三角高程测量代替四等水准测量的可行性分析(2)
我们常见的两点间高差测定的方法主要是经纬仪三角高程测量和水准测量。水准测量精度虽然比较高，但受地形限制比较严重。几何水准测量不但速度慢，劳动强度大，其受到的垂直折光误差的影响在长斜路段还具有累积性。尽管不少学者提出一些折光差改正公式，这些模型仍保留着系统误差。几何水准测量的视距比较短，所以需要多次换站，这个过程中标尺与仪器的下沉叠加会使系统误差变得更大，影响结果精度。因此，地势起伏大的地段，会严重影响水准测量的高程传递，甚至有可能工作根本就没法进行。
测量技术的迅速发展，推动着测量仪器的不断更新，全站仪在各种测量工作中的使用也越来越普遍。测量机器人的出现使得三角高程测量精度得到了很大的提高，三角高程测量代替几何水准测量得到了广泛关注，观测的时候采取一定的方法，也可以提高三角高程测量代替等级水准测量的精度，更提高了这种可能性。 这种测量方法操作简单，选站灵活，精度高，减少了外业工作量，简化了外业工作。
本文通过对比三角高程测量结果和四等水准测量精度要求，分析在已有的设备条件下在测量工作中用全站仪进行三角高程测量代替四等水准测量的可能性，及其代替四等水准测量在工作中的优劣情况。
1.2 研究现状
随着三角高程测量在测量工作中的重要性逐步体现，我国对三角高程测量的研究也在逐步深入。早期的，分别于1982年 11月和 1987年9月在昆明和北京两地召开过关于在工程测量中应用电磁波测距仪的学术讨论会。于1992年 11月又再次在厦门召开了有关“大气折射与测距三角高程代替水准测量[1]”的学术讨论会。由此，我国各地对在三角高程对等水准测量的代替的可能性方面的研究也逐步开展。这些研究中比较有代表性的有云南省水利水电勘测设计院和国家测绘研究所，采取用测距仪测边和经纬仪观测天顶距3测回,进行试验对比。试验结果都一致的得到，在一定的距离条件下三角高程测量对等级水准的可替代性[1]。后来的，铁道部门在大瑶山工程中也作了相关试验 ,类似的结论也同样得到证实。
在实际的工程测量中，作为测量高程的传统方法，几何水准测量的使用已经很普遍了，但其缺点就在于劳动强度大、工作效率低，渐渐的已经不能满足发展的需要。直到电子速测仪——全站仪的出现和崛起并迅速普及，为几何水准测量提供了可替代的可能性。融合电子经纬仪、光电测距仪和数据记录传输三者于一身的全站仪的引进，极大提高了作业时在测距和测角方面的精度，而且观测速度快、工作效率高，集测程远、精度高、操作简单、功能齐全、可进行数据存取和通信以及自动化程度高等优点于一体，完全改善了水准测量这方面的缺点。全站仪进行三角高程测量的三种观测方法单向观测、对向观测、中间观测方法，对精度需求不同的工程的高程测量都可以满足。
从现今已作出的研究表明，影响三角高程测量的精度的主要因素有垂直角的观测误差、大气折光和垂线偏差，如今正致力于研究的就是如何减弱甚至消除这些误差。如今选用一般中等精度的全站仪应用于三角高程测量作业中，再配以适当的观测方法，完全可以代替三、四等水准测量。作业中使用三角高程测量代替三、四等水准测量的技术规范、作业方法已被许多测量部门订入规范，用于实业。 至于三角高程测量代替二等水准测量需要什么条件还需要进一步试验研究。
1.3 本文研究内容
本文就三角高程测量对四等水准测量的可替代性为内容进行了研究，用全站仪进行三角高程测量实验。从测量方法及原理、使用仪器、误差来源和测量精度等各方面进行比较，来证明三角高程测量代替四等水准测量的可行性，以得到确实可靠的结论。主要研究内容如下：
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