摘要：社会在不断进步，国家对测量领域的标准有了不同程度的提升，对高程测量的精度要求越来越高，水准测量作为主要的高程测量方式之一，它具有简单、准确度高以及经济实用的特点，但使用时对地形有很高的要求，对于地形比较复杂的地区来说，水准测量实施难度大，更别提一些地形崎岖的地区。但是，随着全站仪的出现使用，地形复杂的地区也可以进行高程测量。全站仪应用范围较广，很多工程测量都会选择全站仪，目的是提升测量的精度和提升测量的效率。本文主要依据全站仪的对边测量功能所具有的优点进行拓展，分析出现测量误差的原因及解决办法，并对高程测量的精度做出更好的要求。
关键词：全站仪 高程测量 优点 精度分析
高程就是根据已知的一点高程去测量未知点的高程，然后将两点的高度差测量出来，对地面两点之间进行高差测量时，在一般情况下选择三角高程测量法和水准测量法。但水准测量仍然是现代社会用于高程测量的主要方法，当测距仪出现以后，面对复杂地形时多了一种高程测量方法，可以使用光电测距三角高程测量，在很大程度上解决了地形崎岖测量高程的难题，随着科学技术的不断向前发展，各个土木工程建设基本使用功能齐全的全站仪，它是一种高技术、多功能的测量仪器。
一、 全站仪的对边测量应用于高程测量的优点分析
1 在光电测距三角高程测量（简称旧方法）中，一定要将全站仪放在测端的端点上和严格的中和定平，在全站仪的对边测量（简称方法）中，仅仅需要定平不需要对中，在这种测量方法中还可以灵活的选择测站点的位置，新方法具有灵活和省时省力的特点，可以节省一些不必要的时间用来做其他工作。
2在旧方法中，出现高程测量误差的因素有边长误差、垂直角误差、大气垂直折光误差等，而最主要的是竖直角的误差，随测站与测点之间的距离越大，误差值越大。在使用旧方法测量时，需要安置全站仪与棱镜在测端点的两端，因此全站仪距棱镜的距离较远，新方法和水准测量的方法基本相同，测站位于被测两点大约中间的位置，全站仪距棱镜的距离可以缩短至少原来的一半，这一半的距离就能大大减少竖直角对测量误差的影响，使高程测量更加准确，同时还可以减少地球曲率和大气遮光对测量结果的影响，让高程测量的精度更加符合建设要求。使用新方法可以减少测量人员反向观测的工作量，显然，全站仪的对边测量更符合现代测量高程的要求。
3在光电三角高程测量中，需要工作人员量取仪器和棱镜的高度并并输入测量数值，才可以测出地面两点的高度差，而全站仪的对边测量不需要仪器的高度，只需要保持测站前后两端的端点棱镜高度相同，就可以迅速测出地面两点的高度差；如果不能保持前后两端的端点棱镜高度相同，那么就必须知道前后两端端点的棱镜高度，才可以测出地面两点的高度差，新方法减少了因测量棱镜高度产生的误差，与减少了测量仪器的高度误差，显然，新方法的操作过程简化，节省了时间，提高了精确度。
4如果在现实测量工作中，遇到被测点与已知点的距离较远时，可以根据测量路线的地形走势来选择分不同时段来测量，每一段的高程转点不需要钉桩，只需要选择地面较牢靠的点就行，而光电三角高程测量既需要钉桩又要在桩顶明显地标出点的位置，以方便全站仪和棱镜对点，与旧方法比较，新方法减少材料的消耗，节约了测量成本。
根据上述所说，光电三角高程测量有它自身的可取之处，但和全站仪的对边测量用于地面测量来说，不如对边测量功能简便，操作简单，精确度高，在解决地形复杂的测量高程问题上有很明显的优势。
二、 全站仪高程测量原理及误差分析
1全站仪高程测量原理
全站仪高程测量的基本原理简单的说就是经纬仪、测距仪和测量数据处理系统与一体的测量工具，可以简单的看做是水准仪的简单使用，在使用全站仪时，不需要量取棱镜高和仪器高度，只需要使棱镜高度相同，简化操作，在面对复杂的操作环境时可以减少操作难度，但不会降低对高程测量的精度要求。如果测量点和已知点之间的高差只受垂直角测量的影响，这是在两点之间距离较短的前提下，若是距离较远或者地形起伏较大，安置一次仪器是很难精确测出两点之间的高差的，需要多次安置仪器，加设多个转点，然后再分段设站观测。
2全站仪高程测量的误差分析
（1）采用水准测量时，在读取水准尺的时候需要估读会产生读数误差，在使用全站仪测量时，没有读数这一个环节，这就减少了因读数而产生的读数误差，记录的数据会更准确，更符合要求。
（2）采用水准测量时容易产生i角误差，特别是在山地高程测量时，而采用全站仪时则不需要考虑这方面因素。
（3）采用在水准测量时，测站数的多少直接影响误差的结果，测站数量越多导致误差越大，采用三角高程测量时，与水准测量相反，测站数越少误差越大。在面对复杂的测量环境时，测站数数量越多越不好控制，而全站仪高程测量对测量误差影响不大，因此在全站仪高程测量时占据明显优势。
全站测量误差来源、性质及处理方法分析
三、全站仪用于高程测量的精度分析及改进办法
全站仪用于高程测量常用的方法有两个，一是折线法，比如说测量123456这几个点，将对12、23、34、45、56这些点的高差距离进行分组比较。二是射线法，如果还是测量6个点，这种方法与上面不同的是需要选择一个基点，选择1号为基点，那么其他点将与1号基点进行高差距离比较，分别得出结果。
1受到不同地形和已知高程点距离的影响，解决方法是根据地形走势、路线的变化选择最适合的测量点，当被测点与已知点的距离较远时，可以将测量路线分为偶数段，方便后期工作。
2受自然环境因素的影响，比如大气折光，大风大雨天气现象，解决办法是尽量选择天气晴朗，风力较小或无风天气，湿度和温度适宜的条件下进行高程测量，特别是在地形复杂的地区尽量避开恶劣的天气，以免发生意外事故造成人员的伤亡。
3受仪器本身的影响，仪器都有一定的使用寿命和后期的人工维护，在测量之前需要进行仪器检查，是否各个部件需要更换或者需要重新购买这个仪器，最主要的是查看储电量是否正常，要确保有足够的电量维持接下来的工作量。
4受其他因素的影响，测量人员要认真负责，记录数据要仔细，计算时不要浮躁，心平气和，计算结果要保留到毫米位，还要保证全站仪与棱镜的对中整齐。
四、结束语
全站仪的对边测量功能在实际工程建设中发挥着越来越大的作用，不仅精度高且效率高，使横断面测量更加方便快捷，能够代替直接测距，能够满足不同测量及一般工程测量的要求。在实际操作中，根据《测规》的相关规定，每公里水准路线往返观测的数值误差在7.5mm左右，当全站仪的对边测量功能进行地面测距时，要以地面实际情况分析，灵活掌控前后棱镜点的距离。对于平原丘陵地区，国家要求的误差不超过400m，对于地形复杂地区，误差不超过300m，这样就符合国家相关部门对高程测量的精度要求。对全站仪的优点分析和精度分析，是为了更好的服务于实际应用，在使用时可以避免一些失误，希望对测量人员有帮助，本文的分析到处结束。
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论文作者:刘一剑
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第9期
论文发表时间:2018/7/19
标签：测量论文; 高程论文; 误差论文; 全站仪论文; 棱镜论文; 地形论文; 精度论文; 《建筑模拟》2018年第9期论文;