条件平差方法在跨河水准中的应用

2015-04-02刘春庆戴潇蕾

科技创新与应用 2015年10期

关键词：精度

刘春庆戴潇蕾

摘要：在水利水电工程中，高程控制网不可避免涉及到跨河水准，准确的测量方法及平差处理方法可以有效的减小跨河水准过程中，大气折光差对于测值的影响；文章结合实际跨河水准测量中选择的测量方法及平差处理方法进行讨论，得到一些结论，对跨河水准测量具有一定的参考意义。

关键词：跨河水准；条件平差；精度

1 概述

《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006）规定：当一、二等水准路线跨越江河、峡谷、湖泊、洼地等障碍物的视线长度在l00m以内时，可用一般观测方法进行施测，但在测站上应变换一次仪器高度，观测两次的高差之差应不超过1.5mm，取用两次观测的中数。若视线长度超过100m时，则应根据视线长度和仪器设备等情况，选用特殊的方法进行观测。

某一等水准网跨河段长度约为530米为保证该工程顺利实施，选用合适的跨河水准测量方法是的关键工作之一，本工程实例，采用了三角高程测量方法，精度要求达到国家一等水准准测量精度，仪器采用徕卡TS30（测角精度0.5"，测距精度0.6mm+1ppm）。

2 观测网形及场地选择

2.1 观测网形布设

为提高跨河水准精度，减小气温、气压、大气折光的影响，测点C1、C2、D1、D2近似在同一水平面上，且保证四个测点成一近似矩形。跨河水准示意图如图1。

图1 跨河水准网示意图

图1中C1、C2是右岸两点，D1、D2是左岸两点， C1C2边约为9米，C1 D1约为530米。所以可以认为C1 D1、C1 D2、C2 D1、C2 D2之间的高差观测值的权相等。

2.2 布设场地遵循原则

2.2.1 观测墩建在测线处于河段较狭窄处，保证其同意水平面上。跨河视线不得通过草丛，干丘、沙滩的上方，且保证避免正对日照方向。

2.2.2 大气两岸仪器视线距水面的高度应接近相等，本次复测跨河段的长度约为530m，视线高度不低于4■m=2.9m（s为跨河视线长度公里数。水位受潮汐影响时，应按最高潮水位计算）。

2.2.3 两岸由仪器至水边的一段河岸，其距离应近于相等，其地貌、土质、植被等也应相似，仪器位置应选在开阔、通风之处，不得靠近墙壁及土、石、砖堆等。

3 施测方法

在D1架TS30，分别照准C1、C2、D2，得到一测回观测高差：（S为斜距，δ为竖角），两点之间的高差为S×sin？啄+i-l（i为仪器高，l为目标高），C1点的高程为Hc1=HD1+S×sin？啄+i-l，C2、D2的高程同理可得。利用以上三点的高程求C1 D2、C2 D2之间的高差。HD1，i均一样，相互抵消，若目标高相等则高差等于S×sin？啄的差值。为了使目标高也相互抵消，可以先全部采用使用同一型号的棱镜及觇标，这样目标高可看成一致，但世上没有完全相同的两个物体，为消除不同的目标高对观测高差的影响，把棱镜及觇标分成A、B两组，A组总与仪器在一起，B组总是在仪器的对岸，这样往返测求平均高差则影响抵消。

能否满足水准精度要求关键在于S×sin？啄的精度，下面就此作如下分析：

设F=S×sin？啄，则

此次用的TS30的标称精度：测距1+1ppm，测角0.5″，由于δ较小（预先用全站仪选择的四点高程大致相等），sin5度≈0.087，所以前面一项可不考虑，后面一项中

，为减小m？啄的大小，我们观测了12测回，保证了测角中误差小于0.5″，这样函数的误差就小于1.28mm，而一等水准要求为1.8■=1.31mm ，从理论上说，此方法是可行的。

具体施测步骤：

（1）D1点架设仪器，测得C1、C2、D2高差，此时，如果两两做差，可以得到hc2c1，hd2c1，hd2c2，此时得到高差已经不存在仪器高量取所来的误差。

（2）同理可以在D2站获得hc2c1，hd1c1，hd1c2。

（3）在C1、C2站获得的高差之差作为返测数据。

（4）hc1c2与hd1d2在组成条件平差方程时，取值为用数字水准仪测得高差，在平差过程中，认为是已知值且不存在误差。

4 数据处理

观测数据的平差方法采用条件平差法，在平差过程中运用矢量加减的方法，消除仪器高影响，h5和h6使用DNA03且距离较近，在平差过程中，认为平差中认为为已知值。

表1 跨河水准高差观测成果