全站仪代替水准测量可行性分析

蔡乾广 蔡大成

摘要：介绍了一种用全站仪代替水准仪进行高程测量的方法，这种方法简化了外业工作，提高了工作效率，其在地形比较复杂的地区有较大的优势；通过精度分析该方法可达到四等水准测量的精度，并同时提出了提高观测精度的相应措施。

关键词：全站仪；高程测量；水准测量；精度分析

中图分类号：P2 文献标识码： A

1 引言

目前，在水准测量中，水准仪仍然是主要的使用仪器，但由于仪器本身的原因，其仅使用于平坦地区；在地形较复杂地区使用水准仪进行水准测量，测站数很多，精度也很难保障。随着电子技术的发展，GPS与全站仪的普及，测距精度已大大提高。全站仪己普遍用于控制测量、地形测量和工程测量中。但是能否使用全站仪代替水准仪进行水准测量是广大测量工作者所关心的问题，本文结合全站仪三角高程测量的原理和方法，并将其主要误差来源与水准仪进行对比分析，进而分析其代替水准测量的可行性。

2 原理

图1 全站仪测高原理

如图1所示，图中A是高程已知的水准点，C是待测点，B为高程路线的转点，1，2为全站仪的设站位置，因为全站仪可以直接读取全站仪中心到棱镜中心的高差△h，因此有：

hAB=h1A+h1B=(△hiA+ VA- i1)+ (△hiB+i1-VB)= △hiA+ VA+△hiB- VB=△h1+ VA- VB（1）

式中：hAB——A、B两点间的高差

h1A——仪器设站点1与A点间的高差

h1B——仪器设站点1与B点间的高差

VA——A点的觇标高

VB——B点的觇标高

i1 ——仪器高

△h1——站点1观测到的两觇标的高差

同法可得：

hBC=△h2+ VB- VC（2）

则

hAC= hAB + hBC =△h1+ VA- VB +△h2+ VB- VC =△h1+△h2+ VA- VC （3）

式（1），（2）中将仪器高抵消了，式（3）中将中间转点B的觇标高也抵消掉了，公式中……