简谈测量机器人在跨河水准工程测量中应用

论文导读：
[摘要]长距离跨河测量是水准测量测难点。以徕卡TS30为例，介绍了使用测量机器人进行跨河水准测量策略，分析了采用同步对向观测进行测量时各项误差影响。实际案例表明，使用测量机器人可以明显提高跨河水准测量的精度。
[关键词]测量机器人 跨河水准 误差 三角高程测量
[中图分类号] U65

2.6+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-

1引言
目前跨河水准测量中通常采用光学测微法、倾斜螺旋法、 经纬仪倾角法、GPS水准测量法及测距三角高程法等。光学测微法和倾斜螺旋法观测每半测回需要调岸；经纬仪倾角法和常规测距三角高程法误差受人工影响大；GPS水准测量法前期准备工作复杂，相对其他几种策略精度较低。测量机器人的出现，提高了仪器测量精度，减小了人为影响，测距、测角同时完成，使得测距三角高程法在跨河水准测量中更为便捷。
2策略

2.1观测策略

（1）仪器及测点位置布置见图1，I1、I2及B1、B2分别为两岸安置仪器和棱镜的位置，I1B2、I2B1为跨河视线的长度，两者大致相等，I1B1、I2B2为两岸近棱镜的视线长度，一般应为10m左右，且大致相等。
（2）在I1、I2处安置TS30全站仪，B1、B2处安置棱镜，利用TS30自动照准功能，观测各自近处棱镜B1、B2的距离和竖直角，正倒镜4测回，距离每次2次读数，取8次读数的平均值作为一测回的结果，竖直角观测盘左、盘右各两次照准读数为一测回，观测4个测回。
（3）利用TS30自动照准功能，观测各自对岸处棱镜B2、B1的距离和竖直角，正倒镜4测回，距离每次2次读数，取8次读数的平均值作为一测回的结果，竖直角观测盘左、盘右各两次照准读数为一测回，观测4个测回，第一组观测结束。
（4）转变仪器高度，重复（2）、（3）两步，双测回观测测回数满足国家二等跨河水准测量的要求。

2.2测距三角高程计算策略

由I2点安置仪器，照准B1点觇标测得垂直角为α，平距为D， 为仪器高， ν为觇标高，[（1-k）/2R]D2为地球曲率和大气折光的综合影响值。 B1点单向观测高程为：
同理B2点高程为：
单向观测的高差计算为式（2）-式（1）。
可见，测距三角高程法跨河水准测量中，测量误差来源于测距误差、测角误差、大气折光误差、仪器高量取误差、棱镜高量取误差，另外，还要受仪器自身误差、空气密度不均匀造成的折射、人为照准误差等的影响。
3实例分析
采用上述策略，使用TS30进行跨河水准测量，分3个时段，每个时段观测4测回，共观测12组数据，其中北岸组近棱镜视距DB1=10.01767m，远棱镜视距DB2=284.55769m，南岸组近棱镜视距D′B2 =10.02850m，远棱镜视距D′B1=284.55680m，由于D′2B2-D′2B1-（D′B1-D′B2）远小于R，同时k≈k′，可以不考虑大气折光影响，具体数据精度统计表见表

1、2、3。

根据《国家

一、二等水准测量规范》，测距三角高程法跨河水准双测回的互差限差为：

dH限=4M△（NS）1/2 （3）
二等水准测量每千米偶然中误差带入式3，可得 dH为4.26mm，实际观测值为-0.57～

1.13mm，满足规范要求。

4结论
（1）根据误差影响分析，可以通过增加双测回观测数减小测角中误差以提高观测精度，同时测回数应满足《国家

一、二等水准测量规范》中对相应等级的要求。

（2）同步对向观测是为了消除地球曲率影响及削弱大气折光误差影响，其观测前提是两岸近视点及远视点视距大致相等，观测时两岸同步，并避开大气折光系数变化较快时段。
（3）在满足条件的情况下，使用测量机器人采用同步对向观测的策略做跨河水准测量，跨河视线不超过2km时能满足国家二等水准要求，且测量策略简便快捷，数据处理方便，在实际应用中具有较大的优势。 全文地址：www.7ctime.com/jxkxygclw/lw26942.html上一论文：谈建筑工程土建施工中桩基础施工要点