[发明专利]一种远距离三角高程跨河水准测量方法

权利要求书

1.一种远距离三角高程跨河水准测量方法，其特征是采用两台全站仪和四个三角对中杆棱镜，其中，四个三角对中杆棱镜高度设置相等，安置在河流两岸，形成一个四边形，两台全站仪分别安置在河流两岸，位于两侧三角对中杆棱镜中点，全站仪分别测量一侧同岸以及对岸的三角对中杆棱镜的竖直角度和距离，然后测量另一侧同岸以及对岸的三角对中杆棱镜的竖直角度和距离，最后根据所测数据，计算高差；其测量方法包括以下步骤：

(1)仪器校准；

(2)四边形选取；

(3)架设仪器，测量棱镜相关数据；

(4)高差计算；

所述步骤(3)架设仪器，测量棱镜相关数据，包括以下步骤：

1)将两台全站仪分别架设在A标尺B标尺、C标尺D标尺中点上，棱镜摆放在测点标尺上，分别观测本岸近标尺A标尺、C标尺，再分别观测对岸远标尺C标尺、A标尺，自动记录竖直角度和距离；

2)全站仪分别观测本岸近标尺B标尺、D标尺，再分别观测对岸远标尺D标尺、B标尺，自动记录竖直角度和距离，两台全站仪的测回数和观测组数完全相同，完成一个双向观测单测回数；

3)将两岸全站仪和棱镜对调，按步骤1)、2)观测另一个单测回数，这样两个单测回组成一个双向观测双测回；

所述步骤(4)高差计算方法为：

已知点A的高程为H_a，B为待定点，待求高程为H_b，S₀、S₁、S₂、S₃分别为四边形的短边和对角线长度，则A、B两点高差公式为：

同理，A、D两点高差公式为：

将两式相减，由一台仪器测得跨河点B、D间的高差为：

由此推算，由另一台仪器测得跨河点D、B间的高差为：

由于S₀、S₁、S₂、S₃分别为四边形的短边和对角线长度，将(3)、(4)两式相减，即可得跨河点B、D间的高差为：

H_bd＝(S₁*tgα₁+S₂*tgα₂-S₀*tgα₀-S₃*tgα₃)/2 式(5)；

上述公式中：i为仪器高度，即EF长度；R为参考椭球半径；α为竖直角；S₀为水平距离PC，与椭球半径垂直；EC为地球曲率差值，其值为M为实际视线的切线与椭球半径的延长线交点；N为受到大气折光后实际视线与棱镜的交点；MN为大气折光差，其值为NB为棱镜高度ν。

2.根据权利要求1所述的一种远距离三角高程跨河水准测量方法，其特征是所述步骤(1)仪器校准：观测前，校正两台全站仪的补偿器、水平轴倾斜误差、竖轴倾斜误差和自动照准误差，精确测定两棱镜的高度差，调整高度差小于0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种远距离三角高程跨河水准测量方法，其特征是所述步骤(2)四边形选取：在河边稳固位置埋设四个固定桩作为标尺，分别为A标尺、B标尺、C标尺、D标尺，A标尺、B标尺、C标尺、D标尺形成一个四边形，四边形短边相等，桩位高出水面5米以上。

4.根据权利要求1所述的一种远距离三角高程跨河水准测量方法，其特征是所述步骤(3)架设仪器，测量棱镜相关数据中，在A标尺、B标尺、C标尺、D标尺所形成四边形距离200～500m处，埋设四个固定桩作为标尺，分别为E标尺、F标尺、G标尺、H标尺，所述E标尺、F标尺、G标尺、H标尺形成一个四边形，四边形短边相等，桩位高出水面5米以上；重复步骤1)、2)、3)相关步骤，测量E标尺、F标尺、G标尺、H标尺所形成四边形的相关数据，确保测量精度。

5.根据权利要求1所述的一种远距离三角高程跨河水准测量方法，其特征是所述步骤(4)高差计算：DQ6、DQ9为岸上陆地水准点，用水准仪将DQ6与点A、B，DQ9与点C、D进行联测，形成过河水准闭合环，计算四边形高差闭合差，进行高差计算。