测距三角高程法在湖北香溪长江公路大桥

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1、测距三角高程法在湖北香溪长江公路大桥(中铁大桥局第七工程有限公司，湖北武汉430056)摘要：文章结合湖北香溪长江公路大桥的场地特点，对跨河水准测量方法及误差来源进行分析，有针对性的进行技术方案设计，并采取有效措施减小及消除误差因素的影响，提高了测量工西效，取得了较高质量的测量成果。关键词：跨河水准；测距三角高程；精度分析。刖g湖北香溪长江公路大桥位于湖北省宜昌市秫归县，其中香溪长江大桥跨越长江，主桥为519m跨度钢箱桁架拱桥，香溪河大桥跨越长江支流香溪河，主桥为(48+48+78)m+470m+(78+48+48)m双塔双索面钢混组合梁斜拉桥。项目首级高程控制网为闭合水准

2、线路，线路两次跨越长江，一次跨越香溪河。其中两处跨越长江段跨河水准距离分别为1000m及800m,跨越香溪河段跨河水准距离为700mo由于该项目位于山区，地形复杂，采用何种方法进行跨河水准测量建立高精度高程控制网是该项目顺利实施的关键之一。1跨河水准测量技术方案根据有关测量规范要求，高程控制网精度等级采用国家二等水准。结合现场实际条件，采用测距三角高程法进行测量。1.1跨河场地布置以跨河距离1000m处跨河水准测段为例，在跨河处两岸分别布置两个临时水准点A、B、C、D(如图1),构成大地四边形，点的布设形式采用混凝土地标。其中，AB两点间的距离dl及CD两点间的距离d2为1

3、0m,跨河视线长度d3≈d4≈d5≈d6≈1000m。图1跨河水准示意图跨河处两岸场地均布置在沿长江的公路旁，观测场地大致相当，两岸高差约25m,进行跨河水准测量时，三峡库区尚未蓄水，视线距离长江水面高度约50m,跨河视线垂直角在±2°左右。1.2仪器设备本次采用2台裸卡TS30全站仪进行测量，其测角精度为±0.5,测角最小显示为0.1”，测距精度为±(0.5mm+0.6ppm),测距最小显示为0.1mm,棱镜及对中杆，天宝电子水准仪dini03配合条码尺，其标称精度为0.3

4、mm/kmo1.3观测方法采用两台全站仪同时进行对向观测，利用全站仪的自动照准功能同时进行距离测量与垂直角观测。(1)同岸两点间高差测量同岸两点AB及CD间高差测量采用电子水准仪按二等水准测量要求进行往返观测，取其平均值作为测站点间高差的正式结果。(2)距离观测各测站点间距离采用全站仪直接测定，斜距采用全站仪输入各项参数后得到的结果，平距则通过斜距与竖角进行计算得到。盘左盘右各测2次为1测冋，共测量8测冋，取其平均值为其最终斜距。(3)垂直角测量在A、D两点同时架设全站仪，B、C两点同时架设棱镜，其棱镜高度均固定，不可调节。同时观测本岸棱镜，盘左观测4次，盘右观测4次，然后

5、同时观测对岸棱镜，同样盘左观测4次，盘右观测4次，完成1组观测。将A点仪器搬至B点，在A点设置棱镜，同样的方法观测，直至按表1中的观测顺序完成各站测量。至此，两台仪器共完成4个单测冋。待各测站完成一半测量测冋数后，两岸仪器及棱镜进行对调，再次按同样顺序进行观测，观测测冋数相同。对调过程中注意锁定棱镜高度。全站仪设站及搬站顺序见表lo3主要误差分析及采取的措施根据测量理论分析并结合现场实际条件，找出采用三角高程测距法进行跨河水准测量时的主要误差来源，并采取相应的方法和措施来减小或消除误差的影响。3.1误差来源及精度分析根据测距三角高程的基本原理，考虑地球曲率球差及大气垂直折光

6、改正,单向三角高程测量高差为(1)其中，D为测量斜距，α为垂直角，i为仪器高，v为棱镜高，k为大气折光系数，R为地球半径。上述公式中，后面一项为地球曲率球差及大气折光改正数。根据误差传播规律，由(1)式可以推导得到：根据经验结合本项目实际影响因素，对上式进行分析，影响三角高程测量精度的主要因素有：(1)垂直角α的主要误差：垂直角测量采用彳来卡TS30全站仪，其测角精度为±0.5”，按垂直角2°,D=1000m计算，(2)式第一项为±5.89mm2。(2)测距误差：TS30全站仪测距精度为±(0.5mm

7、+0.6ppm),按k二0.5,垂直角2°,D=1000m计算，(2)式第二项为±0.001mm2,此项可以忽略不计。(3)大气折光系数k的误差：大气折光系数k主要取决于温度梯度和大气密度，当地形条件基本一致，气温变化较小口同吋对向观测吋，有。观测时应选取气温稳定的阴天进行，且两岸进行同吋对向观测，通过对向观测高差取平均值，可以基本消除此项误差。(1)仪器高i和棱镜高i引起的误差:通过固定棱镜高度进行对向观测，并且半数测冋结束后两岸调换仪器和棱镜，可以消除仪器高和棱镜高量取误差造成的观测误差。