改进型精密三角高程测量方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种改进型精密三角高程测量方法及其应用，测量方法包括：首先，测定用于精密三角高程测量的两根棱镜杆高度的差值，以及两台测量设备顶部加装的棱镜中心到设备观测中心高度的差值；然后，采用精密三角高程测量方法进行观测，且起点和终点之间设置的测站点数量为偶数；最后，根据测量设备在各个测站点测得的数据，以及棱镜杆高度的差值和两台测量设备顶部加装的棱镜中心到设备观测中心高度的差值计算起点和终点之间的高差。如此，可以减少测站点的数量，提高测量效率。将测量方法应用于过河水准测量时，不仅可以减少观测次数，而且完成单边的单向测量仅需过一次河，确保测量精度的同时，大幅提高了测量效率。大幅提高了测量效率。大幅提高了测量效率。

【技术实现步骤摘要】
改进型精密三角高程测量方法及其应用


[0001]本专利技术涉及高程测量
，具体涉及一种改进型精密三角高程测量方法及其应用。

技术介绍

[0002]精密三角高程测量方法通过选取高精度的测量机器人同时对向观测，大大削弱了大气垂直折光的影响，并且在测量的起点和终点处选用相同的棱镜杆，解算中抵消了棱镜杆高度、仪器高度因子，避免了量取仪器高和觇标高，消除了部分误差，提高了观测精度。还通过限制观测边的长度和高度角，减少垂线偏差的影响。
[0003]在进行精密三角高程测量时，需要对测量设备，如全站仪、棱镜杆等进行改进。可以在测量设备上加装两个棱镜组合形成高低棱镜，上层的棱镜称为高棱镜，下层的棱镜叫做低棱镜。
[0004]如图1所示，精密三角高程测量方法的具体步骤是：在起点和终点布设棱镜杆，在距离起点较近的一点，即图中的转点1处布设装配有高低棱镜的主站。然后主站在转点1处依次观测起点的棱镜杆的低棱镜
①
和高棱镜
②
。之后保持主站不动，在转点2架设装配有高低棱镜的辅站。观测顺序如下：主站观测辅站的低棱镜
③
、辅站观测主站的低棱镜
④
、辅站观测主站的高棱镜
⑤
、主站观测辅站的高棱镜
⑥
。
[0005]然后，将主站换站至转点3，辅站保持不动。依次进行如下观测：辅站观测主站的低棱镜
⑦
、主站观测辅站的低棱镜
⑧
、主站观测辅站的高棱镜
⑨
、辅站观测主站的高棱镜
⑩
。观测完毕后，再将辅站转移至下一测站点，依次循环进行测量，直至传递至接近终点处，在最后的转站，主站依次观测末点高低棱镜。通过在各个测站点处测得的数据，就可以计算出起点和终点之间的高差。
[0006]如图2所示，使用两台测量设备测量起点A和终点B之间的高差时，奇数站所设置的测站点数量会比偶数站所设置的测站点数量多。而在进行精密三角高程测量时，由于最后一个测站点需要通过主站进行测量，如此才能抵消起点和终点两处棱镜杆的高度因素，以及抵消测站的高度因素。因此，现有的精密三角高程测量必须保证起点和终点之间设定的测站点的数量为奇数。而这就使得精密三角高程测量所设置的测站点数量较多，降低了测量效率。
[0007]特别是遇到起点和终点分别位于河道两侧的情况，完成单边的测量需要在河道两岸共设置至少3个测站点，需要先在起点所在河岸使用主站测量起点上架设的棱镜，再将辅站送到终点所在河岸，辅站和主站之间相互进行观测，之后再回到河岸，将主站转移至终点所在河岸，最后通过主站观测终点上架设的棱镜。如此，完成单边的过河水准测量就需要来回过3次河。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种改进型精密三角高程测量方法及其应
用。可以在起点和终点之间设置偶数个测站点进行精密三角高程测量，以减少测站点的数量，提高测量效率。
[0009]第一方面，提供了一种改进型精密三角高程测量方法，包括：
[0010]测定用于精密三角高程测量的两根棱镜杆高度的差值，以及两台测量设备之间的Q参数差值，该Q参数为测量设备上加装的棱镜中心与测量设备的观测中心之间的高度；
[0011]采用精密三角高程测量方法进行测量，且起点和终点之间设置的测站点数量为偶数；
[0012]根据所述测量设备在各个测站点测得的测量数据，以及棱镜杆高度的差值和Q参数差值计算所述起点和终点之间的高差。
[0013]结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，测定两根棱镜杆高度的差值，包括：
[0014]将测量仪器和棱镜杆分别布设在观测点和测量点，并通过测量仪器观测所述棱镜杆，得到第一观测数据；
[0015]将另一根棱镜杆布设在所述测量点，并通过测量仪器观测当前设置在测量点处的棱镜杆，得到第二观测数据；
