錯誤!未找到引用源。QUOTE錯誤!未找到引用源。、QUOTE錯誤!未找到引用源。QUOTE錯誤!未找到引用源。與水平的夾角與,，目標(biāo)高度與；則可根據(jù)下式求得高差：QUOTE錯誤!未找到引用源。(2-14)(2-15)故A點(diǎn)與B點(diǎn)間的高差為：(2-16)由于代入式(2-16)整理后得：(2-17)若QUOTE錯誤!未找到引用源。,則：(2-18)

第3章三角高程與幾何水準(zhǔn)高程誤差及精度的對比研究3.1全站儀對向觀測法的精度分析設(shè)：由公式（2-13）根據(jù)誤差傳播定律可得其誤差傳播公式為：(3-1)現(xiàn)在我們設(shè)定全站儀邊長觀測中誤差為QUOTE錯誤!未找到引用源。；全站儀豎直角觀測中誤差為QUOTE錯誤!未找到引用源。；儀器高和目標(biāo)高的量取中誤差為QUOTE錯誤!未找到引用源。進(jìn)行研究。由3-1式可知，對向觀測法的測量精度與距離精度、豎直角測量精度、儀高和目標(biāo)高的量取精度有關(guān)。表示豎直角觀測中誤差對高差的影響；表示測距中誤差對高差的影響；表示作業(yè)時量取儀器高和棱鏡高中誤差對高差的影響。其值隨豎直角和邊長變化如表3-1。由表3-1可以看出，1）全站儀測距中誤差對高差的影響與豎直角的大小有關(guān)，但是這種影響在豎直角小于15°是很小的。2）豎直角觀測中誤差對高差的影響隨著邊長的增大而迅速增大，隨著豎直角的增大而減小。這項影響比測邊中誤差的影響大的多。特別是在長邊測量時，此項誤差為影響高差精度的主要限制。為減小這項誤差，一是邊長不要太長，二是增加豎直角的測回數(shù)，提高測角精度；或者使用測角精度QUOTE錯誤!未找到引用源。的全站儀。表3-1對向觀測法極限誤差與三等水準(zhǔn)限差比較(單位：mm)α項目邊長（m）100200300400500700800900100015003°A0.1180.4701.0551.8752.9305.7437.5009.49311.72026.370B0.0060.0070.0090.010.0120.0160.0180.020.0220.034E11111111111.0601.2151.4371.6991.9852.6002.9193.2423.5705.2358°A0.1150.461.03751.8452.885.64757.3759.33511.52525.93B0.0470.0560.0650.0760.0870.1120.1260.140.1550.242E11111111111.0781.2311.4501.7091.9922.6002.9163.2373.5615.21315°A0.110.43750.98751.7552.745.3757.01758.882510.96524.67B0.1620.1930.2260.2630.3010.3870.4340.4840.5360.837E11111111111.1281.2771.4881.7372.0102.6002.9073.2203.5365.14830°A0.0880.4200.7931.4102.2034.3205.6407.1408.81519.833B0.6850.720.8450.981.1251.4451.621.80523.125E11111111111.3321.4631.6241.8412.0802.6012.8743.1543.4374.895三等0.9481.3431.6431.8982.1202.5102.6832.8453.0003.6753）當(dāng)測距視線斜距邊長介于100-500m時，能夠滿足三等水準(zhǔn)精度要求。4）在測距視線斜距小于100m時，儀器高和目標(biāo)高的量取誤差為影響高差精度的主要來源。5）但是由于對向觀測法假設(shè)對向觀測的大氣折光系數(shù)是一樣的，進(jìn)而相互抵消。但是現(xiàn)實情況很難達(dá)到這種要求。我們現(xiàn)在取兩個極限折光系數(shù)。0.08和0.14進(jìn)行研究。