CN104316031A - 线微动等效精密高程观测法 - Google Patents
线微动等效精密高程观测法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104316031A CN104316031A CN201410675101.9A CN201410675101A CN104316031A CN 104316031 A CN104316031 A CN 104316031A CN 201410675101 A CN201410675101 A CN 201410675101A CN 104316031 A CN104316031 A CN 104316031A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elevation
- base station
- gps base
- station antenna
- levelling staff
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种线微动等效精密高程观测法;根据高精度全站仪直接测量连续运行参考站观测墩底部高程,加上连续运行参考站观测墩的固定高差与连续运行参考站观测墩顶部到GPS基准站天线相位中心的固定高差之和,再误差修正,即可得到达到二等水准的连续运行参考站观测墩之上的GPS基准站天线相位中心的精密高程。主要用途及优点:当利用高精度全站仪在水平方向微动2度内,垂直角在±10度内时,连续运行参考站观测墩底部高程等效为与在同一水平线上水准标尺读数刻划位置高程,一方面操作简便、工作量小、效率高;另一方面解决连续运行参考站之上的GPS基准站天线相位中心的二等水准联测问题,达到二等水准精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密高程观测方法,具体涉及一种线微动等效精密高程观测法。
背景技术
目前,为了建立似大地水准面精化模型,须将正常高精确联测到GPS接收机天线的相位中心,而连续运行参考站多布设在气象观测站的楼顶,一方面从已知水准点接测二等水准到楼顶,高差大,若采用常规的几何水准方法,工作量大,效率低;另一方面连续运行参考站观测墩高2~3m,GPS观测天线通过连接杆安装在墩顶,将二等水准从连续运行参考站观测墩底部联测到GPS观测天线底部是否满足测量精度也不确定。
全站仪,即全站型电子速测仪(Electronic Total Station)。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距、高差)、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等测量功能于一体的测绘仪器***,用途广泛,几乎可以用在所有的测量领域。全站仪根据测角精度可分为0.5″,1″,2″,3″,5″,10″等几个等级。
发明内容
本发明针对背景技术中存在的不足,要解决的技术问题是:提供一种用于解决连续运行参考站之上的GPS基准站天线相位中心的二等水准联测问题的线微动等效精密高程观测法。
本发明为解决上述技术问题,采用的技术方案为:一种线微动等效精密高程观测法,包括高精度全站仪、水准标尺、GPS基准站天线和连续运行参考站观测墩,GPS基准站天线底部位于连续运行参考站观测墩顶部,其特征在于:包括如下步骤,
(1)采用高精度全站仪在水平方向微动2度内、且垂直角在±10度内,在水准标尺上选取一临时点,并将水准标尺的临时点读数刻划位置的高程与连续运行参考站观测墩底部的高程处在同一水平线上;
(2)通过高精度全站仪分别测量出,高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离、高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离;
(3)按照下列公式直接计算出GPS基准站天线相位中心高程,
H基准点=HA+hc+δ改+Δh, δ改=(d1-d2)×tanβ+f×hc+ε,
其中:H基准点为GPS基准站天线相位中心的高程,HA为连续运行参考站观测墩底部的高程,hc为水准标尺与GPS基准站天线底部中心同一水平面位置的读数均值,Δh为连续运行参考站观测墩顶部至GPS基准站天线相位中心的固定高差,δ改为高差修正值,d1为高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离,d2为高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离,β为垂直角的角度,f为水准标尺每米真长改正系数,ε为水准标尺零点差;
(4)按照下列公式计算出GPS基准站天线相位中心高程的高程精度,该精度满足二等水准精度要求,
其中:mΔH为GPS基准站天线相位中心高程的高程精度,f为水准标尺每米真长改正系数,mc为水准标尺读数均值误差,β为垂直角的角度,md为全站仪测距误差,d1为高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离,d2为高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离,mβ为全站仪测角误差,常数ρ为206265。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:当利用高精度全站仪在水平方向微动2度内,垂直角在±10度内时,连续运行参考站观测墩底部高程等效为与在同一水平线上水准标尺读数刻划位置高程,一方面操作简便、工作量小、效率高;另一方面解决连续运行参考站之上的GPS基准站天线相位中心的二等水准联测问题,达到二等水准精度。
