全站仪三角高程测量精度分析
三角高程测量规范
三角高程测量规范三角高程测量是地理信息系统中常用的一种测量方法，它通过观测不同位置的视线方位角和仰角，来确定地理位置的高程。
为了保证测量结果的准确性和可靠性，在实际工作中需要遵循一定的测量规范。
下面就是三角高程测量的一些常见规范。
1. 测量设备：使用三角高程测量需要配备一套精确的测量设备，包括测量仪器、仪器三脚架、平板、测量杆等。
这些设备应当符合国家测绘行业的标准，保证测量精确度和重复性。
2. 观测站设置：测量中需要选择合适的观测站点，观测站点的选择应当满足以下条件：地势平坦、地表稳定、无阴影和悬空物遮挡等，并且要求观测站之间的距离合适，以保证测量结果的有效性。
3. 观测天气条件：三角高程测量过程中的观测天气条件对结果的准确性有很大的影响。
通常情况下，应避免在雾、雨、大风等恶劣天气条件下进行测量，以保证观测结果的稳定性。
4. 观测精度要求：根据实际需求确定测量的精度要求，一般要求不同观测站点之间的高程差别不超过一定范围。
在实际操作中应使用合适的仪器和方法来提高测量的精度。
5. 观测过程中的纠偏和调整：在完成初始观测后，需要根据实际情况进行数据纠偏和调整，以消除误差和提高测量结果的准确性。
6. 数据处理和成果输出：完成测量后，应对观测数据进行处理和分析，以得到最终的测量结果。
处理过程中应当使用合适的数学模型和算法，并充分考虑各种误差来源，以确保结果的可靠性和准确性。
7. 测量记录和归档：在测量过程中应当详细记录观测数据、测量步骤和方法，并妥善保存测量原始数据和处理结果，以备后续的查验和验证。
以上就是三角高程测量的一些常见规范。
通过遵循这些规范，可以提高测量结果的准确性和可靠性，从而更好地应用于地理信息系统和测绘工作中。
三角高程测量
中铁七局集团武汉工程有限公司测绘分公司
专业、专注、专心
勇于跨越 追求卓越
1、基本要求
1.1布设原则: 1.1.1以高程导线布设测区的基本高程控制，其等级应与测区范围相适 应，满足加密需要，一般应与国家水准点连测。 1.1.2导线水准点的高程，采用正常高系统和“1985国家高程基准”。 1.1.3各等级高程导线网的最弱点相对于高等级点（或起始点）的高程 中误差不超过0.05m。 1.1.4高程导线一般应在高级点间布设成附合路线或高程导线网。当测 区远离国家水准点时，也可布设支线引测国家水准点高程，作为测区的 高程起算点。 1.1.5当采用支线引测高程时，引测路线的等级不应低于测区基本高程 控制等级。引测高程的起算点必须进行检测。引测支线的长度可按表1 的规定放宽0.5倍。 1.1.6高程导线测量可与同等级水准测量混合使用，但在同一测段中只 能使用一种方法。
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两点距离D＞300ｍ时，考虑地球曲率和大气折光的影响
地球曲率的影响：
c D2 2R
大气折光的影响： 综合两项的影响：
r k D2 2R
f c - r （1 k）D2 2R
当D=300ｍ，K取0.14时，ｆ≈5.9ｍｍ
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1、边长误差 边长误差决定于距离丈量方法。用普通视距法测定距离，精度只有
1/300；用电磁波测距仪测距，精度很高，边长误差一般为几万分之一到 几十万分之一。边长误差对三角高程的影响与垂直角大小有关，垂直角愈 大，其影响也愈大。因此，尽可能利用短边传算高程。
2、垂直角误差 垂直角观测误差包括仪器误差、观测误差和外界环境的影响。垂直
环线或附合路线闭合差
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 :
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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:
三角高程测量有关问题
jiaoshi三角高程随全站仪使用越来越普及,三角高程广泛用于工程测量的各个阶段.它的精度在一定情况下是可以代替水准高程的.大家做过什么样的三角高程呢?在测量过程中我们要注意些什么呢?使用不同的仪器进行三角高程测量的计算不完全一样，为什么呢？这主是测距仪与十字丝是否同轴的原因引起的。
在用徕卡系列的仪器进行三角高程测量时，由于仪器测距仪的中心与十字丝中心是同轴的，所以计算的角度和距离都不用进行测距仪与十字丝中心的改正！其它的测量距仪就要进行类似的改正。
