1、全站儀三角高程測量方法及精度分析摘要：測量高程的過程當(dāng)中可以將全站儀與跟蹤桿配合使用，從而獲得更加 好的效果，保障應(yīng)用的頻率越來越高。傳統(tǒng)的三角高程測量方法有一定的局限性 新的三角高程測量方法能夠突破這種局限性，減少誤差的來源、提高精度。每次 進(jìn)行測量的過程當(dāng)中，不需要反復(fù)對儀器的高度進(jìn)行測量，也不需要對棱鏡的高 度進(jìn)行反復(fù)測量，在外作業(yè)的工作任務(wù)量有效減少，同時進(jìn)行測量的速度也有所 提升，在實際工作過程當(dāng)中，有非常出色的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：全站儀；三角高程測量；測量方法；精度分析引言：很多不同的測量工作當(dāng)中，高度測量都是必不可少的一個步驟，在利用一些 經(jīng)常使用的高程測量方法的過程當(dāng)中，我們可以

2、明顯的發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)測量方法可以獲 得非常高的精度，但與此同時它的局限性也很明顯。水準(zhǔn)測量非常容易受到外界 地形因素的影響，測速很難得到有效地提升。但是三角高程測量方法測量速度非 常快，但是卻容易產(chǎn)生較大誤差，同時也會對測量工作產(chǎn)生不利影響。但是隨著 全站儀的投入使用，幫助選取更加合理的選擇測量方法，不但可以提高測量效率 還能確保精度。一、三角高程測量方法的基本概念和發(fā)展前景（一）三角高程測量方法的基本概念分析三角高程測量方法實際上是通過確定觀測點之間的水平距離以及豎直角，利 用特定高效的公式運算，從而經(jīng)過嚴(yán)密的計算得出需要等待測量高程差的一種測 量方法1。 這種測量方法比較簡單，同時不會受到測量現(xiàn)

3、場的一些獨特的地形因 素的影響，在應(yīng)用過程當(dāng)中以出色的表現(xiàn)在諸多工程施工當(dāng)中廣泛地得到了應(yīng)用 因此三角高程測量方法也就成為了測量高程的一種基本的測量方法。二）三角高程測量方法的發(fā)展前景分析全站儀三角高程測量代替了水準(zhǔn)測量，并且在很多實際的測量工程當(dāng)中，被許多技術(shù)人員所贊同并且運用到實際當(dāng)中，還取得了非常亮眼的應(yīng)用效果2，這 也表明了，在考慮到很多方面的因素之后，在固定的條件之下，三角高程測量方 法應(yīng)用過程中所能達(dá)到的精度并不會很低，所以才會發(fā)展勢態(tài)良好。（詳見圖 1）二、全站儀三角高程測量方法特征分析以及研究進(jìn)程（一）單向觀測法全站儀三角高程測量單向觀測法基本上可以達(dá)到三等或者是四等的水準(zhǔn)測量

4、 精度。三角高程測量方法一定要提前考慮好地球曲率和大氣折光可能產(chǎn)生的誤差 影響，這對高程測量的誤差會有比較大的影響。因此，在觀測高差的過程當(dāng)中， 必須提前考慮到這兩項因素，并且及時進(jìn)行修改3。全站儀通過數(shù)字化的手段進(jìn) 行圖紙的測量，以及在山區(qū)、丘陵等地方進(jìn)行實際測量的結(jié)果分析，據(jù)此進(jìn)行了 比較系統(tǒng)的研究分析，可以得知全站儀所測量出的三角高程的高差，能夠通過一 個具體的熟悉的回歸模型，從而得到相應(yīng)的、合適的測站點位置，同時還能夠提 前獲得測量目標(biāo)點之間的正常的高程差。利用單向觀測法，不僅能夠減少地球曲 率和大氣折光對全站儀三角高程產(chǎn)生的誤差影響，還能夠進(jìn)一步的提高測量的精 度。（二）對向觀測法第

