三角高程测量方法与精度分析

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时间:2018-03-18

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1、论文题目:三角高程测量方法与精度分析三角高程测量的基本思想是根据由测站向照准点所观测的垂直角和它们之间的水平距离,计算测站点与照准点之间的高差。这种方法简便灵活,受地形条件限制较小,故适用于测定三角点的高程。本文研究的内容主要包含单向观测三角高程、对向观测三角高程、全站仪中间法三角高程测量。通过校内实验以实测数据为基础分析三角高程测量的误差以及大气折光系数K在不同气象条件下的变化,并通过比较对三角高程测量取代水准测量的可能性进行一定的讨论关键词:高程高差水平距离目录1绪论71.1研究的目的和意义71.2国内外研究

2、现状71.3本文研究的主要内容82三角高程测量的原理与方法92.1常用的高程测量方法92.1.1水准测量92.1.2三角高程测量102.1.3GPS高程测量102.1.4电子水准测量102.2三角高程测量112.2.1三角高程测量的基本原理112.2.2球气差与大气折光改正122.3单向观测三角高程测量132.3.1基本原理132.3.2距离的归算152.3.3用椭球面上的边长计算单向观测高差的公式162.3.4高斯平面上的边长计算单向观测高差的公式162.4对向观测三角高程测量172.5全站仪中间法三角高程测量

3、182.5.1基本原理182.5.2全站仪中间法三角高程测量的技术要求212.6三角高程测量的精度222.6.1观测高差中误差222.6.2对向观测高差闭合差232.6.3环线闭合差的计算232.6.4三角高程高差闭合差242.6.5球气差系数C值和大气折光系数K值的确定253三角高程测量试验及精度分析283.1试验方案283.1.1选点283.1.2仪器架设方法283.1.3仪器高和目标高的量取273.1.4施测步骤以及规范303.2数据分析343.2.1不同气象情况下大气折光系数K值的变化率343.2.2精度

4、分析343.2.3三角高程测量与水准测量的精度比较374小结395致谢40参考文献411绪论1.1研究的目的和意义高程测量的方法有很多种,几何水准测量精度虽然比较高,但是自身的测量工作量大,速度慢,测量所需的人员较多,尤其是在地面起伏较大的地区,用这种方法测量速度缓慢。在一些比较极端的地形条件下甚至无法测量。相比而言,三角高程测量以其简便、省时省力、受地形条件制约较少的优势,正在逐步代替一定范围内的水准测量工作。本文旨在研究三角高程的各种测量方法并以在校内几何水准测量所得结果为基准分析其与大气折光、地球曲率等因素

5、之间的相互关系,并且对几种三角高程测量方法就精度进行讨论。1.2国内外研究现状武汉大学与铁道部第四勘察设计院共同完成的“精密三角高程测量方法研究”项目[4],已通过国家测绘局主持的成果鉴定(2007/05/14《科学时报》)。该研究采用精密三角高程测量方法,利用两台高精度自动目标追踪、识别全站仪经过改进实现了同时对向观测,消减了大气垂直折光的影响。通过对观测段按偶数边进行观测,无需量取仪高和棱镜高,有效避免了由此带来的测误差。此方法已成功应用在武广铁路客运专线工程测量中,开创了国内外大范围、长距离精密三角高程测量

6、代替二等水准测量的先例。原武汉测绘科技大学在湖北省崇阳地区使用DI-20+T2进行跳站式高程导线试验,平均视线长度290m,其结果达到三等几何水准测量的精度。长江流域规划办公室在9km过江传递高程时,照准目标采用了专门设计的发光标志,使其光亮能调节得恰到好处,以利于照准和提高观测精度,并以实践证实,在阴天雨雾天气也可进行观测,从而减弱了照准误差和大气折光的影响。在德国,技术人员开发出了一种露天煤矿大型挖机开挖量的动态测量计算系统。长140m高65m自重8000t的挖机,其挖斗轮的的直径17.8m,每日挖煤量多达1

7、0万吨。为了实时动态地获取采煤量,在挖煤机上安装了3台GPS接收机,与参考站实时通讯和差分动态定位,挖机上两点之间距离的精度可达到1.5cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖机挖斗轮的位置以及煤层截曲面,可计算出采煤量。经过对比测试,精度达7%~4%。这是三角高程测量与GPS、GIS技术结合在大型工程中应用的一个比较典型的例子。1.3本文研究的主要内容三角高程测量的基本思想是根据由测站向照准点所观测的垂直角和它们之间的水平距离,计算测站点与照准点之间的高差。这种方法简便灵活,受地形条件限制较小,故适

8、用于测定三角点的高程。本文研究的内容主要包含单向观测三角高程、对向观测三角高程、全站仪中间法三角高程测量。通过校内实验以实测数据为基础分析三角高程测量的误差以及大气折光系数K在不同气象条件下的变化,并通过比较对三角高程测量取代水准测量的可能性进行一定的讨论。2三角高程测量的原理与方法2.1常用的高程测量方法2.1.1水准测量水准测量又叫做几何水准测量,是测定地面点高程的主

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