《控制测量》课程课件-高程测量VIP

项目六高程测量控制测量学任务1：国家高程控制网的布设主要内容1国家高程基准2国家高程控制网建立的基本原理3城市和工程建设高程控制测量

高程基准面

高程基准面就是地面点高程的统一起算面，由于大地水准面所形成的体形——大地体是与整个地球最为接近的体形，因此通常采用大地水准面作为高程基准面。

大地水准面是在海洋近岸的一点处竖立水位标尺，成年累月地观测海水面的水位升降，根据长期观测的结果可以求出该点处海水面的平均位置，人们假定大地水准面就是通过这点处实测的平均海水面。

大地水准面长期观测海水面水位升降的工作称为验潮，进行这项工作的场所称为验潮站。根据各地的验潮结果表明，不同地点平均海水面之间还存在着差异，因此，对于一个国家来说，只能根据一个验潮站所求得的平均海水面作为全国高程的统一起算面——高程基准面。

1957年确定青岛验潮站为我国基本验潮站，以该站1950年至1956年7年间的潮汐资料推求的平均海水面作为我国的高程基准面。以此高程基准面作为我国统一起算面的高程系统名为“1956年黄海高程系统”。

1956年黄海高程系统“1956年黄海高程系统”的平均海水面所采用的验潮资料时间较短，还不到潮汐变化的一个周期（一个周期一般为18.61年），同时又发现验潮资料中含有粗差，因此有必要重新确定新的国家高程基准。

新的国家高程基准面是根据青岛验潮站1952～1979年19年间的验潮资料计算确定，根据这个高程基准面作为全国高程的统一起算面，称为“1985国家高程基准”。1985国家高程基准

水准原点为了长期、牢固地表示出高程基准面的位置，作为传递高程的起算点，必须建立稳固的水准原点，用精密水准测量方法将它与验潮站的水准标尺进行联测，以高程基准面为零推求水准原点的高程，以此高程作为全国各地推算高程的依据。我国的水准原点网建于青岛附近。在“1985国家高程基准”系统中，我国水准原点的高程为72.260m。

国家高程控制测量国家高程控制测量主要是用水准测量方法进行国家水准网的布测。国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建设的高程控制基础，并为地球科学研究提供精确的高程资料，如研究地壳垂直形变的规律，各海洋平均海水面的高程变化，以及其他有关地质和地貌的研究等。

国家水准网的布设采用由高级到低级、从整体到局部逐级控制、逐级加密的原则。国家水准网分4个等级布设，一、二等水准测量路线是国家的精密高程控制网。一、二等水准测量统称为精密水准测量。国家高程控制测量

我国一等水准网由289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。全国一等水准网布设略图如图所示国家高程控制测量二等水准网在一等水准网的基础上布设。我国已有1138条二等水准测量路线，总长为13.7万公里，构成793个二等环。

三、四等水准测量直接提供地形测图和各种工程建设所必须的高程控制点。三等水准测量路线一般可根据需要在高级水准网内加密，布设附合路线，并尽可能互相交叉，构成闭合环。单独的附合路线长度应不超过200km；环线周长应不超过300km。四等水准测量路线一般以附合路线布设于高级水准点之间，附合路线的长度应不超过80km。城市和工程建设高程控制测量

城市和工程建设高程控制网一般按水准测量方法来建立。为了统一水准测量规格，考虑到城市和工程建设的特点，城市测量和工程测量技术规范规定：水准测量依次分为二、三、四等3个等级。首级高程控制网，一般要求布设成闭合环形，加密时可布设成附合路线和结点图形。各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等级的精度一致。

城市和工程建设水准测量是各种大比例尺测图、城市工程测量和城市地面沉降观测的高程控制基础，又是工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的依据。

水准测量的实施，其工作程序是：水准网的图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准测量观测、平差计算和成果表的编制。水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进行调查研究，搜集和分析测区已有的水准测量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。如果测区的面积较大，则应先在1：25000～1：100000比例尺的地形图上进行图上设计。城市和工程建设高程控制测量图上设计应遵循以下原则：（1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。（2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电线或电缆50m以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。（3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。

（4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为2～4km；城市建筑区和工业区为1～2km。（5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。（6）注意测区已有水准测量成果的利用。城市和工程建设高程控制测量

