跨河水准测量方法与精度分析

1、 毕 业 设 计 论 文题 目： 跨河水准测量方法与精度分析 学 院： 测绘工程学院 专 业： 测绘工程 姓 名： 黄玉鹏 学 号： 指导老师： 朱淑丽 完成时间： 2015.05.24 各产品过程检验的检验时机应在操作者对首件加工完成后自检，并判定合格。再由车间依据计划将需进行专检的部件填写报检单报检，在报检后首先由检验人员应检查车间是否按程序文件的规定开展了自检，然后接受报检进行检验、记录及判定。河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要摘 要工程建设时水准线路布设过程中难免会遇到江河、宽沟、湖泊、山谷等障碍物，有时候根据测量任务的需要，必须通过这些障碍物进行精密水准测量。这个时候，通常的水准测量方法无法实现，因此需要采用特殊的方法和设备在保证一定测量精度和施测可行性的前提下，来完成障碍物的跨越测量。跨河水准测量的基本方法包括直接法几何水准测量、光学测微法水准测量、倾斜螺旋法水准测量、经纬仪倾角法水准测量、测距三角高程法水准测量、GNSS水准测量等方法。本文对这些方法分别进行了论述和精度分析。文章最后采用重庆朝天门观测数据，以表格的形式对整个测距三角高程法的计算过程进行了分析。关键词：经

2、纬仪倾角法，倾斜螺旋法，光学测微法，测距三角高程法，GNSS高程测量，精度分析I河南城建学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTWhen construction standard line layout process will inevitably encounter rivers, wide ditch, lakes, valleys and other obstacles, sometimes necessary measurement tasks must be precise leveling through these obstacles. This time, the usual method of leveling is not possible, and therefore require special methods and equipment at guaranteed measurement accuracy and test the feasibility of applying the prerequisite to complete t

3、he obstacle across measurements. River - crossing Leveling basic methods including direct geometric leveling method, optical micrometer method leveling, tilt leveling screw method, dip method theodolite leveling, EDM trigonometric leveling method leveling, GNSS leveling and other methods. In this paper, these methods were discussed and precision analysis. Finally, using the Chao tian men observation data in tabular form for the calculation of the entire EDM trigonometric leveling method were ana

4、lyzed.Key words: Theodolite dip method, tilt spiral, optical micrometer law, EDM trigonometric leveling method, GNSS height measurement, precision analysisII河南城建学院本科毕业设计（论文）目录目 录摘 要IABSTRACTII1绪论12跨河水准测量的方法22.1 直接几何水准测量法22.2 水准仪法22.2.1 倾斜螺旋法22.2.2 光学测微法22.3 经纬仪法22.3.1 经纬仪倾角法32.3.2 测距三角高程法32.4 GPS水准测量法33跨河水准测量的方法原理及精度分析43.1 测距三角高程法43.1.1 测距三角高程方法一43.1.2 测距三角高程方法二63.1.3 观测高差中误差的精度分析63.1.4 对向观测高差闭合差限差的精度分析73.1.5 环线闭合差限差的精度分析83.2 经纬仪倾角法83.2.1 近标尺观测的精度分析93.2.2 远标尺观测的精度分析93.3 光学测微法103.3.1 观测河流本岸近标尺的精度

5、分析113.3.2 观测河流对岸远标尺的精度分析123.3.3 水准管气泡居中误差的精度分析123.3.4 安置误差和远标尺觇板的精度分析133.3.5 进行远标尺观测时照准误差的精度分析133.3.6 仪器i角和大气折光影响的精度分析133.3.7 温度和温度梯度影响的精度分析143.4 倾斜螺旋法153.4.1 河流本岸近标尺观测的精度分析173.4.2 河流对岸远标尺观测倾角的精度分析173.4.3 远标尺观测读数A的精度分析183.4.4 大气折光和仪器i角的精度分析193.5 GNSS水准测量的原理及方法193.5.1 GPS跨河水准测量的精度分析203.6 跨河水准测量方法的对比分析214测距三角高程水准测量的工程实例224.1 仪器高的计算224.2 测距边和测距气象的改正计算234.3 平差计算示意图244.3.1 平差结果254.3.2 最后计算结果255结束语26参考文献27致 谢28III河南城建学院本科毕业设计（论文）1 绪论1绪论跨河水准测量方法和精度是伴随着社会的进步和科学技术的发展，跨越不同的障碍物和不同跨河工程所需的水准测量的精度不一样，因此根据不同的施

