浅议测距三角高程法在过江水准测量中应用

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1、浅议测距三角高程法在过江水准测量中应用　　［摘要］本文介绍了在工程测量中，利用LeicaTC2003全站仪，在跨越黄浦江进行高程传递时，采取测距三角高程法进行过江水准测量的方法，并对此进行了精度分析，同时介绍了此方法的优越性，在同类型的市政测量工程中具有很好的借鉴作用。［关键词］三角高程法过江水准中图分类号：P258文献标识码：A文章编号：概况6在上海的市政建设中，很多大型桥梁和轨道交通设计线路需要在市区横跨黄浦江，处于建设精度的需要，对跨河两侧的高程传递误差有着很高的要求。当水准路线跨越江河，视线长度不超过100m时，可采用一般方法进行观测，但在测站上应变换

2、仪器高度观测两次，两次高差之差应不大于1.5mm，取用两次结果的中数；若视线长度超过100m，应根据实际情况选择合适的测量方式。流经市区的黄浦江江面宽约500m，在进行高程过江传递时，由于精度的要求和现场条件的限制，无法使用常规的等级水准测量方法，也无法采用正常的光学测微法或倾斜螺旋法进行过江水准测量，因此采用测距三角高程的方法进行过江水准的测量。本文以轨道交通7号线中的过江水准传递为例，对于其流程和精度进行分析，作为同类工程的参考。采用的仪器设备1、LeicaTC2003全站仪（测角精度为±0.5″，测距精度为1mm+1ppm*D）2台，与其相配套的棱镜共2

3、套。2、DiNi电子水准仪一台，和其配套的铟瓦水准标尺2根。采用的高程系统为了保证上海市政建设的衔接性和统一性，高程系统采用上海吴淞高程系统。施测方法1．基本原理测距三角高程测量方法就是用两台高精度的全站仪在河的一岸同时架站，通过测量本岸及对岸固定高度的棱镜的距离和垂直角，来计算两岸之间的高差。作业过程中，两根花杆位于黄浦江两侧，过程中固定花杆高度，不量取仪器高和棱镜高。当采用不量仪器高和棱镜高进行三角高程测量时，由于消除了仪器高和棱镜高误差的影响，高差的误差只与距离、垂直角的误差和两气差相关，因而大大提高了测量的精度。2．具体方法我们在浦西选择一个固定点B,

4、6在浦东选择两个固定点C、D，为了避免视线的障碍，测站设在江边一幢房子的房顶上（如图1）。图1同时要适当调整B、C、D的位置，使前后视距相等。然后在固定点上摆上花杆棱镜，每根花杆都要配备两个长水泡和一个支架，以保证花杆的垂直性；因为固定点C、D在江的一侧，距离较近，所以可以合用一根花杆。我们用两台LeicaTC2003全站仪同时观测，分上、下午（A、B）两时段进行，分别测出B-C、B-D的高差，由于浦东、浦西花杆的长度不同，所以还要用高精度全站仪测出两根花杆的长度差（表1）。测表1三角高程测量花杆高差的计算3．公式推导6假设固定点B、C的高程分别为HB、HC，

5、全站仪水平视线的高程为HZ，棱镜中心与全站仪水平视线的高差为V，两根花杆的长度分别为LB、LC(如图2),推导过程如下：∵B点的棱镜中心高程为HB+LB，∴VB=(HB+LB)-HZ，即HZ=(HB+LB)-VB……（1）；同样道理得HZ=(HC+LC)-VC……（2）；由（1）、（2）得HC-HB=(VC-VB)-(LC-LB)］，即ΔHB-C=(VC-VB)-(LC-LB)。其中V=S平距*tgα；(LC-LB)为两根花杆的长度差。图2通过公式推导可以求出两岸点位B-D和B-C的高差，完成了高程的过江传递。此时，为了校验传递后两点的精度，需再利用DiNi电

6、子水准仪测出同侧留点C-D的高差，以检测其是否满足相应的精度要求，对于二等水准精度，需满足表2、3的各项指标要求。表2水准测量观测要求对于其直接测量的高差和传递得来的高差之差应≤±4mm。精度分析6由于作业过程中不量取仪器高和棱镜高，消除了仪器高和棱镜高人为读数误差的影响，高程传递的误差只与距离、垂直角的误差和两气差相关。气温气压已经通过温度气压计测量，在测量前在仪器中设置相应的气温气压，由仪器自动改正。其余的测量误差的来源包括测距误差和垂直角观测误差。以徕卡TC2003型号的全站仪为例，其标称测角精度为0.5″、测距精度为1mm＋1ppm。三角高程测量高差与

7、中误差见下表4：表4三角高程测量高差与中误差的计算每一“双测回”高差的中误差“双测回”高差的中数中误差假设视距长度为S=500米、V=10米，则tgα=S/V=50；测距误差为ΔS=1.5mm，由测距误差引起的三角高程误差为：mS=ΔS/tgα=0.03mm。考虑到仪器的系统误差和人工的观测误差，我们测垂直角的测回差控制在4″之内；而4″的垂直角观测误差引起的三角高程误差为：mα=4″/ρ″×500×103=10mm。6可见，测距误差对于三角高程精度的影响很小；而垂直角观测误差是影响三角高程精度的主要因素。为了提高精度，我们需要通过增加垂直角观测的测回数，来提

8、高垂直角的精度，从而提高三角高程的精度