三角高程測(cè)量代替等級(jí)水準(zhǔn)可行性淺析

摘 要：本文從三角高程測(cè)量方法和水準(zhǔn)觀測(cè)方法各自存在問(wèn)題等方面淺談變形監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：垂直位移監(jiān)測(cè)；三角高程測(cè)量方法優(yōu)化；可行性

1引言

深圳市為中國(guó)經(jīng)濟(jì)特區(qū)，改革開(kāi)放的窗口城市；改革和創(chuàng)新一直是這座城市的特點(diǎn)也是使命，作為一名測(cè)繪工作者我們更是肩負(fù)著技術(shù)創(chuàng)新的使命。

深圳市位于珠江三角洲口，大部分地區(qū)為濕地填海區(qū)和地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域，由于城市的飛速發(fā)展、土地資源的貧乏，許多地質(zhì)條件比較惡劣的區(qū)域也成為建筑開(kāi)發(fā)的范圍。那么自然的山體斜坡和高邊坡，在遭到人為的破壞后也存在安全隱患。為了監(jiān)視邊坡的安全，為邊坡支護(hù)方案的選取、變更以及調(diào)整提供基礎(chǔ)資料，必須對(duì)邊坡進(jìn)行沉降觀測(cè)。在自然地質(zhì)條件較差的區(qū)域，地基處理的效果是否達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的要求，被監(jiān)測(cè)對(duì)象本身的沉降速率以及有效時(shí)間內(nèi)的累計(jì)沉降量無(wú)疑成為評(píng)定的重要資料。

2沉降觀測(cè)的現(xiàn)狀

沉降監(jiān)測(cè)的方法目前主要是利用水準(zhǔn)觀測(cè)獲得沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，以前后高程之差作為其沉降量。沉降觀測(cè)目前常利用DSZ2自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀配FS1測(cè)微器及銦鋼標(biāo)尺進(jìn)行，還有比較先進(jìn)的數(shù)字水準(zhǔn)儀等。水準(zhǔn)觀測(cè)的精度也在不斷提高，目前比較先進(jìn)的水準(zhǔn)儀每公里往返測(cè)標(biāo)稱精度可以達(dá)到0.3mm。水準(zhǔn)在高程觀測(cè)上的精度優(yōu)勢(shì)應(yīng)該說(shuō)是其他測(cè)量?jī)x器和方法無(wú)法逾越的，但是地形起伏較大的測(cè)區(qū)一般不具備或者很難進(jìn)行水準(zhǔn)觀測(cè)。因?yàn)樗疁?zhǔn)觀測(cè)在視距和視距差方面的要求，在高差比較大的區(qū)域觀測(cè)路線一般很難保證視距累計(jì)差不超限，從而降低水準(zhǔn)觀測(cè)的精度導(dǎo)致閉合差超限。那么研究一種在精度上可以接近變形監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)要求，但是不受高差限制的方法就成為我們的使命了。

3三角高程用于沉降監(jiān)測(cè)的可行性研究

3.1傳統(tǒng)三角高程測(cè)量及精度提高探討

傳統(tǒng)三角高程測(cè)量方法代替土根水準(zhǔn)測(cè)量已經(jīng)在測(cè)量界廣為推廣，在比較困難的山區(qū)它無(wú)疑是最有效的，其優(yōu)越性當(dāng)然不是其精度高，而是在滿足圖根導(dǎo)線高程精度要求的情況下它是最節(jié)省人力和財(cái)力的，可以直接與平面控制一起完成觀測(cè)，無(wú)需再用水準(zhǔn)單獨(dú)完成高程控制測(cè)量。但是傳統(tǒng)三角高程測(cè)量?jī)x器高和覘標(biāo)高的量測(cè)精度決定了其很難完成高精度要求的高程控制測(cè)量。那么提高三角高程測(cè)量方法儀器高以及覘標(biāo)高的量測(cè)精度無(wú)疑是研究其是否能應(yīng)用于高精度高程測(cè)量的唯一方法。那么抵消其量測(cè)誤差是比較容易做到的，下面我就和大家一起探討一種方法。

這種方法的原理主要是在觀測(cè)點(diǎn)之間架設(shè)儀器，要求前后視覘標(biāo)高高度相同，因?yàn)槭窃趦牲c(diǎn)之間設(shè)站所以儀器高是相同的。其作業(yè)原理圖如圖所示：

普通的三角高程測(cè)量的公式是HB=HA+Dtanа+i-V（HB、HA為A、B兩點(diǎn)的高程，D為AB之間的距離，а為AB間的垂直角，i為儀器高，v為覘標(biāo)高）。但是這是傳統(tǒng)測(cè)量方法下的計(jì)算公式，即在A點(diǎn)設(shè)站且A點(diǎn)為已知點(diǎn)，B為測(cè)點(diǎn)這種觀測(cè)也叫直覘法。那么如果我們?cè)贏、B兩點(diǎn)間的任一點(diǎn)C點(diǎn)設(shè)站（盡量保證AC=BC）那么CA之間即為反覘，CB間為直覘那么因?yàn)閕、v相同所以HB=HA+Dtanа- D1tana1（D1為AC之間的距離，D為BC之間的距離；a為BC之間的垂直角，a1為AC之間的垂直角）。

3.2新三角高程測(cè)量方法應(yīng)用領(lǐng)域及要求

新三角高程是在傳統(tǒng)三角高程測(cè)量的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，它的應(yīng)用主要是解決在地面起伏比較大的領(lǐng)域的高程測(cè)量。對(duì)于提高高程測(cè)量精度，新的三角高程測(cè)量就要求前后視覘標(biāo)高必須一致，且棱鏡常數(shù)要保證一致，對(duì)于不考慮地球曲率改正和大氣折光的情況前后視距要保證小于300m。

3.3可行性分析

隨著全站儀測(cè)角和測(cè)距精度的不斷提高，新三角高程測(cè)量的精度應(yīng)該是可以不斷提高的，以目前2〞測(cè)角精度和1mm固定測(cè)距精度的全站儀為例，一測(cè)回其高程中誤差小于0.01mm是可以保證的。按照特級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)高程中誤差限差m。=0.025+0.0029xS的要求，在保證覘標(biāo)高相同的情況下，新三角高程測(cè)量應(yīng)用于二級(jí)水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)是具備可行性的。

4結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用此方法于高程控制測(cè)量，可以很大程度上克服地面起伏較大領(lǐng)域的困難，提高量測(cè)速度和效率。但是此法對(duì)前后視覘標(biāo)高高度要求一致，所以對(duì)于經(jīng)常參與大壩或者邊坡高程量測(cè)的單位可以通過(guò)與儀器廠商聯(lián)系特制一對(duì)覘標(biāo)用于此法的高程測(cè)量，我想隨著測(cè)角和測(cè)距精度的不斷提高，新三角高程測(cè)量代替高等級(jí)水準(zhǔn)在困難測(cè)區(qū)的應(yīng)用將不會(huì)遙遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-93），中國(guó)計(jì)劃出版社，1994

作者簡(jiǎn)介：孫國(guó)峰（1981-），男，助理工程師，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)，主要從事工程測(cè)量工作。