python实现全站仪三角高程测量计算

一、介绍

在大比例尺地形图测绘过程中，通过三角高程测量来获取控制点的高程。

已知起始点A的高程，首先测站定为A，目标站定为B，盘左盘右分别读取竖直角读数（建议设置为垂直角90）和斜距，量取仪器高与目标高，由此A到B往测结束。之后在B点架设全站仪，返测A点，重复上述观测方法，完成A到B往返观测。以此类推。

 二、组织数据

刚刚读取的盘左盘右竖直角即为半测回值，取平均求得一测回值。

现已知往测返测的竖直角读数（一测回值），目标高，仪器高，斜距，创建一个记事本：

输入格式：

1. 高程起始点
2. J1（往）竖直角的度，分，秒，J1与J2测站间斜距，仪器高，目标高，竖直角正负值(+/-)，J1（返）竖直角度，分，秒，J1与J2斜间距，仪器高

 三、python计算三角高程

import math
def dms_to_radians(degree):#获取度分秒degrees_str=degree[0]minutes_str=degree[1]seconds_str=degree[2]#转化为数字degrees=float(degrees_str)minutes=float(minutes_str)seconds=float(seconds_str)#计算弧度radians=math.radians(degrees+(minutes/60)+(seconds/3600))return radians#数据准备
v_degree_list=[] #竖直角弧度
D_list=[] #测站斜距
h_instrument_list=[]
h_target_list=[]
v_degree_list_back=[]#返回观测竖直角弧度
D_list_back=[] #测站返回斜距
h_instrument_list_back=[] #返回测站仪器高filename='/home/z/hight_02'
with open(filename,'r') as f:fist_line=f.readline().strip() #起始点高程for line in f:items_list=[] #存储竖直角data=line.strip().split(',')item1,item2,item3,item4,item5,item6,item7=data[0],data[1],data[2],data[3],data[4],data[5],data[6]D_list.append(float(item4))h_instrument_list.append(float(item5))h_target_list.append(float(item6))items_list.append(item1)items_list.append(item2)items_list.append(item3)if item7=='+':v_degree_list.append(dms_to_radians(items_list))elif item7=='-':v_degree_list.append(dms_to_radians(items_list)*(-1))#算一下返回的高差a_list=[] #存储返回竖直角a1,a2,a3,a4,a5=data[7],data[8],data[9],data[10],data[11]D_list_back.append(float(a4))h_instrument_list_back.append(float(a5))a_list.append(a1)a_list.append(a2)a_list.append(a3)v_degree_list_back.append(dms_to_radians(a_list))print("\n竖直角弧度：",v_degree_list)
print("竖直角弧度（返回）：",v_degree_list_back)
print("\n测站斜距：",D_list)
print("测站斜距（返回）：",D_list_back)
print("\n仪器高：",h_instrument_list)
print("仪器高（返回）：",h_instrument_list_back)
print("\n目标高：",h_target_list)#计算高差
H_detla_list=[]
for a,b,c,d in zip(v_degree_list,D_list,h_instrument_list,h_target_list):h=math.sin(a)*b+c-dH_detla_list.append(h)
print("\n高差：",H_detla_list)
H_detla_list_back=[] #返回测回高差
for a,b,c,d in zip(v_degree_list_back,D_list_back,h_instrument_list_back,h_target_list):h=math.sin(a)*b+c-dH_detla_list_back.append(h)
print("高差（返回）：",H_detla_list_back)H_detla_list_average_abs=[]
H_detla_list_average=[]
for m,n in zip(H_detla_list,H_detla_list_back):h=(abs(m)+abs(n))/2if m>0:H_detla_list_average.append(h)elif m<0:H_detla_list_average.append(h*(-1))
print("\n往返高差均值：",H_detla_list_average)#计算高差改正数
H_sum=sum(H_detla_list_average)
print("\n理论之差：",H_sum)D_hor_list=[]
for a,b in zip(v_degree_list,D_list): #计算平距D_hor_list.append(math.cos(a)*b)
print("\n平距：",D_hor_list)
D_sum=sum(D_hor_list)  #在此只计算往测平距，未取平均，可修改
detla=[] #高差改正数
for item in D_hor_list:detla.append((item/D_sum)*H_sum)
sign=-1
detla=list(map(lambda x:x*sign,detla))
print("\n高差改正数：",detla)H_detla_new_list=[] #改正后高差
for m,n in zip(H_detla_list_average,detla):H_detla_new_list.append(m+n)
print("\n改正后高差：",H_detla_new_list)#高程计算
Hight_list=[]
H=float(fist_line)
for item in H_detla_new_list:Hight_list.append(H)H+=item
print("\n高程：",Hight_list)#高程检核
fist_line_check=Hight_list[-1]+H_detla_new_list[-1]
print("\n起始点高程检核值：",fist_line_check)

运行结果：