精密三角高程测量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,精密三角高程测量,武汉大学测绘学院,潘正风,常规高程测量方法,几何水准测量目前仍是,高程测量的主要方法，,测量精度高、操作简单是这种方法的优势。但视,线短、速度慢、劳动强度大。,三角高程测量的精,度主要受高度角观测精度的限制和大气折光的影,响，限制了三角高程测量的应用。但可在较长的,距离上测量。因此，测量人员一直在研究，提高,三角高程测量的精度，在一定的精度范围内，代,替,几何水准测量。,精密三角高程测量的发展,随着全站仪的发展，,国内外广泛开展了,EDM,三角高程测量的研究，并取得很大的进展。,这,些研究表明，三角高程测量可以代替,四,等水准,测量，也有的认为,边,EDM,三角高程测量已接,近或已达到二等水准测量要求，也有的认为,EDM,三角高程测量可以达到更高的精度。,短距离单向三角高程计算公式,同理,短距离双向三角高程计算公式,长距离三角高程测量计算公式,点,P,1,观测目标,P,2,，相对于,参考椭球面的大地高为,h,1,和,h,2,，,Z,为大地天顶距。视线两,端点在椭球上的投影以,m,和,n,表示。椭球中心,O,，旋转轴 通,过极,P,。,b,椭球法线端点在旋,转轴上的位置以,n,1,和,n,2,表示，,而,mP,和,nP,是子午线。,大地天顶距计算大地高高差公式,单向观测高差的计算公式,同样反向观测,对向观测，取之差的平均值,长距离三角高程测量计算公式,经以足够的精度进行变换后，得,由大地天顶距变换为观测天顶距，并顾及,大气垂直折光对观测天顶距的影响，有,三角高程测量计算公式,考虑仪器高和目标高，则有,正常高的确定,前,5,项相当于应用几何水准所得的高差（正,高高差），最后项为正常高改正。,大气垂直折光的影响,第四项是大气垂直折光的影响，当同时对,向进行天顶距观测时，这时可认为对向观测的,高差受大气垂直折光的影响很小或不受大气垂,直折光的影响。,垂线偏差影响和归算为正高高差,第五项是垂线偏差影响，在双向三角高程,测量时，当沿视线方向的垂线偏差随距离而均,匀变化，这时可认为对向观测的高差受垂线偏,差影响很小或不受垂线偏差影响。而且得出的,就是正高高差。,正常高改正,计算正高改正时，可将水准路线按其中高,程有急剧变化的点分为数段，分别求各 ，,一般可在地图上量取，以分为单位。再求各段的平均高程,H,。,当水准路线沿纬圈布置时，正高改正等于零，沿子午圈布置时，正高改正为最大。,精密三角高程测量的可能,自动照准的,高精度全站仪的仪器精度可以满,足三角高程测量代替二等水准测量的要求。,实现,两台,仪器同时对向观测，有利于削减大,气垂直折光影响。,在一个测段上对向观测的边为偶数条边，避,免量取仪器高和觇标高。,限制观测边的长度和高度角，以减少,大气垂,直折光和,相对垂线偏差的影响。,高精度智能全站仪,Leica,TC2003A,Leica,TCA1201,Topcon GTS 901A,Trimble S6,高度角测量对三角高程的影响,测距对对三角高程的影响,三角高程测量实施,精密三角高程测量按三角高程测量基本原,理，采用两台自动照准的高精度全站仪，经改装,后，照准棱镜固定在全站仪的把手上。进行同时,对向观测，可基本消除或大大消弱大气垂直折光,的影响。在一个测段上对向观测的边为偶数条边,，同时在测段的起末水准点上立高度不变的同一,棱镜杆，这样可完全避免量取仪器高和觇标高。,限制观测边的长度和高度角，以减少相对垂线偏,差的影响。,仪器改装,高、低棱镜常数测定,在平地相隔,20,米左右，分别架设全站仪,和高低棱镜，全站仪直接设置测定高差。先,测定低棱镜高差，读,10,次取平均值。再测定,高棱镜高差，读,10,次取平均值。将高棱镜高,差减去低棱镜高差，即得高、低棱镜常数。,同样方法测定另一高、低棱镜常数。,高、低棱镜常数用于检查测站高差。