第一篇：全站儀測量高程方法

全站儀測量高程有兩種情況：1種是儀器架設在水準點，另一種是儀器架設在非水準點上。

第一種情況計算公式：高程=H（測站點高程）+i（全站儀高）+h（測量點高差）-I（測量點棱鏡高）

第二種情況計算公式：高程=H（后視水準點高程）-h（后視高差）+h（前視高差）+i（后視棱鏡高）-I（前視棱鏡高）注：一般前后視棱鏡設置同樣高度。簡化公式可以去掉最后兩項。

全站儀儀器內(nèi)計算待測點高程的過程是：

全站儀控制點高程+全站儀高+全站儀發(fā)射點與棱鏡中點高差-對中桿高度=對中桿控制點高程，比如全站儀架的控制點高程為100m，儀器高1.5m，測得高差顯示為8m（假設棱鏡頭比全站儀發(fā)射點高），棱鏡高度1.3m，則待測點高程為

100+1.5+8-1.3=108.2m

全站儀測量點高程可以滿足一般施工，比水準儀方便，任意建站整平就可開始測量待測點和已知點相對高差，從而快速得出待測點高程。現(xiàn)在橋梁施工蓋梁完，就要求接著做墊石，這時水準儀只能從橋頭過來，如果距離比較遠那就只能拿全站儀測。全站儀測高程開始時先正倒鏡各測幾個墊石，觀察數(shù)據(jù)穩(wěn)定時就可以直接用正鏡測完。

全站儀測量高程，我拿賓得、徠卡的測過幾座橋，從基礎施工到鋪裝，150米內(nèi)沒問題，可以滿足施工要求，相對用水準儀測的那幾座橋真的很省力。不放心可以拿水準儀復核幾個點就可以了。

有時候做控制點，用水準儀翻山越嶺的測累計誤差其實比全站儀大，也耗時耗力。全站儀測量高程其實涉及到很多改正，比如溫差、高程修正，可以翻閱其他參考書，去新浪愛問搜有很多，不過我們一般做一級導線點控制點距離也就400米以內(nèi)偏多，不用改正可以滿足施工精度了，高程四等水準的話也不用折光、溫差改正，只要對向觀測的兩次高差滿足規(guī)范（查<工程測量規(guī)范>GB50026-2007)，以及平差過關就可以了。

第二篇：全站儀不能用于精確的高程測量

全站儀不能用于精確的高程測量，但是在精度要求不高的情況下也可以用。

前提是“正倒鏡，往返測”這樣，大體可滿足四等水準測量要求

全站儀自由設站法道路定測

周萬枝 李菊霞

(北京交通管理干部學院公路系 065201)

【摘 要】 本文主要利用全站儀自身的功能，結(jié)合道路測量的特點提出了全站儀自由設站法道路定測及其具體測設方法，并對其精度進行了分析。

一、引 言

道路定測是道路勘測的重要階段，主要解決線路平面、縱斷、橫斷三者的合理配置，通常的定測方法為：在平面和高程控制的基礎上依次進行中線測量、縱斷面測量和橫斷面測量，所用儀器一般為經(jīng)緯儀、鋼尺、水準儀。隨著科技進步，全站儀已在道路測量領域得到了廣泛應用，但大多數(shù)使用者僅僅把它作為普通經(jīng)緯儀、測距儀來使用，還沒有完全利用和開發(fā)全站儀的功能，來提高測量效率，解決實際問題。而用全站儀自由設站法進行道路定測，可在任意點設站安置儀器，利用坐標變換原理，進行中線測量和縱、橫斷面測量，不僅能發(fā)揮全站儀自身的優(yōu)勢，還具有以下優(yōu)點：一是用導線點直接測設加密點，去掉中間的由交點控制主點、再由主點控制加密點的步驟，這樣減少了誤差的傳遞和累積，提高了精度；二是避免由于虛交點和不通視帶來的測設困難，提高工作效率。全站儀是集測角、測距、測高差于一體的測量工具，并可以與計算機雙向通訊。本文就采用全站儀自由設站法在道路定測階段進行平、縱、橫同時施測及解決困難地段的定測問題作一探討。

二、道路中線測量

在常規(guī)的道路中線測量中，直線部分的測設通常用支距法和極坐標法直接標定。而對于曲線測設則是先在測設交點的基礎上測設主點(即起點、終點和中點)，再進行詳細測設，曲線的詳細測設方法有偏角法、切線支距法、弦線支距法、弦線偏距法等。在本文中，中線測量的控制點一般采用GPS定位或全站儀測設，并將各點信息傳輸至PC-E500計算機中，給每個控制點統(tǒng)一編號。這些點在計算機中的存儲形式為：點的類型、編號、X、Y、H、坐標原點點號、備注。

1.方向線的測設

方向線是直線，它的測設只要確定直線上兩個點即可。一般有兩種方法：一種是根據(jù)紙上定線的結(jié)果利用極坐標法選一控制點作為坐標原點。再選另一已知點構(gòu)成已知方向并把量取的極角θ及極徑ρ輸入PC-Ε500計算機，在所選原點安置全站儀，并使之處于聯(lián)機狀態(tài)，并使水平角置零，照準已知方向，轉(zhuǎn)動全站儀，當撥角達到極角大小時有蜂鳴聲，制動照準部，在此方向點前后移動棱鏡，直到有蜂鳴聲，此時棱鏡所在點即為要測定的點，再輸入量取的另一點的極徑和極角，用同樣的辦法測設另一點，這樣就由兩點確定了一條方向線。另一種方法是在紙上定線后延長方向線確定交點的紙上位置，同樣可以以其一控制點為原點，量取極角θ和極徑ρ，并輸入計算機，同前一種方法，在實地把交點標定出來，相鄰兩交點的連線即為方向線。在測設方向線的同時，根據(jù)兩方向線上的坐標解算出轉(zhuǎn)角α和交點坐標并傳輸?shù)絇C-E500計算機中存貯。

2.圓曲線的測設

用全站儀進行圓曲線測設時，主點和加密點同時一次測定，首先輸入選定的圓曲線半徑R和測出的轉(zhuǎn)角α以及加密樁距，選擇圓曲線測設模塊中的計算功能，計算機則顯示出主點測設要素及以交點為坐標原點、以方向線為已知方向的極坐標。測設時在交點安置全站儀，輸入測站點的點號、坐標及照準方向的點的坐標，選擇測設功能模塊計算機就顯示出以測站點為坐標原點，照準方向為基本方向的主點和加密點的極坐標。再利用全站儀的測設功能采用極坐標法標定出圓曲線的起點、中點、終點及各加密點。

