全站仪任意点架设仪器测高程的各种方法问题的分析

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