三角高程测量代替水准测量的可行性研究.doc

华北科技学院本科毕业论文 题 目 三角高程测量代替水准测量的可行性研究 学 院 建筑工程学院 专 业 测绘工程 年 级 2012级 学 号 201205064127 姓 名 董超超 指 导 教 师 朱雪征 成 绩 2016年5月7日 三角高程测量代替水准测量的可行性研究摘要：在外业测绘的过程中高程的测量工作是经常要进行的工作，水准测量和三角高程测量是高程测量最常用、最基础的方法。但他们各自有其本身的优缺点，水准测量的优点是测量精度高但是操作比较麻烦，而且受到地形的影响也比较大，三角高程测量的测量精度比较低，但是操作比较简单、效率比较高，并且受到地形的影响比较小，近几年由于科学技术的发展，全站仪的测距测角精度不断提高，使测量更加准确。这使得三角高程测量代替水准测量成为可能，本文主要研究三角高程测量代替水准测量在何种精度范围内可以满足条件，通过实际测量数据对水准测量和三角高程测量的误差精度进行分析，并得出结论。关键词：全站仪;三角高程测量;水准测量;精度要求Feasibility study of trigonometric leveling instead of leveling measurementAbstract:Surveying and mapping in the process of Surveying and mapping in the process of Surveying and mapping work is often to be carried out, the usual elevation of the surveying and mapping methods have two kinds of leveling and trigonometric leveling. But each of them has its own advantages and disadvantages, leveling precision high, but more trouble, subject to the limitations of the terrain is relatively large, low precision of trigonometric leveling, but the operation is simple, relatively small by the impact of terrain, in recent years due to the development of Surveying and mapping instruments, increasing the precision of total station instrument, angular distance more accurate. It is possible to make the trigonometric leveling instead of leveling measurement. This paper is a research report on the accuracy of trigonometric leveling instead of leveling measurement.Key words: Total Station trigonometric; leveling leveling measurement; accuracy requirements目录第1章 绪论11.1研究背景与意义11.2 国内外研究现状21.2.1 国内研究现状21.2.2 国外研究现状31.3 本文研究内容3第2章 水准测量的原理及误差来源5第3章 全站仪三角高程测量原理和观测方法73.1 全站仪三角高程的基本理论73.1.2 三角高程测量的基本公式83.2 全站仪三角高程测量的方法103.2.1 对向观测法103.2.2 中间测量法114.1 全站仪对向观测法的精度分析134.2 全站仪中间观测法的精度分析144.3 三角高程测量方法的比较15第5章 实例分析165.1 测量过程165.2 观测结果分析22致 谢26第1章 绪论1.1研究背景与意义在工程测量的过程中，测定待测点高程的方法一般是根据已知点的高程通过测量两点之间的高差再经过计算，推出未知点的高程，通常测量方法有三角高程测量和水准测量两种方法，由于仪器精度和测量方法的不同，两种方法中水准测量精度高但是操作麻烦，受到地形的影响比较大，三角高程测量精度低，但是操作简单，受到地形测量的影响比较小，如果用三角高程测量代替水准测量在一定的精度范围内可以满足要求的话，可以大大的降低测量的成本，提高工作的效率。