對(duì)向觀測(cè)三角高程法在跨河高程測(cè)量中的應(yīng)用

（湖南省航務(wù)勘察設(shè)計(jì)研究院 湖南長(zhǎng)沙 410005）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，交通、水利、能源、電力、市政等行業(yè)的工程建設(shè)顯著增加，測(cè)繪專業(yè)作為工程建設(shè)和社會(huì)管理的基礎(chǔ)專業(yè)，其重要性和必要性日益凸顯。我國(guó)東部和南部地區(qū)河流密布、水系眾多，高程控制路線跨江過河的情況在實(shí)際測(cè)繪工作中經(jīng)常遇到?？绾痈叱虦y(cè)量方法一般有水準(zhǔn)測(cè)量法、微動(dòng)覘板法、經(jīng)緯儀傾角法、測(cè)距高程法、GPS 高程擬合法等等，本文結(jié)合工程測(cè)量生產(chǎn)實(shí)踐，著重對(duì)比分析對(duì)向觀測(cè)三角高程法在跨河高程測(cè)量中的應(yīng)用。

1 對(duì)向觀測(cè)三角高程的作業(yè)方法和原理

三角高程測(cè)量進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，也就是在測(cè)站A上向B點(diǎn)觀測(cè)垂直角α1，2，而在測(cè)站B 上也向A點(diǎn)觀測(cè)垂直角α2，1，按三角高程測(cè)量的基本公式有下列兩個(gè)計(jì)算高差的等式。

由測(cè)站A觀測(cè)B點(diǎn)

則測(cè)站B觀測(cè)A點(diǎn)

式中，i1、v1和i2、v2分別為A、B點(diǎn)的儀器和覘標(biāo)高度；C1,2和C2,1為由A觀測(cè)B 和B觀測(cè)A時(shí)的球氣差系數(shù)。如果觀測(cè)是在同樣情況下進(jìn)行的，特別是在同一時(shí)間作對(duì)向觀測(cè)，則可以近似地假定折光系數(shù)K 值對(duì)于對(duì)向觀測(cè)是相同的，因此C1,2=C2,1。在上面兩個(gè)式子中，△h1，2與△h2,1的大小相等而正負(fù)號(hào)相反。

從以上兩個(gè)式子可得對(duì)向觀測(cè)計(jì)算高差的基本公式

式中

其中Hm為A、B 兩點(diǎn)平均高程水準(zhǔn)面，ym為AB兩點(diǎn)在高斯投影平面上投影點(diǎn)的橫坐標(biāo)的平均值。R為參考橢球面上的曲率半徑。

2 對(duì)向觀測(cè)三角高程的誤差分析

根據(jù)直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差的計(jì)算公式，結(jié)合湖南長(zhǎng)沙市望城區(qū)銅官鎮(zhèn)跨湘江高程測(cè)量實(shí)踐，分析直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差，直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差的計(jì)算公式：

mhkm——直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差

α——垂直角

(2)內(nèi)創(chuàng)業(yè)是一種新企業(yè)的創(chuàng)建活動(dòng)，也是創(chuàng)業(yè)導(dǎo)向，反映了企業(yè)從事和支持可能產(chǎn)生創(chuàng)新產(chǎn)品、服務(wù)或工藝流程的新思想、試驗(yàn)、創(chuàng)造等的傾向，這些內(nèi)創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的成功實(shí)施，能對(duì)企業(yè)發(fā)展起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用；

S——測(cè)量斜距

R——地球曲率半徑

mG——儀器和覘標(biāo)的量高中誤差

m△k——直返覘折光系數(shù)的中誤差

經(jīng)過實(shí)地觀測(cè)，角度α 為0°03，距離S 為613.8m，且在兩岸高差不大的情況下m△k的影響較小，將α；S 代人上述（2-1）變?yōu)椋?/p>

當(dāng)采用T3 經(jīng)緯儀進(jìn)行4個(gè)測(cè)回觀測(cè)時(shí)，測(cè)角中誤差為0.5，而mG儀器和覘標(biāo)的量高中誤差一般按1mm 計(jì)，而ms測(cè)距中誤差對(duì)于高差中誤差的影響很小，在（2-2）進(jìn)行計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)，因此可以推算出正常情況下測(cè)量高差中誤差為1.9mm/km，可以滿足《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB/T 12897-2006）二等水準(zhǔn)每千米水準(zhǔn)測(cè)量全中誤差2mm的要求。

3 試驗(yàn)解析

下面以長(zhǎng)沙市望城區(qū)銅官鎮(zhèn)跨湘江高程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。

3.1 作業(yè)方法

引測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇：右岸自測(cè)站SWPY5 引測(cè)到J07（J07 為基準(zhǔn)點(diǎn)），左岸自測(cè)站SWPY6 引測(cè)至J08（J08 為待測(cè)點(diǎn)），并根據(jù)所測(cè)SWPY5點(diǎn)與SWPY6點(diǎn)之間高差及引測(cè)高差數(shù)據(jù)推算J07 與J08 高差。

點(diǎn)位分布見以下示意圖：其中SWPY5、SWPY6點(diǎn)為有強(qiáng)制歸心裝置的觀測(cè)墩，兩岸基準(zhǔn)點(diǎn)為永久工作基點(diǎn)，點(diǎn)位均穩(wěn)定可靠。

3.2 作業(yè)過程

（1）在觀測(cè)墩SWPY5點(diǎn)架設(shè)徠卡TCA2003 全站儀，在SWPY6點(diǎn)設(shè)置覘板，測(cè)定兩點(diǎn)水平距離二個(gè)測(cè)回，每測(cè)回讀數(shù)四次，在觀測(cè)前及觀測(cè)后量取儀器高、覘板高，精確到毫米。

（2）在SWPY5點(diǎn)設(shè)置徠卡T3 經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)SWPY6點(diǎn)覘板中心，一律采用旋進(jìn)重合，讀取垂直角讀數(shù)前應(yīng)將符合氣泡精確居中，觀測(cè)四個(gè)測(cè)回。測(cè)量精度要求：同一標(biāo)志垂直角互差≤4″；指標(biāo)差互差≤8″。

（3）在SWPY6點(diǎn)重復(fù)（1）（2）操作，所測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求時(shí)取中數(shù)。

3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

根據(jù)以上測(cè)量結(jié)果，J07點(diǎn)與J08點(diǎn)之間高差：

HJ07-J08=1.35141+0.903-1.44040=0.814m（對(duì)向觀測(cè)三角高程法）；

hJ07-J08=0.81077m（水準(zhǔn)測(cè)量法）。

兩者不符值為3.2mm，優(yōu)于上述推導(dǎo)的2 倍高差中誤差3.8mm，滿足《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB/T 12897-2006）中，關(guān)于二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。

4 結(jié)束語

跨河高程測(cè)量方法有對(duì)向觀測(cè)三角高程法、水準(zhǔn)儀法、微動(dòng)覘板法、經(jīng)緯儀傾角法、測(cè)距高程法、GPS 高程擬合法等等，但綜合考慮施測(cè)的靈活性、適應(yīng)性、可操作性及測(cè)量精度等因素，對(duì)向觀測(cè)三角高程法有其突出的優(yōu)點(diǎn)，工程實(shí)用價(jià)值較高。在采用對(duì)向觀測(cè)三角高程法進(jìn)行跨河高程測(cè)量的同時(shí)，觀測(cè)河流兩岸的溫度、氣壓、日照、濕度等氣象環(huán)境差異，并進(jìn)行必要的改正，對(duì)向觀測(cè)三角高程法可以獲得更高測(cè)量精度。

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