全站儀測(cè)量高程新方法!你一定沒學(xué)過!
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使用跟蹤桿配合全站儀測(cè)量高程的方法越來越普及,使用傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量方法已經(jīng)顯示出了它的局限性。經(jīng)過長期摸索,總結(jié)出一種新的方法進(jìn)行三角高程測(cè)量。這種方法既結(jié)合了水準(zhǔn)測(cè)量的任一置站的特點(diǎn),又減少了三角高程的誤差來源,同時(shí)每次測(cè)量時(shí)還不必量取儀器高、棱鏡高。使三角高程測(cè)量精度進(jìn)一步提高施測(cè)速度更快。

一、三角高程測(cè)量的傳統(tǒng)方法
如圖一所示,設(shè)A,B為地面上高度不同的兩點(diǎn)。已知A點(diǎn)高程HA,只要知道A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)的高差HAB即可由HB=HA+HAB得到B點(diǎn)的高程HB。

圖 一
圖中:D為A、B兩點(diǎn)間的水平距離。
а為在A點(diǎn)觀測(cè)B點(diǎn)時(shí)的垂直角i為測(cè)站點(diǎn)的儀器高,t為棱鏡高HA為A點(diǎn)高程,HB為B點(diǎn)高程。V為全站儀望遠(yuǎn)鏡和棱鏡之間的高差(V=Dtanа)。
首先假設(shè)A,B兩點(diǎn)相距不太遠(yuǎn),也不考慮大氣折光的影響。為了確定高差hAB,可在A點(diǎn)架設(shè)全站儀,在B點(diǎn)豎立跟蹤桿,觀測(cè)垂直角а,并直接量取儀器高i和棱鏡高t,若A,B兩點(diǎn)間的水平距離為D,則hAB=V+i-t故 HB=HA+Dtanа+i-t。這就是三角高程測(cè)量的基本公式,但它是以水平面為基準(zhǔn)面和視線成直線為前提的。
因此,只有當(dāng)A,B兩點(diǎn)間的距離很短時(shí),才比較準(zhǔn)確。當(dāng)A,B兩點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí),就必須考慮地球彎曲和大氣折光的影響了。這里不敘述如何進(jìn)行球差和氣差的改正,只就三角高程測(cè)量新法的一般原理進(jìn)行闡述。
從傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量方法中可以看出,它具備以下兩個(gè)特點(diǎn):1、全站儀必須架設(shè)在已知高程點(diǎn)上。2、要測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程,必須量取儀器高和棱鏡高。

二、新方法操作方法
利用三角高程測(cè)量原理,導(dǎo)出變型公式,將全站儀象水準(zhǔn)儀一樣,任意架,而不是必須將它置在已知高程點(diǎn)上;全程不用量取儀器高和棱鏡高,直接測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程。
敲黑板!重點(diǎn)!操作步驟:
1、全站儀任意架,但要求必須能和已知高程點(diǎn)、待測(cè)未知點(diǎn)均通視。
2、照準(zhǔn)已知高程點(diǎn)B,測(cè)出VD(高差)值,并算出W的值。(測(cè)站點(diǎn)、儀器高、棱鏡高,一律不必設(shè)定。)W = HB - VD
3、進(jìn)入坐標(biāo)測(cè)量功能,將測(cè)站點(diǎn)高程Z設(shè)為W的值,儀器高和棱鏡高均設(shè)為0。
4、照準(zhǔn)待測(cè)點(diǎn)A,測(cè)量,顯示坐標(biāo)Z值即為A點(diǎn)高程。

公式推導(dǎo)和概念:假設(shè)B點(diǎn)的高程已知,A點(diǎn)的高程為未知,要通過全站儀測(cè)定其它待測(cè)點(diǎn)的高程。
HA= HB - (D × tan(vа) + i - t )
上式變型可知:
HA+i-t = HB -D × tan(vа) = W
其中D×tan(va)是中心高差,就是我們測(cè)距,并顯示出來的VD值。然后需要計(jì)算出一個(gè)W值,命名為“置換高”。
W =HB - VD
這種高程測(cè)量新方法,是將全站儀任意架設(shè),不用量儀高鏡高,測(cè)出的結(jié)果從理論上分析比傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量精度更高!減少了操作、儀器、環(huán)境等誤差來源。