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

李莉

中铁大桥局第七工程有限公司，湖北 ·武汉 430050

【摘要】测量工作对工程施工来讲有着重要影响，在建筑业、市政行业等多方面全站仪三角高程测量都发挥了重要作用，其相对于其他高程测量更加精准、高效，下面文章结合工程案例对全站仪三角高程测量方法及精度进行分析。

【Abstract】Surveying work has an important impact on engineering construction. It plays an important role in building industry, Municipal Industry and other aspects of total station trigonometric elevation survey. Compared with other elevation surveys, it is more accurate and efficient. The following article combines engineering cases to analyze the total station trigonometric elevation survey method and its accuracy.

【关键词】全站仪；三角测量；高程测量；测量方法

【Keywords】Total Station; Triangle Measurement; Elevation Measurement; Measurement Method

1 引言

目前随着我国的科学技术在不断的发展，高精度全站仪在各个方面都已经得到了很大的提高，高精度全站仪的快速发展为目前我国的高程测量打下了坚实的基础，在一定程度上为了能够更好的促进测量的水平，要进一步提升高程测量的技术和方法。

2 全站仪三角高程测量方法

第一，单向观测：单向观测方法是通过已知的高程来对未知的高程进行有效确定的方法，在对未知高程点进行测量时，需要首先对已知高程点与未知高程点的高差进行一定程度的观测，然后在已知的高程点之上设置全站仪，并将全站仪的高度进行测量并记录；在未知高程点之上设置反射棱镜，同样需要测量反射棱镜的高度并记录。最后，便可以根据所测量的值来对未知高程进行计算与确定。第二，对向观测：而对于对向观测法而言，它是在已知高程点之上观测未知高程点的高差，在未知高程点观测已知高程点的高差，并在此基础之上根据测量结果计算出未知高程的一种测量方法。具体的操作如下：首先在已经高程点之上设置全站仪，通过全站仪观测未知高程点与已知高程点的高差；然后再将全站仪设置在未知观测点之上，并对其与已知高程点的高差进行观测，最后，将所得的两个高差绝对值的中数作为结果。对着这种观测方法而言，由于处于相同的观测环境之下，因此可以对地球曲率与大气折射的影响进行一定程度的消除。理论上来说利用这种观测方法所得到的数据应该更为精确，但实际并非如此。

3 全站仪三角高程测量方法

在本文之中主要从基准点及工作基站布设、悬高测量、三角高程中间设站测量方法特点及注意事项以及高程放样测量进行了全面的剖析。

3.1 基准点及工作基站布设

根据监测需要，一般布设不少于3对基准点，与工作基点相互通视或组成三角形，便于检查校核。将工作基点与基准点监测控制网，按变形监测网的技术要求施测。对监测控制网作严密平差计算，其各项精度指标满足规范要求才能作为监测起算数据。控制网布置在铁路附近距铁路约50m的位置，布设6个基准点，2个工作基站，在施工区域外四周选稳定、不受施工影响的位置布设^[1]。

3.2 悬高测量

在对工程进行测量的过程之中，如果遇到高压线、河流等情况时难以对其进行直接测量，因此这种情况之下往往会采用悬高测量的方法。具体操作方式如下：首先在待测物的上方或者下方设置好棱镜，设置好之后获取棱镜的高度数据；其次，在电子全站仪之上输入棱镜的高度，并确定好位置对相应的距离进行测量；然后选择操作电子全站仪，选择好具体的模式，本次测量中在仪器操作界面选择“悬高测量”模式；最后，将电子全站仪照准在待测物之上，设备的屏幕之上便会显示出地面与待测物之间的高度距离。

3.3 三角高程中间设站测量方法特点及注意事项

首先，三角高程中间设站测量过程当中，不用使用测量仪的高度，监测点在进行具体的工作过程当中，根据具体的标准来进行工作，为了能够提高它的上限而减小了仪器的目标，高度减少了测量的误差。除此之外，仪器可以在任何角度来进行测量，它能够利用它自身所存在的优势，保障全地形的测量水平，防止由于地形问题导致了它的灵活性。最后，由于在测量的过程当中一次性需要测量多个监测点，因此需要往往进行稳固的加固，防止测量仪出现倾斜的情况，然后在测量时应当尽量选择阴天或中午比较稳定的是转型进行观测，由于高度较小，对检测结果影响较大，必须减少数角观测误差，尽量多测几个回合。