5、二種全站儀三角高程測量方法則是對向觀測法，通過對測量原理、過程中 產(chǎn)生的誤差、最后獲得的測量精度結(jié)果進(jìn)行綜合分析比對，可以發(fā)現(xiàn)在三角點上 設(shè)置的觀測相鄰之間的水平的距離大概在六百米，同時高度角低于 30 度，在這 種條件之下，三角高程測量甚至可以有一等水平測量的精度，而這種結(jié)果也在某 一個實際的實踐工程當(dāng)中得到了驗證4。從高程測量的固定的計算公式中分析， 我們可以獲得一些有效地保障精度的措施，并且通過理論的推算，確定了在某一 個固定的條件之下，三角高程測量的精度完全可以達(dá)到一等水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)。從某 一個工程實踐案例中進(jìn)行過對比測量分析，分別用水準(zhǔn)測量方法和全站儀三角高 程測量方法進(jìn)行分別測量，同

6、時對測量的結(jié)果進(jìn)行精度分析。研究成果表明，在 采取了必要的措施之后，三角高程測量方法代替水準(zhǔn)測量方法，除了精度不會受 到影響之外，甚至還可以有效地提升測量效率，減少工作時間和工作強(qiáng)度。而通 過對三角高程測量的系統(tǒng)誤差的全面分析計算，我們可以制定出一個已經(jīng)消除了 或者是大幅度減少系統(tǒng)誤差的一個詳細(xì)的測量規(guī)則，甚至可以方便海上作業(yè)，滿 足了精度的高需求，又能夠滿足長距離的跨海高程測量信息傳遞的基本要求。而 某一個大壩的測量實際案例中，可以得知在一個有著非常良好的提供觀測的環(huán)境 之下，通過全站儀三角高程測量，基本上不會出現(xiàn)高的誤差值，有著非常可靠的 成果5。對向觀測法在一個確定的準(zhǔn)備好的觀測環(huán)境之下

7、，在不大于 700 米的視 距當(dāng)中，非常輕松的可以獲得三等水準(zhǔn)測量的精度，但是如果想要獲得一等或者 是二等的測量精度其實也并不是一件難事，只不過在準(zhǔn)備觀測條件的過程當(dāng)中， 需要不斷地將要求提高。其中包括觀測目標(biāo)的高度需要一致，這樣就能夠減少棱 鏡高對高差測量的影響，增加對邊角的測量次數(shù)來提高測量的精度，為了減少大 氣折光差值對于測量結(jié)果的影響，可以特意選擇一個無陽光的陰天或者是選擇在 晚上進(jìn)行測量工作。滿足了以上這些測量條件之后，對向觀測法也能夠達(dá)到一等 或者是二等的測量精度。（三）中間觀測法從大量的估算研究分析和一些實際的測量案例當(dāng)中，我們可以發(fā)現(xiàn)全站儀三 角高程測量方法當(dāng)中的中間觀測法，可

8、以直接代替有三等或者是四等水準(zhǔn)測量精 度的測量方法。而利用中間觀測法所需要達(dá)到的要求就是，全站儀的位置有固定 要求，需要在兩個棱鏡的中間進(jìn)行設(shè)置，并且要要求前面和后面的視線距離基本 相等，偶數(shù)的站點上進(jìn)行測量控制，這樣就能夠確保不會受到大氣折光誤差和棱 鏡差的影響。盡可能地可能地將全站已安排在居中的位置，將視線距離的差值控 制在視線距離的百分之十，同時拋棄軟地面，從而選擇硬地面作為觀測轉(zhuǎn)點，利 用中腳架作為中桿棱鏡的支撐，確定不同棱鏡之間的高度一致，并且可以隨時進(jìn) 行前鏡和后鏡的交換，消除棱鏡不等高而造成的誤差影響。三、全站儀三角高程測量精度分析（一）不同的三角高程測量方法的精度分析不同種類的

9、全站儀三角高程測量方法之間的精度也會有所不同，在相同的固 定條件之下，并且測量的距離相等，高差所產(chǎn)生的誤差值會隨著角度的擴(kuò)大而增 加。而當(dāng)測量的角度處于固定的情況，那么高差的誤差值則會隨著測量距離的增 加而增加。而三種不同的測量方法當(dāng)中，我們可以得知對向觀測法能夠獲得最佳 的精度，而單向觀測法則會出現(xiàn)最大的誤差值，而中間觀測法，如果是前鏡和后 鏡的高相同，那么誤差值將會減小，并且精度將會提升。（二）其他影響當(dāng)需要進(jìn)行測量的水平距離沒有超過三百米的時候，基本上全站儀三角高程 測量方法可以達(dá)到三等水準(zhǔn)測量的精度要求，當(dāng)測量距離超過了三百米但是小于 五百米的時候，那么能夠達(dá)到四等水準(zhǔn)測量的精度要求。

