懸高測量的方法研究

李紅偉

【摘要】在工程設(shè)計及施工階段往往需測量與工程線路交叉的高壓線或管道的高程或與線路的凈空，因無法直接測量，常常采用全站儀的特有功能-懸高測量法。在懸高測量基本原理的基礎(chǔ)上，文章探討了一種適用于特殊情況下懸高測量的新方法——變動儀器高法，并推導出該方法的精度計算公式，結(jié)果表明，該方法步驟簡便，工作量小及效率高，并且很少受地形條件的限制，在一般情況下，觀測精度可達到厘米級，能夠滿足一般工程測量的要求。

【關(guān)鍵詞】懸高測量法；懸高測量的應用；誤差分析；變動儀器高法

ABSTRACT：In engineering design and construction surveying and engineering often need to cross the high voltage line or pipe line or the elevation of headroom， because no direct measurement， often using the unique function of total station - hanging high measurement. Hanging high in the basic principles of measurement， based on an article of special circumstances applicable to the hanging of the new method of measuring high - Supreme Court changes in equipment and methods derived from the accuracy of the calculation results show that the simple steps ， the workload of a small and efficient， and very little affected by terrain conditions， under normal circumstances， the observed centimeter-level accuracy can be achieved to meet the requirements of general engineering survey.

Key words： Hanging high measurement；Application of REM； Error Analysis；Supreme Court changes in equipment

1、引言

在一些基礎(chǔ)性工程建設(shè)施工中，有時候需要進行高空架線，有時候需要架空一些構(gòu)筑物，因為在施工中線路或構(gòu)筑物本身處于懸空狀態(tài)下，因此很難采用反光棱鏡這一傳統(tǒng)的測量方法來確定其標高。尤其是一些工程對其懸空的標高要求較為精確時，采用普通測量方法必然不能達到懸高測量要求。為了能夠解決這一測量問題，我們引進了全站儀這一測量工具，其不但能夠?qū)嚯x和角度進行測量，還能夠?qū)ψ鴺?、懸高、對邊、面積等進行相應的測量。由于全站儀所具備的功能較為完善，因此其在工程測量中的應用十分廣泛。尤其是在懸高測量工程中，其所具備的懸高測量功能可以精確的達到測量要求，并且測量方法較為簡單方便，因而受到了廣大測量人員的青睞。

2、懸高測量原理

懸高測量是與地面測量截然不同的測量方式，其主要是為了測定由空中的某一個點與地面的垂直高度。但是由于不同地區(qū)，地面的平整度不一樣，為了能夠得到更為準確的懸高測量結(jié)果，一般都是以空中該店在地面上垂直投影的點作為測量依據(jù)。在進行懸高測量時，需要先在地面上的適當位置架設(shè)全站儀，然后再在被測空中某點在地面的垂直投影點處設(shè)置一個反射棱鏡，繼而再正確精確的調(diào)整全站儀以及反射棱鏡，測量此時棱鏡的高度，所測得的結(jié)果誤差不得大于2mm。為了保證測量結(jié)果的精確度，一般會采用平均值的方式來獲得最終結(jié)果。之后就要將測量結(jié)構(gòu)輸入儀器內(nèi)，從而經(jīng)過計算得知空中懸高點的標高。

在長期的測量實踐工作中，測量技術(shù)人員為了使測量更加方便快捷，也對懸高測量的方法進行了多次改進。有些改進對于提高懸高測量技術(shù)水平有很大的促進作用，但是有些就只針對某些特殊情況下使用才具有優(yōu)越性。例如文獻[3]中所提出的懸高測量方法就無須尋找空中被測點的地面垂直投影點。但是這種測量方法在實際的工作中對地面平整度、地形條件以及待測物都有著較高的要求，可用范圍較窄，限制約束條件過多，因此在實際應用中并沒有得到較為廣泛的推廣。

3、懸高之測量思路

首先采用三角形間接測量法測出懸高目標點的海拔（假定） 高程HP ；再用適當?shù)姆椒y出懸高目標點P正下方的地物表面（頂端）的海拔（假定）高程HD，比較二值，H=HP-HD，即得懸高值。在測量懸高目標點正下方的地物表面（頂端）的海拔（假定）高程HD時，視不同情況采用不同的方法。