随着现在仪器精度的不断提高，在何种精度范围内用全站仪三角高程测量可以代替用水准仪测量，成为许多学者和研究人员关心的课题。 外业测绘是很辛苦的一个工作测绘人员本身就是比较辛苦的一种职业，如果能有一种方法可以降低外业的工作强度，对外业的测绘人员来说是一件很实用的事情，高程测量尤其是山区地区的高程测量是一项十分艰巨的任务，但是以前没有那种仪器可以操作起来简单并且可以满足精度的要求，测量人员只能背着水准仪一步步一点点的进行外业的高程测绘，但是效果往往不是很理想，一方面由于水准测量的水准尺不能很好的发挥作用在地形起伏较大地区，另一方面如果测站过多水准测量的累计差会越大，水准测量是高程测量中最传统、最主要方法之一，并且它的精度比较高。但是工作效率太低，并且受到地形的影响很大，在山区测量难度很大，不很方便。此外，水准测量除了效率低下原因外，如果在地形复杂的地方使用水准仪进行水准测量进行高程测量是很难完成的，有时甚至是不可能的。但是三角高程测量就比较容易实现。因为它受到地形的影响很小，随着全站仪的出现，它的操作简单受地形影响的优点吸引着广大的测量人员，科学家的们对它的测量精度也从来没有停止过讨论、研究。但是过去全站仪的测量精度不高在高程测量上一直未能引起重视，今几年，随着全站仪的精度不断提高，又引起了新的一轮讨论，全站仪是不是可以代替水准仪在高程测量中第 1 页 共 31 页第 2页 共 31 页的作用的讨论越来越激烈。全站仪三角高程测量能否在一定的精度范围内代替高程水准测量，如果三角高程测量可以代替水准测量，精度又如何，为了解决这些问题，就需要对全站仪进行三角高程测量工作的的方法、误差来源、原理等进行分析。然后针对这些问题选择合适的观测条件，使用合适的观测方法来减小误差，并制定相应的作业规范，将三角高程测量和水准测量在高程控制测量过程中的精度和效率进行对比。得出在一定的精度范围内，三角高程测量可以代替水准测量作业。减少劳动强度，以提高作业效率，并且把这种方法进行推广，为广大的测绘工作者提供更加高效并且准确的测量方法。1.2 国内外研究现状由于三角高程测量的高效、受地形影响小的特点，自全站仪应用伊始，关于三角高程和水准测量的精度对比的研究就从未停止，国内外有许多学者和研究人员进行过此项研究。1.2.1 国内研究现状我国一直就致力于三角高程测量代替水准测量的研究，早在1982年11月就召开过主题为“电磁波测距仪在工程测量中的应用”的学术讨论会；并且于1987年9月再次召开；后来随着科技的进步测绘的科研人员在厦门再次召开了关于“大气折射与测距三角高程代替水准测量“的学术讨论会，标志着我国的测绘的外业研究进入了新的时期。云南省的水利水电勘测设计院曾经进行过使用中间法三角高程的测绘，通过对本次试验结果的分析整理后结果表明：当用中间法观测在边长在1km以内时，三角高程测量是可以完全可以代替四等水准测量。当使用对向观测法观测边长小于1.1km的高差时，三角高程测量可以代替三等水准测量。随着测绘仪器的进步国家的测绘研究所采用对向法三角高程测量的方法进行了一次测绘实验。这次试验结果表明：当边长在50m-1.1km内，三角高程测量可以代替三等水准测量，当边长在70m-3.4km时三角高程测量可以代替四等水准测量。第 1 页 共 31 页第 2页 共 31 页由于工作的原因，东北的水利水电勘察院与水电一局在白山水的电监测网中。进行了对于三角高程测量代替水准测量的一次测绘实验，通过对实验结果的整理分析表明：三角高程测量的精度接近二等水准测量要求。1.2.2 国外研究现状在国外的研究更加的频繁更加的深入，其中在美国的1983-1985年间，由美国的国家大地测量局组织了一次对三角高程测量代替水准测量的实践操作，试验中使用型号为T2000的经纬仪和型号为DI5的测距仪进行拼装组成简易的全站仪器，使用两种观测方法：中间法和对向观测法，分别用这两种测量方法施测总长为30km的测段闭合高程路段，得出了当边长为300m时。