[发明专利]全站仪精确测量高程方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用全站仪精确测量高程的新方法。

背景技术

1、现在使用的精确测量高程的方法是水准测量，水准测量使用的设备是水准仪和水准标尺。如图1，水准测量的原理是：利用水准仪提供的水平视线，观测垂直竖立于前视点和后视点上的水准标尺，读取标尺数据，则后视读数与前视读数之差即为前视点相对于后视点的高差，后视点高程与高差之和就是前视点的高程。

水准测量主要有以下三方面的缺点：

①测量速度慢。水准测量视距(水准仪到水准标尺的距离)小，测站多，测量速度慢，若地形复杂，则测量速度会更慢。

②受地形影响大。水准测量易于在地势平坦地区测量，若拟测地形坡度较大，就会频繁移动水准仪，导致测量速度和精度的降低。

③受人为因素影响大。进行水准测量时，测量人员强度最高的工作是读数，这对测量人员的要求很高，一个人长时间测量很容易引起眼疲劳而影响读数。另外，不同测量人员的读数也会有所不同。

2、三角高程测量也是一种测量高程的方法，精度低于水准测量，不是精确测量高程的方法。但它受地形起伏的影响小，测量速度快，适用于精度要求不太高时的高程测量。

三角高程测量使用的仪器是经纬仪和觇标。如图2，三角高程测量的原理是：将经纬仪架设在已知高程点，把觇标竖立在拟测高程点，利用经纬仪观测觇标测得的竖直角、两点间的水平距离、仪器高和觇标高，应用三角函数计算出两点高差，进而求出拟测点高程。

发明内容

本发明的目的是探索一种新的精确测量高程的方法，既能保证测量精度，又能加快测量速度、减少工作量。

全站仪精确测量高程方法使用的仪器是全站仪和水准测距棱镜。如图3，全站仪精确测量高程方法的技术方案是：把全站仪在前、后视点之间整平并将等高的对中杆水准测距棱镜架设在前视点和后视点上，先用全站仪望远镜十字丝中心对准后视点反射棱镜的中心，测距并读取后视点的高差读数(VD)，再依法读取前视点的高差读数，则前视点与后视点高差读数之差，即为前视点相对于后视点的高差，后视点高程与高差之和即为前视点的高程。

本发明所称对中杆水准测距棱镜，就是将水准测距棱镜固定于对中杆上，并称为对中杆水准测距棱镜。

本发明所称对中杆水准测距棱镜等高，是指将全站仪整平(无需对中)后，依次把两个对中杆水准测距棱镜架设在同一点上，把全站仪望远镜十字丝中心对准棱镜中心，测距。若全站仪测出的高差读数(VD)相等时，则两对中杆水准测距棱镜即为等高。

全站仪精确测量高程方法由水准测量和三角高程测量发展而来，它比水准测量精度更高、方法更简单，又保留了三角高程测量的优点。与水准测量和三角高程测量相比，本发明有如下有益效果：

1、受地形影响小，布点灵活，适用范围广。只有能通视，即使在山区和丘陵等地形复杂地区也能很方便地测量。

2、测量速度快。用全站仪测量高程，视距能达到水准测量的1.5倍以上，减少了测站，而全站仪又能自动读数，这些都大大提高了测量速度。

3、受人为因素影响小。本发明除反射棱镜的对中误差外，几乎不受人为因素影响，不用估读数据，不用测量仪器高和对中杆水准测距棱镜高度，因以上操作而造成的人为误差都可以避免。

4、劳动强度低。只要将全站仪整平并用望远镜对准反射棱镜中心即可测量，不会像估读水准标尺那样累得两眼干涩、腰酸背痛。

全站仪精确测量高程方法的发明，不仅增加了一个精确测量高程的新方法，还使全站仪的功能得到了进一步的发挥。这样，利用全站仪不仅可精确测量水平距离，又能精确测量高差。

本发明可广泛应用于普通测量和工程测量。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

1、图1是水准测量原理图。

图中①是国家高程基准面；②是水准仪，在A点和B点之间整平；③是两个水准标尺，分别竖立在A、B两点。

前进方向如图中箭头所示，已知A是已知高程点(后视点)，其高程为H_A，；B点是待测高程点(前视点)，假定其高程为H_B。

利用水准仪分别读取A、B两点的标尺读数，并记作后视读数h_A和前视读数h_B，则前视点B相对于后视点A的高差：

h_AB＝h_A-h_B(米)

B点的高程是：

H_B＝H_A+h_AB(米)