張世富 劉夏菡 劉金龍

摘 要：使用全站儀對單向觀測法、對向觀測法、中間自由設(shè)站觀測法進(jìn)行實(shí)測驗證并分析其觀測精度，從而可以根據(jù)測量條件及其精度選擇相應(yīng)的測量方法應(yīng)用于實(shí)際工程中。

關(guān)鍵詞：三角高程測量;觀測方法;精度分析

基金項目：菏澤學(xué)院教學(xué)改革研究立項培育項目（項目編號：2018310）。

1 引言

在施工過程中，高程測量必不可少，高程測量方法有水準(zhǔn)高程測量、三角高程測量、GPS高程測量、氣壓高程測量，其中水準(zhǔn)高程測量、三角高程測量醉臥常用。水準(zhǔn)測量精度較高但受地形起伏的影響比較大，三角高程測量基本不受地形起伏影響、測速快、能應(yīng)對各種復(fù)雜情況，因此廣泛應(yīng)用于工程測量，大規(guī)模地形圖繪制，線性工程和管網(wǎng)工程中。

2 三角高程測量原理

三角高程測量是指通過觀測兩點(diǎn)之間的距離和角度來計算兩點(diǎn)之間的高差的方法。其觀測簡單，受地形影響小，但是其精度易受距離測量、角度測量、一起高度測量等誤差的影響。

2.1 單向觀測法

單向觀測法利用三角高程測量的原理進(jìn)行直接測量，通過量取距離S、角度α、儀器高度i、照準(zhǔn)目標(biāo)物高v，同時結(jié)合地球曲率（c）及大氣折光（r）計算兩點(diǎn)（a、b）之間高差，其計算公式為：

2.2 對向觀測法

對向觀測法分別在兩個待測點(diǎn)（a、b）安置儀器進(jìn)行相向觀測，計算兩次高差取平均作為最終高差，測量方法與單向觀測相同，其計算公式為：

2.3 中間自由設(shè)站觀測法

中間自由設(shè)站觀測法在兩未知點(diǎn)中間點(diǎn)（c）安置儀器結(jié)合水準(zhǔn)測量原理計算兩點(diǎn)之間的高差，由于觀測條件相同且儀器到兩未知點(diǎn)的距離大致相等，故地球曲率（c）及大氣折光（r）相互抵消，因此其計算公式為：

3 三角高程測量誤差分析

以蘇州一光RTS612B型全站儀為例，其精度為2mm+2ppm，根據(jù)誤差傳播定律推得三種方法的中誤差公式為：

取兩倍的中誤差為極限誤差計算不同距離、不同角度下各方法的極限誤差如下表所示：

通常四等水準(zhǔn)測量中距離為100米、500米和1000米的極限誤差分別為6.32mm、14.14mm、20.00mm。由表1可以看出，距離為100米時，單向觀測法和中間設(shè)站法在較小角度時能滿足四等水準(zhǔn)測量要求，當(dāng)角度大于15°時其誤差超限;距離為500米時，三種方法極限誤差都在四等測量要求范圍內(nèi);距離為1000米時，單項觀測法精度不能滿足要求，而對向觀測法和中間設(shè)站法精度滿足四等水準(zhǔn)測量極限誤差要求。

4 結(jié)語

綜上所述，對向觀測法在不同距離、不同角度情況下測量精度均最高且符合四等水準(zhǔn)測量極限誤差要求;中間設(shè)站法在短距離測量時精度較低，特別是短距離、大角度測量誤差會超出四等水準(zhǔn)測量極限誤差要求;單向觀測法僅在短距離、小角度情況下滿足精度要求。

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