三角高程代替水准测量在工程中应用

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1、三角高程代替水准测量在工程中应用　　摘要:三角高程测量作为高程控制测量的重要组成部分，在地形变化较大地区（如高山，沙漠，丘陵）的高程控制测测量中，发挥出了其优势所在。本文介绍了三角高程测量在榆神供水工程中的应用，说明了在高山地区高程控制测量中，为了提高作业效率，同时保证高程精度的前提下，三角高程代替等级水准测量是可以实现的。关键词:三角高程测量水准测量高程控制测量精度中图分类号：P25文献标识码：A引言:传统的水准测量是一种直接测量高差的高程测量方法，精度较高，国家基础高程网就采用水准测量方法。但是水准测量受地形条件影响较大，而且外业测量速度慢，费用高

2、。三角高程测量不受地形条件限制，而且测量速度快，随着高精度全站仪的出现，三角高程测量已经很普及，可以替代水准测量。三角高程测量基本原理:基本公式:仪器高i1觇标高v2参考椭球面A/B/水准面PE，AF6切线PC（水准面PE的）光程曲线PN切线PM（光程曲线PN的，也就是视线）垂直角α1。2，实测的，但真正的垂直角应为α0α1。2-α0称为折光角高差h12地球曲率半径影响折光影响由于A，B两点间的水平距离与曲率半径R之比很小，故可认为PC近似垂直于OM，式中：C=（1-K）/2R球气差系数，s0实测的水平距离。6工程概况:榆林能源化工基地榆神工业区供水工

3、程位于陕西省榆林市，横跨府谷、神木两县，该工程由水源工程和输水工程两大部分组成，水源工程位于府谷境内黄河右岸河漫滩及一级阶地，输水线路起点位于府谷县崇塔沟一级泵站，终点位于榆神工业区净水厂，线路基本沿东西向布置，沿线穿越窟野河和秃尾河两大河流，窟野河以东主要为黄土丘陵沟壑区，输水方式以明流无压隧洞输水为主；窟野河以西为沙盖黄土梁峁区及沙漠区，输水方式对应不同方案分明流无压隧洞和压力管道输水两种。工程区域地形条件复杂，为基本控制测量带来很多不便。为满足后续工作的需求，必须建立相应等级的控制网。经研究决定采用四等高程网作为该工程可研阶段的基本高程控制网。但

4、是该测区基本上不具备四等水准测量的条件。作业时正直寒冬时节，地形条件很复杂。而三角高程测量不受地形条件限制，非常适宜这种地区，决定采用三角高程测量。按照《水利水电工程测量规范》（规划设计阶段）SL197-97和《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91的要求，必须采用相应测角，测距精度的全站仪进行测量。布设成附合四等高程路线。高程控制网的布设、施测与平差榆神工业区供水工程四等三角高程控制网布设图见附图1。其中Ⅱ头兴33、Ⅱ头兴35、Ⅱ兰保45、Ⅲ榆神012为国家等级水准点，GP01、GP02、…GP36，Ⅳ01、Ⅳ02、…Ⅳ08是为本工程可研阶段

5、测量所留设的四等高程点。附图1野外控制测量观测（1）使用仪器：本次测量采用leicaTS06全站仪，测角精度2″，测距精度2mm+2ppm，仪器检定合格，且在检定期内。（2）观测方法：6本次测量采用单程双测。按照规范要求，架设仪器和棱镜，仪器高和棱镜高采用游标卡尺精确测量直高，可以减少采用钢卷尺测量斜高所带来的误差。读取气象数据，每边观测的始末分别观测温度和气压。观测斜距，斜距观测四测回，每测回独立测量四次。观测天顶距，对向观测，各测量两测回。内业数据处理（1）观测数据检查以及预处理1.1取测站天顶距各测回的平均值作为测站天顶距观测值。1.2取测站斜距

6、各测回的平均值作为测站斜距观测值。1.3对斜距观测值进行气象改正。1.4对经气象改正后的斜距进行加、乘常数改正。S1=S+△S式中:△S=a+bSS1—经气象和加、乘常数改正后的斜距；S—经气象改正后的斜距观测值；a—全站仪鉴定所得的加常数值；B—全站仪鉴定所得的乘常数值。1.5由斜距和天顶距计算高差：V=S1cosZ+S1(1-K)/2R+i+j式中:V—测站与镜站之间的高差；S1—经气象和加、乘常数改正后的斜距；6Z—天顶距；i—仪器高；j—棱镜高；R—地球曲率半径，取6370000m；K—大气遮光系数，取0.14。1.6经过以上数据处理后，可以

7、得到每测站的四个高差值（两组往返双测值）。分别验算两组高差不符值，合格后，取两组独立观测高差中数的平均值作为测站高差最或然值。1.7由于该工程测区南北纬度差距较大，计算每测段的正常水准面不平行改正数。（2）平差计算:经过数据检查和预处理后，进行数据平差。本次按照《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91中的“四等三角高程测量外业高差与概略高程差”要求进行数据平差处理。（3）精度评价:本次三角高程测量总长度为140km，分为两条四等附合线路。两条附合线路的闭合差分别为：W=-0.095m（小于限差±0.175m）和+0.010m（小于限差±0.14

8、3m）；,每千米高差中数偶然中误差M△=±3.3mm（小于限差±5mm）。均符合规范要求。结束