強(qiáng)軍

摘要：精密三角高程測量方法具有靈活性高、觀測簡單以及受地形因素影響較小的特點(diǎn), 是高程測量中比較常用的一種測量方法。隨著測繪領(lǐng)域中各種測量儀器精度的不斷提高,使得精密三角高程測量方法的應(yīng)用更加廣泛，其中應(yīng)用最多的就是高速鐵路技術(shù)的控制測量。

相比傳統(tǒng)的常規(guī)高程測量方法，精密三角高程測量方法在高速鐵路高程測量中能有效克服常規(guī)高程測量方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、視線短以及效率低的缺點(diǎn)，可以有效提高高速鐵路高程測量的精度和效率。本文從精密三角高程測量的原理談起，然后詳細(xì)剖析了精密三角高程測量方法應(yīng)用于高速鐵路技術(shù)控制測量中的測量精度的影響因素，最后筆者進(jìn)一步提出了精密三角高程測量方法在高速鐵路高程測量應(yīng)用中具體的作業(yè)實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：精密三角高程測量高程測量高速鐵路研究

一、精密三角高程測量方法的原理

精密三角高程測量是一種用來精確確定兩點(diǎn)間高差的簡便測量方法，這種測量方法具有傳遞高程迅速的特點(diǎn)，而且測量不容易受地理?xiàng)l件的限制。為了更好的使讀者能對精密三角高程測量方法的原理有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，筆者首先對常規(guī)三角高程測量方法的原理及其缺陷作大致的介紹和說明，在此基礎(chǔ)上，來對精密三角高程測量方法的原理作詳細(xì)的說明。

（一）常規(guī)三角高程測量方法的原理。常規(guī)三角高程測量方法的基本原理就是根據(jù)測站點(diǎn)和向照準(zhǔn)點(diǎn)之間觀測的垂直角以及二者之間的水平距離，借助經(jīng)緯儀和全站儀等測量儀器來計(jì)算測站點(diǎn)和照準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差值。常規(guī)三角高程測量方法的公式如下： A、B兩點(diǎn)的高差為HAB=HA-HB=DAB*tagaAB+IA-JB+FAB。其中：①HA和HB分別為A、B 兩點(diǎn)的高程；②DAB為A、B 兩點(diǎn)間的水平距離；③aAB為A 點(diǎn)觀測B點(diǎn)時(shí)的垂直角；④IA為儀器高；⑤JB為目標(biāo)高，即棱鏡高；⑥FAB為地球曲率和大氣折光的綜合影響因子。

（二）常規(guī)三角高程測量方法的缺陷。1、三腳架上量取儀器高IA和目標(biāo)高JB時(shí)往往存在較大的測量誤差，這就致使常規(guī)三角高程測量方法在工程測量和等級水準(zhǔn)測量中不能得到廣泛的應(yīng)用。2、在一定的角度范圍內(nèi)，角度值的變化對A、B兩點(diǎn)的高差HAB的值的影響較大。3、在一定的角度范圍內(nèi)，測距邊長的變化對A、B兩點(diǎn)的高差HAB的值的影響較明顯。4、在常規(guī)三角高程測量中，豎直角不宜選用較大的數(shù)據(jù)值。

（三）精密三角高程測量方法的原理。精密三角高程測量方法通過對常規(guī)三角高程測量方法作相應(yīng)的改進(jìn)，可以使儀器高IA和目標(biāo)高JB的誤差相互抵消，從而有效提高三角高程測量的精度。 其中精密三角高程測量方法的原理如下。

精密三角高程測量方法通過在A、B兩點(diǎn)之間設(shè)立中間點(diǎn)T來測定A、B 兩點(diǎn)之間的高差， 具體情況如圖所示。

精密三角高程測量方法的原理圖

從T點(diǎn)觀測A點(diǎn)可得到兩點(diǎn)之間的高差為hAT，其中hAT=DAT*tgaAT+iT-jA+fAT

從T點(diǎn)觀測B點(diǎn)可得到兩點(diǎn)之間的高差為hBT，其中hBT=DBT*tgaBT+iB-jB+fBT

有hAT和hBT可以得到A點(diǎn)和B點(diǎn)兩點(diǎn)之間的高差hAB，其中hAB=DBT*tgaBT-DAT*tgaAT-(jB -jA)-(fBT-fAT)

