三角高程测量的方法与精度分析

I南昌工程学院毕业论文水利与生态工程系（院）测绘工程专业毕业论文题目全站仪三角高程测量的方法与误差分析学生姓名倪忠利班级07测绘工程学号2007101191指导教师陈伟完成日期2010年06月17日II全站仪三角高程测量的方法与误差分析TotalStationtrigonometriclevelingmethodanderroranalysis总计毕业设计（论文）25页表格2个插图3幅I摘要本文介绍了三角高程测量原理以及全站仪三角高程测量的不同方法，对于每种方法所能达到的精度进行分析。在相同条件下采用不同的方法,对高差精度的影响是不同的,所能达到的测量精度等级要求也是不一样的。从而在实际生产应用中可针对不同的精度要求和具体的客观实际情况选择不同的测量方法。关键词：三角高程测量单向观测对向观测中间自由设站精度分析IIAbstractThispaperintroducesthemeasuringprincipleandtriangularelevationoftrigonalheightmeasurementmethodforeachdifferent,theprecisionofthemethodcanbeanalyzed.Underthesameconditionsuseddifferentmethods,theinfluenceofaccuracyofelevationisdifferent,canachievethemeasurementprecisionlevelrequirementisdifferent.ThusintheactualproductionapplicationcanbeinviewofthedifferentaccuracyandtheobjectiverealityofspecificselectdifferentmeasuringmethodsKeyword:trigonometriclevelling;One-wayobservation;Two-wayobservation;Freeamongsetupobservation;Precisionanalysi南昌工程学院本科毕业论文目录摘要....................................................................................................................IAbstract................................................................................................................II第一章绪论................................................................................................11.1前言........................................................................................................11.2全站仪三角高程测量的研究发展与现状.............................................11.3研究的意义及其在工程上的应用.........................................................2第二章全站仪三角高程测量............................................................................32.1全站仪的介绍与使用.............................................................................32.2三角高程测量的发展史.........................................................................42.3三角高程测量的基本原理.....................................................................4第三章全站仪三角高程测量的方法..............................................................73.1单向观测.................................................................................................73.2双向观测.................................................................................................83.3中间自由设站观测.................................................................................9第四章误差分析................................................................................................114.1影响误差的因子...................................................................................114.2误差分析...............................................................................................124.2.1全站仪单向三角高程测量的中误差.........................................124.2.2全站仪对向三角高程测量的中误差........................................134.2.3全站仪中点法高程测量的中误差............................................13结论与展望..........................................................................................................17参考文献..............................................................................................................19致谢......................................................................................................................20南昌工程学院本科毕业论文第一章绪论1.1前言全站仪三角高程测量作为高程测量的一种有效手段,已被广泛应用于生产实践中。目前在三角高程测量中,主要应用单向观测法、对向观测法和中间自由设站观测法测相邻两点间高差。本文结合全站仪三角高程原理,导出以上3种不同方法的高差计算公式,并利用误差传播定律推导出中误差计算式,对各种方法的高差中误差数据进行分析。随着测量技术的快速提高,全站仪已普遍用于控制测量、地形测量及工程测量中,并以其简捷的测量手段、高速的电脑计算和精确的边长测量,深受广大测绘人员的欢迎。近年来,人们对全站仪已有了更深入地认识,对全站仪在高程测量方面的应用已有了大量研究,其方法有全站仪单向和对向三角高程测量。这两种方法都是将全站仪安置在已知高程的测点上,在待测点上安置棱镜,量取仪器高和棱镜高,采用单项或对向观测法测定两点间的距离和竖直角,按三角原理计算高差。尽管全站仪测距和测角精度很高,但仪器高和棱镜高都采用钢尺按斜量法或平量法获取,其精度约为±2-3㎜,故其误差是不容忽视的,而且他们是固定值,距离越短,对高程测量影响越大。因此,有研究者提出全站仪中点法高程测量,此方法将全站像水准仪一样任意置站,而不是将其置在已知高程点上,在不量取仪器高的情况下,利用三角高程测量原理测出待测点的高程。然而,此方法误差随着观测距离和竖直角的增大而增加。虽然以上3种方法各有其优缺点,但并未见对3种方法作全面综合误差评定分析的研究,特别是在相同观测条件下研究各自测量精度,以及其适用范围等。本文从三角高程测量原理出发,根据误差传播定律,综合考虑各测量方法的误差来源及其影响,并对测量精度进行评定分析,得出各方法代替水准测量的优缺点、适应条件及适应范围等,使测量工作者可根据实际工作选择最佳测量方案。1.2全站仪三角高程测量的研究发展与现状因自从上世纪九十年代开始,全站仪越来越普及,到如今已被广泛使用于地形图测量和工程施工测量中,使用跟踪杆配合全站仪测量高程的方法也越来越被测绘工作者所采用。因此,全站仪三角高程测量取代经纬仪三角高程测量是一第一章绪论2种必然的选择。这种取代绝不仅仅是简单的仪器更换,无论是从方法上、精度上还是效率上来说,全站仪三角高程测量都具有经纬仪三角高程测量无法比拟的优越性。全站仪三角高程测量是经过长期的摸索后总结出的一种新的三角高程测量方法,这种方法既结合了水准测量的任意置站的特点,同时结合了经纬仪三角高程测量不受地形限制的特点,而且测量时不需要量取仪器高和棱镜高,减少了三角高程测量的误差来源,提高了三角高程测量的精度,施测速度也明显更快了。近年来,人们对全站仪已有了更深入地认识,对全站仪在高程测量方面的应用已有了大量研究,其方法有全站仪单向和对向三角高程测量。这两种方法都是将全站仪安置在已知高程的测点上,在待测点上安置棱镜,量取仪器高和棱镜高,采用单项或对向观测法测定两点间的距离和竖直角,按三角原理计算高差。1.3研究的意义及其在工程上的应用在地形图测绘和工程的施工测量过程中,常常涉及到高程测量。以前传统的测量方法是水准测量和经纬仪三角高程测量,这两种方法虽然各有特色,但都有着明显的缺点。目前，随着电子全站仪在测绘行业和工程施工单位的普及和其智能化发展方向的日益明显，利用全站仪进行三角高程测量的方法因其不受地形影响、施测速度快等优点而被越来越多的工程测量技术人员所关注和应用。全站仪三角高程测量是测量中的一种重要方法，通过研究全站仪三角高程测量的方法并进行分析，对于提高测量的精度具有重要的意义。全站仪三角高程测量可以少受地形限制，在山区、高架桥、深基础施工高程放样中全站仪三角高程测量具有水准测量无法比拟的优越性。可以用于路、桥、涵、墩、台、深基础的施工高程测量，提高了精度、效率。对各种施工条件下的三角高程测量方法：高程放样测量、后方交会三角高程测量、悬高测量等进行了介绍和探讨，实践表明，全站仪三角高程测量完全可以取代三、四等水准测量，并有取代二等水准仪的趋势。南昌工程学院本科毕业论文第二章全站仪三角高程测量2.1全站仪的介绍与使用随着科学技术的不断发展，由光电测距仪，电子经纬仪，微处理仪及数据记录装置融为一体的电子速测仪（简称全站仪）正日臻成熟，逐步普及。这标志着测绘仪器的研究水平制造技术、科技含量、适用性程度等，都达到了一个新的阶段。全站仪是指能自动地测量角度和距离，并能按一定程序和格式将测量数据传送给相应的数据采集器。全站仪自动化程度高，功能多，精度好，通过配置适当的接口，可使野外采集的测量数据直接进入计算机进行数据处理或进入自动化绘图系统。与