一种跨河水准测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种跨河水准测量方法及系统，利用两岸的全站仪分别对架设在中间棱镜点的棱镜进行同岸观测和对向观测，将同一棱镜分别架设在两岸的临时水准点进行同岸观测，根据观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差，利用精密三角高程测量的方式实现了跨越江河或峡谷时的简便水准测量，并通过使用全站仪大大提高了测量精度。并通过使用全站仪大大提高了测量精度。并通过使用全站仪大大提高了测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种跨河水准测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及水准测量
，特别是涉及一种跨河水准测量方法及系统。

技术介绍

[0002]传统的几何水准测量在平坦地区仍是高程传递的主要方法，其具有测量精度高、操作简单、线路灵活等优点，但是由于受测量视线长度限制，当水准路线必须跨越江河或峡谷时，传统的几何水准测量方法将无法实现直接跨越测量。而传统的跨河水准测量方法，如光学测微法、倾斜螺旋法、经纬仪倾角法等测量视线短，因此在超过测量视线范围后无法准确测量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种跨河水准测量方法及系统，以在实现跨越江河或峡谷时长距离水准测量的同时提高测量精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种跨河水准测量方法，所述方法包括：
[0006]在河流的两岸分别布设临时水准点、设站点和中间棱镜点；所述临时水准点的高程由已知水准点通过几何水准测量的方法测得；
[0007]在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜；
[0008]利用两岸的全站仪分别对同岸架设在中间棱镜点的棱镜进行同岸观测，获得第一观测数据；所述第一观测数据包括平距和垂直角；
[0009]利用两岸的全站仪分别向对岸架设在中间棱镜点的棱镜进行对向观测，获得第二观测数据；
[0010]将其中一个河岸的棱镜架设在同岸的临时水准点，并利用同岸的全站仪对同岸架设在临时水准点的棱镜进行同岸观测，获得第三观测数据；
[0011]将架设在临时水准点的棱镜迁移至对岸的临时水准点，并利用对岸的全站仪对架设在临时水准点的棱镜进行同岸观测，获得第四观测数据；
[0012]根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差。
[0013]可选的，在河流的两岸分别布设的设站点和中间棱镜点按照大地四边形布设，设站点与中间棱镜点的距离为5～10米；
[0014]在河流的两岸分别布设的临时水准点、设站点和中间棱镜点均具有十字丝的测量标志，标志顶部经过磨圆处理，具有唯一最高点。
[0015]可选的，所述在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜，之前还包括：
[0016]根据误差传播定律，利用公式
计算对向观测高差中误差；其中，m
h
为对向观测高差中误差，α为垂直角，m
D
为测距中误差，ρ为常数，m
v
为棱镜高中误差，D为测量两点之间的距离，m
k
为大气折光中误差，m
a
为测角中误差；
[0017]根据对向观测高差中误差和两岸临时水准点的距离，通过查找垂直角测回数与高差中误差的关系表，确定全站仪观测的测回数。
[0018]可选的，所述在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜，之后还包括：
[0019]通过各自河岸的温度气压计测量各自河岸的气象参数，并将气象参数输入各自河岸的全站仪；所述气象参数包括温度、气压和湿度；
[0020]静置全站仪，直至全站仪的温度与各自河岸的温度一致。
[0021]可选的，所述根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差，具体包括：
[0022]根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，利用公式获得本次观测的两岸临时水准点的高差；
[0023]其中，为本次观测的两岸临时水准点的高差，h2‑7为第一种连接线路时两岸临时水准点的高差，h7‑2为第二种连接线路时两岸临时水准点的高差，h2‑3为后视设站点和后视临时水准点的高差，h3‑4为后视设站点和后视中间棱镜点的高差，h4‑6为后视中间棱镜点和前视设站点的高差，h6‑7为前视设站点和前视临时水准点的高差，h7‑6为前视临时水准点和前视设站点的高差，h6‑5为前视设站点和前视中间棱镜点的高差，h5‑3为前视中间棱镜点和后视设站点的高差，h3‑2为后视设站点和后视临时水准点的高差；编号i的取值为2、3、4、6、7、6、5、3，对应的编号j的取值依次为3、4、6、7、6、5、3、2；h
i
‑
j
为i和j的高差，D
i
、D
j
分别为i和j的平距，α
i
、α
j
分别为i和j的垂直角，R为地球平均曲率半径，K
i
、K
j
分别为i和j处的大气折光系数，v
i
、v
j
分别为i和j处的棱镜高；后视设站点、后视临时水准点和后视中间棱镜点为同一河岸布设的点位，前视设站点、前视临时水准点和前视中间棱镜点为对岸布设的点位。
[0024]可选的，所述根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差，之后还包括：
[0025]将两岸的全站仪、棱镜互换，返回步骤“在在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜”，获得下次观测的两岸临时水准点的高差；
[0026]将本次观测的两岸临时水准点的高差和下次观测的两岸临时水准点的高差的平均值确定为两岸临时水准点的最终高差。
[0027]一种跨河水准测量系统，所述系统包括：
