[發(fā)明專利]山區(qū)高速公路應(yīng)用三角高程測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910302913.1
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110044326A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鐵龍;劉鵬;馬超;李昊;楊勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司;中鐵上海工程局集團(tuán)北方工程有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 上海三方專利事務(wù)所(普通合伙) 31127
• 代理人: 胡薇

本發(fā)明涉及山區(qū)高速公路應(yīng)用三角高程測量方法，在與兩個棱鏡均通視的地方使用兩臺全站儀自由測站法架設(shè)全站儀，通過觀測測站至兩個棱鏡間的高差，間接測量測段起終點間的往返測高差，采用對向觀測，A、B間的高差取兩臺全站儀測量所得高差的平均值，經(jīng)推算獲得高度差。本發(fā)明綜上分析，采用測量機(jī)器人和雙測站同時對向間接高差觀測的方法，消除了大氣折光和地球曲率的影響。理論分析和實踐證明，該方法不但可以達(dá)到三等水準(zhǔn)測量的精度，而且測量效率相對于傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量高得多。

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，具體的說山區(qū)高速公路三角高程測量方法及應(yīng)用。

[背景技術(shù)]

在現(xiàn)有技術(shù)中的山區(qū)高速公路高程控制測量通常要求采用三等水準(zhǔn)測量，例如山西靜興 高速公路高程控制測量過程中，黃河特大橋為全線重點控制性工程，全長1.1km，主橋上部 結(jié)構(gòu)為(71+5×128+71)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，最高墩身81米，且為山區(qū)公路，地形困 難,高差起伏很大,用傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測量方法速度慢，測站多，誤差累積大，降低了高程測 量精度，個別地段用幾何水準(zhǔn)也不能完成高程測量。而測量機(jī)器人相對于普通幾何水準(zhǔn)測量， 具有觀測方法簡單、受地形條件限制較小、傳遞高程迅速、工作效率高等優(yōu)點，因此，研究 在山區(qū)利用三角高程測量進(jìn)行三等水準(zhǔn)測量是非常必要的。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明的目的在于解決山區(qū)高速公路施工高程控制測量中地形復(fù)雜、高差大、高程控制 測量效率低問題，以提高山區(qū)高程控制測量精度和外業(yè)測量效率。

為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種山區(qū)高速公路應(yīng)用三角高程測量方法，利用測量機(jī)器人即全 站儀對向觀測，起到高程傳遞作用，從而解決山區(qū)高速公路施工高程控制測量中地形復(fù)雜、 高差大、高程控制測量效率低問題，其作業(yè)方法如下：

步驟一，架設(shè)三角高程測量儀器

包括全站儀、棱鏡、基座，A、N為放置在水準(zhǔn)點上具有整平裝置和棱鏡高度固定的特 制基座，Z1、Z2、…Zn為使用腳架安置的全站儀，B、C、…M為使用腳架和普通基座安置 的棱鏡，在兩個棱鏡中間任意位置利用自由測站法架設(shè)全站儀，且全站儀與棱鏡均通視較好的，通過觀測測站至兩個棱鏡間的高差，間接測量測段起終點間的往返測高差，如圖1。

觀測時應(yīng)采用兩臺同型號全站儀同時對向觀測，不量取儀器高和棱鏡高，觀測距離一般 不大于500m，最長不超過800m，豎直角不宜超過10°。測段起、終點觀測時使用強(qiáng)制對 中定高棱鏡裝置。

每次測量前，應(yīng)進(jìn)行氣溫、氣壓的測定，氣溫讀至0.5℃，氣壓讀至1.0hPa。將測定的氣溫、氣壓輸入全站儀，對所觀測的外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行氣象改正。為使一個測段高差的三角高程測量，既能夠?qū)崿F(xiàn)同時對向觀測，又能夠使各測段的儀器和棱鏡高能夠相互抵消，可采用如圖1所示的同時對向間接高差觀測三角高程測量方法。

步驟二，數(shù)據(jù)處理

采用對向觀測，A、B間的高差取兩臺全站儀測量所得高差的平均值，經(jīng)推算，A點到B 點的高差為hAB＝0.5[(SZ1Bsin VZ1B－SZ1Asin VZ1A+SZ2Bsin VZ2B－SZ2AsinVZ2A)]+(ν 0－νB) (1)上式(1)中S為斜距，V為豎直角，v為棱鏡高。通過同時對向觀測和取往返測高差平均值的方法，基本消除了儀器高、地球曲率和大氣折光的影響。同理，其他各段高差分別為hBC＝0.5[(SZ3Csin VZ3C-SZ3BsinVZ3B+SZ4CsinVZ4C－SZ4BsinVZ4B)]+(νB －νC) (2)