中間法三角高程測量在高墩高程傳遞中的精度分析與應(yīng)用

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1 引言

隨著施工技術(shù)的發(fā)展，高墩橋梁應(yīng)用越來越頻繁，這對測量技術(shù)提出的更高的要求，常規(guī)的幾何水準(zhǔn)測量往往受到地形、施工條件等的限制，在高程傳遞過程中效率低，不能滿足高效率的施工要求，本文以廣連高速項目的田源大橋為例，采用中間法三角高程測量傳遞四等水準(zhǔn)高程，并推導(dǎo)此方法的誤差模型，分析影響精度的因素并提出使用條件。

2 中間法三角高程測量原理及誤差分析

2.1 測量原理 全站儀中間法三角高程測量方法的是把全站儀大致架設(shè)在兩個控制點中間，分別測量儀器到棱鏡的斜距與垂直角，根據(jù)幾何關(guān)系計算兩個控制點之間的高差，由儀器與棱鏡之間的幾何關(guān)系可以看出：計算兩個控制點之間的高差時，保持兩個方向的鏡高一致，不需要測量儀器高與覘標(biāo)高。測量原理如示意圖1：

圖1 全站儀中間法三角高程測量示意圖

根據(jù)三角高程測量原理和幾何關(guān)系可得，控制點A 和B的高差hAB如公式(1)所示

由于在橋梁控制網(wǎng)中，高程控制點一般布置在距線路50米至300米之間，兩個控制點之間的距離較短，在實際的計算過程中可以忽略地球曲率的影響，并且將全站儀設(shè)在兩個控制點大致中間位置并選擇中午前后觀測，可有效的削弱大氣折光的影響，故可以不考慮球氣差的影響。即：

由公式(3)可以看出，測段之間的高差的精度只與測量的垂直角的精度、大小和斜距的精度、大小有關(guān)；

3 工程實例

3.1 高程控制網(wǎng)與墩頂轉(zhuǎn)點BM1位置關(guān)系如圖2

所示

圖2 高程控制網(wǎng)與轉(zhuǎn)點位置關(guān)系圖

3.2 實施過程 如圖2所示，JM00與GE349為四等水準(zhǔn)點，高程分別是218.863 m 和241.511 m，是按照四等測量方法測量并由全線水準(zhǔn)網(wǎng)平差得到的，兩點高差為22.648 m，BM1是在墩頂埋設(shè)的轉(zhuǎn)點，直接用于高程放樣。

3.2.1 全站儀中間法三角高程測量 全站儀設(shè)在JM00與BM1大致中間位置，全站儀測距標(biāo)稱精度為(1+1.5pp m)，測角精度是1″，四測回測量垂直角與斜距，測量結(jié)果如下表

表(1) 中間法三角高程測量原始記錄(測段：BM1至JM00)

由公式(2)計算得到JM00與BM1的高差是12.563 m。

3.2.2 全站儀對向觀測法三角高程測量 為了檢核中間法三角高程測量的正確性，采用對向法三角高程測量對JM00和MB1測段高差進行檢核，測量方法如下：分JM00至BM1測段和BM1至GE349測段，對兩測段分別進行對向觀測，對向法三角高程測量的的技術(shù)要求如表(2)

按照此技術(shù)要求實施，實測數(shù)據(jù)如表(3)、表(4)，計算結(jié)果經(jīng)球氣差改正如表(5)所示。

表(2) 光電測距三角高程測量觀測的主要技術(shù)要求

表(3) 對向法三角高程測量原始記錄(測段：BM1至JM00)

表(4) 對向法三角高程測量原始記錄(測段：BM1至GE349)

表(5) 對向法三角高程測量計算結(jié)果

4 結(jié)論

對向觀測法的測段構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線，統(tǒng)計結(jié)果如表(6)

線路 高差計算值(m)測量高差(m)高差閉合差(mm)路線長度(k m)限差(mm)JM00-BMI-GE349 22.648 22.647 1 0.809 22

表(6)結(jié)果符合四等水準(zhǔn)測量精度，對向法觀測結(jié)果可靠。中間法的結(jié)果與對向法觀測的測段BM1至JM00的結(jié)果對比可以看出，相同測段得出的高差較差為0.001 m，可以推斷出中間法的結(jié)果也是可靠的。

綜上，由公式(3)可以看出，保證垂直角不宜過大并控制測站到覘板的距離，采用多測回測量斜距及角度，能減小高差中誤差，提高測量精度。全站儀中間法三角高程的設(shè)站自由，實施方便，測量時不用測量儀器高和覘標(biāo)高；計算簡單，不需要進行球氣差的改正，提高了效率與精度，經(jīng)過理論分析和實際測量計算，證明該方法可靠。在線路工程中，控制點一般布置在距線路中線50 m 至300 m 之間，中間法三角高程測量適用于大多數(shù)線路工程，在高程傳遞過程中具有一定的使用價值。