全站仪任意点架设仪器测高程的各种方法问题的分析
1.使用全站仪进行高程测量,到底有多少种可行的方法,相关的测量原理是什么?
2.每种方法的优势和不足是什么?各自适用性如何?
3.每种方法的测量精度如何?
点精度问题待后分析
全站仪高程测量的方法
方法一:经典方法,全站仪在已知坐标(含高程)点上设站;
方法二:后方交会,全站仪在任意点上设站;
方法三:对边测量,全站仪测两点高差。
下面对三种方法进行阐述:
方法一:常用方法
1.其测量原理我们在学习经纬仪视距测量时就学习过,每种测量教材中都有;
2.测量教材中有关全站仪高程测量原理,都按此原理进行阐述;
3.全站仪高程测量的相关设置,都按此原理进行的。
到底什么测量原理呢,我们来回顾一下,看下图:
我们从(1)式中可以发现,全站仪一旦设站完成,测站高程和仪器高度均为定值,若测量过程中不改变棱镜高度,则除了Ssina
(即实测参数)外,等式右侧
其它各参数之和均为恒等值,由此我们可以得出:
全站仪一旦设定,
同时不再改变棱镜高度的话,
全站仪对各点的测量高差,
其实质是每个三角高差dZ的差值
这个结论我们先记住,它将是后面方法二和方法三的理论基础。
方法二:后方交会
“后方交会”是否准确,待大家验证。
在全站仪平面测量时,
全站仪自由设站,
通过测量并输入测站外两个已知点的平面坐标,
从而完成设站的工作。
而这里是指全站仪在高程测量前,
全站仪自由设站,
通过测量测站外一个已知高
程点,再通过全站仪相关的设置,从而完成全站仪高程测量设站的工作。
我们还是继续对照着这张老图进行分析:
方法三:对边测量
方法三的测量方法是一个纯粹的高差测量,
操作也相当简单:
全站仪架设在任意
位置,不做任何高程测量的设置(即测站高程、仪器高、棱镜高均使用仪器内存
值),分别对两个点测量其三角高差dZ,
(要保证棱镜高度不变),两者之差即
为两点之高差,跟水准测量的后视减前视相反,
这里应该是前视减后视。其测量
原理,在方法一中已经验证,在此不再赘述。
各种方法的适用情况:
方法都出来了,都有测量原理,都是可行的,如果硬要说哪种方法好,本身这个问题就是个伪问题,
因为每种方法各有优势,如果不结合实际情况,
便不能确定到底哪种方法要好。
因此最后来谈谈各种方法的优势和不足,
以及它们的适用情况。
方法一是常用方法,
原理明确,
而且全站仪的高程测量设置也是
据此设置和计算,操 作 时 按 部 就 班,不容 易 出 错,
仪器高度量取时误差较大,
因此比较适用于初学者
(按原理操作),
以及对高程精度要求不是很高的情况(比如路基填挖施工)。改进的方法也有,
设置完成后,
对后视已知高程点进行检验的时候,
根据测量值和已知值的差异情况,调整仪器高度,直至差异小到满足要求为止。
方法二的优点是能在任意点上设站,不需要知道测站点高程而进行高程的测量,
这个非常适用于进行三维测量时,
平面也同时自由设站的情况,
因此使用非常灵活,适应性强。缺点是设置的时候,不是 按照 参 数 的 原 意 进 行 设 置,比 如 输 入 测 站高程,
需要输入后视点高程,
输入仪器高度时,
输入测量三角高差的反号值等等,
根据“测站高程+仪器高-棱镜高”为恒等值的原理,
实际操作中参数输入有无数种组合
比如:1.后视点高程—>测站高程,后视点三角高差反号—>仪器高,0—>棱镜高
2.后视点高程-后视点三角高差—>测站高程,
0—>仪器高,0—>棱镜高
3.后视点高程—>测站高程,0—>仪器高,后视点三角高差—>棱镜高??等等,
只要满足“测站高程+仪器高-棱镜高”为恒等值这个条件。
方法二
免除了仪器高和棱镜高的量取,
特别是避免了量取仪器高的误差,
因此,即使在已知点上架设仪器,
他们也会采用方法二来设置仪器。
方法一和方法二的共同点,
就是通过测量能直接获得测点的高程,
因此适用于在一个测站上获取若干多个点高程的情况,
比如地形碎部点测量、路基施工放样等。
方法三的特点是,
避免了啰嗦的全站仪高程测量设置,
神马都不用,
只在距离测量模式中读取各点的三角高差dZ,通过各点dZ之差计算各点高差,跟水准测量
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