3.直線部分加密點的測設

在圓曲線測設完畢后，圓曲線的起點和終點已經(jīng)標定，選擇測設功能，測設時在交點安置全站儀，輸入曲線起點點號、坐標、前一圓曲線終點或交點的點號、坐標及測站點的點號、坐標，則可顯示出加密點的極坐標。從圓曲線的起點開始，用極坐標法測定各加密點。如果該圓曲線起點不可得，則從前一曲線終點或交點開始即可。

對于帶有緩和曲線的圓曲線和長大曲線，則根據(jù)其特點，只要選擇恰當?shù)目刂泣c作為坐標原點則可以用與測設圓曲線同樣的方法進行測設。

4.困難地段圓曲線的測設

(1)交點不能安置儀器。如果曲線的交點不能安置儀器，這時則選擇以測設直線時的控制點或其他已知點作為坐標原點，利用坐標轉(zhuǎn)換功能，把以交點為坐標原點的各點坐標轉(zhuǎn)換為以該控制點為原點的坐標，此時可在該控制點安置全站儀，用極坐標法測設其他各點。

(2)不能通視。如果在測設加密點時不能通視，則選另一控制點作為原點，通過坐標轉(zhuǎn)換，用極坐標法測設其余點。

5.里程計算

公路中線的測設除了標定公路中樁位置外，還要進行里程計算，里程計算又分直線和曲線兩部分，對于直線部分只要輸入線型、路線起點點號或前一曲線終點的點號和該點的點號即可顯示該樁點里程。對于曲線部分，只要輸入線型、曲線半徑R、轉(zhuǎn)角α和圓曲線起點點號以及該點點號即可顯示該點里程。最后，把各樁點的里程輸出到計算機中存貯。

三、縱、橫斷面測量

1.縱斷面測量

因為全站儀可以測高差，故在標定各個中樁點時，可以測得每個樁點的高程，在具體操作時首先輸入測站點的高程、儀器高、棱鏡中心高度，在各樁點立鏡時，全站儀則顯示各樁點的高程，并把每個樁點的高程值傳輸?shù)接嬎銠C中存貯，其中棱鏡高可用專門的對中桿直接量得，而儀器高的測量就要求精確一些，起碼要與對中桿測得的棱鏡高精度相匹配，并在測量中保持棱鏡高不變，如果測站搬遷或改變棱鏡高時，則要重新輸入這些數(shù)據(jù)。

2.橫斷面測量

在測各中樁點高程的同時，在路線的垂直方向，即中樁的兩側(cè)選擇適當?shù)淖兤曼c，立棱鏡測其高程、平面坐標并連同該中樁點的高程一起傳輸?shù)接嬎銠C中存貯。這樣，縱橫斷面的測量數(shù)據(jù)全部存貯到計算機中，應用專門的繪圖軟件可以繪出縱、橫斷面圖。

四、精度分析

在測量工作中，選擇某種測量方法時，不但要考慮其工作效率，更重要的是看其精度是否可靠，是否能滿足工程需要，同時也應遵循由高級到低級，先控制后碎部的原則。在一般的道路定測中先布設控制導線，然后分別進行交點、主點測設，最后進行中樁點加密。在斷面測量中，先進行基平測量，再進行中平測量。在全站儀自由設站法中采用一次性同時測設，用控制點直接控制中樁點，減少了中間一級控制，把其精度提高了一級。下面就不同的情況進行分析。

1.中樁的平面點位精度分析

用自由設站法測設中線時，中樁點的位置是由極角θ和極徑ρ來確定。

① ρ引起的縱向誤差。設全站儀的測距精度為±（2 mm+2×10-6*D），如果取全站儀的最大測程為4 km，則：Mρ＝0.002+2×10-6×4×103＝1.0 cm，按規(guī)范要求限差為Mρ＝(D/2000+0.1 m)=210 cm，顯然測量誤差小于限差。

② θ引起的橫向誤差。設全站儀的測角中誤差為2″,則橫向誤差Mθ＝Dsinα＝D(α/ρ)＝4.0 cm，也小于限差要求10 cm。

則綜合誤差

2.中樁點高程精度分析

利用全站儀測高程，是根據(jù)三角高程測量原理進行的，即：

h=L×sinα+i-v+f

其中，L為斜距，α為豎直角，i為鏡中心高，v為儀器高，f為大氣折光及地球曲率半徑改正。根據(jù)誤差傳播定律可得：

在測量中視線的傾角一般不超過30°，α取15°，ML取1 cm，Mα取2″，Mf取2 mm，Mi取3 mm，Mv取2 mm。則計算可得Mh=3.7 cm,是完全能滿足精度要求的。

五、結(jié)束語

綜上所述，該方法不論從其工作效率還是精度方面都是可取的，在實踐中證明是可行的。目前PC-E500計算機及便攜機的應用已比較普及，全站儀與PC-E500計算機及便攜機的通訊接口及開發(fā)也日趨完善，因此按大多數(shù)工程單位的儀器裝備及技術(shù)力量，是完全可以采用此方法進行道路定測的。

全站型電子速測儀簡稱全站儀，它是一種可以同時進行角度（水平角、豎直角）測量、距離（斜距、平距、高差）測量和數(shù)據(jù)處理，由機械、光學、電子元件組合而成的測量儀器。由于只需一次安置，儀器便可以完成測站上所有的測量工作，故被稱為“全站儀”。全站儀上半部分包含有測量的四大光電系統(tǒng)，即水平角測量系統(tǒng)、豎直角測量系統(tǒng)、水平補償系統(tǒng)和測距系統(tǒng)。通過鍵盤可以輸入操作指令、數(shù)據(jù)和設置參數(shù)。以上各系統(tǒng)通過I/O接口接入總線與微處理機聯(lián)系起來。微處理機（CPU）是全站儀的核心部件，主要有寄存器系列（緩沖寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器）、運算器和控制器組成。微處理機的主要功能是根據(jù)鍵盤指令啟動儀器進行測量工作，執(zhí)行測量過程中的檢核和數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示、儲存等工作，保證整個光電測量工作有條不紊地進行。輸入輸出設備是與外部設備連接的裝置（接口），輸入輸出設備使全站儀能與磁卡和微機等設備交互通訊、傳輸數(shù)據(jù)。

