程運(yùn)廣

中交華南勘察測(cè)繪科技有限公司 廣東 廣州 510000

1 引言

隨著施工技術(shù)的發(fā)展，高墩橋梁應(yīng)用越來(lái)越頻繁，這對(duì)測(cè)量技術(shù)提出的更高的要求，常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量往往受到地形、施工條件等的限制，在高程傳遞過(guò)程中效率低，不能滿足高效率的施工要求，本文以廣連高速項(xiàng)目的田源大橋?yàn)槔?，采用中間法三角高程測(cè)量傳遞四等水準(zhǔn)高程，并推導(dǎo)此方法的誤差模型，分析影響精度的因素并提出使用條件。

2 中間法三角高程測(cè)量原理及誤差分析

2.1 測(cè)量原理 全站儀中間法三角高程測(cè)量方法的是把全站儀大致架設(shè)在兩個(gè)控制點(diǎn)中間，分別測(cè)量?jī)x器到棱鏡的斜距與垂直角，根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算兩個(gè)控制點(diǎn)之間的高差，由儀器與棱鏡之間的幾何關(guān)系可以看出：計(jì)算兩個(gè)控制點(diǎn)之間的高差時(shí)，保持兩個(gè)方向的鏡高一致，不需要測(cè)量?jī)x器高與覘標(biāo)高。測(cè)量原理如示意圖1：

圖1 全站儀中間法三角高程測(cè)量示意圖

根據(jù)三角高程測(cè)量原理和幾何關(guān)系可得，控制點(diǎn)A 和B的高差hAB如公式(1)所示

由于在橋梁控制網(wǎng)中，高程控制點(diǎn)一般布置在距線路50米至300米之間，兩個(gè)控制點(diǎn)之間的距離較短，在實(shí)際的計(jì)算過(guò)程中可以忽略地球曲率的影響，并且將全站儀設(shè)在兩個(gè)控制點(diǎn)大致中間位置并選擇中午前后觀測(cè)，可有效的削弱大氣折光的影響，故可以不考慮球氣差的影響。即：

由公式(3)可以看出，測(cè)段之間的高差的精度只與測(cè)量的垂直角的精度、大小和斜距的精度、大小有關(guān)；

3 工程實(shí)例

3.1 高程控制網(wǎng)與墩頂轉(zhuǎn)點(diǎn)BM1位置關(guān)系如圖2

所示

圖2 高程控制網(wǎng)與轉(zhuǎn)點(diǎn)位置關(guān)系圖

3.2 實(shí)施過(guò)程 如圖2所示，JM00與GE349為四等水準(zhǔn)點(diǎn)，高程分別是218.863 m 和241.511 m，是按照四等測(cè)量方法測(cè)量并由全線水準(zhǔn)網(wǎng)平差得到的，兩點(diǎn)高差為22.648 m，BM1是在墩頂埋設(shè)的轉(zhuǎn)點(diǎn)，直接用于高程放樣。

3.2.1 全站儀中間法三角高程測(cè)量 全站儀設(shè)在JM00與BM1大致中間位置，全站儀測(cè)距標(biāo)稱(chēng)精度為(1+1.5pp m)，測(cè)角精度是1″，四測(cè)回測(cè)量垂直角與斜距，測(cè)量結(jié)果如下表

表(1) 中間法三角高程測(cè)量原始記錄(測(cè)段：BM1至JM00)

由公式(2)計(jì)算得到JM00與BM1的高差是12.563 m。

3.2.2 全站儀對(duì)向觀測(cè)法三角高程測(cè)量 為了檢核中間法三角高程測(cè)量的正確性，采用對(duì)向法三角高程測(cè)量對(duì)JM00和MB1測(cè)段高差進(jìn)行檢核，測(cè)量方法如下：分JM00至BM1測(cè)段和BM1至GE349測(cè)段，對(duì)兩測(cè)段分別進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，對(duì)向法三角高程測(cè)量的的技術(shù)要求如表(2)

按照此技術(shù)要求實(shí)施，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表(3)、表(4)，計(jì)算結(jié)果經(jīng)球氣差改正如表(5)所示。

表(2) 光電測(cè)距三角高程測(cè)量觀測(cè)的主要技術(shù)要求

表(3) 對(duì)向法三角高程測(cè)量原始記錄(測(cè)段：BM1至JM00)

表(4) 對(duì)向法三角高程測(cè)量原始記錄(測(cè)段：BM1至GE349)

表(5) 對(duì)向法三角高程測(cè)量計(jì)算結(jié)果

4 結(jié)論

對(duì)向觀測(cè)法的測(cè)段構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表(6)

線路 高差計(jì)算值(m)測(cè)量高差(m)高差閉合差(mm)路線長(zhǎng)度(k m)限差(mm)JM00-BMI-GE349 22.648 22.647 1 0.809 22

表(6)結(jié)果符合四等水準(zhǔn)測(cè)量精度，對(duì)向法觀測(cè)結(jié)果可靠。中間法的結(jié)果與對(duì)向法觀測(cè)的測(cè)段BM1至JM00的結(jié)果對(duì)比可以看出，相同測(cè)段得出的高差較差為0.001 m，可以推斷出中間法的結(jié)果也是可靠的。

綜上，由公式(3)可以看出，保證垂直角不宜過(guò)大并控制測(cè)站到覘板的距離，采用多測(cè)回測(cè)量斜距及角度，能減小高差中誤差，提高測(cè)量精度。全站儀中間法三角高程的設(shè)站自由，實(shí)施方便，測(cè)量時(shí)不用測(cè)量?jī)x器高和覘標(biāo)高；計(jì)算簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行球氣差的改正，提高了效率與精度，經(jīng)過(guò)理論分析和實(shí)際測(cè)量計(jì)算，證明該方法可靠。在線路工程中，控制點(diǎn)一般布置在距線路中線50 m 至300 m 之間，中間法三角高程測(cè)量適用于大多數(shù)線路工程，在高程傳遞過(guò)程中具有一定的使用價(jià)值。