三、四等水准测量步骤

三 四等水准测量 控制测量除了要完成平面控制测量外 还要进行 高程控制测量 小区域地形测图或施工测量中 多采 用三 四等水准测量作为高程控制测量的首级控制 一 三 四等水准测量 leveling 的技术要求 1 高程系统 三 四等水准测量起算点的高程一 般引自国家一 二等水准点 若测区附近没有国家水 准点 也可建立独立的水准网 这样起算点的高程应 采用假定高程 2 布设形式 如果是作为测区的首级控制 一般 布设成闭合环线 如果进行加密 则多采用附合水准 路线或支水准路线 三 四等水准路线一般沿公路 铁路或管线等坡度较小 便于施测的路线布设 3 点位的埋设 其点位应选在地基稳固 能长久 保存标志和便于观测的地点 水准点的间距一般为 1 1 5km 山岭重丘区可根据需要适当加密 一个 测区一般至少埋设三个以上的水准点 4 三 四等及五等水准测量的精度要求和技术要 求列于表中 二 三 四等水准测量的观测方法 三 四等水准测量观测应在通视良好 望远镜成 像清晰及稳定的情况下进行 一般采用一对双面尺 1 三等水准一个测站的观测步骤 后 前 前 后 黑 黑 红 红 1 照准后视尺黑面 精平 分别读取上 下 中三丝读数 并记为 1 2 3 2 照准前视尺黑面 精平 分别读取上 下 中三丝读数 并记为 4 5 6 3 照准前视尺红面 精平 读取中丝读数 记为 7 4 照准后视尺红面 精平 读取中丝读数 记为 8 这四步观测 简称为 后一前一前一后 黑一黑一 红一红 这样的观测步骤可消除或 减弱仪器或尺 垫下沉误差的影响 对于四等水准测量 规范允许采 用 后一后一前一前 黑一 红一黑一红 的观测步 骤 2 一个测站的计算与检核 观测记录参看书本表 7 11 视距的计算与检核 后视距 9 1 2 X100m 前视距 10 4 5 Xl00m 三等 75m 四等 l00m 前 后视距差 11 9 10 三等 3m 四等 5m 前 后视距差累积 12 本站 11 上站 12 三 等 6m 四等 l0rn 水准尺读数的检核 同一根水准尺黑面与红面中丝读数之差 前尺黑面与红面中丝读数之差 13 6 十 K 7 后尺黑面与红面中丝读数之差 14 3 十 K 8 三等 2mm 四等 3mm 上式中的 K 为红面尺的起点数 为 4 687m 或 4 787m 高差的计算与检核 黑面测得的高差 15 3 6 红面测得的高差 16 8 7 校核 黑 红面高差之差 17 15 16 0 100 或 17 14 13 三等 3mm 四等 5mm 高差的平均值 18 15 16 0 100 2 在测站上 当后尺红面起点为 4 687m 前尺红 面起点为 4 787m 时 取十 0 100 反之 取 0 100 3 每页计算校核 高差部分 在每页上 后视红 黑面读数总和与前视红 黑 面读数总和之差 应等于红 黑面高差之和 对于测站数为偶数的页 2 3 8 2 6 7 15 16 2 18 对于测站数为奇数的页 3 8 2 6 7 15 十 16 2 18 0 100 视距部分 在每页上 后视距总和与前视距总和之差应等于 本页末站视距差累积值与上页末站视距差累积值之差 校核无误后 可计算水准路线的总长度 9 10 本页末站之 12 上页末站之 12 水准路线总长度 9 10 4 成果整理 三 四等水准测量的闭合路线或附合路线的成果 整理 首先其高差闭合差应满足表 7 10 的要求 然 后 对高差闭合差进行调整 调整方法可参见第二章 有关部分 最后按调整后的高差计算各水准点的高程 若为支水准路线 则满足要求后 取往返测量结果的 平均值为最后结果 据此计算水准点的高程 5 四等水准采用塔尺进行观测的步骤如下 后 上 下 中 前 上 下 中 改变 仪器高 前 中 后 中 注 第 2 章 2 3 节介绍的图根水准测量成果处理 方法是一种近似的成果处理方法 他不能用于三 四 等水准测量的成果处理 城市测量规范 规定 各 等级高程控制网 指一 二 三 四等水准网 应采用 条件平差或间接平差进行成果计算 条件平差或间接 平差是符合最小二乘原理的严密平差方法 本书没有 介绍它们的内容 所以 三 四等水准测量成果处理 的方法已经超出了本书的范围 如果需要 可以使用 专用平差计算软件如武汉大学测绘学院开发的 科傻 软件或南方测绘公司的 平差易 软件进行计算 7 8 三角高程测量 trigonometric leveling 原因 1 丘陵地区和山区 地面高低起伏较大 2 水准点位于较高建筑物上 方法 测距仪三角高程测量 可以代替四等水准 测量 全站仪三角高程测量 经纬仪三角高程测量 主要用于山区图根高程控制 一 三角高程测量的原理 已知 A 点高程 观测 仪器高 i 觇标高 l 竖直角 A B 两 点间的水平距离 DAB 则可求得 A B 两点间的高差 hAB DAB tan i l 上述公式没有考虑地球曲率和大气折光的影响 适合于两点距离小于 200m 的高差计算 二 三角高程测量的等级及技术要求 对于三角高程控制测量 般分为两级 即四等 和五等三角高程测量 它们可作为测区的首级控制 其技术要求见表 三 地球曲率和大气折光的影响 球气差改正数 在做三角高程测量时 在一定情况下 还需要考 虑地球曲率和大气折光对所测高差的影响 即要进行 地球曲率和大气折光的改正 简称球气两差改正 1 地球曲率的改正 在用三角高程测量两点间的高差时 若两点间的 距离较长 超过 300m 则图 7 15 中的大地水准面不 能再用水平面来代替 而应按曲面看待 因此还应考 虑地球曲率影响的改正 简称为球差改正 其改正数 用 f1 表示 2 大气折光的改正 在观测竖直角时 由于大气的密度不均匀 视线 将受大气折光的影响而总是成为一条向上拱起的曲线 这样使所测得的竖直角 水平方向与视线的切线方向 总是偏大 因此 要进行大气折光的改正 简称气差 改正 其改正数用 f2 表示 3 三角高程严密计算公式的推导 4 措施 球气两差在单向三角高程测量中 必须进行改正 对于双向三角高程测量 又称对向观测或直反觇观测 即 5 三角高程测量的观测和计算 先在已知