[0028]布设模块，用于在河流的两岸分别布设临时水准点、设站点和中间棱镜点；所述临时水准点的高程由已知水准点通过几何水准测量的方法测得；
[0029]仪器架设模块，用于在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜；
[0030]第一观测数据获得模块，用于利用两岸的全站仪分别对同岸架设在中间棱镜点的棱镜进行同岸观测，获得第一观测数据；所述第一观测数据包括平距和垂直角；
[0031]第二观测数据获得模块，用于利用两岸的全站仪分别向对岸架设在中间棱镜点的棱镜进行对向观测，获得第二观测数据；
[0032]第三观测数据获得模块，用于将其中一个河岸的棱镜架设在同岸的临时水准点，并利用同岸的全站仪对同岸架设在临时水准点的棱镜进行同岸观测，获得第三观测数据；
[0033]第四观测数据获得模块，用于将架设在临时水准点的棱镜迁移至对岸的临时水准点，并利用对岸的全站仪对架设在临时水准点的棱镜进行同岸观测，获得第四观测数据；
[0034]高差计算模块，用于根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差。
[0035]可选的，在河流的两岸分别布设的设站点和中间棱镜点按照大地四边形布设，设站点与中间棱镜点的距离为5～10米；
[0036]在河流的两岸分别布设的临时水准点、设站点和中间棱镜点均具有十字丝的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨河水准测量方法，其特征在于，所述方法包括：在河流的两岸分别布设临时水准点、设站点和中间棱镜点；所述临时水准点的高程由已知水准点通过几何水准测量的方法测得；在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜；利用两岸的全站仪分别对同岸架设在中间棱镜点的棱镜进行同岸观测，获得第一观测数据；所述第一观测数据包括平距和垂直角；利用两岸的全站仪分别向对岸架设在中间棱镜点的棱镜进行对向观测，获得第二观测数据；将其中一个河岸的棱镜架设在同岸的临时水准点，并利用同岸的全站仪对同岸架设在临时水准点的棱镜进行同岸观测，获得第三观测数据；将架设在临时水准点的棱镜迁移至对岸的临时水准点，并利用对岸的全站仪对架设在临时水准点的棱镜进行同岸观测，获得第四观测数据；根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差。2.根据权利要求1所述的跨河水准测量方法，其特征在于，在河流的两岸分别布设的设站点和中间棱镜点按照大地四边形布设，设站点与中间棱镜点的距离为5～10米；在河流的两岸分别布设的临时水准点、设站点和中间棱镜点均具有十字丝的测量标志，标志顶部经过磨圆处理，具有唯一最高点。3.根据权利要求1所述的跨河水准测量方法，其特征在于，所述在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜，之前还包括：根据误差传播定律，利用公式计算对向观测高差中误差；其中，m
h
为对向观测高差中误差，α为垂直角，m
D
为测距中误差，ρ为常数，m
v
为棱镜高中误差，D为测量两点之间的距离，m
k
为大气折光中误差，m
a
为测角中误差；根据对向观测高差中误差和两岸临时水准点的距离，通过查找垂直角测回数与高差中误差的关系表，确定全站仪观测的测回数。4.根据权利要求1所述的跨河水准测量方法，其特征在于，所述在两岸的设站点分别架设全站仪，并在两岸的中间棱镜点分别架设棱镜，之后还包括：通过各自河岸的温度气压计测量各自河岸的气象参数，并将气象参数输入各自河岸的全站仪；所述气象参数包括温度、气压和湿度；静置全站仪，直至全站仪的温度与各自河岸的温度一致。5.根据权利要求1所述的跨河水准测量方法，其特征在于，所述根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内业计算，获得本次观测的两岸临时水准点的高差，具体包括：根据第一观测数据、第二观测数据、第三观测数据和第四观测数据进行水准测量的内
业计算，利用公式获得本次观测的两岸临时水准点的高差；其中，为本次观测的两岸临时水准点的高差，h2‑7为第一种连接线路时两岸临时水准点的高差，h7‑2为第二种连接线路时两岸临时水准点的高差，h2‑3为后视设站点和后视临时水准点的高差，h3‑4为后视设站点和后视中间棱镜点的高差，h4‑6为后视中间棱镜点和前视设站点的高差，h6‑7为前视设站点和前视临时水准点的高差，h7‑6为前视临时水准点和前视设站点的高差，h6‑5为前视设站点和前视中间棱镜点的高差，h5‑3为前视中间棱镜点和后视设站点的高差，h3‑2为后视设站点和后视临时水准点的高差；编号i的取值为2、3、4、6、7、6、5、3，对应的编号j的取值依次为3、4、6、7、6、5、3、2；h
i
‑
j
为i和j的高差，D
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、D
j
分别为i和j的平距，α
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、α
j
分别为i和j的垂直角，R为地球平均曲率半径，K
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、K
j
分别为i和j处的大气折光系数，v
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、v
j
分别为i和j处的棱镜高；后视设站点、后视临时水准点和后视中间棱镜点为同一河岸布设的点位，前视设站点、前视临时水准点和前视中间棱镜点为对岸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，郝永攀，孙广，刘洪涛，商卫东，江春建，袁淑芳，国计鑫，盖忠奎，沈阳，李亚磊，周彦辉，谷建辉，杨璐，苗新涛，杜盼强，卢会龙，樊行鑫，杨峰峰，周立超，程涛，
申请(专利权)人：中冀建勘集团有限公司，
类型：发明
国别省市：