目前，世界上許多著名的測繪儀器生產(chǎn)廠商均生產(chǎn)有各種型號的全站儀。一）、概況

電磁波測距按測程來分，有短程(＜3km)、中程(3—15km)和遠程(＞15km)之分。按測距精度來分，有Ⅰ級(5mm)、Ⅱ級(5mm—10mm)和Ⅲ級(＞10mm)。按載波來分，采用微波段的電磁波作為載波的稱為微波測距儀；采用光波作為裁波的稱為光電測距儀。光電測距儀所使用的光源有激光光源和紅外光源(普通光源已淘汰)，采用紅外線波段作為載波的稱為紅外測距儀。由于紅外測距儀是以砷化稼(GaAs)發(fā)光二極管所發(fā)的熒光作為載波源，發(fā)出的紅外線的強度能隨注入電信號的強度而變化，因此它兼有載波源和調(diào)制器的雙重功能。GaAs發(fā)光二極管體積小，亮度高，功耗小，壽命長，且能連續(xù)發(fā)光，所以紅外測距儀獲得了更為迅速的發(fā)展。本節(jié)討論的就是紅外光電測距儀。

（二）、測距原理

欲測定A、B兩點間的距離D，安置儀器于A點，安置反射鏡于B點。儀器發(fā)射的光束由A至B，經(jīng)反射鏡反射后又返回到儀器。設光速c為已知，如果光束在待測距離D上往返傳播的時間。已知，則距離D可由下式求出

式中c＝c。／n，c。為真空中的光速值，其值為299792458m／s, n為大氣折射率，它與測距儀所用光源的波長，測線上的氣溫t, 氣壓P和濕度e有關。

測定距離的精度，主要取決于測定時間 的精度，例如要求保證±lcm的測距精度，時間測定要求準確到6．7×10—lls，這是難以做到的。因此，大多采用間接測定法來測定。間接測定 的方法有下列兩種： 1．脈沖式測距

由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖，經(jīng)被測目標反射后，再由測距儀的接收系統(tǒng)接收，測出這一光脈沖往返所需時間間隔()的鐘脈沖的個數(shù)以求得距離D。由于計數(shù)器的頻率一殷為300MHz(300×106Hz)，測距精度為O.5m，精度較低。

2．相位式測距 由測距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種連續(xù)的調(diào)制光波，測出該調(diào)制光波在測線上往返傳播所產(chǎn)生的相依移，以測定距離D。紅外光電測距儀一般都采用相位測距法。

在砷化镕(GaAs)發(fā)光二極管上加了頻率為f的交變電壓(即注入交變電流)后，它發(fā)出的光強就隨注入的交變電流呈正弦變化，這種光稱為調(diào)制光。測距儀在A點發(fā)出的調(diào)制光在待測距離上傳播，經(jīng)反射鏡反射后被接收器所接收，然后用相位計將發(fā)射信號與接受信號進行相位比較，由顯示器顯出調(diào)制光在待測距離往、返傳播所引起的相位移φ。

（三）、全站儀的操作與使用

不同型號的全站儀，其具體操作方法會有較大的差異。下面簡要介紹全站儀的基本操作與使用方法。1.全站儀的基本操作與使用方法 1）水平角測量

（1）按角度測量鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準第一個目標A。

（2）設置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00″。（3）照準第二個目標B，此時顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。2）距離測量（1）設置棱鏡常數(shù) 測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正。

（2）設置大氣改正值或氣溫、氣壓值

光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設置的一個標準值，此時的大氣改正為0ppm。實測時，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對測距結(jié)果進行改正。

（3）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。（4）距離測量

照準目標棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。

全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式，測量時間約2.5S，最小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標或放樣時連續(xù)測距，最小顯示一般為1cm，每次測距時間約0.3S；粗測模式，測量時間約0.7S，最小顯示單位1cm或1mm。在距離測量或坐標測量時，可按測距模式（MODE）鍵選擇不同的測距模式。

應注意，有些型號的全站儀在距離測量時不能設定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。3）坐標測量

（1）設定測站點的三維坐標。

（2）設定后視點的坐標或設定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當設定后視點的坐標時，全站儀會自動計算后視方向的方位角，并設定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。（3）設置棱鏡常數(shù)。

（4）設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。（5）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

（6）照準目標棱鏡，按坐標測量鍵，全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標。

全站儀的使用（以拓普康全站儀為例進行介紹）（1）測量前的準備工作

1）電池的安裝（注意：測量前電池需充足電）

①把電池盒底部的導塊插入裝電池的導孔。

②按電池盒的頂部直至聽到“咔嚓”響聲。③向下按解鎖鈕，取出電池。

2）儀器的安置。

①在實驗場地上選擇一點，作為測站，另外兩點作為觀測點。

②將全站儀安置于點，對中、整平。

③在兩點分別安置棱鏡。

3）豎直度盤和水平度盤指標的設置。

①豎直度盤指標設置。

松開豎直度盤制動鈕，將望遠鏡縱轉(zhuǎn)一周（望遠鏡處于盤左，當物鏡穿過水平面時），豎直度盤指標即已設置。隨即聽見一聲鳴響，并顯示出豎直角。

②水平度盤指標設置。

松開水平制動螺旋，旋轉(zhuǎn)照準部360，水平度盤指標即自動設置。隨即一聲鳴響，同時顯示水平角。至此，豎直度盤和水平度盤指標已設置完畢。注意：每當打開儀器電源時，必須重新設置和的指標。