對某些架空的線路或構(gòu)筑物，當要求精確測量其懸高時，由于不能（或不便于）在目標處設(shè)置反光棱鏡，一般可采用間接測量的方法。如文獻[1]所述，首先應設(shè)法測定架空目標在地面的鉛垂投影點的點位，再由測站點觀測目標及其投影點的垂直角，利用三角函數(shù)關(guān)系解算目標的懸高。但是，根據(jù)文獻[1]的介紹，需設(shè)置兩個相互通視的測站點，同時，測站點、目標及其投影點需在同一豎直平面內(nèi)。這樣，在實際測量中就容易受到地形條件的限制。本文介紹一種精確測量懸高的方法，步驟簡便，并且很少受地形條件的限制。

4、常規(guī)懸高測量法的優(yōu)缺點

采用常規(guī)的懸高測量方法雖然較為簡單，但是由于借助了反射棱鏡，且經(jīng)過多次計算才得出凈空高，因此容易造成較大的測量誤差。尤其是在一一些地形較為復雜，目標位置較為特殊的情況下，受現(xiàn)場條件的限制，會使得地面上的垂直投影點很難得到準確的確定，這就更進一步的增大了測量誤差的可能性。

5、全站儀懸高測量法的改進與發(fā)展

全站儀懸高測量是一種方便、快捷、精確的作業(yè)手段。但在實際應用中應注意投點誤差，若精度要求較高時，應先投點后觀測。如目標天底無法安置儀器時，可通過測量偏移量對儀器測得的高度施加改正，也可采用文獻[2]介紹的方法進行。

在觀測過程中，只需選擇一處與目標通視的測站點，受地形條件限制的可能性很?。粦腋哂嬎愎捷^簡單，觀測精度能夠滿足一般工程測量的要求工程勘測中，懸高測量是全站儀應用較多的特殊功能之一，國內(nèi)諸多文獻對此作了許多研究，提出了一些很好的測量方法和數(shù)學模型， 并進行了精度分析。其中譚旭在文獻[4]、董世遠在文獻[5]中分別探討了在跨水域情況下的懸高測量，提出了一種對向觀測的測量方法，該方法精度較高，但條件相對苛刻，該方法在測量中要求必須在水域兩側(cè)對向的兩個已知高程點上設(shè)站。懸高測量的優(yōu)點不僅在于能測量不易接觸的目標點懸高，也很大程度上在于其簡易、方便，可以任意設(shè)站等。此方法要求在已知點上設(shè)站，則必然要引測兩對向控制點，增加了工作量。而且在懸高點兩側(cè)分別進行觀測，有時很不方便（如跨河流、溝谷），甚至不可能進行對向觀測（如異型建筑物高度測量），這樣就使測量工作復雜化了， 限制了其推廣應用，本文在此基礎(chǔ)上探討一種單向的、可任意設(shè)站的測量方法。該方法可以較為方便的測定懸高，儀器安置位置隨意性大，不需要跨水域進行，作業(yè)時很方便，精度也足以滿足要求。

用全站儀懸高測量法測量兩點之間的高差，要想取得理想的結(jié)果，需要準確測定棱鏡高，對豎直角多測幾個測回，并盡可能地增加儀器到棱鏡的距離，這樣才能保證全站儀懸高測量的精度。

6、結(jié)語

總之，在對空中某一點進行懸高測量時，若地形等現(xiàn)場條件不受限制，就可以采用常規(guī)的懸高測量方法，利用全站儀和反射棱鏡進行測量和計算，以得出凈空高。但是若地形較為特殊，現(xiàn)場條件受到一定限制，則需要根據(jù)實際情況改進懸高測量方法，以確保懸高測量的科學性和準確性。

參考文獻

[1]鄭定江.精確懸高測量[J].測繪通報，2002，（6）.

[2]胡存智等.土地登記理論與方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.

[3]段志彪，何耀幫.懸高測量法在檢測建筑物高度中的應用[J].華北水利水電學院學報，2007，28（1）：402421

[4]譚旭.特殊情況下懸高測量方法的探討[J].城市勘測，2002，（3）：1-4.

[5]董世遠.利用全站儀對向觀測進行懸高測量[J].工程勘察，1997，（5）：

27-29.