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在工程測量中,高差變化比較大的位置,我們一般會用全站儀或者RTK測高程。不過使用全站儀測高程的時候,我們也經(jīng)常會說:全站儀的高程精度相對于水準(zhǔn)儀來說測的精度真的沒有那么高。那么這個全站儀測的高程精度高不高,也就是測的準(zhǔn)不準(zhǔn)?是怎么判斷的呢?用什么方法?下面小編就給大家分析一下。
全站儀高程測量原理
全站儀測高程是利用“三角高程測量”,三角高程測量的基本思想是根據(jù)由測站向照準(zhǔn)點所觀測的垂直角(或天頂距)和它們之間的水平距離,計算測站點與照準(zhǔn)點之間的高差。
通常我們使用全站儀通過三角高程測量的原理進行高程計算,推算公式:未知點的高程=已知點高程+儀器高+垂直高差VD-棱鏡高。
其中已知點高程固定,儀器高,棱鏡高量算誤差可控在5毫米內(nèi),垂直高差=斜距sd?sinα,距離測量可以檢定,就剩下豎直角α,這個對于只要找準(zhǔn)中心照準(zhǔn)對垂直高差誤差會很小可以控制在mm精度(可以通過三角函數(shù)驗算,根據(jù)豎直角偏差多少秒可以計算)往往誤差不會大概率呈現(xiàn)一個方向出現(xiàn),即使出現(xiàn),那么每個環(huán)節(jié)把控嚴(yán)格可以做到2公分內(nèi)的精度,對于一般施工要求2公分高程精度的工程還是有很大范圍的應(yīng)用。
影響全站儀三角高程測量精度的因素有:
(1)垂直角(天頂距)的測角誤差;
(2)邊長誤差
(3)大氣折光系數(shù)和地球曲率半徑導(dǎo)致的誤差;
(4)儀器高和目標(biāo)高的測定誤差;
盡量提高三角高程測量精度的方法:
(1)采用對向觀測減少測角誤差、大氣折光誤差影響
(2)由于三角高程測量誤差與邊長成正比,所以盡量選擇較短的邊長進行高程傳遞。
(3)當(dāng)垂直角較大時,對斜距改平距邊長的影響較大,所以,盡量選擇垂直角較小的邊長進行高程傳遞。
(4)大氣折光系數(shù)取決于大氣的密度,早晚溫差變化大,空氣密度變化大,所以,選擇中午附件時段進行垂直角觀測,減少折光系數(shù)誤差。
水準(zhǔn)儀高程測量原理
水準(zhǔn)測量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線”,測量兩點間高差,從而由已知點高程推算出未知點高程。
已知A點高程,求B點高程(標(biāo)高)
例:A點高程為78.65求B點高程?
將水準(zhǔn)儀放置于A、B兩點距離相等處,將水準(zhǔn)儀調(diào)整水平狀態(tài),將水準(zhǔn)尺(標(biāo)尺)立于a點讀的讀數(shù)1.538,轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡處向b處,并將將水準(zhǔn)尺(標(biāo)尺)立于b讀的讀數(shù)1.245
計算如下:
注:如果是后視點a減去前視點b為負(fù)數(shù)
所以,全站儀測高程精度不行,并不是儀器精度的問題,再高級的全站儀也不行,這是由于高程的定義和全站儀的測量原理決定的。
全站儀測量結(jié)果是幾何量,角度、邊長,我們的平面坐標(biāo)就是這樣的幾何量,我們通常把平面坐標(biāo)和高程稱為三維坐標(biāo),其實X,Y和H是有本質(zhì)不同的,高程是一個具有物理意義的量值,我們可以仔細(xì)想想,我們是如何定義兩點等高的?那就是這兩點位于同一個重力等位面上,物體從一點移動到另一點,重力做功為零,也就是說,水不會在重力作用下從一點流到另一點去。
如果我們談?wù)摰氖钦8吒叱滔到y(tǒng),某點的高程是指過該點的似大地水準(zhǔn)面到過高程零點的似大地水準(zhǔn)面沿該點的垂線方向的間距。
因此,全站儀測量高程,不能解決水準(zhǔn)面是曲面這一問題,本質(zhì)上是一種近似方法,在范圍不大,精度要求不高的場合可以應(yīng)用。
高等級的精密水準(zhǔn)測量,是需要同時進行重力測量來改算的。所以到現(xiàn)在為止,三角高程測量頂多只能替代三四等水準(zhǔn)測量,一二等水準(zhǔn)測量還只能用精密水準(zhǔn)測量的方法。
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