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摘 要

全站仪三维坐标测量可以同时进行平面测量和高程测量，具有实施灵活，效率高，经济效益好等优点。全站仪三维坐标测量是按平面坐标测量和三角高程测量的方法进行的，测量的精度主要受水平角观测误差、边长测量误差、垂直角观测误差、仪器高和棱镜高的量测误差和大气折光误差的影响。水平角观测和边长测量误差较小，使得平面位置能达到较高的精度，而各种误差对高程测量的影响较大,使得三维坐标的精度不相匹配。本文从全站仪三维坐标测量的原理出发，全面考虑三角高程三法测量方法：单向观测法、对向观测法、中间观测法和平面坐标测量的误差来源及其影响。并结合实地测验，验证三角高程测量能否代替传统的水准测量。最后进行数据分析，得出三维坐标测量适应的条件及其范围，并且提出改善三维坐标测量精度的措施方法。

关键字 全站仪、三维坐标测量、精度分析

Accuracy Analysis of Total Station Coordinate Measuring

Abstract

Total Station dimensional coordinate measurement can be performed simultaneously measuring and leveling the plane, with the implementation of flexible, high efficiency, good economic and other advantages. Instruction is based on a three-dimensional coordinate measuring method for measuring and trigonometric leveling plane coordinates, the accuracy of the measurements is mainly affected by horizontal observation errors, measurement errors side, vertical angle observation error, the instrument height and prism height measurement error and effects of atmospheric refraction errors. Horizontal side length of observation and measurement error is small, so that the position of the plane can achieve high accuracy, while the larger impact of various errors on height measurement, making the three-dimensional coordinates of precision does not match. In this paper, the principle of the three-dimensional coordinate measuring total station departure, full consideration triangle elevation measurements three methods: one-way observation method, the observation method, the middle observation plane coordinate measurement method and sources of error and its impact. Combined with field tests to verify trigonometric leveling can replace the traditional standard of measurement. Finally, the analysis, the three-dimensional coordinate measuring adapt to the conditions and scope, and propose improvement measures three-dimensional coordinate measurement precision approach.

Key Words Total Station, trigonometric leveling, precision analysis

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2全站仪三维坐标测量的研究发展与现状 1

1.3本文研究目的 2

第二章 全站仪 4

2.1全站仪的介绍 4

2.1.1全站仪的工作原理 4

2.1.2全站仪的发展 4

2.1.3全站仪的基本组成 5

2.1.4全站仪的主要特点 5

2.2全站仪的主要功能 6

第三章 全站仪三维坐标测量的原理及精度分析 7

3.1三维坐标测的介绍 7

3.2极坐标法测量的介绍 7

3.2.1极坐标法测量原理 7

3.2.2极坐标测量精度分析 8

3.3三角高程测量的介绍 9

3.3.1三角高程测量基本原理 9

3.3.2三角高程测量单向观测法 10

3.3.3三角高程测量对向观测法 11

3.3.4三角高程测量中间观测法 12

3.4三角高程测方法的误差分析 13

3.4.1全站仪三角高程测量单向观测法的中误差 13

3.4.2全站仪三角高程测量对向观测法的中误差 14

3.4.3全站仪三角高程测量中间观测法中误差 15

3.5大气对光电测距精度的影响 17

3.5.1削减大气对测距精度影响的途径 17

第四章 三维坐标测量实验操作分析 18

4.1实验目的与方案 18

4.1.1布设点位 18

4.1.2实施步骤及规范 18

4.2实验数据 19

4.3数据分析 23

4.3.1三角高程测量三种观测方法的精度 23

4.3.2水准测量精度 24

4.3.3三角高程测量与水准测量的精度比较 24

第五章 总结 26

5.1提高全站仪三维坐标测量精度的措施 26

5.2结束语 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 绪论

1.1前言

近年来，随着测绘技术的不断进步，测绘设备的不断更新完善，使得工程测量发生了巨大的变化。由于全站仪的发展与普及，其在外业勘测中取得了广泛应用，这不仅改善了勘测精度，还使得测量效率有了极大的提高。由于全站仪具有高精度的测角测距功能，它不仅可以完成传统的二维坐标的量测，还可以取代水准仪进行高程测量。根据全站仪的这一特性，所以有了全站仪三维坐标测量这个方法。

传统的控制测量分为平面控制测量和高程控制测量，仍然需要通过侧边、测角进行内业计算求得控制点的平面坐标，并通过水准测量求得控制点的高程。但是，全站仪三维坐标测量同时进行了平面测量和高程测量，这大大提高了工作的效率和勘测的精度。全站仪三维坐标测量是按极坐标和三角高程测量的方法进行的，其中三角高程测量是十分关键的也是影响三维坐标测量精度的重要因素。传统的高程测量都采用水准测量，但是存在诸多问题，例如设站点过多、工作量太大、时间太长等等。但是三角高程测量就没有这些问题，大大简化了测量的步骤。

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