红外测距仪代替三、四等水准误差分析

　　近几年来,由于红外测距仪的广泛应用,就如何代替等级水准测量,越来越受到广大测绘工作者的关注。我队测绘工作者自80年代中叶开始这项研究工作以来,通过在陇川地区、柴石滩水库、昭通高桥电站等不同地区,不同条件的反复试验,对所有高程数据的各种分析,精度评定结果,认为是可行的。并制定出了相应的操作规程。本人就近几年试验的结果、红外仪代替三、四等水准高差公式主要误差来源,提出来与大家探讨。

　　1　三角高程测量及其公式

　　尽管由于红外测距仪的广泛应用,从而取代了传统的三角间接高程传递测量方法。

　　从左图可得A点到B点的斜距高差公式:

　　通过上述公式可得知,高差公式是由两部分组成。

　　(1)假设地球表面为平面,观测视线为一直线,根据垂直三角形的原理而推导出来的,顾及了仪器高和觇标高。

　　(2)事实上,地球表面近似于球面,观测视线也因大气垂直折光的影响而形成一条曲线,因此,后部分为地球曲率差和大气垂直折光差(统称两差改正)。

　　2　两差改正误差分析

　　光电测距三角高程测量是利用电磁波在大气中的传播完成的,其成果质量必然受到大气折射的影响。以往,我们在进行三角高程测量时,大都是求出该地区的平均值k来进行折光差的改正,而由于K值的不确定性使三角高程测量精度的提高受到了限制。那么,是否可采用什么方法消除折光影响呢?根据我们试验的结果,解决这一问题并不难,只要我们在A点观测B点天顶距的同时,也在B点对A点进行天顶距的观测,这时的折光影响相对相同,则K值相同,折光差一致,

　　同步往、返观测可以基本消除折光对高差的影响,这样就大大地提高了三角高程测量的精度。

　　从图1可知,当仪器设在A点时,测得A、B两点间的高差hAB为:

　　而当仪器设在B点时,测得B、A两点间的高差hBA为:

　　将①式和②式取中数得:

　　由于目前所采用的红外测距仪标精度较高,根据我们在几个地区进行试验,数据统计:边长一般都在1公里左右,而且往、返边长改平后,互差都小于因此,两差互减后对高差的影响仅为10^-5,再取中数则影响更是忽略不计。

　　于是③h=1/2{ (SABsinαA+iA-iB-(SBAsinαB+1B-1A)}④当然两差的影响是与边长平方成正比增加。为此,当边长较长时,应考虑两差改正。

　　值得广大测绘工作者注意的是,由于莱卡公司近几年生产的DI距测仪和TC全站仪,在仪器内部固化了许多测量程序供你使用,它们所采用的地球曲率半径R=6378和折光系数中K=0.13,与我国普遍采用的地球曲率半径R=6371和折光系数K的实际值是不同的,当进行等级网观测边长、天顶距求高差时,最好不要从仪器中直接提取高差的数据。只能测出斜距后,再在计算机上进行改化。或者求出测区K值,再进行改化。