在实地选线和选点时，除了要考虑上述要求外，还应注意使水准路线避开土质松软地段，确定水准点位置时，应考虑到水准标石埋设后点位的稳固安全，并能长期保存，便于施测。为此，水准点应设置在地质上最为可靠的地点，避免设置在水滩、沼泽、沙土、滑坡和地下水位高的地区；埋设在铁路、公路近旁时，一般要求离铁路的距离应大于50m，离公路的距离应大于20m，应尽量避免埋设在交通繁忙的岔道口；墙上水准点应选在永久性的大型建筑物上。

水准点选定后，就可以进行水准标石的埋设工作。我们知道，水准点的高程就是指嵌设在水准标石上面的水准标志顶面相对于高程基准面的高度，如果水准标石埋设质量不好，容易产生垂直位移或倾斜，那么即使水准测量观测质量再好，其最后成果也是不可靠的，因此务必十分重视水准标石的埋设质量。

项目六高程测量控制测量学任务2

精密水准仪标尺和精密水准仪

习题1、目前我国采用的高程系统是（

）

A、黄海高程

B、1985国家高程基准

C、吴淞高程

D、平均海面高程2、0.700的数,其有效数字是（

）

A、二位有效数字

B、三位有效数字

C、四位有效数字

D、一位有效数字

3、望远镜的视准轴是（）

A、目镜光心与物镜光心的连线

B、十字丝交点与物镜中心的连线

C、十字丝交点与物镜光心的连线

D、目镜中心与物镜中心的连线

习题4、水准测量当后视读数为1.224米,前视读数为1.974米,则两点的高差为（）

A、0.750米

B、-0.750米

C、3.198米

D、-3.198米5、当经纬仪瞄准一点时,盘左竖盘读数为L=86°4512“,盘右竖盘读数为R=273°1436”,此时竖盘指标差为（）

A、+6"

B、-6"

C、-12"

D、+12"习题边角网平差中，边、角的权是无单位的。（）地面网中的边长测量方法是相同的，所以边长的精度都相等。（）习题用N3水准仪进行二等水准测量返测，在第六站上测得如下读数：2406，1986，21983，16006，1809，1391，46136，52138。试求两标尺间的距离和高差，并判断该成果是否合格精密水准仪的构造特点

精密水准仪必须具备的一些条件

1.高质量的望远镜光学系统为了获得水准标尺上分划线的清晰影像，望远镜必须具有足够的放大倍率和较大的物镜孔径。一般精密水准仪的放大倍率应大于40倍，物镜的孔径应大于50mm。

2.坚固稳定的仪器结构仪器的结构必须使视准轴与水准轴之间的联系相对稳定，不受外界条件的变化而改变它们之间的关系。精密水准仪的构造特点3.高精度的测微器装置精密水准仪必须有光学测微器装置，借以精密测定小于水准标尺最小分划线间格值的尾数，从而提高在水准标尺上的读数精度。一般精密水准仪的光学测微器可以读到0.lmm，估读到0.Olmm精密水准仪的构造特点

4.高灵敏的管水准器一般精密水准仪的管水准器的格值为10“/2mm。在精密水准仪上必须有倾斜螺旋（又称微倾螺旋）的装置，借以可以使视准轴与水准轴同时产生微量变化，从而使水准气泡较为容易地精确置中以达到视准轴的精确整平。精密水准仪的构造特点5.高性能的补偿器装置我国水准仪系列按精度分类有S05型,S1型,S3型等。S是“水”字的汉语拼音第一个字母,S后面的数字表示每公里往返平均高差的偶然中误差的毫米数。

精密水准仪的构造特点我国水准仪系列及基本技术参数技术参数项目水准仪系列型号S05S1S3S10每公里往返平均高差中误差望远镜放大率望远镜有效孔径管状水准器格值测微器有效量测范围测微器最小分格值≤0.5mm≥40倍≥60mm10″/2mm5mm0.1mm≤1mm≥40倍≥50mm10″/2mm5mm0.1mm≤3mm≥30倍≥42mm20″/mm≤10mm≥25倍≥35mm20″/2mm自动安平水准仪补偿性能补偿范围安平精度安平时间不长于±8′±0.1″2s±8′±0.2″2s±8′±0.5″2s±10′±2″2s精密水准标尺的构造特点对精密水准标尺提出如下要求：