10、當(dāng)測量角度大于 15 度 這個時候影響精度的最大誤差應(yīng)該是來自垂直角誤差，在這種情況下，提高垂直 角觀測精度是提高整個觀測精度的重要關(guān)鍵，大氣層的密度會根據(jù)地面的高度而 發(fā)生變化，而光線在透過不同密度的大氣層的過程當(dāng)中，會因為折射系數(shù)的不同 而變成曲線，不會按照直線傳播，而這種現(xiàn)象被稱作大氣折光6。 地球曲率和大 氣折光的誤差影響，是三角高程測量誤差的主要來源，為了能夠進(jìn)一步的降低影 響程度，就需要對大氣折光和地球曲率的誤差進(jìn)行自動改正。那么在視線距離不 超過五百米的時候，而且前視距和后視距的距離又不會大于三米，所造成的影響 不會對最終的精度產(chǎn)生過多的影響，因此基本上可以忽略不計。電磁場作為影

11、響 全站儀三角高程測量精度的一個主要因素，電磁場的強(qiáng)度會影響誤差的變化，因 此在進(jìn)行測量路線的選擇的過程中，需要考慮到周圍的高壓，輸電線的位置以及 數(shù)量。在建設(shè)社會經(jīng)濟(jì)的過程當(dāng)中，大功率的超高壓的輸電線的設(shè)置，就是為了 能夠使電能更加方便進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸送。而這些輸電線所經(jīng)過的區(qū)域均會產(chǎn)生電 磁場，而電子廠則會影響到全站儀的測量精度，并且隨著電流的強(qiáng)度而發(fā)生非常 大的變化。在進(jìn)行路線設(shè)計的過程當(dāng)中，需要提前考慮到超高壓大功率的輸電線 電磁場將可能帶來的誤差，從而來提高精度。四、全站儀三角高程測量的未來應(yīng)用領(lǐng)域分析全站儀在大部分的工程測量工作當(dāng)中的使用，幫助測量工作實現(xiàn)自動搜索、 自動識別、自動觀

12、測、自動記錄以及自動計算等等工序，被許多工程稱贊為測量 機(jī)器人，讓測量工作變得更加的簡易。特別是當(dāng)全站儀既能夠符合高精度要求的 測量工作的同時，還能夠適用于一些難度較大的物體變形的測量工作，甚至是減 少了人工的參與，達(dá)到無人測量工作的程度。比如說在一些大型的建筑物或者是 公共場所當(dāng)中，進(jìn)行無人監(jiān)控，以及特殊地點的隨時檢測和物體變形的實時檢測 等等，例如地鐵工程，采用全站儀三角高程測量又能夠達(dá)到比較高的水準(zhǔn)測量精 度，成功的案例也可以作為借鑒為其他的工程提供施工方案。不僅僅是在地鐵工 程這一種地下工程當(dāng)中，像高速公路工程的高程測量的應(yīng)用也取得了不錯的效果 能夠及時觀測到路面的沉降以及路面危害等情

13、況，對于物體變形的測量精度已經(jīng) 達(dá)到了非常不錯的標(biāo)準(zhǔn)。通過很多不同種類的工程的實際應(yīng)用情況我們可以得知 全站儀三角高程測量作為一種新的測量方式，突破了水準(zhǔn)測量的局限性，適用的 地區(qū)范圍較廣，不受地形的因素影響，可以在許多工程領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮出重要作用， 為推動社會發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)。五、結(jié)束語根據(jù)一些實際的測量工作來看，利用全站儀三角高程測量方法提高工作效率 使用起來更加的靈活，同時也能夠減少其他因素的影響，從而提高精度，特別適 用于一些山區(qū)或者是丘陵地帶的測量工作的使用。采取特定的措施，在測量一些 建筑物變形的過程當(dāng)中，能夠達(dá)到非常不錯的水準(zhǔn)測量精度。通過制定出特定的 方案，提前考慮到誤差的可能性，并且根據(jù)減少誤差的措施實施，以確保精度能 夠維持在一定的水準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)：劉景瑞，趙倩幾種高程測量方法的精度對比J.城市勘測,2020(04):153-155.周明,張俊仁,汪金霞.全站儀中間設(shè)站法三角高程測量方法及精度研究 J.測繪與空間地理信息，2020,43(03):218-220.李豪杰，