第五章 8高程控制测量综合练习(补充)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高程控制测量综合练习,两种特殊的测距三角高程导线,高程导线测量概算,水准测量观测记录要求,精密水准测量记录计算,精密水准测量外业概算,上一讲应掌握的内容,1、,国家高程控制网的任务,1)建立统一的高程控制网，为地形测图和各项建设提供必要的高程控制基础；,2)为地壳垂直运动、平均海面倾斜及其变化和大地水准面形状等地球科学,研究提供精确的高程数据。,2、国家高程控制网的布设原则,从高到低、逐级控制；水准点满足一定的密度；,水准测量达到足够的精度,；一等水准网应定期复测。,3、国家水准网的布设方案,一等闭合环线周长，在平原和丘陵地区为1 000 1 500km,一般山区为2 000km左右。,二等闭合环线周长，在平原地区为500750km,山区一般不超过1 000km,三、四等水准用于加密，根据高等级水准环的大小和实际需要布设，其中环线周长、附合路线长度和结点间路线长度，对于三等水准分别为200km、150km和70km。,上一讲应掌握的内容,4、国家水准点的密度,基岩水准标石（一等水准路线上），500 km；,基本水准标石（一、二等水准路线上）一般地 区40 km，经济发达地区20-30 km；,普通水准标石（各等级水准路线上），一般地 区4-8 km，经济发达地区2-4km,5、,水准路线上的重力测量,高程大于,4 000m,或水准点间的平均高差为,150,250m,的地区，一、二等水准路线上,每个水准点均应测定重力,。高差大于,250m,的测段，在地面倾斜变化处应加测重力。,高程在,1 500,4 000m,或水准点间的平均高差为,50,150m,的地区，一等水准路线上,重力点间平均距离应小于,11km,；二等水准路线上应小于,23km,。,在我国西北、西南和东北边境等,有较大重力异常,的地区，一等水准路线上,每个水准点均应测定重力,。,由青岛水准原点至国家大地原点的一等水准路线上，应逐点测定重力。,上一讲应掌握的内容,6、工程高程测量控制网的布设,城市和工程中的,工程高程控制网可按水准测量（二、三、四等）和三角高程测量（光电测距高程导线可代替三、四等水准）的方法来建立。,7、,三角高程导线测量,(距离由计算得),由水平距离单向观测竖直计算高差的基本公式：,严密公式,若采用平均高程面上的距离计算，则有:,h,由高斯坐标反算的边长,d,与测线两端平均高程面上边长,S,0,之间有差异，但不大。,7、,三角高程导线测量,(距离由计算得),若是几乎同步作对向观测，就有,C,12,=,C,21,，则：,故对向观测竖直角计算平均高差可以消除（或削弱）球气差的影响。,由对向垂直角和平距计算两点间的高差,上一讲应掌握的内容,8、,电磁波测距三角高程导线测量,由电磁波实测斜距和单向垂直角计算两点间高差,:,电磁波往返实测斜距和往返实测垂直角计算两点间高差,:,消除(削弱)了球气差项的影响。,条件：,几乎同步作对向观测,h,12中,的主要误差是：,竖直角观测误差、量测仪器高,I,和目标高,V,误差。,(一),三联脚架法测距高程导线,（补充）,1,2,3,4,5,仅跟两端点的仪器高有关。,(二),水准法（中间法）测距高程导线,高程待定点：1、3、5；,测站点（尽量在中间）：O,1,、O,2,。,仅跟两端点的棱镜高有关。,若使棱镜高相等，此法可以消除仪器高和棱镜高的影响,1,O,1,2,O,2,3,（三）,三联脚架法与水准法测距高程导线的讨论,二法都是只需量起、始点的仪器高或棱镜高，不需量中间点的仪器高或棱镜高。,三联脚架法往反观测，可削弱球气差（但往反观测观测不同时）；水准法可用前后视接近相等来削弱球气差。,水准法可以在两高程点灵活的设置仪器观测，观测的距离比三联脚架法短近一倍，故球气差影响比三联脚架法小。,三联脚架法比水准法多余观测值多，可靠性高；水准法比三联脚架法观测工作量小。,三联脚架法可代替四等水准测量，是否可代替三等水准测量有待验证；水准法通过比对固定棱镜高，可以得到较高的高程精度，可代替三等水准测量。能否代替二等水准需验证。,垂直角需,J2,级以上的仪器测，一般观测两个测回。,两高程点的平均距离是多少可代替有待验证（,f,与,S,2,成正比,）。,1、高差测定误差,误差来源：竖直角观测误差、距离测量误差、球气差、量取仪器高和反光镜高误差,综合影响的误差，经验公式：,为对向观测高差平均值的中误差。,（四）,三角高程测量的精度和限差,2、对向高差闭合差的限差,3、环线高差闭合差的限差,GPS用于测定正常高，在GPS课中介绍,使用测量仪器注意事项,携带仪器时，注意检查仪器箱是否扣紧、锁好，拉手和背带是否牢固，并注意轻拿轻放。,仪器放在三脚架后应使仪器与三脚架牢固连接。,仪器取出箱后，应关好仪器箱，严禁在箱上坐人。,仪器安置好后，必须有人看管，原则上讲观测者不得离开仪器。,各制动螺旋勿拧过紧，以免损伤；各微动螺旋勿旋至尽头，防止失灵。,近距离搬站，应放松制动螺旋，一手握住三脚架放在肋下，一手托住仪器，放置胸前稳步行走。不准将仪器斜扛肩上，以免损伤仪器。若距离较远，必须装箱搬站。,仪器装箱时，应松开各制动螺旋，按原祥放回仪器箱内，先试关一次，确认放妥后，再稍微拧紧各制动螺旋，以免仪器在箱内晃动，最后关箱、上锁。