精密水准标尺的构造特点（1）一般精密水准尺的分划是漆在因瓦合金带上，水准标尺分划的数字是注记在因瓦合金带两旁的木质尺身上，如图（a）、（b）所示。

精密水准标尺的构造特点

（2）水准标尺的分划必须十分正确与精密，分划的偶然误差和系统误差都应很小。当前精密水准标尺分划的偶然中误差一般在8～llum。（3）水准标尺在构造上应保证全长笔直，并且尺身不易发生长度和弯扭等变形。一般精密水准标尺的木质尺身均应以经过特殊处理的优质木料制作。为了避免水准标尺在使用中尺身底部磨损而改变尺身的长度，在水准标尺的底面必须钉有坚固耐磨的金属底板。精密水准标尺的构造特点

精密水准标尺的构造特点（4）在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器装置，作业时扶尺者借以使水准标尺保持在垂直位置。（5）为了提高对水准标尺分划的照准精度，水准标尺分划的形式和颜色与水准标尺的颜色相协调，一般精密水准标尺都为黑色线条分划，与浅黄色的尺面相配合。

尺垫和尺桩的形状如下图所示。

线条分划精密水准标尺的分格值有l0mm和5mm两种。分格值为10mm的精密水准标尺如图（a）所示，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0～300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300～600cm称为辅助分划，同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数，称为基辅差，通常又称尺常数，水准测量作业时可以用以检查读数的正确性。

精密水准标尺的构造特点分格值为5mm的精密水准尺如图（b）所示，它也有两排分划，但两排分划彼此错开5mm,所以实际上左边是单数分划，右边是双数分划，也就是单数分划和双数分划各占一排，而没有辅助分划。木质尺面右边注记的是米数，左边注记的是分米数，整个注记从0.1～5.9m，实际分格值为5mm，分划注记比实际数值大了一倍，所以用这种水准标尺所测得的高差值必须除以2才是实际的高差值。WildN3精密水准仪

WildN3精密水准仪WildN3精密水准仪的外形如下图所示。望远镜物镜的有效孔径为50mm，放大倍率为40倍，管状水准器格值为10“/2mm。N3精密水准仪与分格值为l0mm的精密因瓦水准标尺配套使用，标尺的基辅差为301.55cm。

转动倾斜螺旋，使符合气泡观察目镜的水准气泡两端符合，则视线精确水平，此时可转动测微螺旋使望远镜目镜中看到的楔形丝夹准水准标尺上的148分划线，也就是使148分划线平分楔角，再在测微器目镜中读出测微器读数653(即6.53mm)，故水平视线在水准标尺上的全部读数为148.653cm。

WildN3精密水准仪

测微分划尺上有100个分格，它与10mm相对应，即每分格为0.lmm，可估读至0.0lmm。每10格有较长分划线并注记数字，每两长分划线间的格值为lmm。

N3精密水准仪的测微器装置ZeissNi004精密水准仪该仪器的主要特点是对热影响的感应较小Ni004与分格值为5mm的水准尺配套使用。在右图中，使用测微螺旋使楔形丝夹准水准标尺上197分划，在测微分划鼓上的读数为340，即3.40mm，水准标尺上的全部读数为197.340cm。

国产S1型精密水准仪

国产S1型精密水准仪S1型精密水准仪由北京测绘仪器厂生产。仪器物镜的有效孔径为50mm，望远镜放大倍率为40倍，管状水准器格值为10"/2mm。转动测微螺旋可使水平视线在10mm范围内作平移，测微器分划尺有100个分格，故测微器分划尺最小格值为0.1mm。国产S1仪器与分格值为5mm的水准标尺配套使用。在右图中，使用测微螺旋使楔形丝夹准198分划，在测微器读数显微镜中的读数为150，即1.50mm，水准标尺上的全部读数为198.150cm。

国产S1型精密水准仪精密水准仪的发展平板玻璃测微器自动安平水准仪数字(电子)水准仪读数方法：精平后，转动“测微螺旋”，使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。将整分划值和测微器中的读数合起来。1.48655mWildN3精密水准仪与分格值为10mm的精密因瓦水准尺配套使用,标尺的基辅差为301.55cm.自动安平水准仪Koni007与分格值为5mm的精密因瓦水准尺配套使用。电子水准仪也称“数字水准仪”

