点和参考点的位置后，需要设置全站仪。
首先，将全站仪放置在水平地面上，并通过调节仪器的水平仪使其水平。
然后，通过调节仪器的望远镜使其指向参考点，并记录下参考点的水平角和垂直角。
接着，测量目标点的水平角和垂直角。
将全站仪指向测量点，并记录下测量点
的水平角和垂直角。
在记录角度时，需要确保仪器的稳定和准确，以避免误差的产生。
然后，计算高程。
通过测量得到的水平角和垂直角，可以利用三角函数的关系
计算出测量点的高程。
在计算高程时，需要考虑到地球的曲率和大地水准面的影响，以确保计算结果的准确性。
最后，校核和修正。
在完成高程测量后，需要对测量结果进行校核和修正。
校
核的目的是检验测量结果的准确性，而修正则是对可能存在的误差进行修正，以提高测量结果的可靠性和准确性。
通过以上的全站仪三角高程测量方法，可以实现对地面高程的准确测量。
在实
际的测量工作中，需要严格按照方法进行操作，并注意仪器的校准和调整，以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时，需要根据实际情况对测量结果进行校核和修正，以提高测量的准确性和可靠性。
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应用全站仪进行三角高程测量的新方
在工程的施工过程中，常常涉及到高程测量。
传统的测量方法是水准测量、三角高程测量。
两种方法虽然各有特色，但都存在着不足。
水准测量是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准测量受地形起伏的限制，外业工作量大，施测速度较慢。
三角高程测量是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，且施测速度较快。
在大比例地形图测绘、线型工程、管网工程等工程测量中广泛应用。
但精度较低，且每次测量都得量取仪器高，棱镜高。
麻烦而且增加了误差来源。
随着全站仪的广泛使用，使用跟踪杆配合全站仪测量高程的方法越来越普及，使用传统的三角高程测量方法已经显示出了他的局限性。
经过长期摸索，总结出一种新的方法进行三角高程测量。
这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点，又减少了三角高程的误差来源，同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高。
使三角高程测量精度进一步提高，施测速度更快。
一、三角高程测量的传统方法
只要知道A点对B点的高差如图一所示，设A，B为地面上高度不同的两点。
已知A点高程H A
，
H AB即可由H B=H A+H AB得到B点的高程H B。
此主题相关图片如下：
图中：D为A、B两点间的水平距离
а为在A点观测B点时的垂直角
i为测站点的仪器高，t为棱镜高
HA为A点高程，HB为B点高程。
V为全站仪望远镜和棱镜之间的高差（V=Dtanа）
首先我们假设A，B两点相距不太远，可以将水准面看成水准面，也不考虑大气折光的影响。
为了确定高差h AB，可在A点架设全站仪，在B点竖立跟踪杆，观测垂直角а，并直接量取仪器高i和
棱镜高t，若A，B两点间的水平距离为D，则h AB=V+i-t
故??????H B=H A+Dtanа+i-t????????（1）
这就是三角高程测量的基本公式，但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。
因此，只有当A，B两点间的距离很短时，才比较准确。
当A，B两点距离较远时，就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了。
这里不叙述如何进行球差和气差的改正，只就三角高程测量新法的一般原理进行阐述。
我们从传统的三角高程测量方法中我们可以看出，它具备以下两个特点：
1、???? 全站仪必须架设在已知高程点上
2、????????????要测出待测点的高程，必须量取仪器高和棱镜高。
二、三角高程测量的新方法
如果我们能将全站仪象水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知高程点上，同时又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，利用三角高程测量原理测出待测点的高程，那么施测的速度将更快。
如图一，假设B点的高程已知，A点的高程为未知，这里要通过全站仪测定其它待测点的高程。
首先由（1）式可知:
H A=H B-(Dtanа+i-t)?? （2）
上式除了Dtanа即V的值可以用仪器直接测出外，i,t都是未知的。
但有一点可以确定即仪器一旦置好，i值也将随之不变，同时选取跟踪杆作为反射棱镜，假定t值也固定不变。
从（2）可知：
H A+i-t=H B-Dtanа=W?? （3）
由(3)可知，基于上面的假设，H A+i-t在任一测站上也是固定不变的.而且可以计算出它的值W。
这一新方法的操作过程如下:
1、仪器任一置点，但所选点位要求能和已知高程点通视。
2、????用仪器照准已知高程点，测出V的值，并算出W的值。
（此时与仪器高程测定有关的常数如测站点高程，仪器高，棱镜高均为任一值。
施测前不必设定。
）
3、????将仪器测站点高程重新设定为W，仪器高和棱镜高设为0即可。
4、????照准待测点测出其高程。
下面从理论上分析一下这种方法是否正确。
结合（1），（3）
H B′=W+D′tanа′???? (4)
H B′为待测点的高程
W为测站中设定的测站点高程
D′为测站点到待测点的水平距离
а′为测站点到待测点的观测垂直角
从(4)可知,不同待测点的高程随着测站点到其的水平距离或观测垂直角的变化而改变。
将（3）代入（4）可知：
H B′=H A+i-t+D′tanа′?????? （5）
按三角高程测量原理可知
H B′=W+D′tanа′+i′-t′???? (6)
将（3）代入（6）可知：
H B′=H A+i-t+D′tanа′+i′-t′ (7)
这里i′,t′为0,所以:
H B′=H A+i-t+D′tanа′?????? (8)
由(5),(8)可知,两种方法测出的待测点高程在理论上是一致的。
也就是说我们采取这种方法进行三角高程测量是正确的。
综上所述：将全站仪任一置点，同时不量取仪器高，棱镜高。
仍然可以测出待测点的高程。
测出的结果从理论上分析比传统的三角高程测量精度更高，因为它减少了误差来源。
整个过程不必用钢尺量取仪器高，棱镜高，也就减少了这方面造成的误差。
同时需要指出的是，在实际测量中，棱镜高还可以根据实际情况改变，只要记录下相对于初值t增大或减小的数值，就可在测量的基础上计算出待测点的实际高程。