[发明专利]单向精密测距三角高程测量方法

说明书

技术领域

本发明属于测距三角高程测量技术领域，具体涉及一种单向精密测距三角高程测量方法。

背景技术

虽然目前GNSS技术的持续发展为空间数据的获取提供了极大便利，在一些特定条件下，其平面相对定位精度甚至达到了亚毫米，但由于受大地高向正常高转换过程中高程异常获取精度及其自身测量精度等因素的影响，限制了其在更高精度高程测量领域的推广，因此高程仍然大量采用传统的测量手段，目前较高精度高程测量主要有两种方式，一种是水准测量，另外一种是精密测距三角高程，其中水准测量精度最高，在一些高精度高程测量方面几乎无可替代，所以，目前一、二等高程获取主要依靠精密水准测量实现，但在一些地区，比如高山峡谷地区，几何水准测量高程传递是非常困难的，部分地区甚至是不可能的，但采用测距三角高程测量就比较容易实现，三角高程具有测定高差速度快,测量简单,不受地形条件限制等优点,特别是在高差较大的地区优势更加明显，特别是近年来，测量设备测角、测距精度不断提高，计算方法也不断得到完善，使得测距三角高程测量精度有了显著提高，目前采用测距三角高程测量方法获取三等、四等高程应用已经成熟，国内、外一些学者也开展过采用测距精密三角高程代替二等甚至一等水准的研究乃至生产，如辽宁工程大学的沈忱、中国地质大学的韩昀、天津水电院的周水渠等人均进行了相关研究及实践，对于进一步发挥三角高程的优势，持续挖掘高效的三角高程测量技术及测量数据处理方法，具有重要的研究和应用价值。

但三角高程也有其自身的缺陷,其影响因素主要有两个方面，一方面受到垂直角测量精度的限制，另一方面主要受到大气折射及垂线偏差因素的影响。垂直角测量 和大气垂直折光差是精密测距三角高程的主要误差源(应用中，测距边长一般较短，故垂线偏差影响未予单独考虑)，随着观测仪器精度的不断提升，特别是具有自动目标识别、自动照准、自动测角与测距测量机器人的不断发展，垂直角观测精度已经大幅度提升，为此，大气折射的影响成为三角高程测量重要的误差源，为了削弱折光对三角高程测量精度的影响，一般采用对向观测的手段对折光影响进行削弱，如果地形对称，同时段观测，确保测量的环境条件较接近，这种削弱效果是比较理想的，但如果地形条件不对称，或者不能在同一个时间段进行往、返观测，则在往、返测的过程中环境发生了较大变化，则难以较好抵消大气折光对三角高程的影响，部分条件下甚至会加大误差。三角高程折光关系见附图1。图中展示为自A点向B点观测示意图，i为仪器高，s为目标高，a为垂直角，平距为D，高差值为h_AB。由于垂直大气折光的影响，视线发生向地面或者反方向的折射，视线不是直线而是弧线。图中虚线即为受到大气折光影响的视线方向。

因此，如果项目不具备对向观测条件，特别对于一些人员不便到达及不宜暴露或不宜频繁暴露的项目，如高危滑坡体监测项目，就限制了水准及对向测距三角高程测量的应用。当采用单向测距三角高程测量时，由于受到大气折射等因素的影响，单向测距三角高程精度难以保证。

发明内容

本发明是提供一种单向精密测距三角高程测量方法，目的是克服背景技术中所述单向测距三角高程测量现有技术所存在的不足。主要解决测距三角高程测量中大气垂直折光系数(隐含垂线偏差等要素)的确定，以及三角高程网平差中的确权问题。

本发明的技术方案是：单向精密测距三角高程测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：布设基准点及待测点

本步骤包括如下具体步骤：

1).首先根据工程需求布设待测点，即布设观测目标点；在待测点确定的基础上开展基准点的布设，包括用于对待测点直接观测的基准点的布设以及用于测定实时大气垂直折光系数的基准方向点的布设；

2).确保基准点在基准点的一个复测周期内不发生显著变形，这里采用t检验法对各基准点进行位移显著性检验以确定是否发生显著变形；

3).所布设的基准方向，应与待测方向视线所穿越的地形结构及朝向情况接近，确保两者近地气层结构相似，其中基准方向指由基准点至基准方向点所确定的方向，待测方向指由基准点至待测点所确定的方向；

4).如果滑坡体周边没有满足步骤2)和步骤3)要求的基准点，则在异地独立建造辅助基准点与基准方向，要求异地所建的辅助基准点与基准方向应与基准点至待测点方向视线所穿越的地形结构及朝向一致，确保两地地形及朝向一致，光照条件一致；

步骤2：获取基准点及待测点高程