具有自动安平功能。

自动显示水平视线读数和视距。通过物镜获取水准尺图象，通过仪器的处理系统，将图象信息转换成数字显示。能与计算机实现数据通讯。

基本避免了人为的观测误差（视差、水准器精平误差、瞄准误差、估读数误差。电子水准仪图条码尺测量键要求竖丝位于条码带上，否则不能读数要求尺子立直（以圆气泡为准），否则拒绝工作。精密水准尺

项目六高程测量控制测量学

任务3水准测量误差主要内容习题讲解一二等水准测量规范精密水准测量的误差来源及影响

精密水准测量的实施

习题讲解用N3水准仪进行二等水准测量返测，在第六站上测得如下读数：2406，1986，21983，16006，1809，1391，46136，52138。试求两标尺间的距离和高差，并判断该成果是否合格由返测第6站知后视距离为(240.6－198.6)*100=42m前视距离为（180.9-139.1）*100=41.8m所以：标尺间距离为83.8米基本分划中丝差＝219.83-160.06=59.77厘米辅助分划中丝差＝521.38-461.36=60.02厘米基辅差＝2.5毫米依据国家规范应为0.6毫米所以成果超限。习题讲解习题讲解视准轴与水准轴必须满足相互平行这一重要条件，但一般视准轴与水准轴既不在同一平面内，也不互相平行，而是二条空间直线在垂直平面上投影的交角，称为i角误差，在水平平面上投影的交角，称为φ角误差，也叫交叉误差.视准轴与水准轴相互关系的检验与校正水准测量的精度水准测量有不同于平面控制网中三角网、三边网、边角网之处在于它有自已的特点，即观测精度高，工作量大，难于多次重复，一般只进行往返测，也就是往返测（符合要求的）高差平均作为高差的最或是值。水准测量的精度

当评定这种最或是值的精度时，也只有往返测高差之差可资利用，它反映了水准测量各种误差共同作用的结果，具有真误差的性质，它们含有偶然误差的影响也含有系统误差的影响。而系统误差具有累积的特性。

水准测量的精度水准测量的精度我国周江文推算过试图能反映系统误差的水准测量的中误差公式。1948年国际大地测量协会的水准测量组通过了威尼阿尔等人所推荐的估算水准测量中误差的方法。但不论用那一种公式都不能正确反映往返测平均高差中系统误差影响的大小。水准测量的精度精密水准测量的误差来源及影响来源有：仪器误差、操作误差、外界条件影响一、仪器误差主要有：视准轴不平行于水准管轴（i角）的误差；Φ角误差；水准尺每米长度误差水准标尺零点差二、操作误差主要有：水准气泡未严格居中、视差、估读误差、水准尺未竖直。三、外界条件影响的误差主要有：仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力、温度变化对i角的影响、磁场影响。精密水准测量的误差来源及影响精密水准测量的实施精密水准测量作业的一般规定精密水准测量观测精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，在各项工程的不同建设阶段的高程控制测量中，极少进行一等水准测量，故在工程测量技术规范中，将水准测量分为二、三、四等三个等级，其精度指标与国家水准测量的相应等级一致精密水准测量作业的一般规定精密水准测量的实施作出了各种相应的规定：（1）观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；观测时应用测伞遮蔽阳光；迁站时应罩以仪器罩。（2）仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等，其差应小于规定的限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于1.0m，前、后视距累积差应小于3m。这样，可以消除或削弱与距离有关的各种误差对观测高差的影响，如i角误差和垂直折光等影响。（3）对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随时调整置平零点的位置。对于自动安平水准仪的圆水准器，须严格置平。（4）同一测站上观测时，不得两次调焦；转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋，其最后旋转方向均应为旋进，以避免倾斜螺旋和测微器隙动差对观测成果的影响。（5）在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测，对于往测奇数测站按“后前前后”、偶数测站按“前后后前”的观测程序在相邻测站上交替进行。返测时，奇数测站与偶数测站的观测程序与往测时相反，即奇数测站由前视开始，偶数测站由后视开始。这样的观测程序可以消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差对观测高差的影响，如i角的变化和仪器的垂直位移等影响。（6）在连续各测站上安置水准仪时，应使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，而第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。（7）每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两水准标尺应互换位置，并应重新整置仪器。在水准路线上每一测段仪器测站安排成偶数，可以削减两水准标尺零点不等差等误差对观测高差的影响。（8）每一测段的水准测量路线应进行往测和返测，这样，可以消除或减弱性质相同、正负号也相同的误差影响，如水准标尺垂直位移的误差影响。（9）一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件下进行，如分别在上午和下午观测。（10)使用补偿式自动安平水准仪观测的操作程序与水准器水准仪相同。观测前对圆水准器应严格检验与校正，观测时应严格使圆水准器气泡居中。（11）水准测量的观测工作间歇时，最好能结束在固定的水准点上，否则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置水准标尺的固定点，作为间歇点加以标记，间歇后，应对两个间歇点的高差进行检测，检测结果如符合限差要求（对于二等水准测量，规定检测间歇点高差之差应≤1.Omm），就可以从间歇点起测。若仅能选定一个固定点作为间歇点，则在间歇后应仔细检视，确认没有发生任何位移，方可由间歇点起测。精密水准测量观测1.测站观测程序往测时，奇数测站照准水准标尺分划的顺序为后视标尺的基本分划；前视标尺的基本分划；前视标尺的辅助分划；后视标尺的辅助分划；

