高程控制测量-文档资料

高程控制测量,2,高程控制测量,水准测量,三角高程测量,GPS高程测量,气压高程测量,3,一.高程基准建立与水准网布设,建立统一的国家高程控制网，首先要选择高程系统和建立水准原点。,确定表示地面点高程的统一基准面。,大地高系统,正高系统,正常高系统,水准原点：确定国家高程控制网中用来传递高程的统一起算点。,4,一.高程基准建立与水准网布设,大地高系统,H,基准面：参考椭球面,基准线：法线,大地高：地面点沿参考椭球法线至参考椭球面的距离。,获取手段,三角高程测量,GPS,从其它高程系统转换得来,1.高程系统,5,一.高程基准建立与水准网布设,正高系统,基准面：大地水准面,基准线：铅垂线,正高：地面点沿铅垂线至大地水准面的距离。,获取手段,水准测量,三角高程测量,从其它高程系统转换得来,6,一.高程基准建立与水准网布设,正常高系统,基准面：似大地水准面,基准线：铅垂线,正高：地面点沿铅垂线至似大地水准面的距离。,获取手段,水准测量,三角高程测量,从其它高程系统转换得来,7,一.高程基准建立与水准网布设,三种高程系统的关系,8,一.高程基准建立与水准网布设,9,一.高程基准建立与水准网布设,10,一.高程基准建立与水准网布设,2.国家高程控制网,建立方法,水准测量，也叫国家水准网。,一等水准测量,二等水准测量,三等水准测量,四等水准测量,精密水准测量,普通水准测量,11,一.高程基准建立与水准网布设,国家一等水准网,原则：整体到局部，高级到低级。逐级控制，逐级加密。,要求：水准路线自身构成闭合环线或闭合高一级水准路线上。,我国的一等水准网由298条路线组成，其中，284条路线构成100个闭合环，共计埋设各类标石近2万余座。,用途：其结果可以确定大地水准面和海面地形，是研究地球形状、大小的重要资料，也是研究地壳垂直形变、地震预报的重要数据。,12,一.高程基准建立与水准网布设,二等水准网,我国的二等水准网有1138条路线，总长13.7万公里，构成793个闭合环。,三等水准测量,四等水准测量,根据需要在高级水准网内加密，布设附合路线，尽可能相互交叉，构成闭合环。,以符合路线布设于高级水准点之间，符合路线的长度应不超过80km。,用途：三、四等水准测量直接提供地形图和各种工程建设所必须的高程控制点。,13,一.高程基准建立与水准网布设,3.实地选线和选点,尽量沿坡度较小的公路、大路进行；,应避开土质松软的地段和磁场较强的地段；,应避开行人车辆来往繁多的街道和大的火车站；,应尽量避免通过大的河流湖泊、沼泽和峡谷等障碍物；,当一等水准路线通过大的岩层断裂带或者地质构造不稳定的地区时，应会同地质地震有关部门，共同研究选定；,14,一.高程基准建立与水准网布设,一等兰-西线水准路线图,15,一.高程基准建立与水准网布设,注意：选定水准点时，必须要保证点位地基坚实稳定、安全僻静，并利于标石长期保存与观测。,注意：水准点尽可能选在路线附近机关、学校、公园内。不应选埋水准点的地点有：（1）易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点；（2）易发生土崩、滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地区；（3）土堆、河堤、冲积层河岸及土质松软与地下水位变化较大的点（如油井、机井附近的地点）；（4）距铁路、公路以内或其他受剧烈震动的点；（5）不坚固或准备拆修的建筑物上；（6）短期内将因修建而可能毁掉标石或阻碍观测的地点；（7）地形隐蔽不便观测的点。,16,一.高程基准建立与水准网布设,17,一.高程基准建立与水准网布设,18,二.精密水准测量,问题：普通水准标尺只能精确到厘米，毫米是估读。,19,二.精密水准测量,1.精密水准仪和水准标尺,精密水准仪,高灵敏度的管水准器,高精度的测微装置,高质量望远镜,坚固稳定的仪器结构,高性能的补偿装置,20,二.精密水准测量,精密水准尺,温度特性好,标尺刻划精密、正确,尺身不易弯曲,底面坚固耐磨，且垂直尺身,21,二.精密水准测量,154152150148146144142,454452450448446444442,1098,水准标尺,物镜,平行玻璃板,十字丝面,测微螺旋,测微分划尺,指标线,水准仪,读数：147cm+0.960cm=147.960cm,测微器100格，对应标尺一个分划：10mm；直读到0.1mm，估读至0.01mm。