[0016]根据所述第一观测数据和第二观测数据计算出两根所述棱镜杆高度的差值。
[0017]结合第一方面的第一种可实现方式，在第一方面的第二种可实现方式中，所述根据所述第一观测数据和第二观测数据计算出两根所述棱镜杆高度的差值，包括：
[0018]K＝S
P1P2
×
sinα
P1P2
‑
S
′
P1P2
×
sinα
′
P1P2
；
[0019]其中，K为两根棱镜杆高度的差值，S
P1P2
为第一观测数据对应的斜距，α
P1P2
为第一观测数据对应的垂直角，S
′
P1P2
为第二观测数据对应的斜距，α
′
P1P2
为第二观测数据对应的垂直角，P1、P2分别为观测点和测量点。
[0020]结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，测定两台用于精密三角高程测量的测量设备之间的Q参数差值，包括：
[0021]将两台所述测量设备分别布设在两个不同的观测点处；
[0022]使用两台所述测量设备分别进行对向测量，得到第一组测定数据；
[0023]将两个观测点处架设的测量设备进行互换，并再次进行对向测量，得到第二组测定数据；
[0024]根据所述第一组测定数据、第二组测定数据和测量设备参数计算所述Q参数差值。
[0025]结合第一方面的第三种可实现方式，在第一方面的第四种可实现方式中，所述根据所述第一组测定数据和第二组测定数据计算所述Q参数差值，包括：
[0026][0027]其中，Q1‑
Q2为Q参数差值，h
12
、h
21
分别为第一组测定数据对应的一台测量设备的观测中心与另一台测量设备的棱镜中心之间的高差，h
′
12
、h
′
21
分别为第二组测定数据对应的一台测量设备的观测中心与另一台测量设备的棱镜中心之间的高差，分别为两台测量设备的观测中心与设备底部之间的高度。
[0028]结合第一方面，在第一方面的第五种可实现方式中，所述起点和终点之间的高差的计算方法包括：
[0029][0030]其中，S
Z1A
为测量设备在起点A相邻的测站点处测得的斜距，α
Z1A
为测量设备在起点相邻的测站点处测得的垂直角，S
ZnZn
‑1测量设备在测站点Zn处测得的斜距，α
ZnZn
‑1测量设备在测站点Zn处测得的垂直角，S
Zn
‑
1Zn
测量设备在测站点Zn
‑
1处测得的斜距，α
Zn
‑
1Zn
测量设备在测站点Zn
‑
1处测得的垂直角，S
ZnB
为测量设备在终点B相邻的测站点处测得的斜距，α
ZnB
为测量设备在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进型精密三角高程测量方法，其特征在于，包括：测定用于精密三角高程测量的两根棱镜杆高度的差值，以及两台测量设备之间的Q参数差值，该Q参数为测量设备上加装的棱镜中心与测量设备的观测中心之间的高度；采用精密三角高程测量方法进行测量，且起点和终点之间设置的测站点数量为偶数；根据所述测量设备在各个测站点测得的测量数据，以及棱镜杆高度的差值和Q参数差值计算所述起点和终点之间的高差。2.根据权利要求1所述的改进型精密三角高程测量方法，其特征在于，测定两根棱镜杆高度的差值，包括：将测量仪器和棱镜杆分别布设在观测点和测量点，并通过测量仪器观测所述棱镜杆，得到第一观测数据；将另一根棱镜杆布设在所述测量点，并通过测量仪器观测当前设置在测量点处的棱镜杆，得到第二观测数据；根据所述第一观测数据和第二观测数据计算出两根所述棱镜杆高度的差值。3.根据权利要求2所述的改进型精密三角高程测量方法，其特征在于，所述根据所述第一观测数据和第二观测数据计算出两根所述棱镜杆高度的差值，包括：K＝S
P1P2
×
sinα
P1P2
‑
S
′
P1P2
×
sinα
′
P1P2
；其中，K为两根棱镜杆高度的差值，S
P1P2
为第一观测数据对应的斜距，α
P1P2
为第一观测数据对应的垂直角，S
′
P1P2
为第二观测数据对应的斜距，α
′
P1P2
为第二观测数据对应的垂直角，P1、P2分别为观测点和测量点。4.根据权利要求1所述的改进型精密三角高程测量方法，其特征在于，测定两台测量设备之间的Q参数差值，包括：将两台所述测量设备分别布设在两个不同的观测点处；使用两台所述测量设备分别进行对向测量，得到第一组测定数据；将两个观测点处架设的测量设备进行互换，...

【专利技术属性】
技术研发人员：向泽君，滕德贵，李超，张恒，袁长征，王大涛，王灵犀，文雪中，肖兴国，龙川，黄赟，林江伟，贾德保，李枝琼，汪剑云，李凯，
申请(专利权)人：重庆市勘测院重庆市地图编制中心，
类型：发明
国别省市：