第6章 高程控制测量NEW

2020年5月18日星期一,测量学,河海大学测绘科学与工程系贾东振,河海大学测绘科学与工程系,目的：提供控制基础和起算基准。实质：测定控制点的平面坐标和高程。,控制测量的任务,控制测量分类,知识回顾,河海大学测绘科学与工程系,直线定向,确定直线与标准方向之间水平夹角的工作,真子午线方向,磁子午线方向,坐标纵轴方向,真方位角,磁方位角,坐标方位角,方位角,从直线一端的坐标北方向开始顺时针至该直线的水平角。,河海大学测绘科学与工程系,坐标正反算,坐标正算：,坐标反算：,已知点A点和B点的坐标，求直线AB的方位角以及两点间的距离,已知点A的坐标，直线AB的方位角以及两点间的距离，求B点坐标,河海大学测绘科学与工程系,闭合导线和附合导线的计算步骤,闭合导线和附合导线计算的不同之处,第一步：角度闭合差计算和调整第二步：导线边方位角计算第三步：坐标增量计算及坐标增量闭合差调整第四步：坐标计算,第一处：角度闭合差计算不同第二处：坐标增量闭合差计算不同,第6节高程控制测量,三、四等水准测量,三角高程测量,河海大学测绘科学与工程系,河海大学测绘科学与工程系,1、概述按水准测量技术要求,建立各级高程控制点(水准点),并测定其平差后的高程。各级水准点是测定高程的依据。目的就是确定高程控制点的高程。方法有水准测量和三角高程。国家高程控制网分为一、二、三、四等。一二等水准网是国家高程控制的基础，三四等加密其中。城市高程控制网分为二、三、四等。,采用逐级控制、分级布设的原则，分为一、二、三、四等；其中一、二等水准测量称为精密水准测量；一等水准是国家高程控制骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓交通线布满全国，构成网状。全长93000km，包括100个闭合环，环周长8001500km；二等水准是国家高程控制网的基础，一般沿铁路、公路和河流布设；二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300700km，全长为13.7万公里，包括822个闭合环；三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等环不超300km；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，不超过80km。,国家高程控制网,河海大学测绘科学与工程系,水准点的成果共114041个水准路线长度416619.1公里一个测站前后视距约60m，故共设测站数694万个,河海大学测绘科学与工程系,河海大学测绘科学与工程系,注：L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数。,城市水准测量主要技术要求,城市高程控制网,河海大学测绘科学与工程系,永久性临时性,水准点（高程控制点）的埋设,河海大学测绘科学与工程系,高程基准点（高程零点）,1985年国家高程基准(1987年国务院国测发1987198号文批准),河海大学测绘科学与工程系,我国现使用的高程系统：,1985黄海高程系统,水准原点：青岛观象山H=72.260米,河海大学测绘科学与工程系,1985黄海高程系统,水准零点,河海大学测绘科学与工程系,技术要求：（L、K为路线长度单位为km）,三（四）等水准测量主要采用“双面水准尺”观测法。仪器精度不低于DS3型的精度。,2、三、四等水准测量,同一根水准尺,两根水准尺间,河海大学测绘科学与工程系,双面尺构造的特点,黑面起点0.000和0.000一个测站上同时测得,红面起点4.687和4.787,黑面高差h黑=a黑b黑,红面高差h红=a红b红,h黑=h红0.100,河海大学测绘科学与工程系,选定测站，安置仪器1、视距75m2、前后视距差2m（目测或步测）3、三丝均能读数观测与记录（8个读数）采用双面水准尺观测法，按“后(黑)、前(黑)、前(红)、后(红)”法读数。