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全站仪三角高程测量新方法发表于2006-10-5 19:51:00 在工程建设过程中，经常涉及到高程测量。 传统的测量方法是水准测量和三角测量高程。 两种方法虽然各有特点，但都存在不足。 水准测量是一种直接的高程测量方法，测量高差的精度比较高。 但水准测量受地形起伏的限制，野外工作量大，测量速度慢。 三角高程测量是一种间接的高程测量方法，不受地形起伏的限制，测量速度快。 广泛应用于大比例尺地形图测绘、线路工程、管网工程等工程测量。 但精度较低，每次测量都要测量仪器的高度和棱镜的高度。 这很麻烦并且增加了错误来源。 随着全站仪的广泛应用，全站仪利用跟踪杆测量高程的方法越来越流行，传统的三角高程测量方法已经显示出其局限性。 经过长期探索，总结出一种新的三角高程测量方法。 该方法不仅结合了水准测量中任意测站的特点，减少了三角高程的误差源，同时不需要测量仪器高程和棱镜高程每次测量。 三角高程测量精度进一步提高，测量速度更快。 1、三角高程测量的传统方法 如图1所示，设A、B为地面上不同高度的两个点。 已知A点的高HA，只要知道A点与B点的高差HAB，则可由HB=HA+HAB求得B点的高HB。 包括图片“http://www.surveyor

.com.cn/bbs/skins/default/filetype/gif.gif" * MERGEFORMATINET 本题相关图片如下： 图中：D为A、B两点水平距离 а为B点在A点观测垂直角i是仪器在测站的高度，t是棱镜的高度HA是A点的高度，HB是B点的高度。V是总和之间的高差台站望远镜和棱镜（V=Dtanа） 首先我们假设A，B两点之间的距离不是太远，水位可以看作是水位，不考虑大气折射的影响。为了为确定高差hAB，可在A点架设全站仪，在B点架设跟踪杆观测垂直角а，直接测量仪器高i和棱镜高t，若水平A、B距离为D，则hAB=V+it 故HB=HA+Dtanа+it (1) 这是三角高程测量的基本公式，但它是以水平面为基准面，直线以视线为前提。 因此，只有当 A 和 B 之间的距离很近时才比较准确。 当A、B距离比较远时，必须考虑地球曲率和大气折射的影响。 这里，如何校正球面像差和大气像差在此不做描述，仅介绍三角测量高程测量新方法的一般原理。 从传统的三角测量高程测量方法可以看出，它具有以下两个特点： 1、全站仪必须架设在已知的高程点上。 2、要测量被测点的高程，必须测量仪器的高度和边缘。

镜面高度。 2、三角高程测量新方法如果能像水平仪一样把全站仪放在任意一点而不是放在已知的高程点上，同时不用测量仪器高程和高程就可以使用了棱镜的三角高程测量原理测量被测点的高程，因此测量速度会更快。 如图1所示，假设B点高程已知，A点高程未知，则其他待测点的高程必须用全站仪测量。 首先由式(1)可知： HA=HB-(Dtana+it) (2) 上式中，除Dtana或V的值可以用仪器直接测量外，i和未知。 但是有一点是可以确定的，那就是仪器一旦设置好，i的值将保持不变。 同时全站仪仪器高除了测高程使还哪使，选择跟踪杆作为反射棱镜，假设t的值是固定的。 由式(2)可知： HA+it=HB-Dtanа=W (3) 由式(3)可知，基于上述假设，HA+it在任意站点也是固定的。 并且可以计算出其值W。这种新方法的操作过程如下： 1.设置仪器的任意点，但所选点要求能与已知高程点通信。 2、用仪器瞄准已知高程点，测出V值，计算出W值。（此时与仪器测高相关的常数，如站高、仪器台高、棱镜高为任意值，测量前无需设置。） 3. 重新设置仪器台高为W，仪器台高和棱镜高棱镜。 棱镜高度设置为 0。 4. 瞄准要测量的点并测量其高程。 下面从理论上分析一下这种方法是否正确。 结合（1），（

3) HB'=W+D'tanа' (4) HB'为待测点高程 W为测站设站高程 D'为测站到待测点的水平距离实测а'为测站与待测点的观测垂直角 由式(4)可知，不同待测点的高程随测站与其水平距离或观测垂直角的变化而变化。 将(3)代入(4)可得： HB′=HA+i-t+D′tanа′ (5) 根据三角高程测量原理全站仪仪器高除了测高程使还哪使，可知HB′=W+D′tanа′+ i′-t′ (6) 将(3)代入(6)可得： HB′=HA+i-t+D′tanа′+i′-t′ (7) 其中i′、t′为0，所以: HB′=HA+i- t+D′tanа′ (8) 由式(5)和(8)可知，两种方法测量的待测点高程在理论上是一致的。 也就是说，我们采用这种方法进行三角高程测量是正确的。 综上所述：将全站仪置于任意一点，无需测量仪器高度或棱镜高度。 仍可测量待测点的高度。 理论上分析测量结果比传统的三角高程测量更准确，因为它减少了误差源。 整个过程中，无需使用钢尺测量仪器的高度和棱镜的高度，减少了这方面带来的误差。 同时需要指出的是，在实际测量中，棱镜高度也可以根据实际情况进行更改。 只要记录相对于初始值t的增加或减少的值，就可以根据测量结果计算出待测点的实际值。 海拔。