往测时，偶数测站照准水准标尺分划的顺序为前视标尺的基本分划；后视标尺的基本分划；后视标尺的辅助分划；前视标尺的辅助分划。返测时，奇、偶数测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数测站相同。精密水准测量观测以往测奇数测站为例，一测站的操作程序如下：（一）置平仪器。气泡式水准仪望远镜绕垂直轴旋转时，水准气泡两端影像的分离，不得超过lcm，对于自动安平水准仪，要求圆气泡位于指标圆环中央。

（二）将望远镜照准后视水准标尺，使符合水准气泡两端影像近于符合（双摆位自动安平水准仪应置于第Ⅰ摆位）。随后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数（如下表中的（1）和（2））。视距读取4位，第四位数由测微器直接读得。然后，使符合水准气泡两端影像精确符合，使用测微螺旋用楔形平分线精确照准标尺的基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数（3）。测微分划读数取至测微器最小分划。

（三）旋转望远镜照准前视标尺，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第Ⅰ摆位），用楔形平分线照准标尺基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数（4）。然后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数（5）和（6）。

（四）用水平微动螺旋使望远镜照准前视标尺的辅助分划，并使符合气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪置于第Ⅱ摆位），用楔形平分线精确照准并进行标尺辅助分划与测微分划读数（7）。（五）旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第Ⅱ摆位），用楔形平分线精确照准并进行辅助分划与测微分划读数（8）。下表中第（1）至（8）栏是读数的记录部分，（9）至（18）栏是计算部分。

测自

至

20年月日时间始时分末时分成像

温度

云量

风向风速

天气

土质

太阳方向精密水准测量观测测站编号后尺下丝前尺下丝方尺及向号标尺读数基+K减辅（一减二）备考上丝上丝后距d前距∑d基本分划（一次）辅助分划（二次）（1）（5）后（3）（8）（14）（2）（6）前（4）（7）（13）（9）（10）后-前（15）（16）（17）（11）（12）h（18）后前后-前h现以往测奇数测站的观测程序为例，来说明计算内容与计算步骤视距部分的计算（9）=（1）-（2）（10）=（5）-（6）（11）=（9）-（10）（12）=（11）+前站（12）高差部分的计算与检核（14）＝（3）+K-（8）式中K为基辅差（对于N3水准标尺而言K=3.0155m)

精密水准测量观测

（13）=（4）+K-（7）（15）=（3）-（4）（16）=（8）-（7）（17）=（14）-（13）=（15）-（16）检核

（18）=[（15）+（16）]以上即一测站全部操作与观测过程。精密水准测量观测一、二等精密水准测量外业计算尾数取位规定如下表：项目等级往（返）测距离总和km测段距离中数km各测站高差mm往（返）测高差总和mm测段高差中数mm水准点高程mm一二0.010.010.10.10.010.010.010.010.10.111一、二等水准测量限差规定如下表：

