现代大地控制测量同济大学.ppt

6.3 国家与工程精密水准网的测设与平差计算,6.3.1 国家精密水准网的布设,用途：经济建设的基本高程控制、地球科学研究（如地 壳运动、海面变化等） 布设原则：从高级到低级、从整体到局部分四个等级布设， 逐级控制、逐级加密。 水准网分四个等级：一、二等水准网为精密水准网； 三、四等网在“测量学”已经讲授,6.3.1 国家精密水准网的布设,国家高程控制网自1951年开始分以下几个阶段： 1951 1975：一等水准长度50000公里，精度2 3mm/km 二等水准长度140000公里,精度4mm/km 1976 1984：一等水准路线289条，构成100个闭合环， 联测42个验潮站，长度93000公里，按环闭 合差估算的精度1.03mm/km 1981 1990：重新布设国家二等水准路线136000公里， 由822闭合环或附合到一等点的附合路线构 成。由环闭合差求得精度为1. 54mm/km,6.3.1 国家精密水准网的布设,1986年完成国家一等水准网的平差计算，求得每公里测量中误差为1.15mm。 1976年 1990年完成的水准网称为国家第二期水准网。 一等水准网的环长在1000 2000km之间，二等水准网的环长在500 750km之间,6.3.2 城市和工程精密水准网的布设,城市与工程水准网分二、三、四等3个等级布设，精度与相应等级的国家水准网一致。 联测2个以上的国家精密水准点，起始高程应采用稳定的基岩点。 在上海这种软土地区域的精密水准网，由于地面沉降，一般每年都至少复测一次，且有足够密度的基岩标或深层标。 上海地面每年约沉降1厘米，有些城市如苏州、宁波更大，北方城市，特别是华北平原的城市，因大量开采地下水，地面沉降更是惊人。,6.3.2 城市和工程精密水准网的布设,因此，使用水准点成果时，特别要注意水准点是否沉降。需要进行检验，确认没有沉降后才能使用。 精密水准网布设的工作程序：1、水准网的图上设计； 2、水准点的选定；3、水准标石的埋设； 4、水准测量观测；5、平差计算和成果表编制,6.3.2 城市和工程精密水准网的布设,图上设计的要点： 1、沿坡度较小的道路布设，避免跨越水域； 2、应考虑下级网的加密需要； 3、尽可能布设成环形或结点形，也可以是附合路线 4、水准点密度：一般地区2 4 km，城区：1 2 km 工业区：1km 5、应该与国家点联测，以统一高程系统 6、注意已有测量成果的利用,6.3.2 城市和工程精密水准网的布设,水准标石,6.3.3 精密水准测量的实施,1、精密水准仪和水准尺,精密水准仪结构,6.3.3 精密水准测量的实施,精密水准仪测微读数原理,6.3.3 精密水准测量的实施,S3精密水准仪,6.3.3 精密水准测量的实施,S3精密水准仪的读数方法,6.3.3 精密水准测量的实施,Ni004精密水准仪,6.3.3 精密水准测量的实施,Ni004精密水准仪的读数方法,6.3.3 精密水准测量的实施,精密水准尺和尺垫,6.3.3 精密水准测量的实施,各类精密水准仪的技术参数,6.3.3 精密水准测量的实施,2、精密水准测量的误差,1)、i 角误差,6.3.3 精密水准测量的实施,2)、水准尺每米长度误差,3)、水准尺零点差,6.3.3 精密水准测量的实施,4)、温度变化对 i 角的影响 5)、大气折光影响 6)、仪器和水准尺的垂直位移影响,6.3.3 精密水准测量的实施,3、精密水准测量的实施,观测程序如下 奇数站：(1)、后视基本分划 (2)、前视基本分划 (3)、前视辅助分划 (4)、后视辅助分划 偶数站：(1)、前视基本分划 (2)、后视基本分划 (3)、后视辅助分划 (4)、前视辅助分划,6.3.3 精密水准测量的实施,6.3.3 精密水准测量的实施,6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概算与平差解算,1、精密水准测量精度鉴定与水准路线的限差规定,为往返不符值，根据权的性质和权与距离的关系，得：,因此，高差不符值的单位权中误差为：,6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概算与平差解算,则每公里往返高差平均值的中误差为：,由N个环长为F、环闭合差为W的闭合环求得的每公里高差中误差为：,6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概算与平差解算,对于二等水准测量，规范规定：,长度R(km)测段的往返高差不符值：,长度L(km)的附合路线闭合差：,长度F(km)的环闭合差：,长度R(km)已测测段的检测高差之差：,6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概算与平差解算,2、观测值的改正,1)、水准尺每米长度误差改正,2)、近似正高改正,6.3.4 精密水准测量的精度规定，观测值改正，概算与平差解算,3、水准路线闭合差的改正,4、水准网的平差计算,采用间接观测平差，权为距离