,记录与计算基本规则,外业记录字迹应清楚，边观测边记录，观测者读出数字后，记录者应将所记数字复诵一遍，以防听错、记错。不准先记在草稿纸上，然后誊入记录表中。,记录错时，不准用橡皮擦或刀片刮去，不准在原数字上涂改，应将错误的数字用直尺划去并把正确的数字记在原数字上方。,禁止连环更改数字，例如：水准测量中标尺的黑、红面读数，角度测量中的盘左、盘右读数等，均不能同时更改相关的数。,严禁转抄成果。,测站计算与检核，必须在本测站现场完成，确认无误后方可迁站。,数据运算中的凑整(取舍)规则是：“大于5者进；小于5者舍；正好是5者，则看其前位数，奇数进、偶数舍”。,记录按顺序记录，水准测量不得空栏；手簿不得空页、撕页。,精密水准测量作业的一般规定,观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影处；,仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等；,同一测站上观测时，不得两次调焦；,使用倾斜螺旋和测微螺旋，其最后旋转方向均应为旋进；,在两相邻测站上，往测奇数测站按“后前前后”，偶数测站按“前后后前”的观测程序进行；,连续观测时，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；,每一测段的测站数均应为偶数；,每一测段应往测与返测，由往测转向返测时，两水准标尺应互换位置；,使用自动安平水准仪观测时，应对圆水准器严格检验与校正，观测时应使圆水准器气泡居中；前后视不许调圆气泡。,（人盯人法）,（固定脚架法）,二等水准测量记录,，往测时第一站、第二站的读数如下：,第一站：4241,3590,391.50,305.46,3379,2730,911.95,998.01；,第二站：3789,2880,333.69,309.31,3545,2640,915.78,940.19。,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,备考,上丝,上丝,后距d,前距d,基本分划,辅助分划,1,后,前,后-前,h,2,后,前,后-前,h,4241,3590,391.50,305.46,3379,2730,911.95,998.01,65.1,64.9,+0.2,+0.2,-1,+1,-2,+86.06,+86.04,3789,2880,333.69,309.31,2640,3545,940.19,915.78,90.5,90.9,-0.4,-0.2,+3,0,+3,-24.41,-24.38,K=60650,+86.05,-24.40,注意：记录格式、单位；一定要累加检核,精密水准测量外业概算内容,水准标尺每米长度误差的改正数计算,当一对水准标尺每米长度的平均误差,f,大于0.02 mm 时，就要对观测高差进行改正，大小为：,f,h,正常水准面不平行的改正数计算,水准路线闭合差计算,高差改正数的计算,计,算水准点的概略高程,我国为什么采用正常高系统，而不采用正高系统？,正高系统的定义：,式中：为大地水准面上A,点到A点的平均重力。,事实上，只有在作出地壳内部质量分布的假设后，才能,近似地求得平均重力值。,正常高系统的定义：,旗山双山四等导线观测图,旗山,百平,燕庄,杨庄,于山,双山,至龙台,至庙岭,251,4245.6,20508,53.0,16010,09.8,16556,38.5,15327,13.7,1602016.4,2113.365,-0,37,14.9,1.561,1.542,2113.387,0,36,06.2,1.563,1.540,1576.849,0,32,38.5,1.563,1.607,1576.835,-0,33,25.3,1.602,1.538,1066.957,-0,07,00.6,1.602,1.565,1066.952,0,06,16.1,1.587,1.580,1631.834,0,14,35.3,1.587,1.601,1631.850,-0,15,22.3,1.624,1.564,2065.329,0,30,25.7,1.548,1.588,2065.311,-0,31,20.4,1.612,1.526,3814784.75,382614.63,270.16,3814923.90,390544.57,286.28,斜边长d,12,垂直角,12,仪器高,i,1,棱镜高,v,2,斜边长d,21,垂直角,21,仪器高,i,2,棱镜高,v,1,1,2,三角高程计算,边 名,旗山百平,百平燕庄,燕庄杨庄,杨庄于庄,于庄双山,测 向,往,返,往,返,往,返,往,返,往,返,测站近似高程,H,斜 距,d,垂 直 角,仪 器 高,i,棱 镜 高,v,h,=,d,sin,+,i,-,v,球 气 差,f,h,=,h,+,f,往返不符值,高差中数,高程近似平差,点名,旗山,百平,燕庄,杨庄,于庄,双山,W,W,限,d,已知高程,观测高差,推算高程,闭合差分配,平差高程,各等级水准测量的精度，是用,每公里高差中数的偶然中误差,（,由往返测闭合差计算,）和,每公里高差中数的全中误差,（,由环线闭合差计算,）来表示的。,水准测量,等 级,一等,二等,三等,四等,M,的限值,0.45mm,1.0mm,3.0mm,5.0mm,M,W,的限值,1.0mm,2.0mm,6.0mm,10.0mm,水准测量达到足够的精度,