4）調(diào)焦與照準目標。

操作步驟與一般經(jīng)緯儀相同，注意消除視差。

（2）角度測量

1）首先從顯示屏上確定是否處于角度測量模式，如果不是，則按操作轉(zhuǎn)換為距離模式。

2）盤左瞄準左目標A,按置零鍵，使水平度盤讀數(shù)顯示為0°00′00〃，順時針旋轉(zhuǎn)照準部，瞄準右目標B，讀取顯示讀數(shù)。

3）同樣方法可以進行盤右觀測。

4）如果測豎直角，可在讀取水平度盤的同時讀取豎盤的顯示讀數(shù)。（3）距離測量

1）首先從顯示屏上確定是否處于距離測量模式，如果不是，則按操作鍵轉(zhuǎn)換為坐標模式。

2）照準棱鏡中心，這時顯示屏上能顯示箭頭前進的動畫，前進結(jié)束則完成坐標測量，得出距離，HD為水平距離，VD為傾斜距離。

（4）坐標測量

1）首先從顯示屏上確定是否處于坐標測量模式，如果不是，則按操作鍵轉(zhuǎn)換為坐標模式。

2）輸入本站點O點及后視點坐標，以及儀器高、棱鏡高。

3）瞄準棱鏡中心，這時顯示屏上能顯示箭頭前進的動畫，前進結(jié)束則完成坐標測量，得出點的坐標。

四、注意事項

1）運輸儀器時，應采用原裝的包裝箱運輸、搬動。

2）近距離將儀器和腳架一起搬動時，應保持儀器豎直向上。

3）拔出插頭之前應先關機。在測量過程中，若拔出插頭，則可能丟失數(shù)據(jù)。

4）換電池前必須關機。

5）儀器只能存放在干燥的室內(nèi)。充電時，周圍溫度應在10~30℃之間。

6）全站儀是精密貴重的測量儀器，要防日曬、防雨淋、防碰撞震動。嚴禁儀器直接照準太陽。

第三篇：水準儀測量高程的方法和步驟

水準儀測量高程的方法和步驟

內(nèi)容：理解水準測量的基本原理；掌握 DS3 型微傾式水準儀、自動安平水準儀的構(gòu)造特點、水準尺和尺墊；掌握水準儀的使用及檢校方法；掌握水準測量的外業(yè)實施（觀測、記錄和檢核）及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理（高差閉合差的調(diào)整）方法；了解水準測量的注意事項、精密水準儀和電子水準儀的構(gòu)造及操作方法。

重點：水準測量原理；水準測量的外業(yè)實施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。難點：水準儀的檢驗與校正。

§2.1 高程測量（Height Measurement）的概念

測量地面上各點高程的工作 , 稱為高程測量。高程測量根據(jù)所使用的儀器和施測方法的不同，分為：

（1）水準測量(leveling)（2）三角高程測量(trigonometric leveling)

（3）氣壓高程測量(air pressure leveling)

（4）GPS 測量(GPS leveling)§2.2 水準測量原理

一、基本原理 水準測量的原理是利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。

a —— 后視讀數(shù) A —— 后視點

b —— 前視讀數(shù) B —— 前視點

1、A、B 兩點間高差：

2、測得兩點間高差。

后，若已知 A 點高程，則可得B點的高程：

3、視線高程：

4、轉(zhuǎn)點 TP(turning point)的概念：當?shù)孛嫔蟽牲c的距離較遠，或兩點的高差太大，放置一次儀器不能測定其高差時，就需增設若干個臨時傳遞高程的立尺點，稱為轉(zhuǎn)點。

二、連續(xù)水準測量

如圖所示，在實際水準測量中，A、B 兩點間高差較大或相距較遠，安置一次水準儀不能測定兩點之間的高差。此時有必要沿 A、B 的水準路線增設若干個必要的臨時立尺點，即轉(zhuǎn)點（用作傳遞高程）。根據(jù)水準測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安置水準儀來測定相鄰各點間高差，求和得到 A、B 兩點間的高差值，有： h 1 = a 1 － b 1 h 2 = a 2 － b 2 ……

則： h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a － Σ b 結(jié)論： A、B 兩點間的高差 § 2.3 水準儀和水準尺

一、水準儀(level)

等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。

如圖所示，由望遠鏡、水準器和基座三部分組成。

DS3 微傾式水準儀

自動安平水準儀

1、望遠鏡(telescope)——由物鏡、目鏡和十字絲（上、中、下絲）三部分組成。

2、水準器(bubble)有兩種：

圓水準器(circular bubble)——精度低，用于粗略整平；水準管(bubble tube)——精度高，用于精平。

特性：氣泡始終位于高處，氣泡在哪處，說明哪處高。

3、基座(tribrach)

二、水準尺(leveling staff)水準尺主要有：單面尺、雙面尺和塔尺。

1、尺面分劃為 1cm，每 10cm 處（E 字形刻劃的尖端）注有阿拉伯數(shù)字。

2、雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為 4687mm，另一把為 4787mm。

三、尺墊(staff plate)放置在轉(zhuǎn)點上，為防止觀測過程中水準尺下沉。

四、水準儀的使用

操作程序：粗平——瞄準——精平——讀數(shù)

（一）粗平——調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準氣泡居中。

1、方法：對向轉(zhuǎn)動腳螺旋 1、2 ——使氣泡移至 1、2 方向的中間——轉(zhuǎn)動腳螺旋 3，使氣泡居中。

2、規(guī)律：氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。

（二）瞄準

1、方法：先用準星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。

2、視差

概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標像有相對運動。產(chǎn)生原因：目標像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細反復交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。

（三）精平

1、方法：如圖所示微傾式水準儀(tilt level)，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準管氣泡成像拋物線符合。

2、說明：若使用自動安平水準儀（compensator level），儀器無微傾螺旋，故不需進行精平工作。

（四）讀數(shù)——精平后，用十字絲的中絲在水準尺上讀數(shù)。

1、方法：從小數(shù)向大數(shù)讀，讀四位。米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。

2、規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故對于望遠鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠鏡成正像的儀器，即從下往上讀。如圖所示，從小向大讀四位數(shù)為 0.725 米。

§ 2.4 水準測量的實施與成果整理

一、水準點(Bench Mark)通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點 BM，一般用表示。有永久性和臨時性兩種。（見圖）

二、水準路線(leveling line)水準路線依據(jù)工程的性質(zhì)和測區(qū)情況，可布設成以下幾種形式：

1、閉合水準路線(closed leveling line)。由已知點 BM1 ——已知點 BM1

2、附合水準路線(annexed leveling line)。由已知點 BM1 ——已知點 BM2

3、支水準路線(spur leveling line)。由已知點 BM1 ——某一待定水準點 A。

4、水準網(wǎng)：若干條單一水準路線相互連接構(gòu)成的圖形。

三、水準測量的實施（外業(yè)）

1、觀測要求 如圖，有：

（1）水準儀安置在離前、后視距離大致相等之處。

（2）為及時發(fā)現(xiàn)觀測中的錯誤，通常采用“兩次儀器高法”或 “雙面尺法”。

兩次儀器高法：高差之差 h-h'< ±5mm ；雙面尺法，①紅黑面讀數(shù)差 <±3mm ② h 黑-h 紅 <±5mm。

2、水準測量記錄表

注意：（1）起始點只有后視讀數(shù)，結(jié)束點只有前視讀數(shù)，中間點既有后視讀數(shù)又有前視讀數(shù)。

（2），只表明計算無誤，不表明觀測和記錄無誤。

四、水準測量的成果處理（內(nèi)業(yè)）

（一）計算閉合差：

1、閉合水準路線：

2、附合水準路線：

（二）分配高差閉合差

1、高差閉合差限差（容許誤差）

對于普通水準測量，有：

式中，——高差閉合差限差，單位： mm L ——水準路線長度，單位： km ； n ——測站數(shù)

