使用跟踪杆配合全站仪测量高程的传统方法

使用跟踪杆配合全站仪检测标高的方式越来越普及，使用传统的三角标高检测方式早已显示出了他的局限性。经过常年摸索，总结出一种新的方式进行三角标高检测。这些方式既结合了水准检测的任一置站的特性，又降低了三角标高的偏差来源，同时每次检测时还何必量取仪器高、棱镜高。使三角标高检测精度进一步增强，施测速度更快。

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在工程的施工过程中，往往涉及到标高检测。传统的检测方式是水准检测、三角标高检测。两种方式其实各有特色，但都存在着不足。水准检测是一种直接测高法，测定高差的精度是较高的，但水准检测受地形起伏的限制，外业工作量大，施测速度较慢。三角标高检测是一种间接测高法，它不受地形起伏的限制，且施测速度较快。在大比列地形图测绘、线型工程、管网工程等工程检测中广泛应用。但精度较低，且每次检测都得量取仪器高，棱镜高。麻烦并且降低了偏差来源。 #

随着全站仪的广泛使用，使用跟踪杆配合全站仪检测标高的方式越来越普及，使用传统的三角标高检测方式早已显示出了他的局限性。经过常年摸索，总结出一种新的方式进行三角标高检测。这些方式既结合了水准检测的任一置站的特性，又降低了三角标高的偏差来源，同时每次检测时还何必量取仪器高、棱镜高。使三角标高检测精度进一步增强，施测速度更快。 #

一、三角标高检测的传统方式 #

如图一所示，设A，B为地面上高度不同的两点。已知A点标高HA三角高程测量，只要晓得A点对B点的高差HAB即可由HB=HA+HAB得到B点的标高HB。 #

图一 #

图中：D为A、B两点间的水平距离

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а为在A点观测B点时的垂直角

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i为测站点的仪器高，t为棱镜高 #

HA为A点标高，HB为B点标高。 #

V为全站仪望远镜和棱镜之间的高差（V=Dtanа）

首先我们假定A，B两点相距不太远，可以将水准面看成水准面，也不考虑大气折光的影响。为了确定高差hAB，可在A点架设全站仪，在B点矗立跟踪杆，观测垂直角а，并直接量取仪器高i和棱镜高t，若A，B两点间的水平距离为D，则hAB=V+i-t

故HB=HA+Dtanа+i-t（1）

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这就是三角标高检测的基本公式，但它是以水平面为基准面和视线成直线为前提的。为此，只有当A，B两点间的距离很短时，才比较确切。当A，B两点距离较远时，就必须考虑月球弯曲和大气折光的影响了。这儿不表述怎样进行球差和气差的改正，只就三角标高检测新法的通常原理进行阐释。我们从传统的三角标高检测方式中我们可以看出，它具备以下两个特征： #

1、全站仪必须架设在已知标高点上

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2、要测出待测点的标高，必须量取仪器高和棱镜高。

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二、三角标高检测的新方式

倘若我们能将全站仪象水准仪一样任意置点，而不是将它置在已知标高点上，同时又在不量取仪器高和棱镜高的情况下，借助三角标高检测原理测出待测点的标高，这么施测的速率将更快。如图一，假定B点的标高已知，A点的标高为未知，这儿要通过全站仪测定其它待测点的标高。首先由（1）式可知: #

HA=HB-(Dtanа+i-t)（2）

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上式不仅Dtanа即V的值可以用仪器直接测出外，i,t都是未知的。但有一点可以确定即仪器一旦置好，i值也将骤然不变，同时选定跟踪杆作为反射棱镜三角高程测量，假设t值也固定不变。从（2）可知：

HA+i-t=HB-Dtanа=W（3） #

由(3)可知，基于前面的假定，HA+i-t在任一测站上也是固定不变的.并且可以估算出它的值W。 #

这一新技巧的操作过程如下: #

1、仪器任一置点，但所选点位要求能和已知标高点通视。

2、用仪器照准已知标高点，测出V的值，并算出W的值。（此时与仪器标高测定有关的常数如测站点标高，仪器高，棱镜高均为任一值。施测前毋须设定。）

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3、将仪器测站点标高重新设定为W，仪器高和棱镜高设为0即可。 #

4、照准待测点测出其标高。 #

下边从理论上剖析一下这些技巧是否正确。 #

结合（1），（3） #

HB′=W+D′tanа′(4)

HB′为待测点的标高 #

W为测站中设定的测站点标高 #

D′为测站点到待测点的水平距离 #

а′为测站点到待测点的观测垂直角 #

从(4)可知,不同待测点的标高随着测站点到其的水平距离或观测垂直角的变化而改变。

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将（3）代入（4）可知：

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HB′=HA+i-t+D′tanа′（5） #

按三角标高检测原理可知

HB′=W+D′tanа′+i′-t′(6) #

将（3）代入（6）可知：

HB′=HA+i-t+D′tanа′+i′-t′(7) #

这儿i′,t′为0,所以: #

HB′=HA+i-t+D′tanа′(8) #

由(5),(8)可知,两种方式测出的待测点标高在理论上是一致的。也就是说我们采取此类方式进行三角标高检测是正确的。 #

综上所述：将全站仪任一置点，同时不量取仪器高，棱镜高。依然可以测出待测点的标高。测出的结果从理论上剖析比传统的三角标高检测精度更高，由于它降低了偏差来源。整个过程毋须用尺子量取仪器高，棱镜高，也就降低了这方面导致的偏差。同时须要强调的是，在实际检测中，棱镜高还可以依据实际情况改变，只要记录下相对于年率t减小或减少的数值，就可在检测的基础上估算出待测点的实际标高。 #

三角标高检测和水准标高检测各有益处，多有隐忧。具体采用哪一种标高检测方法，我们必须依照现场精度要求以及提升工作效率来控制。

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比如：因为地势起伏太大，非常是坝体顶管及路堤填土中，在同一个断面常常会出现四五十米的高差，采用水准仪检测标高时十分麻烦，但是效率低下，所以在实际检测过程中，普遍采用三角标高检测法进行标高控制，这些方式完全才能保证顶管标高精度。而且三角标高检测在引水准点是还是达不到四等水准检测的精度要求，还有就是在坝体交验及引桥标高控制时，三角标高检测方式的精度还是不够确切，所以在这种情况下还是必须采用水准仪进行标高检测。