往返测量的中误差平均值标准差小于0.76mm和1.02mm，环线闭合差小于4 mm的结论，这表明两种测量方法均能达到相应的精度要求。加拿大也进行过类似的测绘研究，并且通过实验得出的实验结果为每公里往返测量中误差平均值的标准差为2.2mm。德国的雷斯顿大学也组织相关的人员进行过三角高程测量的研究发现在有利观测条件下和一般观测条件观测时，对向观测时每公里中误差均小于3mm。两条导线的作业效率都非常的高大大的节约了时间，试验表明在倾斜地面作业时三角高程测量更为经济。总之国内外的测绘专家都非常重视三角高程测量能否代替水准测量的研究，对于测绘人员来说如果三角高程测量可以代替水准测量这将是一次伟大的测量学上的变革，这不仅仅是技术上的进步更是方法上的进步，这将大大的减小了测量的局限性，使在山区丘陵地带的测量更加的简单高效。所以说对三角高程代替水准测量的研究势在必行，这是时代的要求，更是广大测绘人员的迫切需求。1.3 本文研究内容本篇论文主要的研究内容是在高程测量中，通过对原理的分析得出三角高程测量的方法中存在的误差和误差的主要来源有哪些。通过对三角高程测量和水准高程测量的精度进行对比分析，得出在何种精度范围内，可以用三角高程测量代替水准测量。第 1 页 共 31 页第 4页 共 31 页并且在校园中布设高程控制网，进行外业的测量工作并且记录下数据，通过对三角高程观测方法所得的高程数据分别与水准测量所得的高程数据进行对比分析，得出水准测量和三角高程测量方法各自的优点和缺点，技术路线如图1-1：三角高程测量高程测量 得出结论精度对比水准测量图1-1 技术路线图第 1 页 共 31 页第 4页 共 31 页第2章 水准测量的原理及误差来源2.1 水准仪的测量原理水准测量是高程测量中最传统而且精度比较高的测量方法，在过去水准测量作为高程测量的主要方法在外业测量过程中经常用到。它的测量原理很简单，假设已知点高程A和未知点高程B，通过在A、B两点中间架设水准仪，在A、B两点分别立尺，通过对尺子上面的读数，计算两点之间的高差，然后通过已知点的高程加上两点之间的高差我们就可以得到未知点的高程数，如下图所示： 图2-1水准测量原理图通过公式(2-1)计算出B点的高程 HBHAhAB=HA（ab） （2-1）如果是在一段水准路线上测量，重复上述过程就能完成这段水准路线的高程测量。2.2 水准测量的误差来源由于水准仪本身就不完美，观测人员的操作和感官也有一定的局限,再加上外业观测必定要受到外界环境的影响，水准测量不可避免存在误差。为了保证应有的观测精度，观测人员应对水准测量误差产生的原因以及如何控制误差在最小程度的方法有所了解。水准测量误差按其来源可分为：仪器误差、观测与操作者的误差以及外界环境的影响三个方面。 常见的误差减弱方法有：i角误差可以利用前后视距相等的方法解决，水准尺的误差可是选用安装圆水准器的水准尺，并且进行检测；观测与操作者误差例如：管水准气泡居中误差只能是每次读数前精确调平，使管水准气泡严格居中，水准尺的误差需要观测者认真读数与操作，水准尺倾斜误差需要扶持的人员立尺时尽量竖直。对于外界环境的影响例如：水准尺的下沉误差需要在架设仪器立尺前尽量找坚实的地层，对于地球曲率、大气折光率、温度、风力的影响只能选择合适的时间段进行观测，确保水准观测的误差尽可能的减小。第3章 全站仪三角高程测量原理和观测方法3.1 全站仪三角高程的基本理论全站仪三角高程的基本原理是通过布设三角测量控制网，外业测角，量边，并且通过三角测算进行高程的计算，这种测量受到仪器的精度影响较大，如果角度测量和距离测量不是很准确，计算出来的高程就会差很多。但随着科学技术的发展，现代的全站仪越来越精密，测角、量边的精度越来越高，这使得三角高程测量代替水准测量成为了可能，全站仪如何进行高程测量以及全站仪三角高程的观测方法的详细介绍如下：3.1.1 全站仪三角高程测量的原理如图3-1所示，在地面上A、B两点间测定A、B点的高差，在A点架设仪器，在B点竖立标尺。使用钢尺量取望远镜旋转轴的中心到地面点上A点的距离被称为仪器高记为i，在望远镜中把十字丝的横丝对准准待测点B点标尺上的任意一点记为M，用钢尺量取M到B点的高度被称为目标高记为v，通过全站仪上的读数测出倾斜视线和水平视线D之间所夹的竖直角被记为，假如A、B两点之间的水平距离是已知的为D。图3-1三角高程测量原理图则由图3-1通过几何计算可得两点间高差为： (3-1)若A点的高程为已知高程并且已知为HA，则待测点B点的高程为： (3-2) 在实际的使用过程中应该注意如下问题： 1.