全站仪在渠道工程测量中应用

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1、全站仪在渠道工程测量中应用　　摘要:全站仪凭借着诸多优势而在工程测绘、施工方面有着广泛应用的一种新型测量仪器。本文主要介绍了全站仪在渠道工程测量中的应用，并分析了测量中应注意的事项。实践表明，全站仪可满足渠道工程测量的精度要求，值得推广应用。关键词:全站仪；渠道工程测量；精度要求；误差；注意事项中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：近年来，随着科学技术的持续发展，测绘作业手段也有了一定的进步，不仅减轻了野外作业的劳动强度，还提高了工作效率。传统的测量方式正逐步被不断涌现的新仪器、新技术、新方法所取代。从过去的光学经纬仪，逐步过渡到电子经纬仪、测距

2、仪，接着又推出了全站仪，到目前出现的GPS技术。目前在工程测量经常采用的仪器就是全站仪，这是因为全站仪具有操作简单、快捷、定位精度高等特点，为工程技术人员所接受。下面，笔者将结合渠道工程测量实例来讲述全站仪在渠道工程测量中的运用。1全站仪在渠道工程测量中的精度控制1.1渠道工程测量的精度要求8渠道工程测量的主要内容包括渠道选线、渠道中线测量、渠道纵横断面测量、渠道纵横断面图的绘制、土方工程计算和渠道施工放样等。其中，渠道纵断面测量的目的是测定各里程桩的地面高程，绘制出渠道纵向断面图，是为设计渠道纵向坡度之用。横断面测量的目的是测量垂直于渠道纵向方向的各地形变

3、化点的高程及至中心桩的平距。绘制渠道横断图，是为设计横断面和进行渠道土方工程的计算之用。注:①中心导线点及中心线桩对本渠道渠首的高程中误差不应大于±0.3m；②仅考虑规划阶段的需要时，测量精度可放宽半倍。1.2全站仪测量渠道里程桩高程的计算公式在渠道设计测量中，渠道工程测量的主要任务是用仪器测定渠道中心线桩(里程桩)的高程和垂直于渠道中心线方向各里程桩横断面上特征点对于里程桩的平距和高程。在用全站仪进行渠道中心桩(里程桩)高程的测量中往往采用单向半测回观测，全站仪安置在已知高程点(导线点)上，测定各渠道里程桩的地面高程和平面位置及横断面上特征点的平面位置和高

4、程。8用全站仪测量渠道中心桩(里程桩)高程，实际上是采用三角高程测量的原理和方法。即是用全站仪测定两点间的倾斜距离和竖直角，利用平面三角计算公式计算两点间的高差，推求待定点的高程的一种方法。在地形起伏较大山区的渠道工程测量中，采用全站仪三角高程测量方法测定里程桩的平面位置和高程，以及横断面地形变化点的平面位置和高程，既能保证一定的精度，又能迅速完成测量任务。全站仪单向三角高程测量原理如图1所示，其中A为已知导线点，B为待测点，将全站仪安置于A点，棱镜置于B点，测量B点的高程，并考虑球差和气差的影响。球差就是地球曲率引起的高程误差，气差是大气折光引起视线成弧线

5、的差异。球差和气差改正数称为两差改正数，也称球气差改正数。由图1可求得B点高程的计算公式为(1)式中，HA为测站点的高程；hAB为A、B两点间的高差；s为A、B两点间斜距；α为竖直角；i为仪器高度；v为照准棱镜高度；k为大气折光系数，在我国一般为0.09～0.16之间，全站仪默认设置为0.14；为球气差改正数。式(1)是全站仪单向测量渠道里程桩高程的计算公式。图1考虑球气差影响时三角高程测量1.3全站仪测量渠道里程桩高程的精度分析从式(1)中可以看出，第1个影响测高的主要因素是仪器测定距离和竖直角的精度；第2个影响测高结果的主要因素是三角高程中所采用折光系数

6、值k的精度；第3个影响测量高程的精度因素有量取仪器高度和照准棱镜高度的误差。下面进一步分析这些误差的大小。(1)测距误差8用全站仪测量距离的误差，主要有仪器本身的测距误差、仪器的对中误差和棱镜对中杆倾斜误差引起总的测距误差，用m0表示。m2D=m20+m2E+m2L(2)以尼康352c全站仪为例，其测距精度指标为m0=±(2mm+2×10－6D)。仪器对中引起的测距误差为mE=±2mm，设圆气泡偏差1mm，棱镜向前或前后倾斜角度误差为5′，引起的测距误差及不同的测距长度代入式(2)而引起的总的测距误差如表1所示。表1不同的测距长度引起的总的测距误差表(2)全

7、站仪单向测量渠道里程桩高程的精度在渠道工程测量中，一般用全站仪单向盘左位置测量各里程桩或横断面变化点的地面高程，因此，只研究单向观测的测量精度。根据测量误差传播定律，对式(1)进行全微分，考虑到仪器安置在己知点上，高程误差较小，忽略不计，并用中误差的形式表示，则有测量渠道里程桩高程中误差计算公式为（3）在我国大气折光系数k取值为0.09～0.16，当s≤1000m时，公式中和的值很小，可以忽略不计。并用，，表示，则式(2)变为m2H=m21+m22+m23+m2i+m2v+m2k(4)8式中，m1、m2、m3、mi、mv分别为测量距离误差、测量竖直角误差、大

8、气折光与地球曲率误差、测量仪器高度误差、照准棱镜高度