读后尺黑面读数：下丝（1），上丝（2），中丝（3）读前尺黑面读数：下丝（4），上丝（5），中丝（6）读前尺红面读数：中丝（7）读后尺红面读数：中丝（8）,一个测站上测量的方法和步骤,河海大学测绘科学与工程系,计算与校核视距部分后距（9）（1）（2）10075m前距（10）（4）（5）10075m后前视距差（11）=（9）（10）2m后前视距差累计（12）本站的（11）前站的（12）5m高差部分后尺黑红面读数差（13）K1（3）（8）2mm前尺黑红面读数差（14）K2（6）（7）2mm黑面高差（16）（3）（6）红面高差（17）（8）（7）黑红面高差之差（15）(16)(17)0.100=(13)(14)3mm,河海大学测绘科学与工程系,外业施测（测、记、算、核）,1,BM1TP1,1.6141.156,0.7740.326,45.8,44.8,+1.0,+1.0,K1=4.787K2=4.687,后1前2,1.384,0.551,5.239,6.171,+0.833,+0.932,0,-1,+1,+0.8325,两次测得高差值平均值,河海大学测绘科学与工程系,2012-10-22,河海大学测绘科学与工程系,三等水准测量实习-实习场地,河海大学测绘科学与工程系,三等水准测量实习-注意事项,使用水准仪之前消除视差；前后视距要大致相等；数据记录要保持清洁；设置测站数保持偶数个；提交水准测量外业成果表以及闭合差调整表。,河海大学测绘科学与工程系,基本思想：根据由测站向照准点所观测的垂直角（或天顶距）和它们之间的斜距（或水平距离），计算测站点与照准点之间的高差。适用于：地形起伏大的地区进行高程控制。,3、三角高程测量,河海大学测绘科学与工程系,原理,大地水准面,观测值,高差值,河海大学测绘科学与工程系,闭合路线,附和路线,三角高程的路线,河海大学测绘科学与工程系,计算高程,计算高差改正数（闭合差的分配）,三角高程路线计算,河海大学测绘科学与工程系,球气差改正,施测仅从A点向B点观测称为单向观测，如果不仅由A向B，且由B向A称为对向观测。对向观测可自行消减地球曲率和大气垂直折光的影响，且观测视线应高出地面障碍物1m以上。,当两点间距离大于300m时，要考虑地球曲率及大气垂直折光的影响。前者为地球曲率差，简称球差（p)，后者为大气垂直折光差，简称气差(r)。,河海大学测绘科学与工程系,地球曲率对高程的影响,河海大学测绘科学与工程系,奇妙的海市蜃楼,大气折光对高程的影响,河海大学测绘科学与工程系,S0,R,河海大学测绘科学与工程系,正反觇消除球气差影响,河海大学测绘科学与工程系,直觇反觇直觇与反觇高差的平均值为：球气差在直觇与反觇的平均之中互相抵消了。,正反觇消除球气差影响,河海大学测绘科学与工程系,三角高程测量观测和计算,1、步骤：仪器对中整平，量取仪器高和目标高。观测竖直角N个测回,测出斜距。2、计算：,三角高程测量计算表,河海大学测绘科学与工程系,三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改正；两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响；三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精度；三角高程测量通常用于代替等外水准测量，一般不代替等级水准测量；部分文献用电子全站仪进行三角高程测量，代替四等水准测量。,三角高程测量一些结论,河海大学测绘科学与工程系,第七节地形图测绘,河海大学测绘科学与工程系,步骤,大比例尺测图的计划设计；地形控制测量；地形测图的准备工作；碎部点的测定；图边测图及图的拼接；地形图的检查；地形图的整饰。,人员配备,每个小组按照7-8人一组自由组队每个班级编制如下表格小组长名后用标记出,认识实习区域,绘制1：500比例尺的地形图,图根点,E1点的位置信息,E1E2直线的方位角,各条导线边的边长,了解已知信息,高程控制测量平面控制测量碎部测量,掌握实习过程,明确成果提交,50m,测图前的准备,河海大学测绘科学与工程系,一、收集资料规范、图式、控制点、旧的资料等二、配置：工具配置：经纬仪、图板、水准尺、聚酯薄膜、钢尺、量角器、计算器、笔、橡皮。人员配置：观测员、记录计算员各1人、绘图员、立尺员各2人,三、图纸准备及控制点的展绘控制点展绘：确定图纸西南角坐标,立尺员选点有计划，尽量一点多用。观测员读数时注意记录者和绘图者是否听清楚，要随时把地面情况和图面点位联系起来，观测碎部点的精度要得当；记录、计算员记录应正确、工整、清楚。