如果角为仰角时取正号，相应地也为正值； 2.如果为俯角时取负号，相应地也为负值。如果在已知高程点A点架设全站仪(或经纬仪+光电测距仪)，在未知高程点B点安置棱镜，仪器高i和棱镜高v都是可以使用钢尺量取出来的，通过全站仪的读数可以知道斜距和竖直角的数值，称之为全站仪三角高程测量。A、B两点间的高差可按下式计算： (3-3)凡是在已知高程点架设仪器，在未知点竖立棱镜通过计算两点之间的高差的方法称之为直觇；相反的在未知点架设仪器，在已知点架设棱镜，通过计算两点之间的高差的方法称之为反觇。3.1.2 三角高程测量的基本公式在高程测量中，误差受到距离的影响比较大，所以三角高程测量的基本公式必须以大地水准面为依据来推导。如图3-2所示：设A点和B点两点间的实测水平距离为。仪器架设在A点，量取的仪器高度为。B点为待测点，砚标高度为，R为参考椭球面上的曲率半径。PE、AF分别为过P点和A点的水准面。为PE在P点的切线，PN是光程曲线。当位于P点的望远镜与PN相切的PM方向一致时，由于大气折光的影响，由N点发射出去的光线正好落在望远镜的横丝上。这时可以说，仪器架设在A点测得的P点与M点之间的垂直角为。由图3-2可明显地计算出，A点、B点两地面点间的高差为： （3-4）其中,EF是仪器高；NB是照准点的觇标的高度;而CE和MN分别为地球曲率和折光对测量的影响改正值的影响。由 (3-5) (3-6)其中为光程曲线PN在N点的曲率半径。设，则 (3-7)K是大气垂直折光系数。图3-2 地球曲率和大气折光的影响原理图由于A点和B点间的水平距离为，与曲率半径R之间的比值很小(当时, 所对的圆心角仅5多一点)，所以可认为PC近似垂直于OM，也就是说PCM90, 这样可以看成直角三角形。则(3-4)式中的MC为 (3-8)让计算式中我们称为球气差系数，则3-4式可写成 (3-9)式(3-9)就是传统观测计算高差的基本公式，也是常用的公式。式中垂直角，仪器高和觇标高，都可以通过全站仪读数和钢尺量取得到。为实测的水平距离，通常要计算成高斯平面上的长度。3.2 全站仪三角高程测量的方法3.2.1 对向观测法对向观测又称双向观测，即假设在A点观测了B点之后，又在B点观测了A点，主要用来减小大气辐射和地球曲率的影响。如下图所示：图3-3 对向观测法原理图求正向观测改正后的高差：在已知点A处安置仪器，在未知点B处设置觇标；分别测出A点和B点之间的斜距、竖直角、仪器高、觇标高后通过计算得到正向高差： (3-10)求反向观测改正后的高差：将仪器搬迁架设在未知点，B点上，在已知点A处架设觇标，按照上一步的工作进行操作，同样可得反向高差： (3-11)当两次观测所得的高差之差满足限差要求时，则取两次观测的高差的平均值作为A点和B点两点间的高差，它可有效减小地球曲率和大气折光差的影响，根据把式中的两次测量的平均值作为A点、B点两点间的高差，其符号与正向观测的高差相同。和分别为正向观测时的大气折光系数和反向观测时的大气折光系数。在外业观测环境相同的时候，近似的可以将，其次，和为对向观测时通过计算所得的A、B之间的水平距离，也可以近似看成相等的，通过这些条件可以得到： (3-12) (3-13)由此可见，对向观测法的优点很明显的展现出来了。它能够很好的消除地球曲率的影响，很好的减小大气折光的误差对高程的影响。3.2.2 中间测量法 中间测量法顾名思义就是在两点中间架设仪器，对相邻的两个待测点进行测量的一种方法。如下图：图3-4中间测量法示意图如图3-4所示：已知A点的高程，欲测定B点的高程，可在A点、B点两点间大约中间的位置P点架设仪器，分别在A点、B点处设置觇标，照准A点与B点的觇标，得到视线距离记为和与水平的夹角记为与,，目标高度记为与；则可根据以下公式求得高差： (3-14) (3-15) 所以A点与B点间的高差为： (3-16)又由于代入式(3-16)整理后得： (3-17)如果假设,则： (3-18)第4章 三角高程与几何水准高程误差及精度的对比研究4.1 全站仪对向观测法的精度分析 在工程测量中，如果三角高程测量可以代替水准测量，这将大大提高高程测量的效率。在何种要求内三角高程测量可以代替水准测量，对其精度分析就显得格外的重要。