项目六高程测量控制测量任务4高程系统和水准原点

主要内容正常水准面不平行性水准面的不平行性对水准测量的影响随着位置和重力加速度大小而变化的位能称为重力位能，即式中，g为重力加速度；h为单位质点所处的高度。正常水准面不平行性在同一水准面上各点的重力位能相等，因此，水准面称为重力等位面，或称重力位水准面。如果将单位质点从一个水准面提高到相距的另一个水准面，其所做功就等于两水准面的位能差，即。正常水准面不平行性在右图中，设、分别表示两个非常接近的水准面在AB两点的垂直距离，、为A,B两点的重力加速度。由于水准面具有重力位能相等的性质，因此A,B两点所在水准面的位能差应有下列关系

在同一水准面上的不同点重力加速度g值是不同的，△hA与△hB必定不相等，也就是说，水准面不是相互平行的，这是水准面的一个重要特性，称为水准面不平行性。

重力加速度值g是随纬度的不同而变化的，在纬度较低的赤道处有较小的值，而在两极处值较大，因此，水准面是相互不平行的、且为向两极收敛的、接近椭圆形的曲面。水准面不平行性水准面的不平行性，对水准测量的影响水准面不平行性

水准测量所测定的高差是由水准路线上各测站所得高差求和而得到的。在下图中，地面点的高程可以按水准路线各测站测得高差之和求得，即水准面不平行性如果沿另一条水准路线ONB施测，则B点的高程应为水准路线ONB各测站测得高差之和，即由水准面的不平行性可知，因此也必定不等，也就是说，用水准测量测得两点间高差的结果随测量所循水准路线的不同而有差异。水准面不平行性如果将水准路线构成闭合环形，既然，可见，即使水准测量完全没有误差，这个水准环形路线的闭合差也不为零。在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差称为理论闭合差。水准面不平行性

由于水准面的不平行性，使得两固定点间的高差沿不同的测量路线所测得的结果不一致而产生多值性，为了使点的高程有惟一确定的数值，有必要合理地定义高程系，在大地测量中定义下面三种高程系统：正高，正常高及力高高程系。水准面不平行性正高高程系

正高高程系是以大地水准面为高程基准面，地面上任一点的正高高程（简称正高），即该点沿垂线方向至大地水准面的距离。正常高高程系将正高系统中不能精确测定的用正常重力代替，便得到另一种高程，称为正常高，正常高可以精确求得，其数值也不随水准路线而异，是惟一确定的。因此，我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统。水准面不平行性

正常高与正高不同，它不是地面点到大地水准面的距离，而是地面点到一个与大地水准面极为接近的基准面的距离，这个基准面称为似大地水准面。正高和正常高二者的差异上式中是A、B点间的正常高高差；是A、B点间实测高差；ε称为正常位水准面不平行引起的高差改正，λ称为由重力异常引起的高差改正，经过ε和λ改正后的高差称为正常高高差。由于在海洋面上，似大地水准面与大地水准面重合，所以：补充水准测量基岩标在进行重力异常改正时，往往由于水准点的重力未测而主要采用在不小于１∶１００００００布格异常图上标绘出水准点，内插求出该点的布格异常，这样往往降低了水准测量成果的质量。依照《国家一、二等水准测量规范》，一等水准路线上的每个水准点均应测定重力，高差大于250ｍ的一、二等水准测段中，地面倾斜变化处应加测重力。补充基本要求及技术规定1.要求承担区域精密水准测量的各作业组，在出测前、作业过程中及收测后，必须严格按照《国家一、二等水准测量规范》和《区域精密水准测量技术文件汇编》中的有关条款，对作业中所使用的水准仪、水准标尺进行认真的检验，其检验结果必须符合《规范》规定的限差要求。⒉各作业组出测前的仪器检验资料，必须通过监测队和科技监测处两级检查，确认合格后，方可出测。补充⒊用于区域精密水准测量的仪器检验程序、野外观测记录程序和内业成果打印程序均由科技监测处提供到监测队，各作业组所用的以上程序由监测队直接提供，作业组之间严禁相互拷贝。对科技监测处提供到监测队的以上程序，监测队在正式投入使用前必须进行试运行，并将以上程序的试运行结果在出测前十五日内以书面形式上报科技监测处。否则后果自行承担补充⒋作业组在野外作业过程中，除监测队接收成果或中心检查组检查程序状态和由于更换仪器、标尺或因微机、IC卡发生故障造成死机属正常退出观测程序外，其它任何情况下均属非法退出程序状态。如遇以上正常退出程序，也必须在观测日志中详细说明原因，并由当事人签名。补充⒌作业组在进行仪器检验和进入测区开始正式观测记录后，未经监测队和技术管理人员允许，作业组严禁私自改动或删除主机内和IC卡上的任何原始数据。⒍各作业组在观测前必须进行认真踏勘，对测线分段观测距离，要严格按照规范执行，不得跨越基本点。补充⒎作业人员必须严格按照《国家一、二等水准测量规范》中的各项技术规定进行作业，中心再次重申：①视距上下丝必须严格平分分划线，读数要求准确不得强行凑整。②在对测站观测过程中严禁利用人为因素抬高或降低视线高度。③任一测站的第一个读数必须从摆Ⅰ位置开始。④在区段和路线及环线的各项限差均符合《规范》要求的情况下，严禁返工任何合限的测段成果。⑤在野外作业期间除跨河测量外，未经科技监测处允许作业组在任何情况下均不得以手工记录测站读数。