2、分配原則：

按與距離 L 或測站數(shù) n 成正比，將高差閉合差反號分配到各段高差上。

（三）計算各待定點高程

用改正后的高差和已知點的高程，來計算各待定點的高程。

五、水準測量的成果實例

【例】如圖為按圖根水準測量要求施測某附合水準路線觀測成果略圖。BM-A 和 BM-B 為已知高程的水準點，圖中箭頭表示水準測量前進方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點間的高差(以 m 為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的長度(以 km 為單位)，試計算待定點 1、2、3 點的高程。

解算如下：

第一步計算高差閉合差：

第二步計算限差：

因為，可進行閉合差分配。

第三步計算每 km 改正數(shù)：

第四步計算各段高差改正數(shù)：。四舍五入后，使。

故有： V 1 =-8mm，V 2 =-11mm，V 3 =-8mm，V 4 =-10mm。第五步計算各段改正后高差后，計算 1、2、3 各點的高程。改正后高差 = 改正前高差 + 改正數(shù) V i H 1 =H BM-A +(h 1 +V 1)=45.286+2.323=47.609(m)H 2 =H 1 +(h 2 +V 2)=47.509+2.802=50.411(m)H 3 =H 2 +(h 3 +V 3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B =H 3 +(h 4 +V 4)=48.059+1.420=49.579(m)可用 EXCEL 軟件計算如下圖：

§ 2.5 水準儀的檢驗與校正

一、水準儀軸線的幾何關系 水準儀軸線應滿足的幾何條件是：

1、水準管軸 LL// 視準軸 CC

2、圓水準軸 L ' L ' // 豎軸 VV

3、橫絲要水平（即： ⊥ 豎軸 VV）如下圖所示：

二、水準儀的檢驗與校正

（一）圓水準器的檢驗與校正

1、檢驗：氣泡居中后，再將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn) 180 °，看氣泡是否居中。

2、校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半 , 再用撥針撥動三個“校正螺旋”，使氣泡居中。

（二）十字絲橫絲的檢驗與校正

1、檢驗：

整平后，用橫絲的一端對準一固定點 P，轉(zhuǎn)動微動螺旋，看 P 點是否沿著橫絲移動。

2、校正 ：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動左右 2 個“校正螺絲”。

（三）水準管軸平行于視準軸（i 角）的檢驗與校正

1、檢驗：

（1）平坦地上選 A、B 兩點，約 50m。

（2）在中點 C 架儀，讀取 a 1、b 1，得 h 1 =a 1-b 1（3）在距 B 點約 2 — 3m 處架儀，讀取 a 2、b 2，得 h 2 =a 2-b 2（4）若 h 2 ≠ h 1 , 則水準管軸不平行于視準軸，有 i 角。因為① h1 為正確高差② b2 的誤差可忽略不計，故有：

時，需校正。對于 S 3 水準儀，若 i 角大于

2、校正方法有二種：（1）校正水準管

旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對準(a 2 ' =h 1 +b 2)，撥動水準管“校正螺絲”，使水準管氣泡居中。

（2）校正十字絲——可用于自動安平水準儀

保持水準管氣泡居中，撥動十字絲上下兩個“校正螺絲”，使橫絲對準 a 2 '。

§ 2.6 自動安平、精密、電子水準儀簡介

一、自動安平水準儀(compensator level)

1、原理——與普通水準儀相比，在望遠鏡的光路上加了一個補償器。

2、使用——粗平后，望遠鏡內(nèi)觀察警告指示窗若全部呈綠色，方可讀數(shù)；最好狀態(tài)是指示窗的三角形尖頂與橫指標線平齊。

3、檢?！c精通水準儀相比，要增加一項補償器的檢驗，即：轉(zhuǎn)動腳螺旋，看警告指示窗是否出現(xiàn)紅色；以此來檢查補償器是否失靈。

二、精密水準儀（precise level）（每公里往返平均高差中誤差 1mm）

1、精密水準儀 —— 提供精確的水平視線和精確讀數(shù)。

精密水準儀

2、精密水準尺 —— 刻度精確(銦鋼帶水準尺 invar leveling staff)。

3、讀數(shù)方法

（1）精平后，轉(zhuǎn)動測微螺旋，使十字絲的楔形絲精確夾準某一整分劃線。（2）讀數(shù)時，將整分劃值和測微器中的讀數(shù)合起來。如 : 14865.0mm。

三、數(shù)字水準儀(digital level)及條紋碼水準尺(coding level staff)

1、具有自動安平、顯示讀數(shù)和視距功能。

2、能與計算機數(shù)據(jù)通訊，避免了人為觀測誤差。

§ 2.7 水準測量誤差及注意事項

來源有：儀器誤差、操作誤差、外界條件影響。

一、儀器誤差

主要有：視準軸不平行于水準管軸（i 角）的誤差、水準尺誤差

二、操作誤差

主要有：水準氣泡未嚴格居中、視差、估讀誤差、水準尺未豎直。

三、外界條件影響的誤差

主要有：儀器下沉、尺墊下沉、地球曲率、大氣折光、氣溫和風力。

四、水準測量的注意事項：(一）觀測：

1、觀測前應認真按要求檢驗水準儀和水準尺；

2、儀器應安置在土質(zhì)堅實處，并踩實三角架；

3、前后視距應盡可能相等；

4、每次讀數(shù)前要消除視差，只有當符合水準氣泡居中后才能讀數(shù)；

5、注意對儀器的保護，做到 “ 人不離儀器 ” ；

6、只有當一測站記錄計算合格后才能搬站，搬站時先檢查儀器連接螺旋是否固緊，一手托住儀器，一手握住腳架穩(wěn)步前進。

（二）記錄：

⒈ 認真記錄，邊記邊回報數(shù)字，準確無誤的記入記錄手簿相應欄中，嚴禁偽造和傳抄；

⒉ 字體要端正、清楚、不準涂改，不準用橡皮擦，如按規(guī)定可以改正時，應在原數(shù)字上劃線后再在上方重寫；

⒊ 每站應當場計算，檢查符合要求后，才能通知觀測者搬站。

（三）扶尺：

⒈ 扶尺人員認真豎立水準尺；

⒉ 轉(zhuǎn)點應選擇土質(zhì)堅實處，并踩實尺墊；

⒊ 水準儀搬站時，應注意保護好原前視點尺墊位置不移動。

第四篇：水準儀測量高程的方法和步驟

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水準儀測量高程的方法和步驟

內(nèi)容：理解水準測量的基本原理；掌握 DS3 型微傾式水準儀、自動安平水準儀的構(gòu)造特點、水準尺和尺墊；掌握水準儀的使用及檢校方法；掌握水準測量的外業(yè)實施（觀測、記錄和檢核）及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理（高差閉合差的調(diào)整）方法；了解水準測量的注意事項、精密水準儀和電子水準儀的構(gòu)造及操作方法。

