《全站仪三角高程测量在施工中的法及消除.doc(刘道旺)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全站仪三角高程测量在施工中的法及消除.doc(刘道旺)（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、（论文第 21 页 共 30 页）（论文）指导教师审阅意见表论文题目全站仪三角高程测量在施工中的应有及消除影响三角高程因素方法 姓名刘道旺专业测量指导教师姓名职称论文得分指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日（论文）评阅人意见表论文题目全站仪三角高程测量在施工中的应有及消除影响三角高程因素方法姓名刘道旺专业测量评阅人姓名职称论文得分评阅人评语： 评阅人签名： 年 月 日目录前言1摘要关键词2前言2第1章 概述21.1 水准测量和三角高程的比较21.2 本文研究的目的和意义31.3三角高程控制测量3第2章全站仪安置在测站的三角高程32.1全站仪安置在任意点的三角高程测量32.2三角高程测量高
2、程的精度估算3第3.0章全站仪在线路高程测量中的应用63.1悬高测量63.2后方交会高程测量63.3施工中高程放样测量7.0提高三角高程测量精度的方法124.1 提高竖直角观测精度124.2提高垂直角观测精度的措施134.3提高仪器高与镜高的量测精度144.4大气折光差是影响三角高程的主要因素怎样尽量消除此项误差 14第5章提高仪器高与镜高的量测精度22结论25致谢26参考文献27结束语28全站仪三角高程测量在施工中的应用及消除影响三角高程因素方法摘要：介绍利用全站仪在施工工程中测量高程的应用，及影响三角高程精度的因素，和怎样消除或减小这些因素的方法。关键词：三角高程测量,斜边距，竖直角 ，大
3、气折光差前 言高程控制测量的方法主要是水准测量和三角高程测量。水准测量的特点是测量高程的精度高。然而在我们施工现场测量工作一般在高低不平的山区、丘陵地区以及倾角大于8的井下倾斜巷道进行时，用水准测量求高程就极其困难，甚至根本无法进行。这时就要选择三角高程的方法进行施工现场高程的测量。并且熟悉的运用全站仪在测量高程的各种方法。但是三角高程测量的精度比较低,不能应用于高精度工程测量。三角高程测量的精度提高后,在大部分工程甚至精密工程中可以代替水准测量，这样就能尽快缩短工期，降低工程预算。因此提高三角高程测量的精度就十分必要。提高三角高程的精度,首先必须了解三角高程测量的方法。并在不同的地形条件下,
4、采取适当的方法。其次还要充分了解影响三角高程测量的主要误差,掌握消除测量误差的方法。大气折光误差一直是制约三角高程测量的重要因素,因此如何消除大气折光误差和确定大气折光系数一直是人们研究的重点。本文详细讲述了近地面大气折光的特征及其大气折光系数的确定方法，通过各种方法减弱测量误差的影响,从而提高三角高程测量的精度。文章还提出一种新的方法进行三角高程测量。这种方法既结合了水准测量的任意置站的特点，又减少了三角高程的误差来源，同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高，使三角高程测量精度进一步提高，施测速度更快。最终，能保证三角高程测量代替二、三等水准测量的方案。 随着测量仪器和技术的不断发展，近年来
5、随着全站仪精度的提高，三角高程已经可以取代三、四等水准测量，工程实践和文献介绍表明，三角高程甚至有取代二等水准测量的趋势。这证明道路施工中完全可以用全站仪代替水准仪进行高程测量。1.概述高程控制测量主要采用三角高程测量和水准测量的方法来测定各等级水准点和平面控制点的高程。利用全站仪测量三角高程测量在施工测量中占很大优势，并且广泛应用。1.1水准测量和三角高程测量的比较十九世纪以前，三角高程测量几乎是测定控制点高程的基本方法，而且广泛用作地形测量的高程控制。但是，由于近地面大气层的垂直折光使观测天顶距受到扭曲，成为限制三角高程测量精度的主要障碍，特别是在大比例尺测图时，要求高精度地测定目标点的高
6、差和高程。另一方面，由于几何水准的发展，并逐渐成为高程控制，特别是精密高程控制的重要手段，而使三角高程测量变成一些特殊情况(如高山区或次要地区等)的几何水准的补充。但是，几何水准的速度慢，而且劳动强度大，在长倾斜路线上也还受到垂直折光的累积性影响，当前、后视视线通过不同高度温度层时，每100m高差中误差可能产生系统性影响为15-30mm。此外，几何水准测量转点多，标尺与仪器下沉误差是另一项系统误差来源。另外，在丘陵、山区用几何水准测量传递高程是非常困难的，有时甚至是不可能的。三角高程测量是传统的测定控制点高程的基本方法。这种方法简便灵活，受地形条件的限制较少，适用于测定三角点的高程。它与水准测
7、量一样，都是以大地水准面为基准起算面，所测得的高程为正高高程。三角高程测量的最大优点就是在测定控制点平面位置的过程中同时测定其高程，与水准测量相比，能一次测定距离较远或者高差较大两点间的高差。但是三角高程测量的精度比水准测量的精度低，因此必须采取措施提高三角高程的测量精度。1.2本文研究的目的及意义本文主要研究利用全站仪在施工高程测量中工作中的几种方法，通过减小三角高程测量时的各项误差从而达到提高三角高程测量精度的目的。通过提高三角高程测量的精度，在工程中可用三角高程测量代替水准测量，从而缩短工期，降低工程预算。1.3三角高程控制测量我在南水北调S28标在施工过程中，我们单位进场之后首先要复测
