电磁波测距三角高程测量的精度分析

针对用光电测距仪作三角高程测量能否代替四等水准测量进行了研究,通过分析三角高程测量中测角误差、测边误差、对中误差等的原因及影响,介绍用光电测距仪进行三角高程测量的适用性和提高三角高程测量精度的措施。

地质勘测

电磁波测距三角高程测量的精度分析高飞 (桂林市水利电力勘测设计研究院)

摘

要：针对用光电测距仪作三角高程测量能否代替四等水准测量进行了研究，通过分析三角高程测量中测角误差、测边误差、中误对

差等的原因及影响，介绍用光电测距仪进行三角高程测量的适用性和提高三角高程测量精度的措施。关键词：电磁波测距；光电测距仪；误差分析；三角高程

引言中国是一个疆域辽阔的多山、地貌情况较复杂的国家，三角高程测量的研究有着重要意义，尤其是对于高山地区来说，电磁波高程测量的研究显得很有必要。由于测量电磁波测距仪

() 1仪器高和觇标高的测量误差； ()线偏差对观测垂直角的误差； 2垂 () 3由于竖角增大，离测量误差也会影响高差精度；距

的应用，多学者在实践和理论的层面做了许多关于电磁波高很程测量精度的有益探讨。最近几年，随着我国各项电子技术的发展，电磁波测距仪得到广泛应用，电子全站仪得到极大普及，测距精度得到很大的提高，自动调平经纬仪竖盘，如且天顶距的测量精度、速度也得到很大程度的提高。本文中，我们以临桂县防洪工程中的电磁波测距高程网为例，实测资料成果进行对了统计分析，出了电磁波三角高程测量的精度，电磁波三得对角高程测量的适用性进行了分析，并提出了一些提高电磁波三角高程测量精度的措施。

() 4由于气温、气压等外界条件的变化，和测量区域及视线经过地面覆盖物的不同， K值也会变化，给高差值计算带来误差：

() 5由于气温、气压等外界条件的变化，电磁波测距的误对差。

2观测方法及测量数据的初步分析为了及时发现和避免仪器高 i觇标高 v的量测错误，和提高觇标高和仪器高的测量精度，本文中采用了三联脚架法，对 r——i一

向观测同时进行，根据实际测量资料可用 m±/ _。=、婴d经过计算得觇标高误差、竖值角误差 I, n具体值如表 1 所示。表 l觇标高和竖直角中的误差 n子样容量) ( 40 0 l0 o

1三角高程测量的基本原理和误差来源如图 1所示， B两点问的实测水平距离为 S测距仪高度 A、,为{放置于 A点，标高度为 V

,反射镜，,觇 B为曲线 P, F分别 EA为过 P点和 A点的大地水准面。曲线 P E在 P点的切线为， P为光程曲线。于大气折光的作用，于 P处的望远镜锁定 N鉴位目标 N时，所得的并非是 P N直线方向， N点出射的光线沿由着曲线 N P方向二落在望远镜的横丝上。所以置于 A点仪器测得的倾斜视线为 P其是曲线 P M, N的切线方向， P而 C则为水平视线的方向。因此测得的垂直角应为 P C与 P之间的夹角。 M R为光程曲线 P N在 N点的曲率半径， R为参考椭球面上 A F的曲率半径。设 K为大气垂直折光系数为，中 K RR,地其：/。则面A B两点高度之差为： h 1 K一 .一 2 A - g￣B B- - cA St+l ,~

中误差 la+ . T= 14 t m= 16 ± .mm

由协方差传播律 () 1式可以写成： 2 2

D8 COS++ S D1D D ( h-粤 A ]sv i k2 A B+++ ) 4R ) p一其中， D表示方差， D中相应下标表示对应对象的方差。在同一时间段里进行了往返观测，可以不考虑上式中最故后一项， ()可以改写成为：则 2式 M h日 2 A 2

… LJ l

MB。 m【[t一]: : ( h— BtA— 2++ ( A—~ A gB± S m m m 3= 0+ O+ , )十— l ’ =丁广一 p C S A O B

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用实测的 m、。 m数据，可以计算出每公里观测高 am、和 m

度差中数的偶然中误差M,其中M=、P, ( M V P /=式子 k

中S为路线总长，为每段路线长) s。四等水准测量规范要求 M△的值不得超过± . mm,由表 50 O 2表 3可知，、 M达到四等水准精度要求。由公式 () 3计算计算得到表 4的数据，观察后可知若要提高 M的精度：首先应提高

竖角 B^的观测精度，应适当减小 O t测回之差值。当拟定竖直角精度时，竖直角的角度最好不超过 1。其值不能过大， 0,因为竖直角的增大，高差精度会受到测距误差影响。表 2每公里观测高差中数的偶然中误差 O

图 1

S m) ( 20 0 30 0 3 3