高程控制测量

1、高程控制测量 高程控制测量 获得地面点的 高程的方法？ 水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量 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。 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 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

2、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 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 一.高程基准建立与水准网布设 三种高程系统的关系 一.高程基准建立与水准网布设 一.高程基准建立与水准网布设 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。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 一.高

3、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。 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。

4、 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。 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； 一.高程基准建立与水准网布设 一等兰-西线水准路线图 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

5、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。 一.高程基准建立与水准网布设 一.高程基准建立与水准网布设 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。

6、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灵敏度的管水准器 高精度的测微装置高精度的测微装置 高质量望远镜高质量望远镜 坚固稳定的仪器结构坚固稳定的仪器结构 高性能的补偿装置高性能的补偿装置 二.精密水准测量 精密水准尺 温度特性好温度特性好 标尺刻划精密、正确标尺刻划精密、正确 尺身不易弯曲尺身不易弯曲 底面坚固耐磨，且垂直尺身底面坚固耐磨，且垂直尺身 二.精密水准测量 154 152 150 148 146 144 142 454 452 450 448 446 444 442 10 9 8 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

7、线 水 准 仪 读数：147 cm+0.960 cm= 147.960 cm 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 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； 二.精密水准测量 数字水准仪 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 1 SSi s ）（ 前后 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。 三.精密水准测量外业观测与记录 h12=(a1- a)-(b1-b)=(a1-b1) - -

8、 a+a+ b b h23= (b2-b)-(a2-a)=(b2-a2) - - b+b+ a 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 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。 三.精密水准测量外业观测与记录 外界因素-大气垂直折光 三.精密水准测量外业观测与记录 A

9、 B 往测（A-B） 奇数站：后奇数站：后- -前前- -前前- -后后 偶数站：前偶数站：前- -后后- -后后- -前前 返测（B-A） 奇数站：前奇数站：前- -后后- -后后- -前前 偶数站：后偶数站：后- -前前- -前前- -后后 测站测站1 测站测站2 测站测站3 测站测站4 测站测站1 测站测站2 测站测站3测站测站4 （后前前后）（后前前后）（前后后前）（前后后前）（后前前后）（后前前后）（前后后前）（前后后前） （前后后前）（前后后前） （后前前后）（后前前后） （前后后前）（前后后前） （后前前后）（后前前后） A B 三.精密水准测量外业观测与记录 关于“后前前后”

10、转仪器 转仪器 后视： 后视： 前视： 上、下丝 中丝（基）中丝（基） 中丝（基）中丝（基） 上、下丝 中丝（辅中丝（辅） 中丝（辅）中丝（辅） 后 前 前 后 1 1 24062406 19861986 420 420 18091809 13911391 418 418 219 83219 83 160 06160 06461 63461 63 521 38521 38 +059.75+059.75+059.75+059.75 +059.760+059.760 +2+2+2+2 +2+2 2 2 18001800 13511351 449 449 16391639 11891189 450

11、450 157 40157 40 141 40141 40442 92442 92 458 95458 95 +016.00+016.00+016.03+016.03 +016.015+016.015 -1 -1+1+1 -3-3 三.精密水准测量外业观测与记录 三.精密水准测量外业观测与记录 一 S05 35 0.5 1.5 0.5 0.4 3.0 二 S1 50 1.0 3.0 0.3 0.7 3.0 S05 60 1.0 3.0 0.3 0.7 3.0 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

12、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 K4 K4 K2 四、水准测量高差改正数计算 1.1.水准标尺每米长度误差的改正数水准标尺每米长度误差的改正数 水准标尺水准标尺每米长度误差每米长度误差对高差的影响是系统性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质的。根据规定，当一对水准标尺每米长度的平均 误差误差f f大于大于 时，就要对观测高差进行改时，就要对观测高差进行改 正。正。 由于由于往返测观测高差的符号相反往返测观测高差的符号相反，其改正数的，其改正数的 符号也不同。符号也不同。 mm02. 0 四、水准测量高差改正数

13、计算 例：例：设有一对水准标尺经检定得，设有一对水准标尺经检定得，1米米间隔的平均真间隔的平均真 长为长为999.96mm，测段往返测高差，测段往返测高差 则该测段往返测高差的改正数是多少？则该测段往返测高差的改正数是多少？ mh345.20 解：每米长度误差为解：每米长度误差为mmf04. 0100096.999 往返测高差改正数为往返测高差改正数为 mmhf f 81. 0)345.20()04. 0( 四、水准测量高差改正数计算 2.2.正常水准面不平行的改正数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

14、行改正，公式如下：需计算水准面不平行改正，公式如下： ii AH 2sin0000015371. 0A 四、水准测量高差改正数计算 例：例：计算计算柳宝柳宝35基到基到宜柳宜柳1段的正常水准面不平段的正常水准面不平 行改正数。行改正数。 解：按水准路线平均纬度解：按水准路线平均纬度1824 m 查表得常系数查表得常系数 9 101153 A 水准路线始末点近似高程平均值水准路线始末点近似高程平均值 mH4352/ )445425( 纬度差纬度差3 mmAH5 . 1 1 四、水准路线闭合差计算及分配 1.1.水准路线闭合差计算水准路线闭合差计算 0 )(hHHW n 为水准路线两端点的已知高程

15、为水准路线两端点的已知高程 n HH 、 0 h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水准路线中各测段正常水准面不平行改正数之和 mmmm hHHW n 5 . 952565.148)128.573876.424( )( 0 四、水准路线闭合差计算及分配 2.2.高差改正数计算高差改正数计算 水准路线中每个测段的高差改正数：水准路线中每个测段的高差改正数： W R R v 最后根据已知点高程及改正后的高差计算水准点的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：概略高程： vhHH 0 kmR9 .80

16、 kmR8 . 5 mmv7 . 05 . 9 9 .80 8 . 5 1 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 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 二二等水准测量外业高差与概略高程计算等水准测量外业高差与概略高程计算 II天唐03 39 51 III唐通02 46 III唐通03 42 III唐通04 37 III唐通05 31 III唐通06 28 III唐通07 25 III唐通08 20 III唐通09 17 III唐通10 18 II天唐04 14 5.6 +47.1215 - 47.1201 6.4 - 41.0483 +41.04