重點：水準測量原理；水準測量的外業(yè)實施及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。難點：水準儀的檢驗與校正。

§2.1 高程測量（Height Measurement）的概念

測量地面上各點高程的工作 , 稱為高程測量。高程測量根據(jù)所使用的儀器和施測方法的不同，分為：

（1）水準測量(leveling)（2）三角高程測量(trigonometric leveling)（3）氣壓高程測量(air pressure leveling)（4）GPS 測量(GPS leveling)§2.2 水準測量原理

一、基本原理

水準測量的原理是利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。

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a —— 后視讀數(shù) A —— 后視點 b —— 前視讀數(shù) B —— 前視點

1、A、B兩點間高差：

2、測得兩點間高差。

3、視線高程：，則可得B點的高程：

后，若已知 A 點高程

4、轉(zhuǎn)點 TP(turning point)的概念：當?shù)孛嫔蟽牲c的距離較遠，或兩點的高差太大，放臵一次儀器不能測定其高差時，就需增設若干個臨時傳遞高程的立尺點，稱為轉(zhuǎn)點。

二、連續(xù)水準測量

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如圖所示，在實際水準測量中，A、B 兩點間高差較大或相距較遠，安臵一次水準儀不能測定兩點之間的高差。此時有必要沿 A、B 的水準路線增設若干個必要的臨時立尺點，即轉(zhuǎn)點（用作傳遞高程）。根據(jù)水準測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安臵水準儀來測定相鄰各點間高差，求和得到 A、B 兩點間的高差值，有：

h 1 = a 1 － b 1 h 2 = a 2 － b 2 ……

則： h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a － Σ b 結(jié)論： A、B 兩點間的高差 § 2.3 水準儀和水準尺

一、水準儀(level)如圖所示，由望遠鏡、水準器和基座三部分組成。

等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。

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DS3微傾式水準儀

自動安平水準儀

1、望遠鏡(telescope)——由物鏡、目鏡和十字絲（上、中、下絲）三部分組成。

2、水準器(bubble)有兩種：

圓水準器(circular bubble)——精度低，用于粗略整平；水準管(bubble tube)——精度高，用于精平。

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特性：氣泡始終位于高處，氣泡在哪處，說明哪處高。

3、基座(tribrach)

二、水準尺(leveling staff)水準尺主要有：單面尺、雙面尺和塔尺。

1、尺面分劃為 1cm，每 10cm 處（E 字形刻劃的尖端）注有阿拉伯數(shù)字。

2、雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為 4687mm，另一把為 4787mm。

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三、尺墊(staff plate)放臵在轉(zhuǎn)點上，為防止觀測過程中水準尺下沉。

四、水準儀的使用

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操作程序：粗平——瞄準——精平——讀數(shù)

（一）粗平——調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準氣泡居中。

1、方法：對向轉(zhuǎn)動腳螺旋 1、2 ——使氣泡移至 1、2 方向的中間——轉(zhuǎn)動腳螺旋 3，使氣泡居中。

2、規(guī)律：氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。

（二）瞄準

1、方法：先用準星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。

2、視差

概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標像有相對運動。產(chǎn)生原因：目標像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細反復交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。

（三）精平

1、方法：如圖所示微傾式水準儀(tilt level)，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準管氣泡成像拋物線符合。

2、說明：若使用自動安平水準儀（compensator level），儀器無微傾螺旋，故不需進行精平工作。

（四）讀數(shù)——精平后，用十字絲的中絲在水準尺上讀數(shù)。

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1、方法：從小數(shù)向大數(shù)讀，讀四位。米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。

2、規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故對于望遠鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠鏡成正像的儀器，即從下往上讀。如圖所示，從小向大讀四位數(shù)為 0.725 米。

§ 2.4 水準測量的實施與成果整理

一、水準點(Bench Mark)通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點 BM，一般用表示。有永久性和臨時性兩種。（見圖）

二、水準路線(leveling line)水準路線依據(jù)工程的性質(zhì)和測區(qū)情況，可布設成以下幾種形式：

1、閉合水準路線(closed leveling line)。由已知點 BM1 ——已知

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點 BM1

2、附合水準路線(annexed leveling line)。由已知點 BM1 ——已知點 BM2

3、支水準路線(spur leveling line)。由已知點 BM1 ——某一待定水準點 A。

4、水準網(wǎng)：若干條單一水準路線相互連接構(gòu)成的圖形。

三、水準測量的實施（外業(yè)）

1、觀測要求 如圖，有：

（1）水準儀安臵在離前、后視距離大致相等之處。

（2）為及時發(fā)現(xiàn)觀測中的錯誤，通常采用“兩次儀器高法”或“雙面尺法”。

兩次儀器高法：高差之差 h-h'<±5mm ；雙面尺法，①紅黑面讀數(shù)差 <±3mm ② h 黑-h 紅 <±5mm。

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2、水準測量記錄表

注意：（1）起始點只有后視讀數(shù)，結(jié)束點只有前視讀數(shù)，中間點既有后視讀數(shù)又有前視讀數(shù)。

（2），只表明計算無誤，不表明觀測和記錄無誤。

四、水準測量的成果處理（內(nèi)業(yè)）

（一）計算閉合差：

1、閉合水準路線：

2、附合水準路線：

（二）分配高差閉合差

1、高差閉合差限差（容許誤差）

對于普通水準測量，有：

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式中，——高差閉合差限差，單位： mm L ——水準路線長度，單位： km ； n ——測站數(shù)

