歐業(yè)寧

（欽州學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，廣西 欽州 535000）

水準(zhǔn)路線如果需要跨越水面和峽谷，視線長(zhǎng)度比標(biāo)準(zhǔn)水準(zhǔn)的長(zhǎng)度長(zhǎng)，前后具有比較大的視距差距，則應(yīng)該采用跨河水準(zhǔn)的測(cè)量方法來測(cè)量?？绾铀疁?zhǔn)測(cè)量方法就是運(yùn)用三角高程法測(cè)量三角高程，求高差是跨河水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理。

1 分析跨河水準(zhǔn)測(cè)量的原理

跨河地點(diǎn)如圖1所示，A和D兩點(diǎn)為全站儀架構(gòu)，B和C兩點(diǎn)附帶瓦合金標(biāo)尺，在河兩岸標(biāo)尺進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)束以后，需要觀測(cè)遠(yuǎn)標(biāo)尺。觀測(cè)的步驟如表1所示。

圖1 跨河地點(diǎn)

表1 垂直表觀測(cè)步驟

將以上步驟重復(fù)，對(duì)4組進(jìn)行測(cè)量，艦板固定在標(biāo)尺的上部。不留小數(shù)點(diǎn)是最佳的劃分，精確為整數(shù)。因?yàn)榕灠鍥]有棱鏡，可以分開測(cè)距和測(cè)角。在垂直角小于1°、距離小于1 000 m的情況下，平角受垂直角影響的誤差忽略不計(jì)，利用平距進(jìn)行計(jì)算。A對(duì)B和C艦標(biāo)照準(zhǔn)，運(yùn)用三角工程的測(cè)量原理，便可得到AB與AC的高差。消除儀器量高所導(dǎo)致的誤差，在跨水準(zhǔn)測(cè)的前后，利用觀測(cè)方法觀測(cè)AB與CD之間的高差，檢測(cè)同岸點(diǎn)間是否有沉降和變形現(xiàn)象發(fā)生。

2 分析水準(zhǔn)測(cè)量的結(jié)果

在跨河水準(zhǔn)測(cè)量方面，三角高程測(cè)距具有一定的誤差，主要誤差源是球氣差和測(cè)角誤差。所以，無論是實(shí)施觀測(cè)作業(yè)，還是選擇點(diǎn)，都要將誤差盡量降低，應(yīng)該盡可能提升測(cè)角的精度，從而減弱氣球的誤差。應(yīng)該檢核觀測(cè)的結(jié)果，根據(jù)二等水準(zhǔn)的測(cè)量精度要求來進(jìn)行核減，根據(jù)檢測(cè)表1的數(shù)據(jù)，能夠得到準(zhǔn)確的觀測(cè)結(jié)果。

3 分析和估測(cè)跨河水測(cè)量的精度

技術(shù)人員由連桿對(duì)向同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，AB和DB的位置、長(zhǎng)度如果基本相等，則會(huì)有兩岸相似的地形。考慮到以上的條件和平均的公式，可以將各個(gè)垂直角替換使用。結(jié)合水準(zhǔn)測(cè)量誤差的傳播定理，就能夠運(yùn)用高差中的誤差，得到計(jì)算公式，將兩式全微分求出來。由于兩岸地形條件相似，可采用對(duì)向同時(shí)觀測(cè)的方式，所以，△k≈0.通常垂直角小于1°，測(cè)角誤差有相等的，所以，可以化解上式，由于消除了跨河水準(zhǔn)影響觀測(cè)儀器高。艦板固定時(shí)，分化標(biāo)準(zhǔn)尺的整數(shù)所導(dǎo)致的視覺誤差就是mi，所取值的范圍mi=±0.1 mm，根據(jù)工程的實(shí)際情況，D1與D4長(zhǎng)度都為10 mm，D1與D4所導(dǎo)致的測(cè)角誤差可以忽略。由于D3與D2的長(zhǎng)度也相等，mD3與mD2的長(zhǎng)度也相等。a=a3=a2=a1=0.5°，考慮到上述因素，可以將公式簡(jiǎn)化。利用全站儀測(cè)距和測(cè)角進(jìn)行試驗(yàn)，觀測(cè)的精度大約為0.5”。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)規(guī)定，垂直角的觀測(cè)角如果為8測(cè)回，ma=±0.3”1，比較接近于實(shí)際的精度，測(cè)距的精度為ms=3 mm+ppm×D，電子盤度的分辨率最小的為0.1”。代入到該項(xiàng)工程實(shí)際的觀測(cè)值，比較結(jié)果就得到了。將S=1 km和a=1代入公式中，就可以得到高差精度的結(jié)果。

