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高程测量三种方法的精度对比分析,看完你就懂了

2023-03-03 22:33:08 226

摘要:点击上方【大水牛测绘】关注我们随着仪器设备、测绘技术的不断发展,水利测绘方法也走向了多元化,本文就水利勘测中的高程测量进行一下简单阐述。目前高程控制测量的方法主要分为水准测量、三角高程测量、GPS 高程测量三种。水准测量水准测量是高程测量中...

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随着仪器设备、测绘技术的不断发展,水利测绘方法也走向了多元化,本文就水利勘测中的高程测量进行一下简单阐述。目前高程控制测量的方法主要分为水准测量、三角高程测量、GPS 高程测量三种。

水准测量
水准测量是高程测量中最常用的方法。

为了满足各种工程对水准点密度和精度的需要,国家测绘部门对全国的水准测量级别作了统一的规定,分为四个等级。以精度分,一等水准测量精度最高,四等水准测量精度最低;以用途分,一、二等水准测量主要用于科学研究,也作为三、四等水准测量的起算依据,三、四等水准测量主要用于国防建设、经济建设、重点工程建设。此外,水准测量受地形起伏的限制,外业工作量大,施测速度较慢。

水准测量误差有仪器误差、观测误差和外界条件的影响产生的误差。

仪器误差包括:

视准轴不平行于水准管轴所产生的误差和水准尺误差。视准轴不平行于水准管轴所产生的误差是指仪器制造加工本身就存在精度误差,经过校正,仪器仍会存在一些残余误差。即i角( 校正残余) 误差。在i角保持不变的情况下,一个测站上的前后视距相等或一个测段的前后视距差总和为零即可消除误差。水准尺误差主要包含尺长误差、刻划误差和零点差。对于较精密的水准测量,一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。尺的零误差的影响,控制方法可以在高差中相互抵消,同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。

观测误差包括:

整平误差、视差、水准尺的倾斜误差。整平误差是由于符合水准气泡未能做到严格居中,造成望远镜视准轴倾斜,产生误差。只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中,且对视线长度加以限制,与中间法一致,此误差可以消除。视差的影响是指当存在视差时,尺像不与十字丝平面重合,观测时眼睛所在的位置不同,读出的数也不同,因此,产生读数误差。所以在每次读数前,控制方法就是要仔细进行物镜对光,消除视差。水准尺的倾斜误差是指水准尺如果是向视线的左右倾斜,观测时通过望远镜十字丝很容易察觉而纠正。因此,在水准测量中,立尺是一项十分重要的工作,一定要认真立尺,使尺处于铅垂位置。

外界条件的影响包括:

地球曲率、大气折光、仪器下沉的影响。地球曲率的影响是指对于高程而言,即使距离很短,也不能将水准面当作水平面,一定要考虑地球曲率对高程的影响。实测中采用中间法可消除。

大气折光的影响是指大气折光使视线成为一条曲率约为地球半径7倍的曲线,视线离地面越近,折射越大,因此,视线距离地面的角度不应小于0.3m,其影响也可用中间法消除或减弱。仪器下沉是指在一测站上读的后视读数和前视读数之间仪器发生下沉,使得前视读数减小,算得的高差增大。为减弱其影响,当采用双面尺法或变更仪器高法时,应使用"后、前、前、后"的观测程序。

水准尺下沉的误差是指仪器在迁站过程中,转点发生下沉,使迁站后的后视读数增大,算得的高差也增大。采取往返测并取往返高差的平均值,可以减弱水准尺下沉的影响。

三角高程测量

三角高程测量一般适宜于在地形起伏较大、水准测量很不方便的地方,宜在平面控制网的基础上布设高程导线符合路线、闭合环线或三角高程网,这样就在测量平面控制时,可兼测三角高程,节省了人力、物力。但操作时必须严格,谨防错误,避免返工。该方法技术要求较高,代替四等水准的光电测距高程导线,应起闭于不低于三等的水准点,并且边长不应大于1KM,高程导线的最大长度不应超过四等水准路线的最大长度。

三角高程测量在平原地区一般不宜使用该法。平原地带高差较小,造成垂直角较小,相对误差不明显,达不到高程等级要求;并且由于需要量取仪器高,在读数时人为误差较大,再加上小刚尺本身的刻度误差,这些误差累积,往往造成错误。但作为一种方法比较值得分析、讨论和进一步研究,是否能通过什么方法去解决这些误差,去开发更完善的平差程序,让它在平原地区也能发挥它的效用,使得平原地区把平面控制和高程控制就可以放在一起进行,真正的可以做“控制”了。

GPS高程测量

GPS测量由于其高效性、经济性、实时性等特点已经在平面控制测量中得到了广泛的应用。人们迫切期望能够用GPS高程测量代替传统水准测量,GPS技术为确定正高提供了新的途径,而且精度较高,能满足工程测量的要求。但高程测量方面由于受坐标系统不一致、观测误差等的影响,其精度一直被认为不太可靠,仪器的标称精度也较平面定位精度低l倍,导致目前在建立控制网时平面和高程分开建立现象,这在很大程度上限制了GPS技术的应用。

GPS高程测量技术为确定大地水准面提供了新的办法,也提高了作业效率。但是在实际运用中,GPS高程测量精度受到若干因素的影响,因此,提高GPS高程测量精度的措施对实际生产运用有重要的指导作用。与实际情况结合,通过低成本、高效、高质方法来提高GPS高程测量精度,具有推广意义。

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