2、分配原則：

按與距離 L 或測站數(shù) n 成正比，將高差閉合差反號分配到各段高差上。

（三）計算各待定點高程

用改正后的高差和已知點的高程，來計算各待定點的高程。

五、水準測量的成果實例

【例】如圖為按圖根水準測量要求施測某附合水準路線觀測成果略圖。BM-A 和 BM-B 為已知高程的水準點，圖中箭頭表示水準測量前進方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點間的高差(以 m 為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的長度(以 km 為單位)，試計算待定點 1、2、3 點的高程。

解算如下：

第一步計算高差閉合差： 第二步計算限差： 因為，可進行閉合差分配。

。四舍五入后，使。

第三步計算每 km 改正數(shù)： 第四步計算各段高差改正數(shù)：

故有： V 1 =-8mm，V 2 =-11mm，V 3 =-8mm，V 4 =-10mm。

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第五步計算各段改正后高差后，計算 1、2、3 各點的高程。改正后高差 = 改正前高差 + 改正數(shù) Vi H 1 =H BM-A +(h 1 +V 1)=45.286+2.323=47.609(m)H 2 =H 1 +(h 2 +V 2)=47.509+2.802=50.411(m)H 3 =H 2 +(h 3 +V 3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B =H 3 +(h 4 +V 4)=48.059+1.420=49.579(m)可用 EXCEL 軟件計算如下圖：

§ 2.5 水準儀的檢驗與校正

一、水準儀軸線的幾何關系 水準儀軸線應滿足的幾何條件是：

1、水準管軸 LL//視準軸CC

2、圓水準軸 L'L'//豎軸VV

3、橫絲要水平（即：⊥豎軸 VV）如下圖所示：

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二、水準儀的檢驗與校正

（一）圓水準器的檢驗與校正

1、檢驗：氣泡居中后，再將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn) 180 °，看氣泡是否居中。

2、校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半 , 再用撥針撥動三個“校正螺旋”，使氣泡居中。

（二）十字絲橫絲的檢驗與校正

1、檢驗：

整平后，用橫絲的一端對準一固定點 P，轉(zhuǎn)動微動螺旋，看 P 點是否沿著橫絲移動。

2、校正 ：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，轉(zhuǎn)動左右 2 個“校正螺絲”。

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（三）水準管軸平行于視準軸（i 角）的檢驗與校正

1、檢驗：

（1）平坦地上選 A、B 兩點，約 50m。

（2）在中點 C 架儀，讀取 a 1、b 1，得 h 1 =a 1-b 1（3）在距 B 點約 2 — 3m 處架儀，讀取 a 2、b 2，得 h 2 =a 2-b 2（4）若 h 2 ≠ h 1 , 則水準管軸不平行于視準軸，有 i 角。因為① h1 為正確高差② b2 的誤差可忽略不計，故有：

時，需校正。對于 S 3 水準儀，若 i 角大于

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2、校正方法有二種：（1）校正水準管

旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對準(a 2 ' =h 1 +b 2)，撥動水準管“校正螺絲”，使水準管氣泡居中。

（2）校正十字絲——可用于自動安平水準儀

保持水準管氣泡居中，撥動十字絲上下兩個“校正螺絲”，使橫絲對準 a 2 '。

§ 2.6 自動安平、精密、電子水準儀簡介

一、自動安平水準儀(compensator level)

1、原理——與普通水準儀相比，在望遠鏡的光路上加了一個補償器。

2、使用——粗平后，望遠鏡內(nèi)觀察警告指示窗若全部呈綠色，方可讀數(shù)；最好狀態(tài)是指示窗的三角形尖頂與橫指標線平齊。

3、檢?！c精通水準儀相比，要增加一項補償器的檢驗，即：轉(zhuǎn)動

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腳螺旋，看警告指示窗是否出現(xiàn)紅色；以此來檢查補償器是否失靈。

二、精密水準儀（precise level）（每公里往返平均高差中誤差 1mm）

1、精密水準儀 —— 提供精確的水平視線和精確讀數(shù)。

精密水準儀

2、精密水準尺 —— 刻度精確(銦鋼帶水準尺 invar leveling staff)。

3、讀數(shù)方法

（1）精平后，轉(zhuǎn)動測微螺旋，使十字絲的楔形絲精確夾準某一整分劃線。

（2）讀數(shù)時，將整分劃值和測微器中的讀數(shù)合起來。如 : 14865.0mm。

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三、數(shù)字水準儀(digital level)及條紋碼水準尺(coding level staff)

1、具有自動安平、顯示讀數(shù)和視距功能。

2、能與計算機數(shù)據(jù)通訊，避免了人為觀測誤差。

§ 2.7 水準測量誤差及注意事項

來源有：儀器誤差、操作誤差、外界條件影響。

一、儀器誤差

主要有：視準軸不平行于水準管軸（i 角）的誤差、水準尺誤差

二、操作誤差

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主要有：水準氣泡未嚴格居中、視差、估讀誤差、水準尺未豎直。

三、外界條件影響的誤差

主要有：儀器下沉、尺墊下沉、地球曲率、大氣折光、氣溫和風力。

四、水準測量的注意事項：(一）觀測：

1、觀測前應認真按要求檢驗水準儀和水準尺；

2、儀器應安臵在土質(zhì)堅實處，并踩實三角架；

3、前后視距應盡可能相等；

4、每次讀數(shù)前要消除視差，只有當符合水準氣泡居中后才能讀數(shù)；

5、注意對儀器的保護，做到 “ 人不離儀器 ” ；

6、只有當一測站記錄計算合格后才能搬站，搬站時先檢查儀器連接螺旋是否固緊，一手托住儀器，一手握住腳架穩(wěn)步前進。

（二）記錄：

認真記錄，邊記邊回報數(shù)字，準確無誤的記入記錄手簿相應欄中，嚴禁偽造和傳抄；

⒉ 字體要端正、清楚、不準涂改，不準用橡皮擦，如按規(guī)定可以改正時，應在原數(shù)字上劃線后再在上方重寫；

⒊ 每站應當場計算，檢查符合要求后，才能通知觀測者搬站。

（三）扶尺：

⒈ 扶尺人員認真豎立水準尺；

⒉ 轉(zhuǎn)點應選擇土質(zhì)堅實處，并踩實尺墊；

⒊水準儀搬站時，應注意保護好原前視點尺墊位臵不移動。

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安徽鑫能燃氣有限公司

2013.3.6

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第五篇：礦山測量中全站儀三角高程測量的問題與建議

礦山測量中全站儀三角高程測量的問題與建議

摘要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展腳步日益加快，高科技、一些高端設備等在很多方面都得到了廣泛的應用，其中在礦山測量中電子全站儀的使用提高了測量的精確性，而且該方法操作簡單易行。本文主要針對礦山測量中全站儀三角高程測量的問題與建議進行了探討。

