三角高程水准测量
测绘技术装备 季刊 第9卷 2007年第3期
一二等水准测量限差比较列于表5:
表5
学术研究 15
从表2和表3可以看出:
高差中误差随边长的增大而增大的量较大,因此,要控制边长保证精度。
利用精密三角高程测量实现跨河水准,跨河距离不能超过1500m。
当跨河距离不超过1000m时,观测垂直角可以放宽到15°;距离小于1200m时,垂直角控制在8°以内,可以满足二等水准测量的要求;
《国家一、二等水准测量规范》要求,跨河水准用测距三角高程法时,其视线垂直角小于1°。表3表明,高差中误差随垂直角增大而增大的量甚小,在一定的边长范围内,即使垂直角超过规范要求仍能保证必要的精度。这对于跨河两岸高差较大的情况具有实际意义。
4 自动化全站仪在跨河测量中的应用
自动化全站仪,也称测量机器人,是集自动目标识别、自动照准、自动测角、自动测距、自动跟踪目标、自动记录于一体的测量系统。测量机器人用于跨河测量具有以下优点:
测角精度很高,大大减小了由测角引起的误差。 具有自动目标识辨(Automatic Target Recognition,简称ATR)功能,可以自动寻找并精确照准目标;允许在目标处使用普通的棱镜,而无需昂贵的特殊棱镜或添置电源等配件。
可以自动进行气象改正,克服气象代表性误差。 建立高精度的参考站,采用随时改正的测量方案,可以消除和减弱各种误差(外部的和仪器内部的)对测量结果的影响,大幅度地提高测量精度。
不难看出,仅仅一项测角精度的提高,就使得精密三角高程测量实现跨河水准更为容易。距离不超过2000m的情况下,可以达到国家二等水准测量的精度;跨河距离小于1000m时,垂直角控制在10°以内,可以满足国家一等水准测量的要求。 5 结论和建议
本文对精密三角高程测量实现跨河水准的精度从理论上进行了分析,分析结果表明,在观测合理、处理方法得当的情况下,精密三角高程测量可以很容易实现国家二等水准测量。使用目前的高精度自动化全站仪,除了使操作更加便利外,还可以大大提高三角高程测量的精度。一方面,可以实现更长距离的跨河测量,甚至有望实现跨江水准测量;另一方面,对于短距离跨河测量,可以达到国家一等水准测量的精度。此外,实施跨河水准测量需要注意以下几点:
(1)测角误差是高差误差的主要来源之一,因
现以TCA2003自动化全站仪为例来说明。其测此要尽可能地采用高精度的测角仪器,观测时要保距精度mD=±(1mm+1ppm×D),测角精度(一测回方向证成像清晰稳定,并增加测回数来提高测角精度。
m标准偏差)为±0.5",若角度观测6测回,取α=(2)垂直角在短距离测量高差中,影响高差值
±0.2",其他参数取值不变,α和D分别取不同的较大,在长距离测量高差中,影响高差值较小,所
以在短距离测定高差中,应使仪器高与棱镜高的差值时,高差中误差的取值情况列于表4:
表4
距尽量缩小。
(3)跨河水准测量受气象因素影响极大,因此观测应选在无风或微风天气进行, 在气温变化较大时应停止观测。大气折光影响是个比较复杂的问题,
本文参考了有关资料取m k为±0.01。
(4)两岸同时对向观测,可以极大地提高精度,消除或减弱仪器高误差、大气折光差、地球曲率误差等多项误差。
(5)随着跨河视线长度的增加,高差中误差急剧增大,因此在条件允许的情况下,要尽可能地缩短跨河视线长度,将跨河水准点选在河道最窄处。
同样,用表4的mh值,以2mh作为限差与国家