[发明专利]双系统对向观测复合水准仪的导线式测量方法

说明书

本发明公开一种双系统对向观测复合水准仪的导线式测量方法，是针对双系统对向观测复合水准仪所提出的一体化三级误差控制环检核的智能化导线式测量方法，具体采用测站单仪检核、测站双仪互检及多测站双仪累计互检，并通过调整观测次数、调整测站距离等实时动态控制测量误差，保证测站及测段的高差测量随时随地满足其预设的精度要求，避免了传统水准测量装置经常出现的无效测量，提高了复合水准仪的作业效率和经济效益。

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种可保证测量精度、避免无效测量、提高作业效率、专用于双系统对向观测复合水准仪的导线式测量方法。

背景技术

传统的水准测量装置是由一个水准仪和两个水准标尺组成。测量时先将两个水准标尺分别置于地面上的A、B两点，再将水准仪设置在A、B两点的中间位置，利用整平后水准仪望远镜的水平视线分别照准读取两个水准标尺的标高数值，所测标高数值之差即为地面A、B两点的水准高差，若已知其中一点的高程，即可由高差推算出另一点的高程。传统水准测量装置存在的主要不足是：（1）测量工作效率及可靠性低。在复杂的地形环境中实现水准仪和水准标尺三点之间位置的合理配置，往往耗费测量人员大量的精力和时间，影响测量效率；（2）测量受到地形环境限制。当遇到陡坡、坑洼、水塘、沟渠、沟壑、江河、山区等复杂地形环境时，往往不能将水准仪架设在两个水准标尺的中间位置，导致水准测量无法实施。为了克服上述不足，专利申请号为201220611636.6的中国专利，公开了一种“对偶式观测用尺仪合一复合水准仪”（以下简称复合水准仪），其结构是在柱形尺体的同一柱面上固定有与柱形尺体轴线平行的水准标尺及观测单元（即传统的水准仪），所述观测单元视准轴与柱形尺体轴线垂直。其测量方法有如下步骤：安置仪器、同步整平、相互照准、对向观测及双向检核等。可真正实现点对点的直接水准测量，无需费时费力地考虑水准仪和水准标尺位置距离的合理配置，提高了水准测量的工作效率及可靠性，水准测量的选点、布点不受地形环境限制，可以方便地在陡坡、坑洼、水塘、沟渠、沟壑、江河、山区等复杂地形环境下实施水准测量。

中国发明专利申请号为201310049994.1公开了一种“适用于复合水准仪的水准测量方法”，具体公开了测定复合水准仪i角（仪器参数之一）及彻底消除i角影响的方法。中国发明专利申请号为201410585033.7公开了一种“复合水准仪本方高度测定方法”，具体公开了如何精确测定观测单元（即水准仪）自身的高度（仪器参数之一）及与i角联合测定的方法，解决了仪器参数的精密确定问题。然而，上述专利所涉及的高差测量方法仍然沿用了传统水准测量的两点传递推进的导线式测量模式。采用复合水准仪进行的传统两点传递推进的导线式测量模式是按照下列步骤完成的：仪器参数信息测定：测定复合水准仪的高度、i角等性能参数；确定测段的起始测点及终止测点；安置仪器建立测站：在测段的起始测点及终止测点之间会设置大量的测点，称为过渡测点（也称为过渡水准点），从第一个测站开始，将两个复合水准仪分别安置在测站的后测点及前测点上，如图1、图2所示，对测站k而言，测点称为后测点及测点称为前测点，后测点与前测点之间的距离为测站距离，最初建立该测站时的测站距离称为初始测站距离，用表示。初始测站距离确定的原则是：不大于国家规范设定的距离限差（对四等测量，测站距离限差为150m）；保证复合水准仪A与复合水准仪B处于仪器的高差观测范围内（目前复合水准仪的高差观测范围为1.5m）。同步观测之后计算两个复合水准仪所测得有效高差值的平均值为本站高差。然后将本测站k后测点上的复合水准仪移至下一测站的前测点（上一站的前测点则转为下一测站的后测点），继续测量测站k+1的高差，依此类推，直至最后一个测站n及最后一个测点（即终止测点），计算各测站高差之和为本次正向测段高差（称为往测高差）；然后再从最后一个测点（即原终止测点）起按同样方法反向进行高差测量，直至返回原起始测点，再计算各测站高差之和为本次反向测段高差（称为返测高差）。即传统两点传递推进的导线式测量模式必须沿导线往返一个来回进行水准测量，以形成往返测，进行往返闭合高差检核。该测量模式所存在的最大的问题是：（1）当导线较长时，经常难以在有限的时间段内（例如一天以内）完成往返测、构成往返闭合，导致已有测量结果作废；（2）在完成导线往返闭合之前，无法判断成果是否合格，而一旦往返闭合之后高差检核判断为不合格，则已经完成的全部测量成果作废，限制了水准测量整体效率的提高。