關鍵詞：礦山測量；全站儀三角高程測量；問題；建議

全站儀技術(shù)在三角高程測量中應用前景較為廣泛，近幾年來在礦山測量中該方法的使用較為寬泛，而且在礦山勘測以及施工現(xiàn)場測量中大都提倡使用全站儀。本文主要按照全站儀的三角高程測量原理來對其的測量誤差進行全面分析，并根據(jù)近些年來全站儀在礦山測量中使用情況以及施工成效性的比照，逐步探究全站儀三角高程在礦山測量中的實際應用，并根據(jù)所存在的問題尋求行之有效的觀測方法以及相關觀測條件。全站儀三角高程測量的精度分析

三角高程測量主要是通過求得測量豎直角δ和斜邊長L 的數(shù)值來計算出相鄰兩點間高程：

H =L sinδ+i-ν（1）

在上述式子中：L 代表的含義是兩點間的斜邊長度，單位為m；δ表示測站點上兩點間豎直角度；i表示測站點上的儀器高度，單位為m；ν代表的含義是照準點上的棱鏡高度，單位為m。

或H =Dtanδ+i-ν（2）

上述字母中所代表的含義如下：D代表的是兩點間直線距離（m）；δ表示的是測站點上兩點間的豎直角；i表示測站點上的儀器高度，單位為m；ν則代表的意義是照準點上的棱鏡高度（m）。

根據(jù)函數(shù)誤差公式：

mh2=（?h/?L）2?mL2+（?h/?δ）2?mδ2+（?h/?i）2?mi2+（?h/?v）2?mv2（3）

mL2sin2δ+L2cos2δ/ρ2?mδ2+mi2+mv2（4）

從公式4中我們可知，兩點之間的高程測量誤差與L、δ、i、ν有關系。在對該礦山進行測量時主要使用的設備是2′索佳SE T 全站儀，測角精度控制在±2′，測距精度：±（2mm+2ppm×D），儀器尺寸標準為：336mm（高）×184mm（寬）×172mm（長），該礦山主要采取的是平面導線測量以及三角高程測量方法進行實施。井下三角高程測量原理

2.1 全站儀三角高程測量中對向觀測原理

由B觀測A點的高差

hBA=SBAsin?BA+（1-k/2R）?SBA2cos2?BA+iB-lA（5）

倘若在相同的觀測條件下進行，或是在如果是在相同的觀測條件下進行，則可以認為K和S都近似相等，以此我們可得出公式6

hBA平均=[hBA+（-hBA）]/2=（SBA?sin?AB-SAB?cos?BA）/2+（iA+lB）/2-（iB+lA）/2（6）

在上式中，對向觀測可以消除地球曲率和大氣折光對測量所造成的影響。

2.2 井下三角高程對象測量原理

在進行礦山巷道測量時，首先要按照巷道坡度大小以及相關工程特征，其次選擇與之相匹配的測量方法。如果巷道傾角在5°以下時選擇水準測量法效果更佳，當傾角在5°～8°范圍內(nèi)時選擇水準測量或是三角高程測量都可以，如果傾角8°以上時三角高程測量是最優(yōu)選擇。由于測距與傾角之間有一定的誤差影響，則當距離在400m以上時增大傾角會使得誤差相應的減少。當傾角在90°附近變動時測量高程的誤差受傾角誤差影響幅度較小，精確度較高。我們發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：當測距距離小，且傾角小則誤差影響較小；當測距距離大，且傾角小則表示誤差影響較大；當測距短、傾角大則誤差影響幅度小[1]。巷道高程測量主要使用的方法是三角高程測量法。在該礦山項目中由于工程量巨大，巷道總長度達到10km，因此為了增強測量的精確值，本工程中主要選取的是全站儀的高程測量，并結(jié)合導線測量加以輔助。測量的基本原理與測量數(shù)據(jù)如圖1所示。圖中各字母的代表含義為：L′表示實測斜長，δ為垂直角，仰角為正，俯角為負；i表示的含義是儀器高，主要是從測點到儀器中心的距離；v為覘標高，主要是測點到照準目標點的實際高度值。礦山測量中全站儀三角高程測量后進行平差檢測

巷道導線主要采取的是 “清華三維N asew2003”進行嚴密平差，并進行高程平差。根據(jù)公式4的測量結(jié)果編寫E xcel簡易平差計算，結(jié)果超出所預定的范圍內(nèi)；如果加入氣象、加常數(shù)等項改正后超限，則與實際要求不相吻合。結(jié)果不能作為最終測量數(shù)據(jù)。

通過對數(shù)據(jù)進行分析，我們發(fā)現(xiàn)其豎直角幾乎是直角，從表中可看出誤差的影響幅度較小。如果實測距離較近則誤差幅度較小，究其根本則主要是由于儀器高量多取決于斜高[2]。因為井下巷道斷面的平均高度在2m范圍內(nèi)，要使所選擇的儀器能方便架設，儀器高應控制在-0.5～-1.0m 左右最佳。從圖2中可計算出i值，實際高度i（-0.5～-1.0m），因為儀器的寬度對i值的影響程度較大，因而在實際測量中均值差值應控制在5mm即可進行高程平差計算。而且經(jīng)檢驗該方法有效，精確度高。結(jié)束語

綜上所述，在礦山測量中使用全站儀三角高程測量具有可操作性強，測量精確度高等優(yōu)點。尤其是在井下高層測量中，巷道傾角在90°附近時，在進行數(shù)據(jù)平差和改正計算時要綜合權(quán)衡儀器寬度對測量的影響。按照實測情況以及所使用儀器的具體特征，在考慮外業(yè)數(shù)據(jù)的基礎上，將傾斜測量儀器導入改正量中，有效提高測量的精確值。

參考文獻

[1]馬進虎.E X CE L在礦山導線測量計算中的運用[J].能源與科技，2013，（11）：165-166.[2]張惠武.全站儀三角高程測量在礦山測量應用中的幾點體會[J].建筑與工程，2012，（12）：112

作者簡介：馬剛，單位：中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊

（1986.07.15―），男，回族，新疆維吾爾自治區(qū)哈密市，學歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向：工程測量，地理信息系統(tǒng)，從事的工作：工程測量，地理信息系統(tǒng)