通過推導(dǎo)精密的誤差公式和計(jì)算近似的誤差，忽略測(cè)量結(jié)果誤差既合理又非常小。同理，結(jié)合不同取值和具體情況就可以得出參數(shù)，測(cè)角誤差和大氣折光差是高差的主要來源，所以，如果想提升測(cè)角的精度，所用的儀器的測(cè)角精度必須高，還要增加測(cè)回?cái)?shù)。此外，針對(duì)于大氣折光誤差，既要好天氣，又要采用同時(shí)對(duì)向的觀測(cè)等相關(guān)的方式進(jìn)行減弱。

比較和分析上述所得到的估計(jì)結(jié)果，如果急劇增加跨河視線的長(zhǎng)度，就會(huì)快速地增大高差中的誤差。所以，如果在條件允許的情況下，盡量縮短跨河視線的長(zhǎng)度，跨河水準(zhǔn)網(wǎng)在河道的最窄處選擇。

根據(jù)平差原理來平差跨河水準(zhǔn)網(wǎng)，觀測(cè)值是6個(gè)，多余觀測(cè)是3個(gè)，3個(gè)條件的方程式形成，預(yù)測(cè)其精度、平差的結(jié)果就可以得出，嚴(yán)密平差將高差的誤差產(chǎn)生為0.51 mm，高差的誤差為0.683 mm，2個(gè)數(shù)值的差距不大，基本相等。結(jié)合我國(guó)水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)范，精度能夠達(dá)到二級(jí)水準(zhǔn)的精度。

4 結(jié)束語

通過理論分析和實(shí)踐數(shù)據(jù)的結(jié)果顯示，利用三角高程測(cè)量的方法，運(yùn)用高精度全站儀能夠使跨河水準(zhǔn)得以有效實(shí)現(xiàn)，能夠達(dá)到國(guó)家二等水準(zhǔn)量精度所規(guī)定的要求。如果跨河視線距離小于700 m，跨河水準(zhǔn)測(cè)量的精度能夠完全達(dá)到國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)精度的要求?？绾右暰€應(yīng)該有一定的高度，兩岸跨河點(diǎn)的高差不能過大，否則垂直角就會(huì)過大。因此，同岸點(diǎn)、岸之間應(yīng)盡可能有比較小的高差。測(cè)角誤差和球氣差是三角高程法測(cè)距測(cè)量跨河水準(zhǔn)的主要誤差，影響測(cè)量結(jié)果測(cè)角的誤差也最大。所以，應(yīng)該選擇高精度的測(cè)角儀器，運(yùn)用觀測(cè)步驟提升觀測(cè)精度，從而減弱對(duì)球氣誤差的影響。同時(shí)，觀測(cè)兩岸對(duì)向，能很大程度地提升測(cè)量精確度，消除或減弱地球曲率誤差、垂直折光差、儀器高誤差。氣象因素會(huì)影響跨河水準(zhǔn)測(cè)量，所以，測(cè)量應(yīng)該在成像清晰、地面熱輻射小、風(fēng)力比較小的條件下進(jìn)行；否則，要準(zhǔn)確測(cè)定測(cè)區(qū)域大氣折光的系數(shù)，將大氣改正的模型建立起來，減弱大氣折光造成的誤差影響。

參考文獻(xiàn)：

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