重要地物备注说明，注意高差正负号。绘图员保持图面整洁，抓紧在野外对照实地地形勾绘整理。边测、边绘、边勾等高线；随时将图上与实地对照检查（距离、高程、方位）,图幅类型：40cm40cm、40cm50cm、50cm50cm标准图幅：50cm50cm图纸：聚脂薄膜绘制坐标方格网（一般已有）,河海大学测绘科学与工程系,控制点坐标展绘,点A：x=1124.89；y=538.67；H=76.4,立尺员选点有计划，尽量一点多用，必要时勾绘碎部草图，供绘图者参考沿等高线跑尺，跑尺消耗少，绘图不容易观测员读数时注意记录者和绘图者是否听清楚，要随时把地面情况和图面点位联系起来，观测碎部点的精度要得当；记录、计算员记录应正确、工整、清楚。重要地物备注说明，注意高差正负号。绘图员保持图面整洁，抓紧在野外对照实地地形勾绘整理。边测、边绘、边勾等高线；随时将图上与实地对照检查（距离、高程、方位）,配置（2）人员：观测员、记录计算员各1人、绘图员、立尺员各2人。,一个测站的上工作,一个测站上的测绘工作-经纬仪测图法,安置仪器、对中、整平、量仪器高i,架图板测定竖盘指标差i、选定零方向。碎部点立尺、照准、观测、记录、计算读取水平角、上、下、中三丝读数、竖盘读数计算水平距离D及高差h，算出碎部点高程H用半圆量角器和比例尺，按极坐标法将碎部点缩绘到图纸上，并注上高程，进而勾绘等高线。重复步。,测角测距,展绘测点,安置仪器,描绘地形,在控制点上安置经纬仪，测量碎部点位置数据（水平角、水平距离、高程），用绘图工具展绘到图上的一种方法。,（1）安仪：在控制点A安置经纬仪。,测角测距,展绘测点,安置仪器,描绘地形,安置经纬仪、对中、整平（粗平、精平），量取仪器高,（2）定向：后视(盘左瞄准)控制点，度盘置零。,0方向线,河海大学测绘科学与工程系,必须抓住地物、地貌特征点应选择能反映地物形状的特征点。如房角、道路交叉点、转折点等。地貌选择在山顶、鞍部、地性线坡度变化的点、山脚线等控制地貌形状的特征点。为如实反映地面情况，即使变化不大的地方，每隔一定的距离也应该立尺测取碎部点。碎部点测量前，观测员与跑尺员应该先在测站上研究需要立尺的位置和跑尺方案。地物较多，分类立尺，避免连线错误。地物较少，可采用螺旋形跑尺法，由近及远，搬站后，由远及近。如果有两名跑尺员，要分工明确。晴天上午测图，最好在测站西方立尺，下午在测站东方立尺。正确处理视距长度。取决于测点间距离、比例尺、碎部点性质。长精度低，短影响速度。合理掌握碎部点密度（特别是地貌点，必须是特征点。适当取舍（小路、树，起方位作用）。工作有计划，一般从图廓边开始。（开始尽量先测简单的地方，慢慢熟练）加强测绘工作检查（搬站检查零方向）图上所有文字和注记尽量字头朝北.,（3）立尺：碎部点选择：地物、地貌特征点,河海大学测绘科学与工程系,在立尺之前，立尺员应根据实地情况及本测站实测范围，选定立尺点，并与观测员、绘图员共同商定跑尺路线。然后依次将视距尺立在地物、地貌的特征点上。,“地物”取“轮廓转折点”。,“地貌”取“地性线上坡度或方向变化点”,测角测距,展绘测点,安置仪器,描绘地形,河海大学测绘科学与工程系,跑尺方法,地物（除正确选择地物轮廓外，还要根据实地地物分布，采用不同方法，保证不遗漏，不重复，简单）：地物较多，分类立尺，避免连线错误。地物较少，可采用螺旋形跑尺法，由近及远，搬站后，由远及近。如果有两名跑尺员，要分工明确。晴天上午测图，最好在测站西方立尺，下午在测站东方立尺。,测角测距,展绘测点,安置仪器,描绘地形,（4）碎部点的观测,观测员转动经纬仪照准部，瞄准1点视距尺，读上下丝度数、中丝读数v、竖盘读数及水平角。同法观测2、3、各点。,（5）记录与计算,测角测距,展绘测点,安置仪器,描绘地形,（6）展碎部点：,在图纸上，按、D，定出点1的位置。,D,测角测距,展绘测点,安置仪器,描绘地形,地物要按“地形图图式”规定的符号表示。如房屋按其轮廓用直线连接；道路、河流的弯曲部分用平滑的曲线连接；对于不能按比例描绘的地物，应按“地形图图式”规定的非比例符号表示。,2）地貌描绘,地貌主要用等高线来表示。勾绘等高线时，首先轻轻描绘出山脊线、山谷线等地性线，再根据碎部点的高程勾绘等高线。对于不能用等高线表示的特殊地貌，如