第十七讲控制测量学主要内容习题电子水准仪（了解）习题1．下面关于控制网的叙述错误的是（

）国家控制网从高级到低级布设

国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五级

国家控制网分为平面控制网和高程控制网

直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网

2设对某角观测一测回的观测中误差为±3″，现要使该角的观测结果精度达到±1.4″，则需观测()个测回。A.2B.3C.4D.5习题3.下列各种比例尺的地形图中，比例尺最大的是()A.1∶5000B.1∶2000C.1∶1000D.1∶5004水平角测量中，()误差不能用盘左盘右观测取平均值的方法消除。A照准部偏心差 B视准轴误差

C横轴误差 D竖轴误差精密水准仪的发展平板玻璃测微器自动安平水准仪数字(电子)水准仪

自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别在于：自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋，而是在望远镜的光学系统中装置了补偿器。电子水准仪电子水准仪是在仪器望远镜光路中增加了分光镜和光电探测器等部件，采用条形码分划水准尺和图像处理电子系统构成光、机、电及信息存储与处理的一体化水准测量系统。电子水准仪

电子水准仪的基本原理：目前世界上流行的数字式电子水准仪的测量原理主要为相关法、几何法和相位法

电子水准到底是如何工作的呢？电子水准仪的工作原理电子水准仪工作原理利用仪器里的十字丝瞄准的电子图象感应器（CCD）。当按下了Measure测量键时，仪器就会把您瞄准并调焦好的尺子上的条码图片来一个快照，然后把它和仪器内存中的同样的尺子条码图片进行比较和计算。这样，一个尺子的读数就可以计算出来并且保存在内存中了。电子水准仪工作原理思考题电子水准仪的主要优点？

电子水准仪的主要优点是：

（1）操作简捷，自动观测和记录，数字显示测量结果。

（2）观测过程在几秒钟内即可完成，大大减少观测错误和误差。

（3）实现测量工作自动化和流水线作业，大大提高功效。电子水准仪的性能及特点它与传统光学水准仪相比有以下：优点：读数客观；精度高；速度快；效率高；操作

简单缺点：电子水准仪对标尺进行读数不如光学水准仪灵活；电子水准仪受外界条件影响较大电子水准仪的观测精度瑞士徕卡公司开发的NA2000型电子水准仪的分辨力为0.1mm，每千米往返测得高差中数的偶然中误差为2.0mmNA3003型电子水准仪的分辨力为0.01mm，每千米往返测得高差中数的偶然中误差为0.4mm。

观测时，电子水准仪在人工完成安置与粗平、瞄准目标（条形编码水准尺）后，按下测量键后约3～4秒即显示出测量结果。其测量结果可贮存在电子水准仪内或通过电缆连接存入机内记录器中。条码水准尺DiNi12电子水准仪介绍DINI特点介绍精度高每公里往返测中误差0.3mm先进的感光读数系统感应可见白光即可测量测量仅需读取条码尺30cm范围多种水准导线测量模式并具平差功能全新、快速高程放样功能DINI特性介绍新设测量快捷键集成弧型提手可多角度观测的水准气泡DINI特性宽大图形液晶显示屏可输入字母和数字标配2M内存的PCMCIA数据存储卡DiNi特性快速的测量时间<3秒低电耗设计,一个电池可使用3天工作温度：-20℃—+50℃重量轻，仅3.5公斤