FZFZFZ1968三角高程的高差计算原理公式，（不考虑球差改正）h=S*tgα+i-v其误差计算公式mh=√( ms*sinα)^2+(S*mα*cosα/ρ)^2+ mi^2+mv^2 2楼从中我们可以看出三角高程的误差主要是垂直角的大小、垂直角的测量误差、距离的长短在实地测量时一定要注意垂直角的观测精度，他对高差精度的影响最大，如果是用全站仪观测，更要注意，多观测几个回合是非常有必要的三角高程测量示意图jiaoshi水电水利工程施工测量规范（DL/T5173-2003）中的误差公式与你的公式略有不同，公式如下：m h=√( ms*sinα)^2+(S*mα*cosα/ρ)^2+ mi^2+mv^2+D^4/4R^2*mk^2增加了一个大气折光系统测量误差。
考虑球差高差计算公式是：h=S*cosZ+i-v+(1-K)S^2/2/R*SIN^2Z上式中：Z：归算到测距时的天顶距（度）K：大气折光系数（0.08至0.14）R:平均曲率半径6369000M另：在三角高程的计算时一定要考虑地球曲率和大气折光对高差的改正！下面两个点是我们做过的两个导线点，观测数据如下：站A测B：S=1187.98米,天顶距:95度58分18秒站B测A:S=1187.9768米,天顶距:84度02分8秒棱镜与仪器同高,如果按2楼的公式计算往返高差相差14.9厘米.FZFZFZ1968在三角高程的计算时要考虑地球曲率和大气折光对高差的改正是对的，但不是一定，至于你说的你所测的一对数据按我写的公式计算往返高差相差14.9厘米，我认为这绝不是因为没有经过两差改正的原因，那你按经过两差改正的高差分别又是多少呢，请你把完整的计算过程写出来，让看看到底经过改正和没有经过改正的高差分别相差jiaoshi站A测B：S=1187.98米,天顶距:95度58分18秒站B测A:S=1187.9768米,天顶距:84度02分8秒棱镜高与仪器高均相同高度一、用公式：h=S*tgα+i-v计算站A测B:GC=-123.5935米站B测A:GC=123.4444米相差:-0.1491米二、用公式:h=S*cosZ+i-v+(1-K)S^2/2/R*SIN^2Z站A测B:GC=-123.4981米站B测A:GC=123.4824米相差:-0.0157米计算说明:1、天顶距及斜距均采用TCR702进行测量，天顶距无需进行归算，斜距的温度与气压改正由全站仪完成；2、表中K值取0.13。
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。
精密三角高程测量
武汉大学测绘学院
潘正风
常规高程测量方法
几何水准测量目前仍是高程测量的主要方法， 测量精度高、操作简单是这种方法的优势。但视 线短、速度慢、劳动强度大。三角高程测量的精 度主要受高度角观测精度的限制和大气折光的影 响，限制了三角高程测量的应用。但可在较长的 距离上测量。因此，测量人员一直在研究，提高 三角高程测量的精度，在一定的精度范围内，代 替几何水准测量。
同理
短距离双向三角高程计算公式
长距离三角高程测量计算公式
点P1 观测目标P2 ，相对于 参考椭球面的大地高为h1 和 h2 ， Z为大地天顶距。视线两 端点在椭球上的投影以m 和 n 表示。椭球中心 O，旋转轴 通 过极P 。b 椭球法线端点在旋 转轴上的位置以 n1和n2 表示， 而mP 和nP 是子午线。
• 在测段水准点附近（一般在20米以内，并要 求起、末点大致相等）架设全站仪，在水准 点上架设棱镜杆（起、末点为同一根杆，长 度不变），进行距离和高度角观测。 • 低棱镜两测回，高棱镜两测回。 • 观测时各站上要在观测前测定温度和气压， 在全站仪上设置，以便对边长进行改正。
观 测
观 测
观 测
大瑶山三角高程观测路线
精密三角高程测量的发展
随着全站仪的发展，国内外广泛开展了 EDM
三角高程测量的研究，并取得很大的进展。这 些研究表明，三角高程测量可以代替四等水准 测量，也有的认为边 EDM 三角高程测量已接 近或已达到二等水准测量要求，也有的认为 EDM 三角高程测量可以达到更高的精度。
短距离单向三角高程计算公式
大瑶山三角高程观测路线
大瑶山三角高程观测路线
对向观测方法
• 按仪器前进方向，先进行后测站观测，再 进行前测站观测。每个测段进行单棱镜往 返测或高低双棱镜观测，高低双棱镜观测 顺序为：后低，前低，前高，后高。支线 测段进行单棱镜往返测。一条边观测结束 后，进行下条边观测，这时特别要注意， 前站仪器不动，为下条边的后站，原后仪 器迁至前面，为下条边的前站，在一个测 段上对向观测的边为偶数条边。
全站仪三角高程测量精度分析
欲 测 Ａ、 Ｂ两 点 间 的高 差 ｈ ．将 仪 器 置 于 Ａ点 ， 器 高为 ｉＢ点 安 置反 射 棱 镜 ． 仪 ， 棱 镜 高 为 １ 则有 ： ．
ｈ ｈ ＋ ＋ — ＿ ＝ ｃ ｉｒ ｌ （） １
用 ， 得 测 距 工作 极 为 简 便 、 确 、 速 ． 使 准 迅 而
ｃ Ｄ ／Ｒ＝ ￣Ｃ Ｙ ２ ＝ ： ２ Ｓｘ ＯＳ ｄ Ｒ
Ｄ ／ Ｒ Ｓ ｘ ２ ２ ＝ ＣＯＳ ２ ／ Ｒ
图 １中 ． 、 蕊
水 准 面 ． Ｎ 为 Ｐ
分 别 是 过 Ａ 和 Ｐ的
（ ３）
（ ４）
在 Ｐ点 的切 线 ．也 是 Ｐ
点的水平视线 ． 丽 照 准 觇 标 Ｍ 上 的 光 是 程线 ，Ｍ 是 Ｐ点 的切 线 。 Ｐ 丽 在