下面就是对两种测量的精度进行的分析：由公式（3-13），根据误差传播定律可得其误差传播公式为： (4-1)现在设定全站仪边长观测中误差为；全站仪竖直角观测中误差为；仪器高和目标高的量取中误差为进行研究。通过4-1式可以看出，对向观测法的测量精度受到距离测量精度、竖直角测量精度、仪高和目标高的量取精度的影响，所以说全站仪的读数要准，钢尺测量的精度要求要高，才能使测量更加的准确。表示竖直角观测中误差对高差的影响；表示测距中误差对高差的影响；表示作业时量取仪器高和棱镜高中误差对高差的影响，其值随竖直角和边长变化。可以看出: 1.全站仪测距的中误差的大小受到高差的影响，与竖直角的大小息息相关，但是当竖直角小于15时这种影响在是很小的。 2.高差受到竖直角观测中误差的影响与边长成正比，当边长的增大时误差也迅速增大，角度对高差的影响比边长对高差的影响要大多。特别是当边长很大时更加明显，因为很小的角度乘上一个很大的距离这种差距也是很大的，这种误差成为影响高差精度的最重要的原因。减小这种误差的方法是：边长不能过长和提高角度测量的精度；最好使用测角精度高的全站仪。3.当测距视线斜距边长介于100-500m时，能够满足三等水准精度要求；4.在测距视线斜距很小时，仪器高和目标高的量取误差对高差的影响变得很大，成为了影响高差最重要的原因；5.虽然理论上对向观测法在观测环境一致的情况下大气折光可以抵消，但是在实际的操作过程中这种条件很难达到。现在取两个极限折光系数0.08和0.14进行研究。对高差观测的影响如表3-1表4-1 对向观测时折光误差对高差的影响(单位：mm) 平距/m10020030040050070080090010001500误差/mm0.050.190.420.751.182.33.013.814.710.58 通过上面的表格可以看出当边长越大时误差越大，当平距大于500米时误差超过了500毫米，所以说除了选择合适的观测时间以外，应该尽量的控制平距的大小，尽可能的降低误差的来源。4.2 全站仪中间观测法的精度分析设，根据误差理论传播定律，根据公式（2-18）则中间法观测高差的中误差为： (4-2)假设全站仪观测边长的中误差为，全站仪观测的斜距为记为；全站仪竖直角观测中误差为；大气折光系数，大气折光系数中误差。通过实验发现，在中间观测法中，不同的前后平距和前后平距差对高差观测精度的影响。通过实验表明：当使用中间法观测时，前后视视距差小于15m时，大气折光差和地球曲率对高差的影响很小。假如中间法观测前后视距差为零，则对应不同的竖直角， 表示竖直角观测中误差对高差的影响，表示测距中误差对高差的影响，大气折光误差对高差的影响。具体影响如下：1.在测角中误差和测距中误差中测角的误差对高差的影响远远大于测距误差对高差的影响。2.为了减小误差应该尽量选取精度高的全站仪而且应该控制测距的长度因为距离越大测角误差对高差的影响越大而且应该增加测回数来减小测角的误差。3.在一定的测距长度范围内，全站仪三角高程测量能够满足三等水准精度要求。4.由表3-4可知，在地形条件合适的情况下，应该将全站仪尽可能的架设在两点之间，消除地球曲率和大气折光率对高差的影响。4.3 三角高程测量方法的比较两种三角高程的测量方法都有合适的适应条件和优缺点，通过以上的误差分析，可以得出各自优缺点如下： 1.对向观测法：优点是对向观测法减弱了大气折光对高程测量的影响，比单向的精度更高因为在单项观测中无法消除视差，通常情况下，对向观测法比较容易达到三、四等水准测量的要求。是三角高程测量方法中一种很有效很常用的一种方法；缺点是对向观测方法需要对仪器进行测量及目标高的测量，待测点与已知高程点之间仍需要通视。消除误差方面存在一定的缺陷而且耗资比单向观测大。 2.中间测量法：优点是操作简单，对操作精度要求低，效率比较高，可以减小耗资减少人员的投入；缺点是对外界环境要求高，要求尽量架设在中间位置。精度比较低。 第5章 实例分析5.1 测量过程本次研究在校园内布设三角高程观测路线和水准观测路线，分别用三角高程对向观测法和水准测量进行观测，对观测数据进行处理和精度比较。水准测量的仪器选用如表5-1：表5-1水准测量所用仪器DS3水准仪双面尺尺垫记录板1台2个2个1个 三角高程测量的仪器选用如表5-2：表5-2三角高程测量所用仪器三鼎2全站仪带基座棱镜三脚架钢尺记录板1台2个3个3把1个此外还需要记录用的记录本、记录笔、进行及时计算的计算器等。实验前对选用的测量仪器进行检验校正，经过检验合格后才能进行野外数据采集。