摘要：隨著光電測距技術(shù)的發(fā)展 ,全站儀精度的提高 ,全站儀越來越多的應(yīng)用于水準(zhǔn)測量。通過推導(dǎo)全站儀水準(zhǔn)法三角高程測量公式 ,對(duì)其精度進(jìn)行了分析 ,論證了用全站儀水準(zhǔn)法三角高程測量代替三四等水準(zhǔn)測量的理論依據(jù) ,并采用全站儀任一置站的方法 ,測量時(shí)不必量取儀器高、棱鏡高 ,既減少了三角高程的誤差又加快了施測速度。結(jié)合導(dǎo)線測量實(shí)例，提出了便于實(shí)際應(yīng)用的近似坐標(biāo)間接平差方法。并給出了實(shí)際操作的公式與經(jīng)緯，導(dǎo)線測量相比，避免了方位角的推算和改正，以及坐標(biāo)增量的計(jì)算和改正，工作效率高，而且不易出錯(cuò)，同時(shí)可以，出傳統(tǒng)附和導(dǎo)線測量需要兩條已知邊。作為方位角的檢核條件，而全站儀導(dǎo)線間接平差
關(guān)鍵詞：全站儀，經(jīng)緯儀，方位角，導(dǎo)線測量，分析，應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言：近幾年隨著光電測距技術(shù)的發(fā)展 ,以及各種高精度全站儀的普遍應(yīng)用 ,經(jīng)過實(shí)踐 ,全站儀水準(zhǔn)法在工程施工中被廣泛的采用 。所謂全站儀水準(zhǔn)法就是在待測兩點(diǎn) (保持棱鏡高度一致 )中間安置全站儀。此方法既有傳統(tǒng)三角高程測量的優(yōu)點(diǎn) ,同時(shí)在施測的過程中又不需要量測儀器高和棱鏡高從而減少了高差測量的誤差來源 ,使這種三角高程的精度得到了提高。本文通過推導(dǎo)全站儀水準(zhǔn)法三角高程測量原理 ,分析了其測量精度 ,得出全站儀水準(zhǔn)法高程測量可代替三四等水準(zhǔn)測量的結(jié)論。本文講述全站儀導(dǎo)線與傳統(tǒng)水準(zhǔn)導(dǎo)線對(duì)比，在成果處理時(shí)可以應(yīng)用這些近似坐標(biāo)按坐標(biāo)平差、即間接平差、法進(jìn)行平差，得到各個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)的最終坐標(biāo) 這將優(yōu)于過去經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量方法�？梢詼p輕測量人員的內(nèi) 外業(yè)工作強(qiáng)度,提高工作效率。
全站儀水準(zhǔn)法三角高程測量精度影響與消除和減小方法
1天頂距和水平距離觀測誤差對(duì)觀測高差的影響（要想提高觀測精度 必須設(shè)法提高垂直角的精度）
2地球曲率和大氣折光的影響，（把視距控制在 200 m，左右 ,前后視距差控制在 3m之內(nèi) ,球氣差的影響就可以忽略不計(jì)）。
3儀器沉降和棱鏡傾斜的影響，（具體操作時(shí)可以用兩根長度適中的竹竿頂住對(duì)中桿 ,或采用三條腿的對(duì)中桿）。
4豎直度盤指標(biāo)差的影響（采用正倒鏡觀測,就可以抵消指標(biāo)差的影響）
5豎軸傾斜誤差的影響（計(jì)量審定合格的全站儀可忽略不計(jì)）
6垂線偏差的影響(垂線偏差對(duì)高程的影響在山區(qū)和大山區(qū)是很大的, 因此,在這些地區(qū)測量時(shí)應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p小視線的長度)
水準(zhǔn)觀測的具體過程如下
(1) 開始觀測前 ,應(yīng)詳細(xì)記錄時(shí)間、天氣、氣壓溫度、濕度和成像效果等因素;
(2) (2) A、D兩點(diǎn)設(shè)全站儀 ,B、C兩點(diǎn)設(shè)標(biāo)尺 ,分別對(duì)近標(biāo)尺和遠(yuǎn)標(biāo)尺進(jìn)行同時(shí)觀測;觀測完成后 ,將 D點(diǎn)的儀器移到 C點(diǎn) ,重復(fù)上述觀測過程;然后再將 A點(diǎn)的儀器移到 B點(diǎn) ,重復(fù)觀測過程;再將 C點(diǎn)的儀器移回 D點(diǎn) ,仍重復(fù)上述觀測過程。以上工作最好在上午完成。
(3) 將兩岸的人員和儀器對(duì)調(diào) ,B、C設(shè)儀器. A、D設(shè)標(biāo)尺 ,重復(fù) 1的過程
(4) 在對(duì)稱的時(shí)間內(nèi)重復(fù) 1、2的過程 ,但儀器交換次序也應(yīng)對(duì)調(diào);
測量結(jié)果分析
