[发明专利]山区高速公路应用三角高程测量方法

说明书

本发明涉及山区高速公路应用三角高程测量方法，在与两个棱镜均通视的地方使用两台全站仪自由测站法架设全站仪，通过观测测站至两个棱镜间的高差，间接测量测段起终点间的往返测高差，采用对向观测，A、B间的高差取两台全站仪测量所得高差的平均值，经推算获得高度差。本发明综上分析，采用测量机器人和双测站同时对向间接高差观测的方法，消除了大气折光和地球曲率的影响。理论分析和实践证明，该方法不但可以达到三等水准测量的精度，而且测量效率相对于传统的水准测量高得多。

[技术领域]

本发明涉及测量技术领域，具体的说山区高速公路三角高程测量方法及应用。

[背景技术]

在现有技术中的山区高速公路高程控制测量通常要求采用三等水准测量，例如山西静兴 高速公路高程控制测量过程中，黄河特大桥为全线重点控制性工程，全长1.1km，主桥上部 结构为(71+5×128+71)m预应力混凝土连续刚构，最高墩身81米，且为山区公路，地形困 难,高差起伏很大,用传统的几何水准测量方法速度慢，测站多，误差累积大，降低了高程测 量精度，个别地段用几何水准也不能完成高程测量。而测量机器人相对于普通几何水准测量， 具有观测方法简单、受地形条件限制较小、传递高程迅速、工作效率高等优点，因此，研究 在山区利用三角高程测量进行三等水准测量是非常必要的。

[发明内容]

本发明的目的在于解决山区高速公路施工高程控制测量中地形复杂、高差大、高程控制 测量效率低问题，以提高山区高程控制测量精度和外业测量效率。

为实现上述目的，设计一种山区高速公路应用三角高程测量方法，利用测量机器人即全 站仪对向观测，起到高程传递作用，从而解决山区高速公路施工高程控制测量中地形复杂、 高差大、高程控制测量效率低问题，其作业方法如下：

步骤一，架设三角高程测量仪器

包括全站仪、棱镜、基座，A、N为放置在水准点上具有整平装置和棱镜高度固定的特 制基座，Z1、Z2、…Zn为使用脚架安置的全站仪，B、C、…M为使用脚架和普通基座安置 的棱镜，在两个棱镜中间任意位置利用自由测站法架设全站仪，且全站仪与棱镜均通视较好的，通过观测测站至两个棱镜间的高差，间接测量测段起终点间的往返测高差，如图1。

观测时应采用两台同型号全站仪同时对向观测，不量取仪器高和棱镜高，观测距离一般 不大于500m，最长不超过800m，竖直角不宜超过10°。测段起、终点观测时使用强制对 中定高棱镜装置。

每次测量前，应进行气温、气压的测定，气温读至0.5℃，气压读至1.0hPa。将测定的气温、气压输入全站仪，对所观测的外业数据进行气象改正。为使一个测段高差的三角高程测量，既能够实现同时对向观测，又能够使各测段的仪器和棱镜高能够相互抵消，可采用如图1所示的同时对向间接高差观测三角高程测量方法。

步骤二，数据处理

采用对向观测，A、B间的高差取两台全站仪测量所得高差的平均值，经推算，A点到B 点的高差为hAB＝0.5[(SZ1Bsin VZ1B－SZ1Asin VZ1A+SZ2Bsin VZ2B－SZ2AsinVZ2A)]+(ν 0－νB) (1)上式(1)中S为斜距，V为竖直角，v为棱镜高。通过同时对向观测和取往返测高差平均值的方法，基本消除了仪器高、地球曲率和大气折光的影响。同理，其他各段高差分别为hBC＝0.5[(SZ3Csin VZ3C-SZ3BsinVZ3B+SZ4CsinVZ4C－SZ4BsinVZ4B)]+(νB －νC) (2)