附图说明
图1是线微动等效精密高程观测法测量连续运行参考站GPS天线相位中心高程观测示意图;
图2是线微动等效精密高程观测法测量连续运行参考站GPS天线相位中心高程观测平面示意图。
其中:A、水准标尺的临时点;b、GPS基准站天线底部中心;c、与GPS基准站天线底部中心位于同一水平面的水准标尺读数刻划位置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于具体实施例。
见图1至图2所示,一种线微动等效精密高程观测法,包括高精度全站仪、水准标尺、GPS基准站天线和连续运行参考站观测墩,GPS基准站天线底部位于连续运行参考站观测墩顶部,包括如下步骤,
(1)采用高精度全站仪在水平方向微动2度内、且垂直角在±10度内,在水准标尺上选取一临时点,并将水准标尺的临时点读数刻划位置的高程与连续运行参考站观测墩底部的高程处在同一水平线上;
(2)通过高精度全站仪分别测量出,高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离、高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离;
(3)按照下列公式直接计算出GPS基准站天线相位中心高程,
H基准点=HA+hc+δ改+Δh, δ改=(d1-d2)×tanβ+f×hc+ε,
其中:H基准点为GPS基准站天线相位中心的高程,HA为连续运行参考站观测墩底部的高程,hc为水准标尺与GPS基准站天线底部中心同一水平面位置的读数均值,Δh为连续运行参考站观测墩顶部至GPS基准站天线相位中心的固定高差,δ改为高差修正值,d1为高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离,d2为高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离,β为垂直角的角度,f为水准标尺每米真长改正系数,ε为水准标尺零点差;
(4)按照下列公式计算出GPS基准站天线相位中心高程的高程精度,该精度满足二等水准精度要求,
其中:mΔH为GPS基准站天线相位中心高程的高程精度,mc为水准标尺读数均值误差,md为全站仪测距误差,mβ为全站仪测角误差,常数ρ为206265。
该方法的核心思路是利用高精度全站仪在水平方向微动2度内,垂直角不大于10度的情况下,连续运行参考站观测墩底部高程可等效为,与在同一水平线上等距离(作业中两个距离实际有一定误差)的水准标尺读数刻划位置高程,即是在水准标尺选择一个临时点A,使临时点A的高程与连续运行参考站观测墩底部高程相同,从而解决连续运行参考站之上的GPS基准站天线相位中心的二等水准联测问题。GPS基准站天线底部与连续运行参考站观测墩顶部在同一水平面,在此同一水平面上对应的水准标尺读数刻划位置为c,GPS基准站天线底部中心为b。其精度与垂直方向角度大小、全站仪测距精度、水准标尺读数精度相关,垂直角β在±10度内时,达到二等水准精度要求,其精度mΔH就是GPS基准站天线相位中心高程测量中误差。
作业过程中,测站(高精度全站仪)至连续运行参考站之上的GPS基准站天线底部中心与水准标尺的距离尽量相等,较差控制在0.5m内,且垂直角不大于10度,可忽略垂直角测量误差影响。
采用本发明的方案后,技术人员可根据高精度全站仪直接测量连续运行参考站观测墩底部高程,加上连续运行参考站观测墩底部至天线相位中心的固定高差(固定高差即连续运行参考站观测墩的固定高差与连续运行参考站观测墩顶部到GPS基准站天线相位中心的固定高差之和),再误差修正,即可得到达到二等水准的连续运行参考站观测墩之上的GPS基准站天线相位中心的精密高程。
为了验证线微动等效精密高程观测法的测量精度及效率,在两个相距0.5m、高差约1.5m的水准点上做实验。分别采用二等水准测量方法获取两个水准点高差和全站仪(测角精度2″,测距精度2mm+2ppm*D)按线微动等效精密高程观测法进行高差测量,测量结果见下表。从表数据可以看出,线微动等效精密高程观测法测量精度可靠,完全满足二等水准测量规范要求。
线微动等效精密高程观测法与直接水准观测高差比较表
测站号 | 距离差(m) | 垂直角(°′″) | 高差较差(mm) | 限差(mm) |
1 | 0.067 | 3.0541° | 0.022 | 0.7 |
2 | 0.239 | 1.4644° | 0.023 | 0.7 |
3 | 0.500 | 9.5142° | 0.158 | 0.7 |
当利用高精度全站仪在水平方向微动2度内,垂直角在±10度内时,连续运行参考站观测墩底部高程等效为与在同一水平线上水准标尺读数刻划位置高程,一方面操作简便、工作量小、效率高;另一方面解决连续运行参考站之上的GPS基准站天线相位中心的二等水准联测问题,达到二等水准精度。
Claims (1)
1.一种线微动等效精密高程观测法,包括高精度全站仪、水准标尺、GPS基准站天线和连续运行参考站观测墩,GPS基准站天线底部位于连续运行参考站观测墩顶部,其特征在于:包括如下步骤,
(1)采用高精度全站仪在水平方向微动2度内、且垂直角在±10度内,在水准标尺上选取一临时点,并将水准标尺的临时点读数刻划位置的高程与连续运行参考站观测墩底部的高程处在同一水平线上;