水准测量中本次实验选用的是北京光学厂生产的S3型水准仪，按照四等水准测量的方法和规范要求进行外业观测和数据的采集。三角测量的全站仪选用测角精度为2秒的三鼎全站仪，其测距精度为2mm+2ppm。要求全部按照测量规范工程测量规范上的要求进行严格的操作，尽可能的降低测量误差。 外业观测时，要注意以下事项:1.每天外业工作前指定人员检查全站仪、水准仪等设备是否携带齐全、收工时检查设备是否完好、齐全，务必做到认真负责；2.全站仪尽量安置在两个测站居中的位置,视距差控制在5m左右；3.在固定仪器时，一定要保证仪器的安全防止仪器掉落摔坏，保护好仪器才能确保实验的顺利进行。切勿不扶住仪器直接进行上紧螺旋，避免仪器坠落，毁坏仪器；4.尽量寻找硬地面作转点,用对中脚架支撑对中杆棱镜,调整好棱镜的高度，保持两棱镜等高,并轮流作为前镜和后镜,同时尽可能的将测段设成偶数站,以防两棱镜不等高而产生的残余误差影响对实验的影响；5.优选测站和镜点,尽量使前、后视竖角的大小接近,并使角值较小6.采用后(盘左) 前(盘左) - 前(盘右) 后(盘右)测量程序,观测两个测回；7.对同一测段进行往返测量,读取全站仪中垂直角及视距做好记录；8.外业操作过程中注意仪器的安全防止过往的行人、车辆对仪器造成损伤。保证仪器和测量人员的安全。9.遇到突发的危险状况，应当先稳住仪器或然后再对仪器进行拆卸装箱；10.迁站时，如果离测站远，一定要将仪器装箱后方可迁站；11.收工后，待数据传输完毕，要把仪器及时装箱放回到原处，避免他人磕碰。 具体测量的实施过程如下： 在校园附近选取10个水准点，平距在500m以内，先采用水准测量的方法，测出各组高差作为真值与三角高程测得高差比较。选取对观测有利的时间段进行观测尽可能的减小观测误差，一般选取观测条件比较稳定的时刻进行观测减小误差，如下午的2点到4点。相对来说观测条件比较稳定。 5.1.1 水准测量 1.水准测量的注意事项：（1）测量前要对水准仪要进行矫正，以防测量误差；（2）选择测站时尽可能选地面坚实的地方，如若不坚实应该踩实，脚架应架稳，不要乱动，防止碰动；（3）前后视尽量要等长，不要过长也不要过短（10X100)；（4）为了消除视差，每次读数水准气泡务必居于水准管严格居中；（5）水准尺应该尽可能立直，尺垫应踩结实防止下沉造成测量错误； (6）记录数据时字迹要工整、计算准确、无误，并及时进行和校计算，超限立马重测； (7)读数要准确，严格按照限差要求，误差超限要重测；(8)在同一测站观测时严格禁止反复调焦，这样会使测量不正确。水准测量：在A、B大致中间的位置安放水准仪，在A、B两点分别立水准尺，前进的方向为前视度数，反之为后视度数，分别正反面两次度数。 2.测站的观测步骤： (1)首先安置水准仪照准后视尺黑面，把仪器进行精平，按顺序读取上、下、中三丝读数，并记为s1、x1、z1；(2)然后翻转镜头照准前视尺黑面，仪器精平，按照顺序读取上、下中三丝读数，并记为s2、x2、z2；(3)调整镜头照准前视尺红面，仪器精平，这次仅读取中丝的读数，记为z3； (4)按照上面的步骤照准后视尺红面，仪器精平，读取中丝读数，记为z4。 这四步观测，简称为“后-前-前-后（黑-黑-红-红）”，这样的观测步骤可以消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。四等水准测量可以忽略由于仪器下沉而造成的对数据精度的影响。水准测量的路线图： 图5-1中间测量法示意图3.水准测量的数据如下表：表5-3三角高程测量所用仪器测站点号读数（m)高差（m)高差闭合差（m) 1 B1.492-0.081A1.411 2C1.4890.049B1,538 3D1.387-0.257C1.13 4E1.3340.09D1.424 5F1.463-0.028E1.435 6 G1.5120.152F1.664 7 H1.1790.183G1.362 8I1.534-0.103H1.431 9J1.2770.072I1.349 10A1.372-0.076J1.2960.0015.1.2 三角高程测量在全站仪三角高程测量过程中，由于学校的资源条件有限，不能同时使用两台全站仪同时进行外业的观测，这样就造成了垂直大气折光系数误差比较大的结果，但是相对于测角对高差的影响还是小的多，这样大气折光的误差就可以基本上忽略，每一测站需要观测四测回要求如下：1.