精密三角高程测量

本科学生毕业论文

精密三角高程测量 方案优化设计

系部名称： 测绘工程系

专业班级： 测绘工程 学生姓名： 指导教师： 李秀海 职 称： 副教授

黑 龙 江 工 程 学 院

二○ 年 月

The Graduation Thesis for Bachelor's Degree

Trigonometric Leveling Optimization

Candidate： Sui Yongxu

Specialty ： Surveying and Mapping Engineering Class ：

Supervisor ：Associate Prof. Li Xiuhai

Heilongjiang Institute of Technology

20 - ·Harbin

黑龙江工程学院本科生毕业论文

摘要 ...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II 第1章 绪论 ....................................................................................................... 1

1.1 课题研究的背景、目的及意义............................................................................... 1 1.1.1课题研究的背景 ................................................................................................. 1 1.1.2课题研究的目的 ................................................................................................. 1 1.1.3课题研究的意义 ................................................................................................. 2 1.2 课题研究的方法及可行性....................................................................................... 2 1.3 当前国内外此方面研究的状况............................................................................... 3 1.4 现阶段与课题研究相关的一些学术论文和科学研究报告................................... 4

第2章 三角高程测量的原理与方法 .............................................................. 6

2.1 高程测量的几种方法简介....................................................................................... 6 2.1.1水准测量 ............................................................................................................. 6 2.1.2三角高程测量 ..................................................................................................... 6 2.1.3视距高程测量 ..................................................................................................... 6 2.1.4气压计高程测量 ................................................................................................. 6 2.1.5 GPS高程测量 ..................................................................................................... 6 2.2 三角高程测量........................................................................................................... 7 2.2.1三角高程测量的基本原理 ................................................................................. 7 2.2.2地球曲率和大气折光的影响 ............................................................................. 7 2.2.3单向观测计算高差的基本公式 ......................................................................... 8 2.2.4距离归算 ........................................................................................................... 10 2.2.5用高斯平面上边长d计算单向观测高差的公式 ........................................... 11 2.2.6对向观测计算高差的公式 ............................................................................... 12 2.2.7电磁波(光电)测距三角高程的计算公式 ....................................................... 12 2.3 垂直角的观测方法................................................................................................. 13 2.3.1中丝法 ............................................................................................................... 13 2.3.2三丝法 ............................................................................................................... 13 2.4 三角高程测量的精度............................................................................................. 13 2.4.1观测高差中误差 ............................................................................................... 13 2.4.2对向观测高差闭合差的限差 ........................................................................... 14 2.4.3三角高程高差闭合差 ....................................................................................... 14 2.5 三角高程测量的误差来源..................................................................................... 15

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第3章 三角高程测量垂线偏差改正及正高归算 ......................................... 16

3.1垂线偏差改正公式.................................................................................................. 16 3.2正高归算公式.......................................................................................................... 17 3.3本章小结.................................................................................................................. 19

第4章 全站仪精密三角高程测量的研究 ..................................................... 20

4.1全站仪中间法高程测量原理.................................................................................. 20 4.2全站仪中间法测量高差的精度分析...................................................................... 22 4.2.1全站仪中间法高程测量中误差 ....................................................................... 22 4.2.2全站仪中间法高程测量的极限误差 ............................................................... 23 4.2.3全站仪中间法高程测量的精度分析 ............................................................... 26 4.3本章小结.................................................................................................................. 27

第5章 精密三角高程测量在大瑶山隧道二等水准测量中的应用 ............. 28

5.1测区概况.................................................................................................................. 28 5.2测量工作依据.......................................................................................................... 28 5.3精密三角高程测量原理.......................................................................................... 28 5.4精密三角高程代替二等水准测量的实施方法...................................................... 30 5.4.1起止水准点观测方法 ....................................................................................... 31 5.4.2测段中对向观测方法 ....................................................................................... 31 5.4.3观测测回数 ....................................................................................................... 32 5.4.4观测限差 ........................................................................................................... 32 5.5大瑶山隧道精密三角高程代替二等水准测.......................................................... 32 5.6本章小结.................................................................................................................. 34

结论 .................................................................................................................... 35 参考文献 ............................................................................................................ 36 致谢 .................................................................................................................... 37 附录 .................................................................................................................... 38

附录A ................................................................................................................................ 38 附录B. ............................................................................................................................... 38

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摘 要

用水准测量方法确定地面点的高程其精度高，普遍用于建立测量高程控制网。而对于地面高低起伏较大或不便于作水准测量的地区，用水准仪测量方法则进程缓慢，至不可能做到。这种情况下，常采用三角高程测量方法测定高程。三角高程测量是目前工程控制测量中常用的一种方法。随着高精度测距仪的普及应用，用三角高程测量代替水准测量建立高程控制网，可以大大加快野外测量量的速度。本文在分析三角高程测量误差来源及测量精度分析影响的基础上，提出了用全站仪三角高程测量的方法，推导了全站仪中间法高程测量的计算公式，并运用误差传播定律导出了高程测量精度计算公式，分析了有关误差影响对高程测量精度的影响。本文用LAICATCA2003精密全站仪，采用全站仪进行三角高程测量，用于地形复杂的困难条件下代替四等水准测量的可行性进行研究。通过实验证明，在一定范围内可用全站仪代替水准仪进行高程测量可达到三、四等水准测量的精度要求。最后介绍了全站仪三角高程测量在大瑶山隧道二等水准测量中的应用情况。

关键字：三角高程测量，全站仪中间法，高程测量控制网，测量精度

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