电子全站仪高程导线替代几何水准测量的方法研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2004年6月青海石油第22卷第2期电子全站仪高程导线替代几何水准测量的方法研究鄂德森何宇苏海青(东方地球物理公司青海物探公司)摘要从探讨水准测量方法出发，结合自身生产实践，讲述了全站仪高程导线代替几何水准测量的作业方法和实测精度，论证了这种作业方法的可行性，为以后水准测量采用高程导线的方法提供了全面的技术支持和实际的操作经验。主题词水准测量大气折光数据通讯VBA1．序言柴达木盆地高精度GPS基准网A、B级点共有l15个，其中76个网点与I、Ⅱ、Ⅲ等水准点重合，约占全部A、B级点位的66％，远不能满足柴达木盆地厘米级大地水准面研究、确定的需求。

2、为了确保柴达木盆地大地水准面精化研究工作的正常进行，提高GPS水准精度，实现厘米级精度的高程异常，因此，须对25个不在水准点上的A、B级网点进行水准联测，以获得这些A、B级网点的水准高，使全盆地具有水准高的A、B级网点达到90％左右。而这次需要联测的25个A、B级网点所组成的水准线路跨度大，地域分布广，几乎遍布整个盆地。有些线路交通十分不便，其间大面积的跨越沼泽、大碱地、草原，而且线路上的地形起伏也特别的大，形成巨大的高差。如果用常规的水准测量方法，就存在工作量大、工期长、生产成本高以及实际作业困难等诸多的不利因素。国家三、四等水准测量规范中，提到可用电磁波测距高程导线测量代替几何水准测量的

3、方法，但在实际的施工中成功的事例不多。鉴于我们实际工作需要，考虑到将要联测的GPS点位施工的天气、地形、交通、工作量等情况，如果应用高程导线的方法将大大提高工效。通过一系列的实验发现，这种方法确实存在一些需要解决的技术难题，可喜的是针对关键技术的攻关，取得了满意的实验数据，故我们拟用全站仪高程导线代替几何水准测量的方法来完成GPS网点的高程联测任务。2．高程导线的数学模型(1)斜距计算作业前，仪器应施以加、乘常数和气象改正，以得到改正后的斜距s，单鄂德森，助理工程师，1999年毕业于石油大学(华东)，现在青海物探公司从事石油物探测量和卫星定O．-：r-作。维普资讯http://www.cqv

4、ip.com青海石油2004年6月位：m。(2)测站高差计算隔站设站，相邻照准点间高差Ah。．。按下式计算：Ah1．2=S2sina2一Slsin~+vl—v2+[(S2cosQ2)一(Slcos~)】／2R⋯⋯⋯⋯①式中：1．2脚标分别表示后视和前视标号；S为改正后的斜距；Q为观测垂直角；V为觇牌高；R为地球平均曲率半径6369000m。(3)高差改正高程导线测定的站间高差应加入正常水准面不平行改正8。8=一(．yi+l一．yi)·Hm／Tm⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯②式中：佃一两水准点正常重力平均值，10m／s；Tm=(+．yi+1)／2—0．1543Hm、．y⋯一第i点、i+1点在椭球面

5、上的正常重力值，单位为：10m／s；Hm一两水准点的概略高程平均值，单位为：m。正常重力值的计算采用克拉索夫地球椭球，公式为：．y=978030~(1+0．005302sin2‘p．-—0．000007sin22q))‘P为水准点纬度。(4)高程测量限差高程导线的观测值结果限差见表l规定。(5)高程推算在进行闭合差按距离分配后，以顺序推算每一节点或联测点的高程。表1商程导线的观测值结果限差3．关键技术的研究＼＼项目直反觇不两照准点间两次观附合(环线)路方符值(mm)测高差不符值(mm)线闭合差(mm)用全站仪高程导线代替几何水准测量，每站设站±451D±2剐L必须解决以下关键技术，才能确保现

6、场施工隔站设站+45JD+25~L和观测精度，为此必须针对仪器的自动化程D为测站间或照准点间的水平距离(km)L为附合路线(环线)的距离总和(km)序设计、棱镜的稳定性以及大气折光等问题进行大量的研究和开发，从而保证此种方法的顺利进行。(1)棱镜的稳定性由于柴达木盆地干燥多风，气候条件差，用手持棱镜难以保证棱镜的稳定，不利于精确的照准目标。经过多次实验，即在同一时刻观测的数据，往往造成指标超限，无法保证观测精度。后改为前、后视用脚架架设棱镜，这一问题迎刃而解，全部观测数据达到了规范要求。实践证明，用全站仪高程导线测定高差的技术关键之一，就是要设法提高棱镜的稳定性。(2)全站仪的数据通讯因为电

7、子全站仪自己有电子手薄，其通信口也是标准的串行口(BS一232)，然而电子全站仪自带的电子手薄用户不易定制自己的数据记录格式，使用不方便。故通过编程利用计算机上的串行口与电子仪器进行数据传输。现在计算机的操作系统主要是Windows。实现通讯有两种方法：一是利用Windows自带的API函数；二是第三方的通讯控件。第三方的通讯控件容易得到，编程简单。(3)记录数据编程需要从实际生产出发，通过反复的调研、实验，