观测时两次观测的测回差和指标差不能超过5秒；2.仪器高和目标高应该使用钢尺量取并且精确到毫米级，每一测站按照在脚架的三个方向进行三次量取，两次互差不超过2mm。1.三角高程测量注意事项： 在山区丘陵地带测量时，由于地形的特点本身就误差较大，又由于山间温差比较大，早晚的视线都会受到影响，受到的大气折光误差较大，所以应该选择尽量靠近的时间段这样的K值比较接近，所以说尽量避免恶劣天气外出测量，一方面可以保证误差比较小，另一方面这样还有利于对仪器的保护，防止因恶劣天气造成的仪器损害。由于气流也会对测量产生影响，当山区空气流动不稳定时，不应该进行测量。因为此时在仪全站仪的望远镜内无法准确瞄准目标，有测量经验的都知道当气流的不稳定的时候，目镜的十字丝也会有略微的抖动，时常会发生不稳定的跳动，所以要选择在气流稳定时观测使目镜无法准确的照准目标。测量温度时，应在阴凉处放置温度计尽量离测站旁12米的地方，避免阳光的直晒、曝晒。气压计应该放置在同一地方而且应该水平放置，然后将数据输入全站仪，全站仪会按照输入的数据自动进行气压和气温的改正。此外，在山区丘陵等地形架设测站时，受山区复杂的地形条件影响，考虑到要求通视的条件。可能会在陡坡或者是土质松软的地方架设测量仪器，常常会导致由于仪器架设不稳，发生的侧翻、下沉等情况。在实验前应当充分的考察地形熟悉环境，将仪器架设在土质坚固、地形较为平坦的图层上，并且将土层踩实，选一个人专人照看。另外，应当尽可能选择具有自动双周补偿系统的全站仪这样可以有效的避免全站仪在松软地面的由于微小沉降造成的测量错误。2.测站步骤:（1）首先应先在测站上架设全站仪，量取仪器中心至地面的高度，我们称之为仪器高；在待测点上安置标杆或站牌，量取舰标高。仪器高和舰标高应当用小刚卷尺量2次计算平均值取平均值为仪器高和舰标高，读数精确至1mm. （2）用全站仪望远镜中丝对准目标，将竖盘水准管气泡调至居中德位置，读竖盘读数，盘左盘右观测完成一次称为一测回，此为中丝法。竖直角观测的测回数及限差规定见下表：表5-4三角高程测量所用仪器项目一级导线二级导线三级导线测回数121各测回竖直角互差(秒）152525各测回指标互差（秒）1525253.三角高程测量的数据：表5-5三角高程测量所用仪器测站距离（m）仪器（m)棱镜(m)竖直角(”)计算角度(”）高差（m)A207.6821.5011.590 01 220 01 22-0.082B44.551.4971.589 56 040 03 560.047C105.0191.5051.590 07 520 07 52-0.258D115.0191.5041.589 57 160 02 440.088E157.0551.4871.590 00 190 00 19-0.027F93.5641.4761.589 53 560 06 040.152G77.5461.5211.589 52 470 07 130.184H68.3561.551.590 07 440 07 44-0.104I119.0291.511.589 58 100 01 500.073J124.6861.4881.590 01 520 01 52-0.08闭合差-0.0075.2 观测结果分析经过对外业测得的数据进行内业处理得到成果如表5-6和表5-7所示：表5-6三角高程测量的数据测站距离（m）仪器高（m)棱镜高(m)竖直角(”)计算角度(”）高差（m)A207.6821.5011.590 01 220 01 22-0.082B44.551.4971.589 56 040 03 560.047C105.0191.5051.590 07 520 07 52-0.258D115.0191.5041.589 57 160 02 440.088E157.0551.4871.590 00 190 00 19-0.027F93.5641.4761.589 53 560 06 040.152G77.5461.5211.589 52 470 07 130.184H68.3561.551.590 07 440 07 44-0.104I119.0291.511.589 58 100 01 500.073J124.6861.4881.590 01 520 01 52-0.08闭合差-0.007表5-7水准测量的数据表 测站 点号