(2)通过高精度全站仪分别测量出,高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离、高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离;
(3)按照下列公式直接计算出GPS基准站天线相位中心高程,
H基准点=HA+hc+δ改+Δh,
δ改=(d1-d2)×tanβ+f×hc+ε,
其中:H基准点为GPS基准站天线相位中心的高程,HA为连续运行参考站观测墩底部的高程,hc为水准标尺与GPS基准站天线底部中心同一水平面位置的读数均值,Δh为连续运行参考站观测墩顶部至GPS基准站天线相位中心的固定高差,δ改为高差修正值,d1为高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离,d2为高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离,β为垂直角的角度,f为水准标尺每米真长改正系数,ε为水准标尺零点差;
(4)按照下列公式计算出GPS基准站天线相位中心高程的高程精度,该精度满足二等水准精度要求,
其中:mΔH为GPS基准站天线相位中心高程的高程精度,f为水准标尺每米真长改正系数,mc为水准标尺读数均值误差,β为垂直角的角度,md为全站仪测距误差,d1为高精度全站仪至GPS基准站天线底部中心的距离,d2为高精度全站仪至位于与GPS基准站天线底部中心同一水平面的水准标尺读数刻划位置的距离,mβ为全站仪测角误差,常数ρ为206265。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410675101.9A CN104316031A (zh) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 线微动等效精密高程观测法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410675101.9A CN104316031A (zh) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 线微动等效精密高程观测法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104316031A true CN104316031A (zh) | 2015-01-28 |
Family
ID=52371297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410675101.9A Pending CN104316031A (zh) | 2014-11-21 | 2014-11-21 | 线微动等效精密高程观测法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104316031A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111895980A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-06 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 基于北斗gnss的铁路控制测量控制点装置及控制方法 |
CN114485554A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-05-13 | 山东省国土测绘院 | 一种gnss连续运行参考站墩顶水准标志高程联测方法 |
CN114608531A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-06-10 | 山东省国土测绘院 | 一种gnss连续运行参考站墩标倾斜度测量方法 |
JP7512080B2 (ja) | 2020-05-18 | 2024-07-08 | 清水建設株式会社 | 位置計測システムおよび位置計測方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102288156A (zh) * | 2011-07-20 | 2011-12-21 | 中铁四局集团第一工程有限公司 | 二等水准点上桥测量方法 |
EP2476997A2 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-18 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Electronic level device and level staff associated thereto |
CN104011502A (zh) * | 2011-12-06 | 2014-08-27 | 天宝导航有限公司 | 自动水准测量 |
-
2014