它對高差觀測的影響如表3-2[15]表3-2對向觀測時折光誤差對高差的影響(單位：mm)平距/m10020030040050070080090010001500誤差/mm0.050.190.420.751.182.33.013.814.710.58當(dāng)測距視線的平距超過500米時，對高差的影響就達(dá)到1mm。所以我們在測量時除了要選擇適當(dāng)時間進(jìn)行，還應(yīng)適當(dāng)?shù)目刂七呴L長度，進(jìn)而減少誤差。3.2全站儀中間觀測法的精度分析設(shè)，則有誤差傳播定律，根據(jù)公式（2-18）可推到出中間法觀測高差的中誤差為[13]：(3-2)現(xiàn)在我們設(shè)定全站儀邊長觀測中誤差為，為全站儀觀測的斜距；全站儀豎直角觀測中誤差為QUOTE錯誤!未找到引用源。；大氣折光系數(shù)，大氣折光系數(shù)中誤差。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在中間觀測法中，不同的前后平距和前后平距差對高差觀測精度的影響如表3-3。表3-3中間觀測法地球曲率和大氣折光對高差的影響值(單位：mm)高差/mm510152025303540455050-0.04-0.08-0.12-0.17-0.22-0.27-0.33-0.39-0.46-0.52100-0.07-0.15-0.23-0.31-0.39-0.48-0.57-0.67-0.77-0.87150-0.11-0.22-0.33-0.45-0.57-0.69-0.82-0.95-1.08-1.22200-0.14-0.29-0.43-0.59-0.74-0.9-1.06-1.23-1.4-1.57250-0.18-0.36-0.54-0.73-0.92-1.11-1.31-1.51-1.71-1.92300-0.21-0.43-0.64-0.87-1.09-1.32-1.55-1.79-2.02-2.27350-0.25-0.5-0.75-1.01-1.27-1.53-1.8-2.07-2.34-2.62400-0.28-0.57-0.85-1.15-1.44-1.74-2.04-2.35-2.66-2.97450-0.32-0.64-0.96-1.29-1.62-1.95-2.29-2.63-2.97-3.32500-0.35-0.71-1.06-1.42-1.79-2.16-2.53-2.91-3.28-3.67600-0.42-0.85-1.27-1.7-2.14-2.58-3.02-3.46-3.91-4.37700-0.49-0.98-1.48-1.98-2.49-3-3.51-4.02-4.54-5.06由表3-3可以看出前后視平距差控制在15m以內(nèi)時，地球曲率和大氣折光誤差對高差的影響是較小的。因此本文假設(shè)前后視距平距相等，則對應(yīng)不同的豎直角，QUOTE錯誤!未找到引用源。表示豎直角觀測中誤差對高差的影響，QUOTE錯誤!未找到引用源。表示測距中誤差對高差的影響，大氣折光誤差對高差的影響。中間法觀測高差的各值如表3-4所示[16]。表3-4中間法極限誤差與三等水準(zhǔn)限差比較（單位：mm）豎直角/度項目前后平距之和/m角a角b1002003004005007008001000150000A0.130.481.051.882.955.757.5311.7526.45B0000.10.10.50.81.99.7C000000.000.10.30.360.691.021.411.752.52.893.716.041010A0.130.51.1323.136.13812.528.13B0000.10.10.50.81.99.7C0.30.40.40.50.60.70.81.11.70.660.951.241.611.962.713.13.946.291015A0.130.531.152.083.256.388.331329.25B0000.10.10.50.81.99.7C0.50.60.60.70.81.11.21.62.60.791.061.321.72.042.823.214.066.451520A0.150.581.282.283.5879.1514.2832.15B0000.10