简析三角高程测量新方法原理
三角高程测量是工程施工中传递高程的一种基本的测量方法，由于传统的三角高程测量精度不仅受大气折光、垂直角观测精度等因素影响，更重要的是受量取仪器的高度产生的垂线偏差因素影响，故在施工单位中使用并不广泛，随着几何水准测量的发展，几何水准测量成为了精密高程控制的主要方法，而使传统的三角高程测量只是在一些特殊情况下（如山区、丘陵区等高差较大地区）的几何水准测量的补充。
近几年，随着国内高速铁路大规模的建设，而高速铁路多设计为高架路段，桥梁工程所占比例在70%以上，有的桥长达几十公里，要保证桥上的无砟轨道高程定位精度达到±1mm，如何将地面上的高程精确地引测到十几米高的桥面上，这是施工单位所必须要解决的测量难题。
根据无砟轨道施工精度要求，桥上每2km左右应引测一个二等水准点，若采用精密几何水准测量法，不仅实施难度非常大且精度也难以保证，而传统的三角高程测量虽然现场实施较简单，但是受大气折光、垂直角及垂线偏差等因素影响，就很难满足精度要求。
要实现把地面上的高程高精度地引测至桥上，若采用三角测量方法，关键是要消除仪器高度产生的垂线偏差的影响。
三角高程测量新方法的原理
新方法的原理：就是全站仪任意点设站，后视地面上已知的高程控制点，前视待测高程点，设定前后视点上的棱镜高度一致，在测量过程中不需要量取仪器高和棱镜高，测量完成后推算出待测点的高程。
A点为地面已知高程点，B点为待求高程点，为了测量A点与B点间高差，在中间位置设立全站仪，A点与B点处分别安置等高棱镜组，利用三角高程测量原理可得（暂不考虑大气折光因素）：HA+V-△h1=HB+V-△h2
则A点与B点间高差△HA-B为：△HA-B=HB-HA=△h2-△h1 （1）
由上式可知，A点与B点间高差已自行消除了仪器高和棱镜高，故影响三角高程测量精度的一个重要因素就消除了。
三角高程测量新方法的计算公式及精度分析
1、单向观测三角高程测量高差的计算公式：
（2）或：（3）
式中 -------------三角高程测量的高差;
-------------全站仪至棱镜的斜距;
--------------全站仪至棱镜的平距;
--------------垂直角;
---------------全站仪高度;
--------------棱镜高;
-------------地球平均曲率半径，约为6370km;
-------------大气垂直折光系数，根据实际情况一般取0.08～0.14;
2、单向观测三角高程测量高差的误差计算公式：
（4）
因新方法中是不需要量取仪器高和棱镜高的，故不存在仪器高和棱镜高的误差的，则式（4）可变换为：（5）
3、测量精度分析：
由式（5）可知，单向观测三角高程测量高差的误差只与距离、垂直角的误差和两气差有关，因此A点与B点间的高差计算公式为：（6）或：（7）由上式可推导出A点与B点的高差误差公式为：（8）
单向观测三角测量误差分析如下：
采用测角精度2"、测距精度2mm±（2*D）ppm全站仪和带气泡的对中杆棱镜组进行三角高程测量时，即、，控制测距在250m以内，垂直角在28°以内，球气差误差一般按（）进行计算，則可达到三、四等水准精度（三等为，四等）;
若采用测角精度1"、测距精度1mm±（1*D）ppm全站仪、强制归心安装精密棱镜组，进行三角高程测量时，控制测距在100m之内、垂直角在25°以内，则可达到二等水准精度，即
三角高程测量新方法的应用
石武客运专线河北段，大部分路段为高架桥，架梁后桥面与地面的平均高差在20m左右，而根据无砟轨道施工要求，每2km一处应从地面高程控制点引测至桥面上。
我管段共引测了15个二等水准点至桥面上。
所采用的仪器和设备：徕卡TCRP1201+全站仪、德国SINI小棱镜、精密加工的连接棱镜杆和套筒（加工精度在0.3mm之内）。
观测技术要求：（1）全站仪自由设站，前后视棱镜组采用了强制归心安装，确保每次测量的一致性;后视棱镜组安装在桥墩侧面，距地面1.5mm处，而前视棱镜组安装在对应桥墩固定端上方的防撞墙上。
如下图2;（2）观测一般在阴天或上午9：00～15：00内目标成像清晰稳定时进行，严禁在日出和日落前的2小时内观测;（3）全站仪选择较坚实的地面，确保仪器稳定;（4）选择全站仪位置时，应结合考虑与棱镜间的距离和观测棱镜时的垂直角之间关系，控制观测距离在150m左右、观测垂直角在25°以内;（5）观测时要精确测量当时的气象值，对全站仪进行气温、气压和湿度改正，同时还应正确地设定棱镜常数;置障碍;（6）每进行一组高差测量时应改变全站仪高二次，即设站二次观测，每一测站应对同一组棱镜进行6测回观测，严格按二等水准测量的观测精度要求进行。
应用效果：经过该项目15处的实际应用，该新方法满足测量精度要求的一次成功率达到了95%以上。
并在新许桥与葭店桥之间的路基段，采用了几何水准测量方法和三角高程测量新方法，同时将路基外一个二等水准点引测至成形的路基上，该方法的作业效率提高了近3倍，测量结果比较，引测的高程值仅差0.25mm，测量结果完全满足要求。