大孤山铁矿 2 - 图文

辽宁科技大学本科生毕业设计

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专题 大气折光对三角高程的影响及处理方法

目前，高精度的施工控制网和变形监测网在铁路、公路、水电、矿山等测绘部门被广泛使用，其中高程测量是很重要的一项内容。当前，高程测量的主要方法有水准测量和三角高程测量，但由于地形等因素的限制，水准测量并不能应用于所有的工程，尤其是当测量网需要跨越较宽河流、峡谷、海岛或地形起伏很大的山区时更是如此，此时，可以采用精密的三角高程测量方法。随着测绘仪器的飞速发展使得测量方法和精度都有了显著地提高，特别是一批以瑞士Leica公司TCA2003、TM30为代表的智能型全站仪的出现，使高精度的三角高程测量能够成为现实。但由于很多工程的实际情况不能进行同时往返测取平均值，更多的时候是进行单向测量，因而其测量精度较差。为提高点位高程测量的精度，如何实施有效的大气折光改正，反算大气折光系数，就成为提高三角高程测量测量精度的关键。

1三角高程测量原理

三角高程测量是利用观测的竖直角、斜距和仪器高等参数，根据几何三角测量原理计算两点之间高差的一种方法。如图1所示

设s为A、B两点间的实测水平距离，仪器置于A点，仪器高为h，棱镜高为 v，R为参考椭球面曲率半径。PE、AF为过P点和A点的水准面。P C是PE在P点的切线，PN为光曲线，PM与PN相切。仪器至于A点测的竖直角为NPC，设为α。从图中可以看出A、B点间的高差为；

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图1 三角高程测量原理示意图

hAB?BF?MC?CE?EF?MN?NB (1)

hAB?S?tan??1?K2S?h?v (2) 2R式中：EF为仪器高h；NB为棱镜高v；CE及MN为地球曲率和大气折光影响。

2大气折光对三角高程的影响。

三角高程的误差来源一般认为有四个方面：竖角的测量误差，边长的测量误差，折

射系数的误差，仪器高和目标高的测定误差，本专题主要是介绍大气折光对三角高程精度的影响。

2.1近地面大气折光的特点

通常的测量工作是在大气环境下进行的。大气作为一种传播光束及电磁波的介质，其传输特性及影响，对测量结果有直接关系。从工程测量及安全监测的范围来看，大量的工作是在近地面（距地表50m以内的高度）区域内进行的，因此，近地面大气变化的特点及产生的折光影响，是每个测量人员均十分关心的问题。切实掌握大气折光的特点，采取有效的处理方法，将直接关系到监测成果的精度和可靠性。

近地面的大气分别由许多大小不等的气团构成，同一气团内的物质各向同性。这些气团受热辐射、风力等因素作用，呈现出随机的无规则运动。根据大气湍流理论，可把