,基本分划,辅助分划,22,二.精密水准测量,2.蔡司Ni004水准仪（S05级）标尺分划间隔：5mm，测微范围：5mm；测微器100格，分格值0.05mm；,23,二.精密水准测量,数字水准仪,24,三.精密水准测量外业观测与记录,1.水准测量误差,i角误差,规范规定：二等水准，前后视距差应小于1米，视距累积差应小于3米。,25,三.精密水准测量外业观测与记录,h12=(a1-a)-(b1-b)=(a1-b1)-a+b,h23=(b2-b)-(a2-a)=(b2-a2)-b+a,h13=h12+h23=(a1-b1)+(b2-a2),结论：偶数站且相邻测站轮流做前尺可消除标尺零点差对水准测量的影响。,标尺零点差,26,三.精密水准测量外业观测与记录,外界因素-大气垂直折光,离地面越近，空气密度越大，对视线的折射越严重。,平原地区：前后视尽量相等，尽量抬高视线，最佳时段。,坡度地区：除上款外，还要考虑适当缩短视距。,规范规定：最佳观测时段，视线高度，不同时段往返测，最大视距限制。,27,三.精密水准测量外业观测与记录,外界因素-大气垂直折光,28,三.精密水准测量外业观测与记录,A,B,往测（A-B）,奇数站：后-前-前-后偶数站：前-后-后-前,返测（B-A）,奇数站：前-后-后-前偶数站：后-前-前-后,测站1,测站2,测站3,测站4,测站1,测站2,测站3,测站4,（后前前后）,（前后后前）,（后前前后）,（前后后前）,（前后后前）,（后前前后）,（前后后前）,（后前前后）,A,B,29,三.精密水准测量外业观测与记录,关于“后前前后”,转仪器,转仪器,后视：,后视：,前视：,上、下丝中丝（基）,中丝（基）上、下丝,中丝（辅）,中丝（辅）,后前前后,30,1,2406198642021983,16006,46163,52138,+059.75,+059.75,+059.760,+2,+2,+2,216391189450,15740,14140,44292,45895,+016.00,+016.03,+016.015,-1,+1,-3,31,三.精密水准测量外业观测与记录,32,三.精密水准测量外业观测与记录,一S05350.51.50.50.43.0二S1501.03.00.30.73.0S05601.03.00.30.73.0,等级,仪器视距类型m,前后视距差m,前后视距累积差m,视线高度下丝读数m,基辅分划所得高差之差mm,上下丝读数平均值与中丝读数之差mm,水准路线测段往返测高差不符值mm,33,四、水准测量高差改正数计算,1.水准标尺每米长度误差的改正数,水准标尺每米长度误差对高差的影响是系统性质的。根据规定，当一对水准标尺每米长度的平均误差f大于时，就要对观测高差进行改正。由于往返测观测高差的符号相反，其改正数的符号也不同。,34,四、水准测量高差改正数计算,例：设有一对水准标尺经检定得，1米间隔的平均真长为999.96mm，测段往返测高差则该测段往返测高差的改正数是多少？,解：每米长度误差为,往返测高差改正数为,35,四、水准测量高差改正数计算,2.正常水准面不平行的改正数,按水准测量规范规定，各等级水准测量结果，均需计算水准面不平行改正，公式如下：,36,四、水准测量高差改正数计算,例：计算柳宝35基到宜柳1段的正常水准面不平行改正数。,解：按水准路线平均纬度,查表得常系数,水准路线始末点近似高程平均值,纬度差,37,四、水准路线闭合差计算及分配,1.水准路线闭合差计算,为水准路线两端点的已知高程,水准路线中各测段观测高差加入尺长改正数,水准路线中各测段正常水准面不平行改正数之和,38,四、水准路线闭合差计算及分配,2.高差改正数计算,水准路线中每个测段的高差改正数：,最后根据已知点高程及改正后的高差计算水准点的概略高程：,39,40,填已知数据和观测数据,计算高差改正数,计算高差改正数,计算概略高程,41,习题课,内容：水准测量概算。要求：掌握“水准测量概算”的方法和步骤，会进行水准水准测量概算。时间：2009年-月-日。已知数据：见下表,42,二等水准测量外业高差与概略高程计算,II天唐033951III唐通0246III唐通0342III唐通0437III唐通0531III唐通0628III唐通0725III唐通0820III唐通0917III唐通1018II天唐0414,5.6+47.1215-47.12016.4-41.0483+41.04947.3-16.3471+16.34516.2+1