.10.50.81.99.7C0.91.11.21.41.622.22.74.41.021.31.571.942.33.083.494.356.82020A0.150.61.352.433.787.389.6515.0833.88B0000.10.10.50.81.99.7C1.21.41.61.822.52.83.45.31.161.411.722.082.423.223.644.516.99三等1.341.92.322.6833.553.794.245.2由表3-4可以看出：1）全站儀測距中誤差對高差的影響與豎直角的大小有關(guān)，但是此項誤差相對于豎直角觀測中誤差對高差的影響而言是微小的。2）豎直角觀測中誤差對高差的影響隨著邊長的增大而迅速增大，同樣隨著角度的增大而增大。這項影響比測邊中誤差的影響大的多。在長邊測量中，此項誤差為影響高差精度的主要限制。為減小這項誤差，一是邊長不要太長，二是增加豎直角的測回數(shù)，提高測角精度使QUOTE錯誤!未找到引用源。；或者使用測角精度QUOTE錯誤!未找到引用源。的全站儀。3）當(dāng)測距視線斜距邊長在1000m內(nèi)時，能夠滿足三等水準(zhǔn)精度要求。4）由表3-4可知，在地形良好的情況下，應(yīng)盡量使前后視距相等（或者最?。?，這樣能很好的控制高差的精度。3.3三角高程測量方法的比較前面闡述了兩種三角高程測量的方法，即對向測量法和中間站三角高程測量法。對于這些方法的公式及誤差分析前面已經(jīng)分析過，現(xiàn)在對于他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。1.對向觀測法優(yōu)點(diǎn)：該方法大大的減弱了大氣折光對高程測量的影響，從理論上分析比單向的精度更高，在一般觀測條件下，達(dá)到三、四等的要求比較容易。是精密三角高程測量方法中一種很有效的方法。缺點(diǎn)：該方法仍需要測量儀器及目標(biāo)高，待測點(diǎn)與已知高程點(diǎn)之間仍需要通視。消除誤差方面存在一定的缺陷。2.中間測量法優(yōu)點(diǎn)：測站不需對中，不需量取儀器高：如果選取適當(dāng)?shù)姆椒梢灾苯硬涣咳∫棙?biāo)高；測站選在中間部分時，可以減少大氣折光對高程的影響；除此之外，此方法效率高，大大的減少了勞動強(qiáng)度。缺點(diǎn)：此方法測量高差精度主要受到測量豎直角（或天頂距）和測距精度的影響，要想提高精度就需要將儀器架在測段中間。對外界觀測條件要求比較高。

第4章實例分析4.1測量過程一、水準(zhǔn)測量的儀器選用如表4-1表4-1水準(zhǔn)測量所用儀器DS3水準(zhǔn)儀雙面尺尺墊記錄板1臺2個2個1個三角高程測量的儀器選用如表4-2表4-2三角高程測量所用儀器南方nts352全站儀帶基座棱鏡三腳架鋼尺記錄板1臺2個3個3把1個此外還需要記錄手簿、鉛筆、小刀、計算器等。首先對選用的測量儀器設(shè)備進(jìn)行檢驗，合格后方能進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集。水準(zhǔn)測量所使用個儀器為北京光學(xué)廠生產(chǎn)的S3型水準(zhǔn)儀，以三等水準(zhǔn)測量的方法和精度要求進(jìn)行觀測。全站儀測量采用測角精度為2秒的全站儀，測距精度為2mm+2ppm。目標(biāo)棱鏡全部使用三角架進(jìn)行高程控制，測量時要求棱鏡基座的水準(zhǔn)管嚴(yán)格居中，按規(guī)范進(jìn)行三等水準(zhǔn)觀測。全站儀的對向觀測方法，由于受資源條件限制，不能同時使用倆全站儀進(jìn)行對向同時觀測，這樣垂直大氣折光系數(shù)誤差就比較大，但是較測角對高差的影響還是小的多。中間法觀測時，全站儀應(yīng)盡可能的安置于兩個控制點(diǎn)之間，按“后-前-前-后”的觀測順序進(jìn)行。無論何種觀測方法，全站儀和棱鏡必須嚴(yán)格對中整平。然后以盤左盤右分別瞄準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡的中心，測量并讀取斜距和豎直角的值。