几何形状是客观世界中最广泛、最具体的物质形态, 几何量是表征物质大小、形状及位置的物理量。其中高度量是最基本的几何参量, 度量的计量对人们从事各领域的研究和促进科学进步有着非常重要的意义。工程测量中的高度测量办法有:利用钢尺测量、利用经纬仪配合钢尺测量、利用GPS测量、利用测高仪测高、利用全站仪测量、利用水准仪配合钢尺测量以及多种仪器配合解析法间接测量等。本文简单介绍几种工程测量中的高度测量方法, 为以后的相关工作做点参考。
1 利用钢尺测量高度
使用钢尺量高主要是直接测量建筑物的高度, 是一种最为原始的测量方法。该方法操作灵活方便, 主要应用于能够直接进行高度测量的场合。在高度过高、操作不便时, 需利用相似形原理间接测高。如图1所示, 实际中要量测AB的高度, 在B'点立一长度已知的标杆 (A'B') , 同时量取AB和A'B'的相对应的阴影长度BC和B'C', 通过相似原理可知。该法为原始的间接测量高度的方法, 虽然操作方便灵活, 但是要求比较高。它要求所测建筑处的地面平坦, 天气晴朗, 有平行光源。此种方法测高的测量精度很大程度取决于影子和标杆长度的测量精度, 标杆和影子过短、过长或标杆不直都会使降低高度测量的精度。而且该方法时间性强, 没有影子则不能作业, 标杆也不能放置在所测建筑物的阴影里面。
2 利用经纬仪配合钢尺测量
经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。测量时, 将经纬仪安置在三脚架上, 用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上, 用水准器将仪器定平, 用望远镜瞄准测量目标, 用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。经纬仪是测量任务中用于测量角度的精密测量仪器, 可以用于测量角度、工程放样以及粗略的距离测取。一些建设项目的工地上, 我们会经常看到一些技术人员架着一台仪器在进行测量工作, 他们所使用的仪器就是经纬仪。应用举列:如图2所示, 已知A、B两点, 求取CD的长度。做法如下:在B点架设仪器, 完成安置对中的基础操作以后对准A点, 然后根据自己的需要配置一个读数1并记录, 然后照准C点再次读取读数2, 读数2与读书1的差值既为α的角度值, 同理测出β的角度数, 然后用钢尺测出AB的长度, 则有CD=CA+AD=AB (tanα+tanβ) 。该法精度主要取决于测量角α和β以及水平距离的测量精度。
3 GPS测量高度
GPS (全球定位系统) 是一种可授时和测距的空间交会定位和导航系统, 可向全球提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。随着GPS测量技术的迅速发展, GPS定位系统除用于军事目的外, 目前在民用导航、测速、时问比对和大地测量、工程勘测、地壳监测等领域也得到广泛应用, 成为测量领域技术革命的重要标志。GPS定位的基本原理是根据几何与物理的一些基本原理, 利用空间分布的卫星及其与地面点间距离来交会出地面点位置, 从测量的角度来说, 它与测距后方交会法相似。在工程施工中应用较多的主要是实时动态相对定位 (R T K) 。R T K测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术, 它的基本思想是选取点位精度较高的控制点作为基准站, 在其上安置一台接收机连续观测所有可见卫星, 并将观测数据通过无线电台实时发送给流动站接收机, 流动站接收机同时接收来自卫星和基准站无线电台的信号, 根据相对定位原理实时计算并显示测点的三维坐标 (基准站所确立的坐标系) 及精度。就高精度GPS的定位模式而言, 仅有载波相位差分测量 (GPS-RTK) 能够满足其精度要求。在使用GPS-RTK测量高度时要考虑以下事项: (1) 高程异常模型使用时要根据测区的特点和测量作业精度要求选择不同的拟合模型; (2) GPS-RTK技术的特点和高程异常模型的精确度保证了测量的连续性、实时性和高程 (正常高) 确定的准确性; (3) GPS-RTK确定高程的精度还受GPS观测数据的质量、外界环境、高程异常的精度和垂线偏差的影响, 为保证高程确定的精度, 这些因素需要在测量时严格考虑; (4) GPS-RTK在实际工程测量中凡是涉及到实时监测, 沿铅垂线方向上的变形等等都可以运用; (5) G P S-R T K在实际运用过程中要注意和实际工程软件相结合, 最好是实现数据的实时传输和实时处理。
4 全站仪测量高度
全站型电子速测仪简称全站仪。它是一种可以同时进行角度 (水平角、竖值角) 测量、距离 (斜距、平距、高差) 测量和数据处理, 由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置, 仪器便可以完成测站上所有的测量工作。全站仪在工程测量中的应用, 不仅提高了工作效率, 而且还提高精度。全站仪具有角度测量、距离 (斜距、平距、高差) 测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后, 功能还可进一步拓展为: (1) 水平角测量; (2) 距离测量; (3) 坐标测量等。新的三角高程测量施测速度更快, 全站仪不必像传统三角高程测量那样必须架设在已知的高程点上, 可以架设两点通视的任意一点上, 大大的提高了工作效率。同时测出的结果比传统的三角高程测量精度更高, 更适用于像发电站厂房安装这种精度要求较高的高程测量。
5 结语
高度测量方法有很多, 每种方法都有自己的优缺点, 在实际的操作中要根据工程需要和工程特点以及仪器设备特点综合考虑, 选择最为合适的测量方法。
摘要：本文简单介绍了几种高度测量的方法, 为实际的工程测量工作提供了一定的参考。
关键词：高度测量,方法,应用
参考文献
[1] 王安民, 等.悬点高度测量理论与实践[J].西北水资源与工程, 1993 (3) :85～88.
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