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在工程测量中,高差变化比较大的位置,我们一般会用全站仪或者RTK测高程。不过使用全站仪测高程的时候,我们也经常会说:全站仪的高程精度相对于水准仪来说测的精度真的没有那么高。那么这个全站仪测的高程精度高不高,也就是测的准不准?是怎么判断的呢?用什么方法?下面小编就给大家分析一下。
全站仪高程测量原理
全站仪测高程是利用“三角高程测量”,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,计算测站点与照准点之间的高差。
通常我们使用全站仪通过三角高程测量的原理进行高程计算,推算公式:未知点的高程=已知点高程+仪器高+垂直高差VD-棱镜高。
其中已知点高程固定,仪器高,棱镜高量算误差可控在5毫米内,垂直高差=斜距sd✘sinα,距离测量可以检定,就剩下竖直角α,这个对于只要找准中心照准对垂直高差误差会很小可以控制在mm精度(可以通过三角函数验算,根据竖直角偏差多少秒可以计算)往往误差不会大概率呈现一个方向出现,即使出现,那么每个环节把控严格可以做到2公分内的精度,对于一般施工要求2公分高程精度的工程还是有很大范围的应用。
影响全站仪三角高程测量精度的因素有:
(1)垂直角(天顶距)的测角误差;
(2)边长误差
(3)大气折光系数和地球曲率半径导致的误差;
(4)仪器高和目标高的测定误差;
尽量提高三角高程测量精度的方法:
(1)采用对向观测减少测角误差、大气折光误差影响
(2)由于三角高程测量误差与边长成正比,所以尽量选择较短的边长进行高程传递。
(3)当垂直角较大时,对斜距改平距边长的影响较大,所以,尽量选择垂直角较小的边长进行高程传递。
(4)大气折光系数取决于大气的密度,早晚温差变化大,空气密度变化大,所以,选择中午附件时段进行垂直角观测,减少折光系数误差。
水准仪高程测量原理
水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”,测量两点间高差,从而由已知点高程推算出未知点高程。
已知A点高程,求B点高程(标高)
例:A点高程为78.65求B点高程?
将水准仪放置于A、B两点距离相等处,将水准仪调整水平状态,将水准尺(标尺)立于a点读的读数1.538,转动水准仪望远镜处向b处,并将将水准尺(标尺)立于b读的读数1.245
计算如下:
注:如果是后视点a减去前视点b为负数
所以,全站仪测高程精度不行,并不是仪器精度的问题,再高级的全站仪也不行,这是由于高程的定义和全站仪的测量原理决定的。
全站仪测量结果是几何量,角度、边长,我们的平面坐标就是这样的几何量,我们通常把平面坐标和高程称为三维坐标,其实X,Y和H是有本质不同的,高程是一个具有物理意义的量值,我们可以仔细想想,我们是如何定义两点等高的?那就是这两点位于同一个重力等位面上,物体从一点移动到另一点,重力做功为零,也就是说,水不会在重力作用下从一点流到另一点去。
如果我们谈论的是正常高高程系统,某点的高程是指过该点的似大地水准面到过高程零点的似大地水准面沿该点的垂线方向的间距。
因此,全站仪测量高程,不能解决水准面是曲面这一问题,本质上是一种近似方法,在范围不大,精度要求不高的场合可以应用。
高等级的精密水准测量,是需要同时进行重力测量来改算的。所以到现在为止,三角高程测量顶多只能替代三四等水准测量,一二等水准测量还只能用精密水准测量的方法。
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