以上為一測回。每一測站需要觀測四測回要求如下：1.豎直角測回差和指標(biāo)差均不能超過5秒；2.儀器高和目標(biāo)高使用鋼尺量取，每一測站分別在腳架的三個方向進(jìn)行三次量取，兩次互差不超過2mm；二、具體測量的實施過程如下：1.在松花江邊的堤壩附近選取10組水準(zhǔn)點(diǎn)，每組2個水準(zhǔn)點(diǎn)，包括對向觀測法5組，平距在500m以內(nèi)，中間觀測法5組，平距在1000米以內(nèi)。先采用三等幾何水準(zhǔn)測量的方法，測出各組高程控制點(diǎn)高差作為真值與三角高程測得高差比較。選取有利的觀測時間，一般選取陰天全天或晴天地方時的10-16時進(jìn)行觀測。2.對向觀測法：假設(shè)在SZ1號點(diǎn)安置全站儀，在SZ2號點(diǎn)安置棱鏡，進(jìn)行4個測回的觀測。全站儀搬至SZ2號點(diǎn)，棱鏡安置在SZ1號點(diǎn)進(jìn)行反向觀測。按上述觀測方法完成三角高程對向觀測方法的的數(shù)據(jù)采集。3.中間觀測法：棱鏡安放在SZ1號點(diǎn)和SZ2號點(diǎn)，全站儀安置在SZ1號點(diǎn)和SZ2號點(diǎn)大概中間的位置（前后視距差不能超過5m），觀測順序為：“后-前-前-后”，觀測四個測回。完成三角高程中間法的數(shù)據(jù)采集。4.采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)及時進(jìn)行數(shù)據(jù)檢核，確保準(zhǔn)確無誤后，再進(jìn)行搬站。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)超限，應(yīng)立即重測。三、外業(yè)注意事項1.指定人員負(fù)責(zé)全站儀、水準(zhǔn)儀等檢查每天出工前設(shè)備是否攜帶齊全和收工時設(shè)備是否完好、齊全，做到認(rèn)真負(fù)責(zé)；2.全站儀盡量居中安置,視距差控制在5m左右；3.在固定儀器時，一定要一只手握住儀器提手，另一只手把固定螺旋擰緊。切勿不扶住儀器直接進(jìn)行上緊螺旋，避免儀器墜落，毀壞儀器；4.選擇硬地面作轉(zhuǎn)點(diǎn),用對中腳架支撐對中桿棱鏡,棱鏡上安裝覘牌,保持兩棱鏡等高,并輪流作為前鏡和后鏡,同時將測段設(shè)成偶數(shù)站,以消除兩棱鏡不等高而產(chǎn)生的殘余誤差影響；5.優(yōu)選測站和鏡點(diǎn),盡量使前、后視豎角的大小接近,并使角值較小6.采用后(盤左)–前(盤左)-前(盤右)–后(盤右)測量程序,觀測兩個測回；7.按相同的行進(jìn)路線進(jìn)行往返觀測,直接在全站儀中讀取垂直角及視距；8.作業(yè)當(dāng)中要時刻注意周圍地形，避免行人、車輛等對儀器的刮蹭和高空地物的墜落對儀器造成損壞；9.遇到大風(fēng)、大雨即將來臨，一定要穩(wěn)住儀器或把儀器拆卸裝箱；10.遷站時，如果離測站遠(yuǎn)，一定要將儀器裝箱后方可遷站；11.收工后，待數(shù)據(jù)傳輸完畢，要把儀器及時裝箱放回到原處，避免他人磕碰。4.2觀測結(jié)果分析經(jīng)過對外業(yè)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理得到成果如表4-3和表4-4所示：表4-3對向三角高程與水準(zhǔn)高差差值與限差的比較測段距離(m)高差中數(shù)(m)水準(zhǔn)高差(m)差值(mm)限差(mm)SZ1-SZ2403.5535.432465.427904.56QUOTE錯誤!未找到引用源。8.08SZ3-SZ4493.2745.484425.475299.13QUOTE錯誤!未找到引用源。8.42SZ5-SZ6481.5825.443875.44870-4.83QUOTE錯誤!未找到引用源。8.32SZ7-SZ8439.8315.410345.407892.45QUOTE錯誤!未找到引用源。8.39SZ9-SZ10465.3865.453755.447416.34QUOTE錯誤!