愛伊米

高程測量三種方法的精度對比分析,看完你就懂了!

點選上方【大水牛測繪】關注我們

隨著儀器裝置、測繪技術的不斷髮展,水利測繪方法也走向了多元化,本文就水利勘測中的高程測量進行一下簡單闡述。目前高程控制測量的方法主要分為水準測量、三角高程測量、GPS 高程測量三種。

水準測量

水準測量是高程測量中最常用的方法。

為了滿足各種工程對水準點密度和精度的需要,國家測繪部門對全國的水準測量級別作了統一的規定,分為四個等級。以精度分,一等水準測量精度最高,四等水準測量精度最低;以用途分,一、二等水準測量主要用於科學研究,也作為三、四等水準測量的起算依據,三、四等水準測量主要用於國防建設、經濟建設、重點工程建設。此外,水準測量受地形起伏的限制,外業工作量大,施測速度較慢。

水準測量誤差有儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響產生的誤差。

高程測量三種方法的精度對比分析,看完你就懂了!

儀器誤差包括:

視準軸不平行於水準管軸所產生的誤差和水準尺誤差。視準軸不平行於水準管軸所產生的誤差是指儀器製造加工本身就存在精度誤差,經過校正,儀器仍會存在一些殘餘誤差。即i角( 校正殘餘) 誤差。在i角保持不變的情況下,一個測站上的前後視距相等或一個測段的前後視距差總和為零即可消除誤差。水準尺誤差主要包含尺長誤差、刻劃誤差和零點差。對於較精密的水準測量,一般應選用尺長誤差和刻劃誤差小的標尺。尺的零誤差的影響,控制方法可以在高差中相互抵消,同時可以減弱刻劃誤差和尺長誤差的影響。

高程測量三種方法的精度對比分析,看完你就懂了!

觀測誤差包括:

整平誤差、視差、水準尺的傾斜誤差。整平誤差是由於符合水準氣泡未能做到嚴格居中,造成望遠鏡視準軸傾斜,產生誤差。只要觀測時符合水準管氣泡能夠認真仔細進行居中,且對視線長度加以限制,與中間法一致,此誤差可以消除。視差的影響是指當存在視差時,尺像不與十字絲平面重合,觀測時眼睛所在的位置不同,讀出的數也不同,因此,產生讀數誤差。所以在每次讀數前,控制方法就是要仔細進行物鏡對光,消除視差。水準尺的傾斜誤差是指水準尺如果是向視線的左右傾斜,觀測時透過望遠鏡十字絲很容易察覺而糾正。因此,在水準測量中,立尺是一項十分重要的工作,一定要認真立尺,使尺處於鉛垂位置。

外界條件的影響包括:

地球曲率、大氣折光、儀器下沉的影響。地球曲率的影響是指對於高程而言,即使距離很短,也不能將水準面當作水平面,一定要考慮地球曲率對高程的影響。實測中採用中間法可消除。

大氣折光的影響是指大氣折光使視線成為一條曲率約為地球半徑7倍的曲線,視線離地面越近,折射越大,因此,視線距離地面的角度不應小於0。3m,其影響也可用中間法消除或減弱。儀器下沉是指在一測站上讀的後視讀數和前視讀數之間儀器發生下沉,使得前視讀數減小,算得的高差增大。為減弱其影響,當採用雙面尺法或變更儀器高法時,應使用“後、前、前、後”的觀測程式。

水準尺下沉的誤差是指儀器在遷站過程中,轉點發生下沉,使遷站後的後視讀數增大,算得的高差也增大。採取往返測並取往返高差的平均值,可以減弱水準尺下沉的影響。

高程測量三種方法的精度對比分析,看完你就懂了!

三角高程測量

三角高程測量一般適宜於在地形起伏較大、水準測量很不方便的地方,宜在平面控制網的基礎上佈設高程導線符合路線、閉合環線或三角高程網,這樣就在測量平面控制時,可兼測三角高程,節省了人力、物力。但操作時必須嚴格,謹防錯誤,避免返工。該方法技術要求較高,代替四等水準的光電測距高程導線,應起閉於不低於三等的水準點,並且邊長不應大於1KM,高程導線的最大長度不應超過四等水準路線的最大長度。

三角高程測量在平原地區一般不宜使用該法。平原地帶高差較小,造成垂直角較小,相對誤差不明顯,達不到高程等級要求;並且由於需要量取儀器高,在讀數時人為誤差較大,再加上小剛尺本身的刻度誤差,這些誤差累積,往往造成錯誤。但作為一種方法比較值得分析、討論和進一步研究,是否能透過什麼方法去解決這些誤差,去開發更完善的平差程式,讓它在平原地區也能發揮它的效用,使得平原地區把平面控制和高程控制就可以放在一起進行,真正的可以做“控制”了。

高程測量三種方法的精度對比分析,看完你就懂了!

GPS高程測量

GPS測量由於其高效性、經濟性、實時性等特點已經在平面控制測量中得到了廣泛的應用。人們迫切期望能夠用GPS高程測量代替傳統水準測量,GPS技術為確定正高提供了新的途徑,而且精度較高,能滿足工程測量的要求。但高程測量方面由於受座標系統不一致、觀測誤差等的影響,其精度一直被認為不太可靠,儀器的標稱精度也較平面定位精度低l倍,導致目前在建立控制網時平面和高程分開建立現象,這在很大程度上限制了GPS技術的應用。

GPS高程測量技術為確定大地水準面提供了新的辦法,也提高了作業效率。但是在實際運用中,GPS高程測量精度受到若干因素的影響,因此,提高GPS高程測量精度的措施對實際生產運用有重要的指導作用。與實際情況結合,透過低成本、高效、高質方法來提高GPS高程測量精度,具有推廣意義。