三角高程代替水准测量文献综述.docx

三角高程代替水准测量文献综述【摘要】三角高程测量具有简单快熟的优点具有广阔的应用前景本文介绍了三角高程测量的一些测量方法总结了三角高程测量方法的几个实际问题为广大科研工作者提供参考依据。【关键词】三角高程全站仪水准测量。1、三角高程测量的优点传统的水准测量虽然精度较高但是有测量速度慢、工作强度大等缺点尤其是在山区由于测量环境差测站增多测量效率非常低。而三角高程测量是由测站向照准目标观测垂直角和它们之间的水平距离或者斜距计算测站点与照准点间高差的一种方法。这种观测方法简单而且不受地形条件的限制[1]。目前全站仪在测角和测距方面都有了很大的提高。据了解徕卡TS30测量机器人测角精度达到了0.5秒测距精度达到1mm+1ppm。这大大的促进了三角高程测量技术的发展。并且全站仪具有测量手段简单、计算速度快等优点[2]。2、三角高程与水准等级的研究现状由三角高程测量原理可知使用三角测量的方法可以减少工作量特别是在山区无法进行水准测量的时候三角高程测量可以方便测量高程。对于测量精度很多专家学者进行了大量的研究。在文献[2]中介绍了三角高程测量发展过程有些学者认为由三角高程测量自身原因的限制使用三角高程不能普遍代替三四等水准测。文献[2]中提出下面两个问题：（1）在同等距离两点间进行高程测量三角高程测量误差与距离成正比；而水准高程测量误差与距离的平方根成正比。因此水准高程测量精度高于三角高程测量精度。（2）三角高程测量误差与测站数的平方根成反比测站数越少误差反而越大；水准高程测量精度与测站数的平方根成正比测站数越少误差越小；因此水准测量精度优于三角高程测量精度。由以上两点可认为不能因全站仪测距精度的提高而提高高程测量精度。因此全站仪三角高程测量无法普遍代替水准高程测量尤其在高等级基平测量中必须采用水准测量。文献[3][4]中提出三角高程测量可以代替水准测量。陈帅和张维丽等提出使用中间法三角高程测量可以代替三、四等水准测量。这种方法要求在测量时把观测边边长、垂直角限制在一定范围内不量取仪器高、棱镜高进行高程测量。由于在测量过程中保持了前后视距大致相等此种方法的大气折光系数变化是相当小的期对误差的影响也较小可以忽略不计。文献[5][6]中作者在研究过程中通过工程实例验证三角高程测量代替三等水准测量是可行的。经过研究一些学者认为三角高程测量可以代替二等水准测量文献[7]中沈忱等提出在有条件的情况下可使用三角高程代替二等水准。作者使用徕卡TM30测量机器人进行三角高程测量采取六测回的测量形式将仪器和觇标均架设于控制网观测墩上使之强制对中。通过实际测量验证得出垂直角的增大对高差精度影响很小而边长对高差精度影响较大的结论。根据二等水准测量规范当边长在3000m以内时可以满足二等限差使用TM30测量机器人精密三角测量可代替二等水准测量。文献[8]中使用对向观测法对边、角各观测四个测回在竖直角文献[9]中张正禄等研究了在精密三角高程测量中可以使用代替一等水准测量。在他的研究中使用往返测来抵消球差的影响。通过观测不同时段的高差并与精密水准测量相比较计算出某一方向的K的离散值再拟合得到K值随时间变化的曲线用它作为该地区的K值。在边长不宜超过600m观测角度不宜超过30°的情况下使用强制观测墩同时要用一等几何水准方法测量其高程的一部分网点作为三角高程网严密平差的已知点（约占1/3左右）。最后通过实例验证得出可以使用三角高程测量代替一等水准的结论。文献[10]中贺春梅、明祖涛等使用TCA2003测量机器人进行跨河水准测量每公里测量偶然中误差=±0.28mm。小于规范规定的±0.45mm的要求。闭合线路闭合差为-0.85mm小于允许的6mm的要求。满足一等水准测量。3、三角高程测量中的一些问题在三角高程测量中大气折光是不可避免的一个问题。文献[11]中作者提出了一种利用偶数站高低棱镜对象观测高差闭合差为0来改正大气折光反演系数的方法高精度地得到工程所在区域各时刻各方向的大气折光系数提高了三角高程测量精度。文献[12]中作者通过实验验证得出以下结论：大气折光系数K值在一天内的变化大致在中午前后数值最小也比较稳定；日出日落时数值变化最大变化也快。文献[13]中段恩新提出一种不使用强制对中桩的情况下使用对中杆以减少误差的方法使棱镜误差精度达到1mm的要求。在文中还提出天顶角大小对高差影响不大可不予限制的结论同时指出考虑到全站仪系统误差（竖轴、横轴、视准轴等）与竖直角大小成正比的影响复杂环境下测量时竖直角宜限制在20°以