DiNi12图示水平微动螺旋水平气泡电池锁扣键盘和显示面板PCMCIA卡插槽条码尺图例提把对焦目镜主测量屏幕Line:水准路线测量模式IntM:中间点测量模式SOut:放样模式已测量的数据信息下一个要测量点的信息键盘和按键分部电源开/关背景光开/关对比度调节距离测量(不记录)测量并记录键盘和按键分部当处于主测量显示屏时数字键有以下功能:RPT–

重复测量模式INV–

倒尺测量INP–

输入尺子读数PNr–

输入点号REM–

输入记忆代码EDIT–

编辑功能Menu–

仪器设置等INFO–

一般信息DISP–

相关显示键盘–RPT键RPT(#1key):设置每次测量重复次数.2)设置重复次数测量后的最大标准误差如果测量时的误差超过您设置的最大误差,DINI会提醒您键盘–INV键INV(#2key):如果设置仪器立尺人把尺子倒过来,可以设置仪器读数并获得尺子上方的高程.注意设置正常和倒尺模式后仪器上的显示!键盘–INP键INP(#3key):允许手工输入数据当立尺人扶尺时,操作仪器的人可以自己从照准部读出尺子的读数然后估算出距离和读数,再手工输入到仪器内存中去PNr(#4key):允许输入点号.有两种类型;cPNo&iPNo.cPNo:输入当前点号并且可以自动增加点号.iPNo:输入点号但是它是独立点,下一个继续CPNo输入的点号并自动增加.注意您可以输入数字和字母键盘–PNR键REM(#5key):允许使用者输入正在测量点的代码(用于记忆和保存).注意:一旦代码被输入,它会一直保持到修改后!!!!可以输入字母和数字可以输入更长的点代码键盘–REM键字母和数字输入AkeyBkeyCkeyFkeyHkeyGkeyDkeyEkey数字和字母输入转换不同字母和符号键的滚动键盘–

编辑EDIT(#6key):一个单一的编辑功能.Esc:退出这个屏幕Disp:显示每行数据的信息.Del:从内存中删除信息Inp:允许输入数据到内存PRJ:项目键项目–

项目设置使用箭头到新项目2)也可以输入项目名3)创建目录和输入项目名在项目菜单中的选项:键盘–

菜单键MENU(#7key):仪器设置和功能等.也可以察看下一个项目的详细解释

在菜单中循环:也可以直接输入数字键来直接进入您所想要的选项.或者使用上下箭头来滚动选择后按YES键菜单项–

输入Maxdist:

输入最大测量距离(当测量的距离超过此距离时会警告用户).Minsight:

输入最小视高.Maxdiff:

输入在线路测量模式中一测站最大偏差.Refrcoeff:

允许用户输入大气折射率参数.菜单项–

输入5）Vtoffset:

输入尺子读数的改正数Date:

设置日期Time:

设置时间菜单项–

调节调节仪器选项可以让用户运行“pegtest”.可以选择不同的方法来得到正确的改正数,在仪器内部它会自动把改正数加到测量的数据里面!当前的“C”值菜单项–

数据传输设置数据传输有两个不同的端口.下面的通讯参数可以设置这两个端口的各种协议,可以不需要重新初始化端口直接就可以进行传输数据了.菜单项–

数据传输.Interface1:

选择端口1(可能是PC电脑)Interface2:

选择端口2(可能是打印机)PCDemo:

可以和电脑连接电脑显示屏和仪器显示将是同步的.Update/service:

软件更新(必须和特定的监控软件连接).菜单项–

记录Recordingofdata2)Parametersettings:

设置数据记录时通讯参数(协议和波特率).1)RemoteControl:

设置记录数据到外部电脑.2)Record:

记录数据到哪里3)RodReadings:

当记录时,记录数据的那些选项,测量原始数据(RM),或者计算数据(RMC).4)PnoIncrement:

点号自动增加步长5)Time:

测量时时间记录开关菜单项–

仪器设置