懸高測(cè)量及其改進(jìn)

　全站型電子速測(cè)儀(簡(jiǎn)稱全站儀)集光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和微處理機(jī)于一體，不僅能同時(shí)自動(dòng)測(cè)角、測(cè)距，而且精度高、速度快，尤其是它提供的一些特殊測(cè)量功能如對(duì)邊測(cè)量(RDM)、懸高測(cè)量(REM)、三維導(dǎo)線測(cè)量、放樣測(cè)量等，給測(cè)量工作帶來(lái)了極大的方便。但要想充分發(fā)揮全站儀的功能，除了要掌握上述測(cè)量功能的基本原理外，還應(yīng)在此基礎(chǔ)上加以靈活運(yùn)用。在此，筆者談一談懸高測(cè)量的原理和應(yīng)用，并對(duì)其加以改進(jìn)，以期更好地用于實(shí)際測(cè)量工作。 

　　1　測(cè)量原理和應(yīng)用 

　　所謂懸高測(cè)量，就是測(cè)定空中某點(diǎn)距地面的高度。全儀進(jìn)行懸高測(cè)量的工作原理如圖1所示。首先把反射棱鏡設(shè)立在欲測(cè)目標(biāo)點(diǎn)B的天底B'點(diǎn)(即過(guò)目標(biāo)點(diǎn)B的鉛垂線與地面的交點(diǎn))，輸入反射棱鏡高v；然后照準(zhǔn)反射棱鏡進(jìn)行距離測(cè)量，再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)B，便能實(shí)時(shí)顯示出目標(biāo)點(diǎn)B至地面的高度H。 

　　圖1　懸高測(cè)量示意圖

　　顯示的目標(biāo)高度H，由全站儀自身內(nèi)存的計(jì)算程序按下式計(jì)算而得: 

H=Scosα₁tgα₂-Ssinα₁+v　　　(1)

    式中，S為全站儀至反射棱鏡的斜距；α1和α2分別為反射棱鏡和目標(biāo)點(diǎn)的豎直角。

　　由此可見(jiàn)，懸高測(cè)量的原理很簡(jiǎn)單，觀測(cè)起來(lái)也很便捷。利用全站儀提供的該項(xiàng)特殊功能，可方便地用于測(cè)定懸空線路、橋梁以及高大建筑物、構(gòu)筑物的高度。

　　值得注意的是，要想利用懸高測(cè)量功能測(cè)出目標(biāo)點(diǎn)的正確高度，必須將反射棱鏡恰好安置在被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的天底，否則測(cè)出的結(jié)果將是不正確的(如圖2所示)。 

圖2　棱鏡不在目標(biāo)的天底

　　在實(shí)際工作中，要將反射棱鏡恰好安置在被測(cè)目標(biāo)的天底，僅靠目估是不容易實(shí)現(xiàn)的，尤其當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)離地面較高時(shí)。為此，需先投點(diǎn)再進(jìn)行懸高測(cè)量。 

　　2　改進(jìn)方法 

　　在實(shí)際工作中，我們除遇到上述情況外，經(jīng)常還會(huì)遇到這樣的情況，即無(wú)法得到被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的天底(如塔式建筑物、構(gòu)筑物)或投影處無(wú)法安置反射棱鏡(如懸空線路跨水塘)。此時(shí)，該如何進(jìn)行懸高測(cè)量呢?下面就介紹一種改進(jìn)方法。

　　如圖3，欲測(cè)定一塔式建(構(gòu))筑物的高度，可在遠(yuǎn)離目標(biāo)的A點(diǎn)處安置全站儀，在AC方向線上適當(dāng)位置B點(diǎn)安置反射棱鏡，觀測(cè)A、B兩點(diǎn)間的平距DAB和高差hAB；同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)至塔頂C點(diǎn)的豎直角α₁。然后再將反射棱鏡立于塔基D點(diǎn)，測(cè)定A、D兩點(diǎn)間的高差h_AD。接著將儀器安置于B點(diǎn)，觀測(cè)至塔頂C的豎直角α₂，即可求得目標(biāo)高度H=H₁+H₂。