未找到引用源。8.44表4-4中間三角高程與水準(zhǔn)高差差值與限差的比較測段距離(m)高差(m)水準(zhǔn)高差(m)差值(mm)限差(mm)SZ11-SZ2906.0635.278995.273885.11QUOTE錯誤!未找到引用源。11.42SZ12-SZ4985.5055.329955.320849.11QUOTE錯誤!未找到引用源。11.91SZ13-SZ6962.1215.290405.29581-5.41QUOTE錯誤!未找到引用源。11.77SZ14-SZ8978.6195.256875.254132.74QUOTE錯誤!未找到引用源。11.87SZ15-SZ10989.7295.300285.293187.10QUOTE錯誤!未找到引用源。11.94根據(jù)對表4-3和表4-4的分析如下：本次試驗共采集10組數(shù)據(jù)，只有對向觀測法中的一組數(shù)據(jù)超限，經(jīng)過分析是由于采用一臺全站儀模擬對向觀測法，在換儀器的過程中，不可避免儀器會受到影響，導(dǎo)致超限。其余均可以達(dá)到三等水準(zhǔn)的精度要求，因此得出結(jié)論：用南方NTS352全站儀進(jìn)行三角高程測量，用對向觀測法在邊長小于500m的情況下和用中間法在邊長小于1000米的情況下測4測回均可以替代三等水準(zhǔn)測量（由于條件有限，本實驗只驗證了在豎直角小于1度的情況），能夠滿足相應(yīng)的水準(zhǔn)精度要求。

第5章結(jié)論與展望這次主要思路是對全站儀三角高程測量對向觀測方法、中間測量法進(jìn)行分析，得出理論上的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比研究。然后通過實例方案具體實施，對采集了的數(shù)據(jù)加以分析，可以得出結(jié)論，在2″級全站儀，測距精度為2+2ppm的前提下，在一定的條件下（用對向觀測法在邊長小于500m的情況下和用中間法在邊長小于1000米，測4測回），用三角高程測量代替三等水準(zhǔn)測量的方案是切實可行的。由于我們的實地測量的數(shù)據(jù)有限，得出的結(jié)論雖然與理論計算得到的結(jié)果一致，但是沒辦法進(jìn)行定性定量分析。所以得到的結(jié)論說服力不強(qiáng)，今后應(yīng)該繼續(xù)研究論述。與水準(zhǔn)測量相比,全站儀三角高程測量不受觀測地形的限制、測站數(shù)少、能減輕勞動強(qiáng)度、提高作業(yè)速度、具有較強(qiáng)的靈活性與實用性,尤其是在丘陵地帶或山區(qū)的測量,以及在高差和坡度較大的測量中有較大的優(yōu)越性。高精度的全站儀大量投入生產(chǎn),使得全站儀三角高程測量的成本降低、觀測時間變短、觀測精度進(jìn)一步提高,給全站儀三角高程測量帶來更廣闊的天地。

致謝本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師趙威成老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到論文的最終完成，趙老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。從最開始一無所知，經(jīng)過漫漫的學(xué)習(xí)，一點(diǎn)點(diǎn)的了解，到最后完成了這次畢業(yè)設(shè)計，使我有很大的收獲，對三角高程測量有了更進(jìn)一步的了解，尤其是對三角高程測量測量的誤差分析，讓我學(xué)會了如何去提高三角高程測量的精度，對整個課題有了一個整體的把握。四年多來，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向所有老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的大學(xué)四年生活的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。他們對本論文數(shù)據(jù)采集做了