采用全站儀水準(zhǔn)法三角高程測量進(jìn)行距河水準(zhǔn)測量的主要誤差源是測角誤差和球氣差 ,因此從選點(diǎn)到觀測作業(yè)的實(shí)施 ,都是圍繞著提高測角精度和減弱球氣誤差進(jìn)行的。觀測結(jié)果見表 2。按照國家三等水準(zhǔn)測量的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢核 ,極限差為 10L。對(duì)表 2中數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比 ,可以得出觀測結(jié)果合乎國家三等水準(zhǔn)測量要求的結(jié)論。
全站儀導(dǎo)線間接平差與坐標(biāo)計(jì)算
應(yīng)用全站儀觀測導(dǎo)線 可以通過機(jī)內(nèi)的微處理器，直接得到導(dǎo)線點(diǎn)的平面近似坐標(biāo)。由于全站儀直接測定各導(dǎo)線點(diǎn)的近似坐標(biāo)值，平差計(jì)算就不用像傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀導(dǎo)線近似平差計(jì)算那樣，先進(jìn)行角度，閉合差計(jì)算和調(diào)整 然后推算方位角，再進(jìn)行坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算和調(diào)整。最后根據(jù)平差后的坐標(biāo)增量計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)，全站儀導(dǎo)線直接按坐標(biāo)平差計(jì)算 將更為簡便，下面以圖1全站儀導(dǎo)線為例說明其測量方法 分析它與經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量的不同點(diǎn) 進(jìn)
而推出全站儀導(dǎo)線測量的間接平差計(jì)算方法。
全站儀導(dǎo)線的外業(yè)工作
首先將全站儀安置于已知點(diǎn)A上，分別輸入A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo),全站儀瞄準(zhǔn)B點(diǎn)定位,測量導(dǎo)線點(diǎn)2坐標(biāo).依次在各導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)站測量出下一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)(3～C)的坐標(biāo)。從以上觀測過程可以看出,導(dǎo)線測量中的許多計(jì)算工作已由儀器機(jī)內(nèi)軟件承擔(dān).全站儀可直接測。定各點(diǎn)的近似坐標(biāo)值.
全站儀導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)平差計(jì)算
由于存在測量誤差,最后測量的C點(diǎn)近似坐標(biāo)不等于C點(diǎn)的已知坐標(biāo),平面位置產(chǎn)生了一個(gè)線量誤差C′C,即導(dǎo)線全長閉合差在縱f1f橫坐標(biāo)軸上的投影分別為fx,fy.
結(jié)論：由于全站儀提供了高精度的角度和距離測量 ,因而全站儀的三角高程測量可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水準(zhǔn)測量進(jìn)行高程控制測量或施工測量 。用全站儀水準(zhǔn)法三角高程測量代替三、四等水準(zhǔn)測量的新方法 ,其優(yōu)點(diǎn)是儀器任意置站 ,方便靈活;不量儀器高、棱鏡高 ,減少誤差來源 ,提高工作效率;測站選在中部 ,可以減弱大氣折光的影響;由于精度提高 ,施測距離可達(dá) 600 m。在實(shí)際工作中 ,棱鏡高度發(fā)生變化時(shí) ,只要記錄下相對(duì)于初值增大或減小的數(shù)值 ,計(jì)算時(shí)一并考慮即可計(jì)算出待測點(diǎn)的實(shí)際高程。根據(jù)理論研究和大量外業(yè)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明 ,測距三角高程能夠代替三、四等水準(zhǔn)測量 ,已逐步用于生產(chǎn)作業(yè)中 獲得較高的效益。
采用全站儀測量導(dǎo)線并進(jìn)行間接平差,直接在已經(jīng)測得導(dǎo)線點(diǎn)的近似坐標(biāo)上進(jìn)行改正,方法簡單，易于掌握 避免了傳統(tǒng)平差法的方位角的推算和改，正 以及坐標(biāo)增量的計(jì)算和改正 能大大提高工作效率,而且不易出錯(cuò),同時(shí)可以看出傳統(tǒng)附和導(dǎo)線測量需要兩條已知邊,作為方位角的檢核條件,而全站儀導(dǎo)線間接平差,只需要一條已知邊和一個(gè)已知點(diǎn)即可，使導(dǎo)線的布網(wǎng)更加靈活。
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