3.4 高程放样测量

首先，在测站对全站仪进行有效的安装，同时对仪器自身的高度进行准确有效的测量；其次，在全站仪的屏幕界面进入到“放样”选项，在此基础之上选择放样数据，启动“S-O”选项。通过上述的一系列操作之后，输入模式会在斜距、高差、平距、悬高等选项之间进行一定程度的切换，选择“读取”功能会对内存中的高程数据进行调用，然后再按照观测情况进行放样操作；结合测量过程中的实际情况对棱镜进行有效的移动；除此之外，还需要注意在放样之后需要在中杆底部的位置做好相应的标记，并对放样点进行认真详细的重复检测^[2]。

4 隧洞工程实测

某水利工程它位于目前我国的山西省西北部，穿过黄河与海河这两个大和终点位于中沟湾，全长的隧道超过4000米，均为无压隧洞，其中在具体的分水岭上，由于地质工程条件十分的复杂，存在各种各样的相关地质问题，根据不同的历史阶段和问题，设计人员采用不同的方法来进行测量，采用人工钻爆法进行施工，剩余的道路在进行施工时，它的岩体主要为灰岩和白云岩，且隧道为直线的形式，即使采用目前的先进方法来进行施工，也很难进行正确和安全的工作，因此就必须进行开挖。由于掘进机施工强度快进度快，可以对整个测量的次数进行全面的提高，以更好的提高整个精确度，因此测量工作极其的重要。工作量也就随之的加大，根据目前我国的国家标准和技术，本次施工是采用的最先进的站点和测量方法，采用全新的仪器来进行工作，已将现时的气象数据输入到仪器中进行自动的改正，来进行测量测量的成果十分的明显，已经在文章当中的表格当中充分的展现详细的测量成果可以见表1。

通过表1可以很明显的看出由于测距误差所引起的高度误差、由于天顶距误差而引起的高度误差以及由于天气原因而引起的误差，还有由于仪器本身所引起的误差。

表1 高程中误差计算表

其中通过表中的分析能够很明显的看出，天顶距误差对高差的影响最大，可以通过增加对天顶距的撤回数量来提高它的精度，大气对于整个测量误差的影响，但是在进行站点的设计是尽可能的要进行调整，通过这种方法能够更好的采用较少的投入而完成较高的数据测量，按照国家的标准和行业的要求来进行考虑，取其中的两倍每公里高差中误差作为极限误差，该成果在使用时可满足精度要求，测量的高度误差也能够得到保障的作用，距离较短，认为所存在的垂直误差没有变化，可以不用考虑垂直线偏差对高层的影响。

5 全站仪三角高程测量精度分析

国内测绘人员近年来一直致力于研究如何提高三角高程测量的精度问题，在满足精度要求的条件下，能否代替几何水准测量，伴随着高精度全站仪的发展以及改进，我国在三角高程测量方面取得了很大的进展。利用先进的全站仪，以及特定的三角高程计算方法，使三角高程的测量精度超过的四等水准测量的精度，在一些特定环境下，三角高程测量成果的精度甚至已经可以达到二等水准测量的精度要求。近年几年来，从事测绘工作的人员一直在三角高程测量实际应用中摸索前进，比如，高速铁路自由设站三角高程测量代替CPIII精密水准测量；利用精密三角高程代替二等水准测量；精密跨海三角高程测量代替二等水准测量；中间法电磁波测距三角高程代替精密水准；车载精密三角高程等等；这些都促进了三角高程测量的发展。

6 结语

综上所述，在本文之中对其进行了全面的剖析，希望能够给予大家一些启发。根据此篇文章当中的分析和介绍，尽管目前对于三角高程测量精度存在一定的误差，但是在目前测量过程当中比较困难的情况下，该仪器的优势十分的明显。采用先进的仪器设备能够更好的保障误差的减小，对测量方法能够进行更好的完善。相信随着我国科学技术在不断的发展，这样的测量仪器一定会取得更好的进步，在我国的国家工程项目建设过程当中发挥更大的作用。希望文章上面的论述分析能够对日后我国工程项目的建设发展有所帮助。

【参考文献】

[1]曹强.中间设站法三角高程测量代替三等水准测量探讨简.北京测绘.2018(09).

[2]张腾飞,陈永军,张传帅,来平军.精密三角高程在长距离一等跨河水准测量中的应用.测绘与空间地理信息.2018(09).

[3]曾志敏.三角高程测量精度研究及实践.机械管理开发.2018(07).