8、已知点、加密施工测量导线，传统的方法是导线、水准测量分别进行，根据我的经验可以用全站仪进行三角高程导线测量。三角高程测量的基本思想是根据由测站向照准点所观测的垂直角（或天顶距）和它们之间的水平距离，在测垂直角的过程中我们利用了盘左/盘右的办法，精确照准后，每次观测最少2次，总共分4次观测然后在取每次观测平均数的平均数为本次观测垂直角的数据。两点之间的水平距离观测时每次读数观测4次数据，然后取平均数为两点水平距离。然后利用三角高程公式计算测站点与照准点之间的高差。这种方法简便灵活，受地形条件的限制较少，故适用于测定三角点的高程。三角点的高程主要是作为各种比例尺测图的高程控制的一部分。一般都是在一
9、定密度的水准网控制下，用三角高程测量的方法测定三角点的高程。最后我们可以利用三角高程回到已知点进行复测。复测结果与已知点误差1.2毫米。符合工程施工测量高程的要求。2.0全站仪安置在测站的三角高程07年在我们进入施工现场后，开始施工前为了选线、测带状地形图及施工测量方便，导线边长在1200m 属正常，尽量保证各边长长度相等。但是设计、施工之间有一定时间间隔，控制点难免有损坏，而且有些线路设计单位本身布网点间距就较大，我们在南水北调所见导线平均边长500600m，个别达到千米。当导线边较长、倾角较大，应将斜长化为平距并将水平长度归化到投影水准面上。设斜长为L，斜长L 投影在水准面上的长度S，地球
10、曲率影响的角度 为S 所对应地球圆心角，天顶距，折光角1。仪器高i,棱镜高v。考虑到cos(/2)1， cos(/2-1)1h=Lcos +Lsin sin(/2-1)+i-v设近似高差h=Lcos 近似高差的改正值h=Lsinsin(/2-1)h=h+h+i-v往返测量高差的差值：dh=hAB+hBA+2Lsinsin(/2-1)+(iA+iB)-(vA+vB取往返测量的高差平均值进行平差得到最终高程。2.1全站仪安置在任意点的三角高程测量在施工过程中我们不断试验，如果我们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，这样就能大大减少工作量
11、，并且使精度能满足施工高程测量的要求。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、精度更高。于是我们就做了这样的实验，假设A、B 两点的高程已知，这里要通过全站仪测定其它任意待测点的高程。Hi =HA（ 或HB ） +( Lcos+i-v)上式除了Lcos 即h的值可以用仪器直接测出外， i, v 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v 值也固定不变。基于上面的假设W= HA（ 或HB ）+（i-v）在任一测站上也是固定不变的.而且可以用A、B点的高程计算出它的值W。根据W，测量任意点得到的Lcos，不用测量仪器高i
12、,棱镜高v。可以通过观测、计算任意点高程Hi=W+Lcos 。这样对于开挖渠道的斜坡坡脚线及开口线高程的放样很方面。精度一样能达到了水准测量的标准，因为通过这样的方法不用量取仪器高、棱镜高，减少了误差系数，大大提高了三角高程的精度。并且能很好的节约测量时间。2.2三角高程测量高程的精度估算采用加工精度较高的架腿，仪器高、棱镜高的误差很小，可不考虑；而且在上述2 中已不存在仪器高、棱镜高的误差，针对全站仪测量高程的精度我们做了试验。设测站到A 点斜距为L，天顶距为，我们假设以上数据都是固定的则高程Hi=HA+Lcos +i-v，根据误差传播定律Hi 的精度为M2Hi=(Lsin)2(ma/)2+
13、(cos)2(mL)2根据所得数据我们发现测边误差对高程的影响随着倾角的增大而变大，倾角误差的影响随着倾角增大而变小，取全站仪测角精度0.5，测距精度(0.3+110-6）mm,导线点距离100m 时，测距误差0.4mm,=0 时 MHi=0.001mm。通过数据显示不管是用DS1、DS3 水准仪进行水准测量，这样的三角高程测量精度比他们一点不逊色，当然全站仪厂家不同，型号各异，精度不同。在施工测量过程中为满足施工要求尽量选择精度比较高的仪器。但考虑水准仪测量误差及在山地测量的不便，大力推广全站仪三角高程测量仍很必要。在我们渠道1：2.5的斜坡高程测量和墩台施工中以及多次进行跨河水准测量闭合差
14、均超限，因为这些结构进行水准测量有很大的困难。后来改用全站仪三角高程测量解决了这个问题。3.0全站仪在线路高程测量中的应用利用全站仪在线路测量中一般我们用往返测取平均值，并按规范要求平差。这里我主要介绍自己在施工中常用的两种方法：悬高测量、和后方交会高程测量。以及在利用全站仪在施工过程的高程测量放样。这些都是在施工测量中常见到的高程测量，利用全站仪进行高程测量非常方便。3.1 悬高测量首先，我先谈下利用全站仪进行悬高测量在施工中的应用。 我们项目安设的水泥罐顶高程，但上面无法上人在其上立棱镜需要进行悬高测量，以尼康520电子全站仪为例。（1） 将棱镜设在待测物上固定一点，然后读取棱镜高；并且不用记录数据。全站仪有自动记录功能。（2）精确的量取仪器高，然后输入棱镜高后照准棱镜，并且精确照准棱镜中心，测量距离；读取两次读数取其平均数作为最终数据。（3）在菜单中选取悬高测量；（4）照准待测物，屏幕显示地面点到待测物高度。如果用水准测量很难完成此项任务。
