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摘要：根据全站仪三角高程原理，与南方NTS-372R全站仪探讨了三角高程测量方法，分析了精度，总结了降低误差的方法和提高精度的措施。 .

关键词：三角立面； 全站仪； 精密分析

摘要：基于全站仪三角高程原理探讨了对南方NTS-372R全站仪三角高程的测量方法和精度进行了分析，总结和降低误差的方法以提高测量精度。

关键词：三角形高程； 全站仪； 精密分析

CLC 编号：U212.2 文件识别码：A 货品编号：

一、简介

传统高程控制网的建立采用水准仪进行水准测量。 但在地面起伏较大或不方便用水平仪测量的地区应用受到很大限制。 随着测量技术的飞速发展，全站仪测距和测角的精度有了很大的提高，全站仪三角测量得到了广泛的应用。 本文结合南方NTS-372R全站仪，对三角高程测量进行精度分析。 利用三角高程测量的原理和方法，以及误差传播规律，分析了南方NTS-372R全站仪三角高程测量的精度。 探讨了在一定范围内用等高线代替南方NTS-372R全站仪三角高程的可行性。

2、三角高程测量原理

三角高程测量是根据两点间的仰角和斜距计算两点间的高差。 两点之间的高差为： . (1)

式中：S为两点斜距； a为垂直角； K为大气垂直折射系数； i 为仪器在测站的高度； v 为观测目标的高度； R是地球的曲率半径。

由式1可知，三角高程测量两点高差的精度受两点斜距测量精度、两点垂直角观测精度、大气折射的影响,仪器高和棱镜高的测量精度。 在这些因素的影响下，普通三角高程精度较差，难以满足沉降观测的精度要求。

3、自由站三角高程测量原理

一种将传统三角测量高程测量理论与工程实践相结合的方法。 这种方法是在两点之间架设全站仪，省去了以已知点为中心的繁琐过程，节省了时间。 通过测量测站与已知高程点的高差，然后测量测站，最后将已知点与待测点的高差做两高差之差，从而得到待测点的高程。

两点高差计算公式为： (2)

由式（2）可知，两点高差误差主要与斜距s、垂直角a、大气折射系数k和棱镜高v有关，无需仪器测高，如果在参考点和观察点使用相同的定心杆而不改变高度，即。 高差只与斜距和垂直角的观测精度有关。

4.错误分析

根据误差传播规律，自由测站三角高程测量高差的误差公式为

(5)

相同环境下，同类型观测精度相同，短时间内观测前后目标，大气折射对精度影响很小，因此式（5）可以写成：

(6)

由式（5）和（6）分析可知，影响精度的主要因素是测角误差和测距误差以及棱镜高中心误差。 主要取决于全站仪的精度和测量方法。

5.南NTS-372R全站仪三角高程测量精度分析

南方NTS-372R全站仪测距精度=（2+2ppm）mm，测角精度=2”，取大气折射系数k=±0.14mm，采用不同的垂直角和斜距计算高差误差 计算，取2倍误差作为极限误差，与三、四级极限误差进行比较，分析其精度，计算后得表1。

表1 南方NTS-372R全站仪自由站三角高程观测

由表1可以看出，南方NTS-372R全站仪自由站设置法三角高程在700m以内，垂直角在20°以内时，其理论精度能够满足四分之一的容差要求。班级； 差值误差主要随着距离的增加而显着增加，高差误差大致与距离成正比，垂直角度的变化对精度影响不大，且随着距离的增加误差显着增加的边长，所以在实际生产测量中，观察边的长度应尽可能的减少。

6.工程实例

本文采用一定的控制网络，配合南方NTS-372R全站仪进行现场测量。 棱镜放置在带有支撑架的定心杆上。 观察步骤为“后-前-前-后”，读取水平距离和垂直角度。 , F1 和 F2 的平均值作为垂直角。 最大前后视线差不超过100m。 垂直角要求在5°之间，全站仪放置在两个待测点的中间，但要求所选仪器的位置能与已知高程点通信（此时，与仪器高程测量相关的常量，如测站高程、仪器高程、棱镜高程等均为任意值，测量前无需设置）。 用仪器瞄准放置在已知高程点上的棱镜，测量仪器点与已知高程点的精确水平距离和瞄准已知高程点上的棱镜时视线的垂直角。 转动全站仪对准被测点，测出仪器点与被测点的精确水平距离和三棱镜对准被测点时视线的垂直角。 ，整条观测线构成一个独立的闭环，站数为偶数全站仪转点必须输入准确的仪器高和棱镜高吗?，这样就无法测量仪器高和棱镜高，可以抵消转折点棱镜高的影响。

三角高程测量和水平测量均同时独立观测两次。 在计算出各测段高差后，采用水准线平差法进行平差计算，平差后得到各点高程。 各项指标均能满足四级水准测量要求。

七、结论

本文通过对全站仪三角高程的理论研究，利用南方NTS-372R全站仪进行野外数据采集，证实NTS-372R全站仪三角高程精度能够满足四等品级的容忍度要求。 操作时必须注意减少大气折射和垂线偏差的影响，保证观测时成像清晰稳定。 测量时一定要注意边长的控制。 如果边长太长，精度会大大降低。 此时垂直角度应相应减小。 可以通过显示来控制边长和垂直角度之间的关系。

参考：

[1] 闫洪波全站仪转点必须输入准确的仪器高和棱镜高吗?，黄腾，邓飚． 智能全站仪精密三角高程测量代替二等水准测量[J]. 水电自动化与大坝监测，2007,31(4):43-44

[2] 张正禄，吴东才． 精密工程测量［M］． 北京：测绘出版社，1993。

[3] 张自力． 全站仪三角高程测量代替三四级测量[J]. 城市建设与商业网络, 200,10:259-263

[4] 张正禄． 精密三角高程代替一级水准测量的研究[J]. 武汉大学学报：信息科学版，2010，

30(7):2-5。

[5] 周斌武． 全站仪三角高程测量新方法[J]. 甘肃农业, 2005, (11): 33-34.