式 中 Ｄ 为 Ａ、 Ｂ之 间 的平 距 ． 为 地 球 Ｒ
１ 单 向观 测计算 高差 的公式
半 径 ． Ｒ 为光 程 曲线 Ｐ 曲率 半 径 ． 大 Ｍ的 设
气 折 光 系数 Ｋ ＲＲ ． ： ＝ ／ 则
式 中 ￡ 钢 骨 腹 板 的 厚 度 ， 一 骨 腹 两 本 规 范 的公 式 ， 于 《 Ｂ规 程 》 的钢 骨 凝 土柱 的连 接 、 筋 混 凝 土 梁 一 骨 混 凝 土 一 钢 由 Ｙ 中 钢 钢
光 的影 响 、 直 角 和距 离测 量 误 差 、 器 高 竖 仪 和 棱 镜 高 的量 测 误 差
图 １ 单 向观 测 计 算 高 差 图
其 中． Ｓ为 Ａ、 Ｂ之 间斜 距 ， 为 照 准棱 镜 中 心 Nhomakorabea的竖 直角
ｃ和 ｒ 别 为地 球 曲 率 和 大 气 折 光 的 分
影 响 ． 下列 两 式 表 示 ： 以
中点单觇法三角高程测量及其精度分析.
中点单觇法三角高程测量及其精度分析0 前言目前，随着测距技术的发展，精度的提高，以及测距仪、全站仪的普及，三角高程测量作为高程控制测量的一种有效手段，正逐步受到广大测绘工作者的青睐。
在三角高程测量方法中，现阶段主要采用的是直返觇法——用往返观测测定相邻点的高差的方法；而应用中点单觇法（在两置觇点中间安置仪器测定觇点间高差的方法）的人却较少。
虽然直返觇法在建立平面控制网的同时，为求这些待定平面点的高程而建立三角高程控制网时较为方便，但由于平面控制点大多建在制高点上，用其作为高程控制点，使用较为不便，一般平面控制网与高程控制网均分开布设，高程点布设在利于保存、使用的地方，此时运用中点单觇法来进行三角高程测量，较之直返觇法有较强的灵活性与实用性。
中点单觇法三角高程测量有以下几个特点：a 测站不需对中，不需量取仪器高；b 采用适当方法，可不量取觇标高；c 测站选在中部时，可减弱大气折光的影响；d 减少劳动强度、提高作业速度等。
1 中点单觇法三角高程测量原理及精度分析1.1 高差计算公式的推导如图1所示，为求A、B两点间的高差，将全站仪置于A、B两点大致中间位置的D点处，则图1故A点至B点的高差为：式中：s——经气象改正后的斜距；z——天顶距的观测值；V——觇标高；R——测区地球平均曲率半径；K——大气折光系数。
由于前、后视高差观测是在相近条件下进行的，可认为其折光系数，kA≈kB，令kA=kB=k，代入式（3）得：中点单觇法三角高差测量时，每一测站均应独立施测两次，满足要求后，取其平均值作为最后成果，即式中：h′AB——第一次观测高差；h″AB——第二次观测高差。
由上述可知，中点单觇法三角高差测量时，不需对中和量取仪器高。
1.2 中误差计算式对式(4)进行全微分，得：由于式(6)等号右边前四项括号中的第二项较小、相对于第一项而言，可忽略不计，并顾及DA=sAsinzA、DB=sBsinzB，则得：运用误差传播定律，考虑到观测量之间相互独立，得：由于采用中点单觇法进行三角高程测量时，仪器大致在两置觇点的中部且一般距离较短，则可近似认为m2sA=m2sB=m2s；并顾及m2zA=m2zB=m2z，m2vA=m2vB=m2v，由上式可得：式中：mh——中点单觇法三角高差的中误差；ms——测边中误差；mz——天顶距观测中误差；mk——大气折光系数测定中误差；mv——觇标高量取中误差；Z——天顶距的观测值；D——水平距离，D=s·cosz；R——测区地球平均曲率半径；ρ——取206265″.则，高差平均值的中误差为：1.3 精度分析及结论设ms=±10 mm、mz=±1.8″、mk=±0.05、mv=±1 mm，取不同的平距D和天顶距Z，按式(10)计算高差平均值的中误差，结果列于表1中。
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辽宁工程技术大学继续教育学院 毕 业 论 文（设计）
题目： 全站仪三角高程测量精度分析
层 次 专 业 测绘工程
函授站点 霍林河函授站
班 级 2011 级
姓 名 指导教师
2012 年 10月 18 日
I 全站仪三角高程测量精度分析 内容摘要 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
II 目 录 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 III 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 .............................................................................................................. 15 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