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高铁桥梁墩台的沉降观测属于高精度高程测量,正常情况下采用二等水准测量方案施测。但对于落入水中的大跨度桥梁墩台,由于跨距过大,无法采用二等水准测量方案,可以考虑采用精密三角高程测量方案作为替代。文中对精密三角高程原理及计算方法进行了阐述,针对特定大跨桥梁水中墩的沉降观测设计了测量方案,并进行了数据采集及分析实验。实验结果表明,采用改进的精密三角高程测量方法和改造后的强制对中微棱镜作为观测标,在合适的观测时段进行外业测量,能够达到二等水准测量的精度水平。