- 2014-11-21 CN CN201410675101.9A patent/CN104316031A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2476997A2 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-18 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Electronic level device and level staff associated thereto |
CN102288156A (zh) * | 2011-07-20 | 2011-12-21 | 中铁四局集团第一工程有限公司 | 二等水准点上桥测量方法 |
CN104011502A (zh) * | 2011-12-06 | 2014-08-27 | 天宝导航有限公司 | 自动水准测量 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张秋等: "连续运行参考站精密高程连测方法研究", 《重庆建筑》, vol. 12, no. 4, 30 April 2013 (2013-04-30), pages 44 - 45 * |
李凯等: "应用精密三角高程测量替代二等水准测量", 《城市勘测》, no. 5, 31 October 2012 (2012-10-31), pages 89 - 93 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7512080B2 (ja) | 2020-05-18 | 2024-07-08 | 清水建設株式会社 | 位置計測システムおよび位置計測方法 |
CN111895980A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-11-06 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 基于北斗gnss的铁路控制测量控制点装置及控制方法 |
CN114485554A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-05-13 | 山东省国土测绘院 | 一种gnss连续运行参考站墩顶水准标志高程联测方法 |
CN114485554B (zh) * | 2022-02-10 | 2024-04-19 | 山东省国土测绘院 | 一种gnss连续运行参考站墩顶水准标志高程联测方法 |
CN114608531A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-06-10 | 山东省国土测绘院 | 一种gnss连续运行参考站墩标倾斜度测量方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107167790B (zh) | 一种基于标定场的激光雷达两步标定方法 | |
CN103399326B (zh) | 一种gnss动态测量精度检验***及方法 | |
CN103217688B (zh) | 一种基于不规则三角网机载激光雷达点云平差计算方法 | |
CN102721371B (zh) | 一种输电线弧垂的计算方法 | |
CN103454619A (zh) | 一种星载微波跟瞄雷达的电轴光学标定***及其标定方法 | |
CN102278970B (zh) | 一种基于全站仪角距差分的定位变形监测技术 | |
CN205825965U (zh) | 一种快速测量桥梁墩柱垂直度测量仪 | |
CN102305617A (zh) | 全站仪在工程中精确测高程的方法 | |
CN104316031A (zh) | 线微动等效精密高程观测法 | |
CN109490927B (zh) | 一种水下整平架定位***及其定位方法 | |
CN106526636A (zh) | 一种基于北斗定位的高精度变形监测装置和方法 | |
CN103983219A (zh) | 一种大尺寸平面度的在位测量方法 | |
CN105806310A (zh) | 用激光测距仪监测隧道洞口边仰坡地表三维位移的方法 | |
CN110030956B (zh) | 一种非接触式建筑物平整度测量方法 | |
CN106643643A (zh) | 一种非接触式目标坐标的测量方法 | |
CN103115610A (zh) | 适用于复合水准仪的水准测量方法 | |
CN104483891A (zh) | 一种提高机床空间运动精度的方法 | |
CN108931230A (zh) | 一种狭长型隧道变形监测方法 | |
CN104457688A (zh) | 卫星上批量设备姿态角度矩阵的高精度自动化测量装置 | |
CN203824548U (zh) | 一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪 | |
CN104297771A (zh) | 一种用于gnss精确快速测量高程的设备及方法 | |
CN103759743B (zh) | 惯性测量装置方位基准传递装置及大倾角时方位确定方法 | |
CN110006448A (zh) | 星载激光测高仪指向角***误差在轨标定精度的评估方法 | |
CN204831274U (zh) | 一种便携式水平高差测量架及测量装置 | |
CN104316027B (zh) | 复合水准仪本方高度测定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150128 |