江苏省二等水准测量误差（跨河水准测量与电磁波测距）

一、二等水准路线跨越江河、峡谷、湖泊、洼地等障碍物的视线长度在l00m以内时可用一般观测方法进行施测，但在测站上应变换一次仪器高度，观测两次的高差之差应不超过1.5mm，取用两次观测的中数。若视线长度超过100m时则应根据视线长度和仪器设备等情况，选用特殊的方法进行观测。

图6-8-1 跨河水准场地布设 图6-8-2 两岸同时观测之Ⅰ 图6-8-3 两岸同时观测之Ⅱ

跨越水面的高程传递，在某种特定的条件下还可以采用其他方法。比如北方的严寒季节的冰上水准测量、静水水面传递高程（在跨越水流平缓的河流、静水湖泊时，若精度要求不高可采用）、激光水准仪跨越、测量机器人精密三角高程（精密电子全站仪跨河的跳板法、陆河等距法、等）、等。

电磁波就是振荡的电磁场在空间由近及远的传播。电磁波的种类很多，无线电波和光波都是电磁波。用电磁波作为载波来测量距离的仪器叫做电磁波测距仪。按其载波可分为微波测距仪和光电测距仪（电子测距仪）两大类，微波测距仪精度较低不能用于测绘科学领域，因此，人们也将能用于测量的电磁波测距仪称为光电测距仪，光电测距仪包括红外测距仪和激光测距仪2类。与钢尺量距的繁烦和视距测量的低精度相比，光电测距具有测程长、精度高、操作简便、自动化程度高的特点。目前光电测距仪的最高测距精度可达±（0.1mm 0.1mm/km）。

光电测距仪的测距原理

见图

光电测距原理

脉冲法测距过程是由测距仪发出的光脉冲经反射棱镜反射后又回到测距仪而被接收系统接收，通过测出这一光脉冲往返所需时间间隔t求得距离D。

相位法测距是通过测量连续的调制光波在待测距离上往返传播所产生的相位变化来间接测定传播时间从而求得被测距离的，红外光电测距仪就是典型的相位式测距仪。

光电测距仪测距成果的数据处理

测距仪测得初始斜距值后还需加上仪器常数改正、气象改正和倾斜改正等后才能求得水平距离。

（1）仪器常数改正ΔS。

（2）气象改正ΔS′。（比如某测距仪的气象改正公式为ΔS′=[278.37－105.9844P/（273.15 t）]S，其中P为气压、单位为hPa；t为温度、单位为℃；S为距离测量值、单位为km；ΔS′为气象改正数、单位为mm）。目前，所有的光电测距仪都可将气象参数预置于机内，在测距时自动进行气象改正。

（3）倾斜改正。距离的倾斜观测值经过仪器常数改正和气象改正后可得到改正后的准确斜距S′。当测得斜距的竖角δ后可计算水平距离D，D=S′cosδ。

光电测距仪的标称精度

顾及仪器加常数K时的相位测距基本公式为S= c0 [N Δφ/（2π）]/（2nf） K，不难理解，c0、n、f、Dj和K的误差都会使距离产生误差，若对相位测距基本公式作全微分并应用误差传播定律，则相位测距的测距误差可表达为

式中的测距误差可分为两部分，前一项误差与距离成正比称为比例误差，而后两项与距离无关称为固定误差。因此，人们习惯将式写成MS=±（A B×S）的形式作为仪器的标称精度。比如某测距仪的标称精度为±（2mm＋2mm/km），说明该测距仪的固定误差A=3mm、比例误差B=2mm/km。目前，单一测距的测距仪（即仅具有测距功能的测距仪）已很少单独生产和使用，而是将其与电子经纬仪组合成一体化的全站仪。因此，关于测距仪的使用，将在本书第5章中进行介绍。目前，专门用来测距的测距仪（即仅具有测距功能的测距仪）只有2类仪器，一类是超高精度的专门测距仪（精度不低于±（0.2mm 0.2 mm/km）），另一类是代替钢卷尺用的超短程手持式激光测距仪（测程300m、精度1/30000）。

光电测距仪测距值的归算

（1）归算为椭球面上的距离

短距时可采用简便方法归算到大地水准面上，这也是电子全站仪广泛采用的形式，即S=D（1-H/R），其中，D为处在反射镜高程面上的水平距离，H为反射镜处的高程，R为地球平均曲率半径，S为大地水准面（平均海水面）上的距离。应注意R的取值。

（2）归算为高斯平面上的距离

归算到高斯平面上的距离公式为s=S{1 [mC1 Y

/（2R

）]}，其中，s为高斯平面上的距离，S为椭球面上的距离，m为尺度因子（通常m=1），Y为测距边两端点近似横坐标的平均值，R为地球平均曲率半径。应注意R的取值。

手持式激光测距仪

目前，人们习惯将光电测距仪与电子经纬仪集成在一起的（即构成电子全站仪，亦即将光电测距仪变成电子全站仪的一个部件），单独用于测距的光电测距仪已非常罕见，只在计量领域、超级精度距离测量或短距测量中会看到，计量领域和超级精度距离测量采用的光电测距仪一般都非常笨大，短距测量采用的光电测距仪一般都非常小巧（手持式激光测距仪就是目前最常见、使用最普遍的光电测距仪，国外发达或较发达国家或地区已经用手持式激光测距仪代替了钢卷尺。下图为2种手持式激光测距仪的外貌及LEICA DISTO pro手持式激光测距仪的操作面板，其中，1为菜单键；2为启动和测量键；3为乘/延迟测量键；4为清除键；5为文字与数字键盘0---9、6为加/前进键、7为减/后退键、8为等于/回车键。DISTO pro手持式激光测距仪的零位一般为底部平面（特殊需要时也可设定在腰部或顶部平面）。手持式激光测距仪测量不需要反射镜，利用目标对测距激光的自然反射就可获得高精度的距离（最远测程300m、精度优于1/30000）。手持式激光测距仪应用领域很广，测量不便时可采用、环境干扰时可采用、建筑装修时可采用、房产测量时也可采用。