這樣一來就可以使儀器高IA和目標(biāo)高JB的誤差相互抵消，來有效提高三角高程測量的精度。

二、精密三角高程測量方法應(yīng)用于高速鐵路技術(shù)控制測量中的測量精度的影響因素分析

在使用精密三角高程測量方法進(jìn)行高速鐵路技術(shù)控制測量時(shí)，影響其測量精度的因素是多方面的，其中主要包括量高誤差、天頂距觀測的精度、大氣垂直折射的影響以及測量儀器自身的精度等其他因素。在高速鐵路技術(shù)控制測量時(shí)，如果不能有效控制這些影響因素的話，將會(huì)導(dǎo)致最終的測量精度將無法滿足高速鐵路技術(shù)中高程測量的精度要求。以下就分別對其中主要的影響因素作詳細(xì)的分析和說明。

（一）量高誤差。量高誤差主要是由測量儀器高度以及覘標(biāo)高度所引起的誤差，然而由于當(dāng)前大多數(shù)測距儀和覘標(biāo)都配備有精細(xì)到毫米的量測工具，可有效控制測量誤差，可以說量高誤差對精密三高程測量的精度影響比較小。

（二）天頂距觀測的精度。天頂距觀測的精度是影響精密三角高程測量精度的一個(gè)重要因素。其中天頂距觀測的精度主要受儀器測量精度、照準(zhǔn)測量精度以及讀數(shù)誤差的影響。其中照準(zhǔn)測量精度的影響是主要的。由于照準(zhǔn)測量精度受測量時(shí)間和測量時(shí)間間隔的制約，因此在高速鐵路高程測量中要想提高天頂距觀測精度的話，就要選擇好合適的測量時(shí)間，同時(shí)還應(yīng)把測量間隔時(shí)間控制在一個(gè)小時(shí)內(nèi)。

（三）大氣垂直折射的影響。大氣垂直折射的影響是對精密三角高程測量精度的影響最大的因素。其中大氣折射對精密三角高程精度的影響主要體現(xiàn)在大氣垂直折射角在觀測天頂距時(shí)對垂直角以及天頂距觀測值的影響。有效控制大氣垂直折射的影響是精密三角高程測量方法應(yīng)用于高速鐵路技術(shù)控制測量中要特別注意的一項(xiàng)問題。

三、精密三角高程測量方法在高速鐵路高程測量應(yīng)用中具體的作業(yè)實(shí)施方案研究

（一）測量儀器的改裝?？紤]到高速鐵路高程測量的高精度需求，要求測量儀器應(yīng)具有目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別功能，而且還要滿足標(biāo)稱精度不低于0.5mm以及反射棱鏡的測量誤差不大于0.1mm的要求。

（二）數(shù)據(jù)的測量。在高速鐵路高程測量的過程中要在測段水準(zhǔn)點(diǎn)20米以內(nèi)的范圍區(qū)域內(nèi)架設(shè)全站儀，并在水準(zhǔn)點(diǎn)上架設(shè)棱鏡桿來進(jìn)行距離和高度角的測量。為了有效提高測量的精度，要求測量時(shí)各站要在測量前測定一下溫度和氣壓，有效降低大氣垂直折射對測量精度的影響。

（三）測量中的主要技術(shù)指標(biāo)要求。在高速鐵路高程測量的過程中，主要的技術(shù)指標(biāo)要求如下表所示。

其中S在支線往返測測量中為測段的平均長度；在雙棱鏡對向測量中為兩臺(tái)全站儀之間的平均距離。

（四）精密三角高程測量方法在高速鐵路高程測量應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。第一、測量時(shí)間的選擇在很大程度上決定高程測量的精度。由于日出和日落時(shí)分的大氣垂直折光的系數(shù)不穩(wěn)定，不宜進(jìn)行測量。第二、自動(dòng)照準(zhǔn)測量時(shí)要保證視場內(nèi)不能有任何障礙物，視線必須清晰。第三、對向測量時(shí)，如有一站測量時(shí)間相對較長的話，應(yīng)重新測量。第四、數(shù)據(jù)測量過程中要選擇好觀測位置，而且要確保測段落在起、末水準(zhǔn)點(diǎn)上。

結(jié)論：精密三角高程測量方法在高速鐵路高程測量中的應(yīng)用，可以有效提高高速鐵路高程測量的精度，然而受限于各種因素，在實(shí)施精密三角高程測量的過程中，不能有效控制那些影響因素的話，就很難滿足高速鐵路高程測量的精度要求，這勢必會(huì)影響高速鐵路以后的安全運(yùn)營。因此，在測量過程中一定要確保高速鐵路高程測量各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的落實(shí)，這是精密三角高程測量應(yīng)用于高速鐵路的最終目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]王力.精密三角高程測量的精度分析[J].大壩與安全,2009(7).

[2]黎正忠.精密三角高程測量的演示[J].東北財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008(5).