,起、末水准点观测方法,在测段水准点附近（一般在,20,米以内，并要求起、末点大致相等）架设全站仪，在水准点上架设棱镜杆（起、末点为同一根杆，长度不变），进行距离和高度角观测。,低棱镜两测回，高棱镜两测回。,观测时各站上要在观测前测定温度和气压，在全站仪上设置，以便对边长进行改正。,观 测,观 测,观 测,大瑶山三角高程观测路线,大瑶山三角高程观测路线,大瑶山三角高程观测路线,对向观测方法,按仪器前进方向，先进行后测站观测，再进行前测站观测。每个测段进行单棱镜往返测或高低双棱镜观测，高低双棱镜观测顺序为：后低，前低，前高，后高。支线测段进行单棱镜往返测。一条边观测结束后，进行下条边观测，这时特别要注意，前站仪器不动，为下条边的后站，原后仪器迁至前面，为下条边的前站，在一个测段上对向观测的边为偶数条边。,观测顺序,观测测回数（二等）,对边观测边长一般在,200,500,米，丘陵地区、山地最长为,1000,米。竖角一般不超过,10,度。仪器架设要选择坚实的地面，并踩稳脚架。,观测边长在,100,米以内测,2测回，,100,500,米测,4,测回，,500,800,米测,6,测回，,800,1000,米测,8,测回。,观测测回数（三等）,对边观测边长一般在,200,500,米，丘陵地区、山地最长为,1000,米。竖角一般不超过,10,度。,观测边长在,200,米以内测,2,测回，,200,700,米测,4,测回，,700,1000,米测,6,测回。,观测限差,各测回垂直角和指标差不超过,5,秒，距离不超过,3,毫米。测段往返测高差不符值不超出,毫米，双棱镜观测时按高低棱镜观测值分别计算高差，不符值不超出,毫米，并在测站上要检核高低棱镜观测高差之差。,观测经验,在有太阳的中午前、后一段时间，望远镜成象受大气湍流影响而跳动，严重影响观测高度角的精度。最好不要观测或者是缩短观测边长。,精密三角高程测量，观测时间的选择取决于,成像是否稳定。但在日出、日落时，大气垂,直折光系数变化较大，不宜进行长边观测。,观测经验,自动照准观测，视场内不能有草、树叶、电线在棱镜前。,视线不能通过烟火上空，不能穿过飘动的雾团。,对向观测时，如一站观测时间过长，应重测对向观测。,测段起、末水准点上，对中杆要放稳。,全站仪要架稳。选择好测站位置。,电子记录,打开项目,测段记录,观,测,重新通过,查看观测,创建项目,高低棱镜,电子记录,创建项目：（,1800,条记录）,项目名、选等级（二等,三等）、观测员,测段记录：测段号、起点名、末点名,选线路方向（往测,返测,单程高低棱镜）,电子记录,观,测：重新通过：,选择（起点观测，对边观测，末点观测）,选择观测目标（前、后、高、低棱镜）,（显示：观测通过、斜距、平距、高度角、高差）,查看观测：（测段号）,（显示：斜距，平距，高度角，高差）,高低棱镜：（本高低差，对高低差）,测段高差计算,从电子手簿导出观测观测记录,数据转换,高差计算,测段观测记录,测段高差计算,分别计算高、低棱镜的观测高差,对同一条边，取对向观测高差的平均值,按观测前进方向将各边高差相加，得测段低棱镜、高棱镜的观测高差。,比较低棱镜、高棱镜的观测高差，取高差的平均值。,生 产 成 果,武广铁路客运专线从长沙南到韶关，主要采用,三角高程测量代替二等水准测量，测量线路的长,度超过,400,公里，所经过的地区是丘陵和山区，,多处跨越江河，测量条件较复杂。这种情况下，,测量成果能达到二等水准测量精度。经,施工单位,二等水准测量复测，,符合要求。按较差,统计计算,的每公里测量的全中误差为,1.9 mm,。,因此，可以,说明所采用的三角高程测量方法代替二等水准测,量是确实可行的。,大瑶山精密三角高程测量,线路长约,64,公里，经过,三个山口，两个低谷，,起伏总高差超过,2000,米。线路附合于两个一,等水准点上，闭合差为,11.9 mm,。,跨河水准,高速铁路特大桥水准点高程传递,湘江特大桥水准点高程传递,谢 谢 ！,