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東英測繪——全站儀水準法

什么是全站儀水準法

“全站儀水準法”的工作特點是已知一個點高程,求周圍點的高程,可根據地形條件在任意點設站,只要求與已知高程點和待求點通視,設站靈活,這種方法既結合了水準測量的任一置站的特點,又減少了三角高程測量的誤差來源,同時每次測量時還不必量取儀器高、棱鏡高,有效減少了量取儀器高和目標高所帶來的誤差,使三角高程測量精度進一步提高,施測速度更快。

傳統三角高程測量方法:

微信圖片_20220622111415.jpg

如上圖所示,已知A點高程HA,求B點高程。


假設A,B兩點相距不太遠,可以將水準面看成水準面,也不考慮大氣折光的影響。為了確定高差HAB,可在A點架設全站儀,在B點豎立跟蹤桿,觀測垂直角а,并直接量取儀器高i和棱鏡高t。

        則     HB=HA+D*SIN@1 +i-t   


其中@為在A點觀測B點時的垂直角,@為仰角SIN@為正,@為俯角SIN@為負。i為測站點的儀器高,t為棱鏡高。

        這就是三角高程測量的基本公式,但它是以水平面為基準面和視線是直線為前提的。因此,只有當A,B兩點間的距離很短時,才比較準確。當A,B兩點距離較遠時,就必須考慮地球彎曲和大氣折光的影響了,這里不考慮球球氣差的改正。從傳統的三角高程測量方法中我們可以看出,它具備以下兩個特點:

        1、全站儀必須架設在已知高程點上

        2、要測出待測點的高程,必須量取儀器高和棱鏡高。


“全站儀水準法”過程推導:

02.jpg

如上圖,已知HB,求HC,據三角高程測量

    HAB=HB-HA=S1*SIN@1                                   (1)

    HA=HB-S1*SIN@1                                            (2)

    HAC=HC-HA=S2*SIN@2                                   (3)

    HC= HA+S2*SIN@2                                          (4)


將(2)代入(4):


    HC= HB- S1*SIN@1+ S2*SIN@2                       (5)


其中@為測站點到待測點的垂直角,S測站點到待測點的斜距。


    由(5)式可知,測量待測點C時不需儀器高,棱鏡高,測出的待測點高程在理論上和傳統三角高程是一致的,并且很形象的知道測站只對高程進行了傳遞。


“全站儀水準法”實例:

如上圖,已知B點高程HB=1.325m,求C點高程。


一、在B點旁選擇合適點A,架設儀器,與BC兩點通視,將儀器高和棱鏡高都設置為零。


二、對準目標B測距,求得AB兩點間的高差HAB=S1*SIN@1=-0.124m,直接從儀器讀取。


三、修改棱鏡高,棱鏡高=-(HB-HAB)=-(1.325+0.124)=-1.449m。


四、在儀器中輸入棱鏡高-1.449m,再次測距,此時儀器內目標高應為HB=1.325m,如果不符,則需檢查。


五、照準目標C,測距,求得C點高程。


在此過程中,全站儀起到了高程傳遞的作用。最關鍵的一步是第三步,設置棱鏡高。這樣設置目的是將已知點B的高程點的值轉移到測站點(如(2)式),也可以理解為將A點高程歸化到與B點相同的高程基準面。通過修改儀器高也能達到同樣的效果,但是儀器高一般在設站后就不好更改,所以選擇更改棱鏡高。在實際測量中,棱鏡高還可以根據實際情況改變,只要記錄下相對于初值t增大或減小的數值,就可在測量的基礎上計算出待測點的實際高程。如在B點用無棱鏡引測標高,測量C點時用1.3m的棱鏡,則將儀器測量模式切換到圓棱鏡測距,鏡高修改為-1.449+1.3=-0.149m。


對于帶無棱鏡測距的全站儀,如徠卡TCR系列的帶免棱鏡測距功能的全站儀,可以將標高點引測到周邊固定的巖石或建筑物上并標識,在以后的操作過程中引測該點,將大大的提高工作效率。


“全站儀水準法”設站靈活,機動性強,簡潔,快速,精度高,高程精度達到了±2mm,在大型精密工程測量中非常實用。


以上就是全站儀水準法,如果你還有什么不了解的地方,歡迎留言或者在線咨詢,我們會及時與您聯系。東英測繪儀器有限公司提供RTK/GPS、全站儀、水準儀、經緯儀、無人機等測繪儀器的銷售、租賃、檢定、校正、維修等服務,也承接測繪培訓與各種內外業工程測量任務,有相關的需要了解都可以留言或者在線咨詢我們,我們將詳細為你解答。


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