6、工环境及精度要求选择不同的水准测量方法，以便能更好的服务于工作需求，达到制定出最优的测量方案，既能满足各项要求，又便捷可行，还能降低成本。当水准路线跨越江河的视线长度在l00m以内时，可以采用一般的水准测量方法进行施测，当水准视线视线长度在100m以上时则需选用其他高精度的精密跨河水准测量方法。为了在跨河水准测量中达到高程传递的精度和常规水准测量基本一样的目标，我们需要采用特殊的方法和仪器设备，来完成跨河水准测量，跨河水准测量通常采用倾斜螺旋法、光学测微法、测距三角高程法、经纬仪倾角法和GPS测量等方法进行。通过大学四年所学专业，对自己的专业学习程度做一个专业性的检验。当我们在实际工程建设中的精密水准路线必须跨越流河修建大型桥梁或水坝时，测量的水准路线的长度将比一般水准测量大很多，然而在这个时候仪器照准水准尺读数的精度就要减小，而且另一方面仪器视准轴与水准轴不严格平行的影响和大气折光差的影响也都迅速增大，再加上工程测量跨越河流水面上空的空气气温度梯度和陆地上的气温梯度有很大的不同，这样就造成了大气折光的影响更加复杂化。我们在这个时候为了顾及上面那些因素的影响，争取在建设工程中测得最可靠

7、的数据，根据国家一、二等水准测量规范的相关规定：当工程测量中跨越江河的水准路线视线长度大于100m时，就要考虑水准视线长度和仪器设备的情况，选择适当的跨河水准测量方法。我们只有通过对跨河水准测量各种测量原理、方法与误差来源进行精度分析，然后才能针对这些因素改善其观测条件，探求合适的观测方法来消减误差，并拟定相应的作业规程，利用高精度的合理的测量方法，提高作业效率，减少劳动强度。1河南城建学院本科毕业设计（论文）2 跨河水准测量的方法2跨河水准测量的方法2.1 直接几何水准测量法当一、二等水准路线上的河流长度不超过100m时，前后视距均以河流长度为视线长，等距离设站。在实际工程中我们用在测站上两次改变仪器高度的测量方法进行水准测量，要求两次测量的高差之差不大于1.5mm，此时采用两次观测结果的平均值，作为前后观测点间的高差。2.2 水准仪法跨河水准测量的水准仪法可分为光学测微法和倾斜螺旋法两种水准测量方法。2.2.1 倾斜螺旋法跨越河流的长度超过500m或水准仪测微器的分辨能力不能有效识别远标尺的觇板移动，且障碍物长度不超过1500m时，我们采用两台水准仪对向观测，具体方法是用水准仪的倾

8、斜螺旋或气泡分划来测量出视线在水平时，上、下两标志的微小倾角，通过微小倾角来求出水平视线位置两岸的高差。2.2.2 光学测微法跨越河流的长度超过100m，而不超过500m时，使用一台水准仪（若用两台水准仪对向观测，有利于提高观测精度），以水平视线照准觇板标志，读取测微器分划值，求得两岸高差。2.3 经纬仪法跨河水准测量的经纬仪法又可分为经纬仪倾角法和测距三角高程法的水准测量方法。2.3.1 经纬仪倾角法跨越河流的长度超过1500m，或使用水准仪跨越测量有困难，且障碍物长度不超过3500m时，在这个时候我们采用两台经纬仪对向观测的方法，用经纬仪垂直角测算出视线水平时候的上、下两标志的微小倾角，通过微小倾角算出水平视线位置，最后计算出两岸的高差。2.3.2 测距三角高程法河流两端设站的高度差超过2m，致使水平视线上、下两标志无法在水准标尺上设置时，在这个时候我们采用两台经纬仪对向观测的方法，测量出水平视线偏离标志的倾角，然后用测距仪测量测站到标志的距离，这样就可以计算出河流两岸的高差。2.4 GPS水准测量法 跨河水准测量的长度不大于3500m时，也可以使用GPS和水准仪分别测定河两岸点位的大地高差和同岸点位的正常水准高差，求出两河岸的高程异常数和两岸高差。和传统的水准测量相比，应用GPS水准测量测量传递高程具有明显的优势，它不但跨越的长度大，而且误差积累小，达到既能满足工程需要又能省时、省力、省钱的目的，最适合跨越远距离的高程传递。31河南城建学院本科毕业设计（论文）3 跨河水准测量的方法原理及精度分析3跨河水准测量的方法原理及精度分析3.1 测距三角高程法3.1.1 测距三角高程方法一当设站两端的高差超过2m时，使水平视线上下两照准标志无法在水准标尺上设置时，用以上的水准测量方法很难进行精密水准测量，这时我们通常采用测距三角高程法进行水准测量。由于经纬仪在工程建设中逐渐被淘汰，现在我们采用用两台全站仪代替经纬仪对向观测，测定偏离水平视线标志的倾角，并测量测站至标志的距离，计算两点间的高差。为了达到高程精密传递的目的，在图形设计时，增加两条观测视线，测量6条边，增加了多余观测。优点是布点灵活，可靠性好，适用于两岸地形特征不同的各种环境使用。1 距离测量采用测距精度不低于（2mm+310-6D）测角精度2的全站仪。如图3.1所示：

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