[收稿日期 ] 2008 - 12 - 12
[作者简介 ] 李志超 (1966 - ) ,男 ,黑龙江巴彦人 ,工程师 ;张伟东 (1969 - ) ,男 ,黑龙江巴彦人 ,工程师 ,学士 1
应用全站仪进行三角高程测量的新
方法
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李志超 ,张伟东
(巴彦县水务局 ,黑龙江 巴彦 151800)
[中图分类号 ] TP39 [文献标识码 ] B [文章编号 ] 1006 - 7175 (2009) 03 - 0206 - 01
1 三角高程测量的传统方法
设A ,B为地面上高度不同的两点。已知A点高程 HA ,
只要知道A点对B点的高差 HAB 即可由 HB = HA - HAB 得
到 B 点的高程 HB ,见图 1。
图 1 三角高程测量示意图
图中 : D为A、B两点间的水平距离 ;α为在A点观测B
点时的垂直角 ; i 为测站点的仪器高 ; t 为棱镜高 ; HA 为 A
点高程 ; HB 为 B 点高程。V 为全站仪望远镜和棱镜之间的
高差 ( V = Dtanα) 。
首先假设 A ,B 两点相距不太远 , 可以将水准面看成
水平面 ,也不考虑大气折光的影响。为了确定高差 HAB ,可
在 A点架设全站仪 ,在 B 点竖立跟踪杆 ,观测垂直角α,并
直接量取仪器高 i 和棱镜高 t ,若 A ,B 两点间的水平距离
为 D ,则
HAB = V + t - i
故
HB = HA - HAB = HA - Dtanα+ i - t (1)
这就是三角高程测量的基本公式 , 但它是以水平面
为基准面和视线成直线为前提的。因此 ,只有当 A ,B 两点
间的距离很短时 ,才比较准确。当 A ,B 两点距离较远时 ,
就必须考虑地球弯曲和大气折光的影响了。这里不叙述
如何进行球差和气差的改正 , 只就三角高程测量新法的
一般原理进行阐述。从传统的三角高程测量方法中可以
看出 ,它具备以下两个特点 :
(1) 全站仪必须架设在已知高程点上。
(2) 要测出待测点的高程 ,必须量取仪器高和棱镜高。
2 三角高程测量的新方法
如果能将全站仪象水准仪一样任意置点 , 而不是将
它置在已知高程点上 , 同时又在不量取仪器高和棱镜高
的情况下 ,利用三角高程测量原理测出待测点的高程 ,那
么施测的速度将更快。如图 1 所示 ,假设 B 点的高程已知 ,
仪器架在 A 点 ,A 点的高程为未知 ,这里要通过全站仪测
定其它待测点 HB′的高程。首先由式 (1) 可知
HA = HB + Dtanα - i + t (2)
上式除了 Dtanα即 V 的值可以用仪器直接测出外 , i , t 都
是未知的。但有一点可以确定即仪器一旦置好 , i 值也将
随之不变 ,同时选取跟踪杆作为反射棱镜 ,假定 t 值也固
定不变。
这一新方法的操作过程如下 :
(1) 仪器任意置点 ,但所选点位要求能和已知高程点
通视。
(2) 用仪器照准已知高程点 ,测出 V 的值。(此时与仪
器高程测定有关的常数如测站点高程 ,仪器高 ,棱镜高均
为任一值。施测前不必设定。)
(3) 照准待测点测出其高程。
下面从理论上分析一下这种方法是否正确。
HB′= HA + i - t - D′tanα′
= ( HB + Dtanα+ t - i) + i - t - D′tanα′
= HB + Dtanα - D′tanα′ (3)
式中 HB′为待测点的高程 ; HA 为测站中设定的测站点高
程 ; D′为测站点到待测点的水平距离 ;α′为测站点到待测
点的观测垂直角。
从式 (3)可知 ,不同待测点的高程随着测站点到该待
测点的水平距离或观测垂直角的变化而改变。
综上所述 :将全站仪任一置点 ,同时不量取仪器高 ,
棱镜高。仍然可以测出待测点的高程。测出的结果从理
论上分析比传统的三角高程测量精度更高 ,因为它减少
了误差来源。整个过程不必用钢尺量取仪器高 ,棱镜高 ,
也就减少了这方面造成的误差。同时需要指出的是 ,在
实际测量中 ,棱镜高还可以根据实际情况改变 ,只要
记录
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下相对于初值 t 增大或减小的数值 ,就可在测量的基础上
计算出待测点的实际高程。
[参考文献 ]
[1 ] 王晓涛 ,张志恒 1 全站仪高程测量方法的探讨[J ]1 内
蒙古科技与经济 ,2006 , (09X) :156 - 1571
[2 ] 张前勇 ,常 胜 1 全站仪水准法三角高程测量的探讨
[J ]1 湖北民族学院学报 ,2007 , (1) :42 - 451
(责任编辑 :赵琳琳)
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第 15 卷第 3 期
2009 年 3 月
水利科技与经济
Water Conservancy Science and Technology and Economy
Vol115 No13
Mar1 ,2009
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