精密水準(zhǔn)測量的實施課件

1、16.1 我國的高程系統(tǒng)6.1.1 水準(zhǔn)面的定義和性質(zhì) 重力的方向和大小由重力位唯一確定，它可表示成重力位的梯度。當(dāng)S方向取鉛垂線法向時： 顯然，由于水準(zhǔn)面上各點的重力不同，所以水準(zhǔn)面是不平行的，即：兩個等位面的間距是不同的。AB26.1.1 水準(zhǔn)面的定義和性質(zhì)水準(zhǔn)面曲率半徑與重力位的關(guān)系：表示：水準(zhǔn)面的形狀由重力位唯一確定。36.1.2 水準(zhǔn)測量高差的多值性AB不同水準(zhǔn)路線得到不同的高差。46.1.3 高程系統(tǒng)位差唯一：1、正高程系統(tǒng)AAdHdhW = CAW = W0O大地水準(zhǔn)面A點水準(zhǔn)面則：A點的正高為：式中： 為大地水準(zhǔn)面上A點到A點的平均重力。56.1.3 高程系統(tǒng)2、正常高程系統(tǒng)6

2、6.1.3 高程系統(tǒng)平均橢球面似地球表面地球表面AA正高與正常高的關(guān)系： 稱為高程異常，高程異常與擾動位T的關(guān)系：76.1.3 高程系統(tǒng)正常高可分解成三項之和。 第一項為主項，后面兩項為改正項。則相應(yīng)的正常高高差可表示為：其中：簡化為：86.1.3 高程系統(tǒng)3、力高和地區(qū)力高系統(tǒng)96.1 我國的高程系統(tǒng)6.2.1 水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面為水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面。大地水準(zhǔn)面與平均海水面不同。平均海水面高 = 大地水準(zhǔn)面高+海面地形 由于大地水準(zhǔn)面高的確定精度，低于水準(zhǔn)測量的精度，各國通過驗潮確定一個起始高程點，作為高程基準(zhǔn)點。 不同高程起算點構(gòu)成不同的系統(tǒng)，它們之間的高程相差可能達(dá)到米級。

3、106.2.1 水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面116.2.1 水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面 全球高程基準(zhǔn)的統(tǒng)一：采用精密重力測量，確定精確的大地水準(zhǔn)面模型，采用衛(wèi)星測量確定各點精確的大地高，進(jìn)而在統(tǒng)一的礦架確定精確的正高或正常高。126.2.1 水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面 局部高程基準(zhǔn)主要采用驗潮方法。我國先后采用過的驗潮站有：吳淞、達(dá)門、青島、大連等 青島驗潮站的優(yōu)勢：位置適中 半日潮有規(guī)律 不在江河入?？?海面開闊、無島礁 海底平坦 水深10米以上136.2.1 水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面146.2.1 水準(zhǔn)測量的高程基準(zhǔn)面我國的高程系統(tǒng)： 1、1956年黃海高程系統(tǒng) 采用1950至1956年7月的潮汐資料推求的平 均

4、海水面 2、1985黃海高程系統(tǒng) 采用1950至1979年的潮汐資料推求的平 均海水面。從1988年1月1日啟用。 “1956年黃海高程系統(tǒng)”與“1985年黃海高程系統(tǒng)”相差約2厘米的固定常數(shù)。156.2.2 水準(zhǔn)原點 青島驗潮資料確定的大地水準(zhǔn)面引測到穩(wěn)固的基準(zhǔn)點，作為全國水準(zhǔn)測量的起算點，稱為高程原點。 高程原點的組成：主點原點 參考點和副點“1956國家高程基準(zhǔn)”的原點高程：72.289 m “1985國家高程基準(zhǔn)”的原點高程：72.260 m 16習(xí) 題1、水準(zhǔn)測量閉合環(huán)的理論閉合差是否為0，為什么？2、為什么正高在理論上就不能精確求得？176.3 國家與工程精密水準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)與平差計算

5、6.3.1 國家精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)用途：經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基本高程控制、地球科學(xué)研究（如地 殼運動、海面變化等）布設(shè)原則：從高級到低級、從整體到局部分四個等級布設(shè)， 逐級控制、逐級加密。水準(zhǔn)網(wǎng)分四個等級：一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)為精密水準(zhǔn)網(wǎng)； 三、四等網(wǎng)在“測量學(xué)”已經(jīng)講授186.3.1 國家精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)國家高程控制網(wǎng)自1951年開始分以下幾個階段：1951 1975：一等水準(zhǔn)長度50000公里，精度2 3mm/km 二等水準(zhǔn)長度140000公里,精度4mm/km1976 1984：一等水準(zhǔn)路線289條，構(gòu)成100個閉合環(huán)， 聯(lián)測42個驗潮站，長度93000公里，按環(huán)閉 合差估算的精度1.03mm/km198

6、1 1990：重新布設(shè)國家二等水準(zhǔn)路線136000公里， 由822閉合環(huán)或附合到一等點的附合路線構(gòu) 成。由環(huán)閉合差求得精度為1. 54mm/km196.3.1 國家精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè) 1986年完成國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的平差計算，求得每公里測量中誤差為1.15mm。 1976年 1990年完成的水準(zhǔn)網(wǎng)稱為國家第二期水準(zhǔn)網(wǎng)。 一等水準(zhǔn)網(wǎng)的環(huán)長在1000 2000km之間，二等水準(zhǔn)網(wǎng)的環(huán)長在500 750km之間206.3.2 城市和工程精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè) 城市與工程水準(zhǔn)網(wǎng)分二、三、四等3個等級布設(shè)，精度與相應(yīng)等級的國家水準(zhǔn)網(wǎng)一致。 聯(lián)測2個以上的國家精密水準(zhǔn)點，起始高程應(yīng)采用穩(wěn)定的基巖點。 在上海這種軟土

7、地區(qū)域的精密水準(zhǔn)網(wǎng)，由于地面沉降，一般每年都至少復(fù)測一次，且有足夠密度的基巖標(biāo)或深層標(biāo)。 上海地面每年約沉降1厘米，有些城市如蘇州、寧波更大，北方城市，特別是華北平原的城市，因大量開采地下水，地面沉降更是驚人。216.3.2 城市和工程精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè) 因此，使用水準(zhǔn)點成果時，特別要注意水準(zhǔn)點是否沉降。需要進(jìn)行檢驗，確認(rèn)沒有沉降后才能使用。精密水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)的工作程序：1、水準(zhǔn)網(wǎng)的圖上設(shè)計； 2、水準(zhǔn)點的選定；3、水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)； 4、水準(zhǔn)測量觀測；5、平差計算和成果表編制226.3.2 城市和工程精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)圖上設(shè)計的要點： 1、沿坡度較小的道路布設(shè)，避免跨越水域； 2、應(yīng)考慮下級網(wǎng)的加密需

8、要； 3、盡可能布設(shè)成環(huán)形或結(jié)點形，也可以是附合路線 4、水準(zhǔn)點密度：一般地區(qū)2 4 km，城區(qū)：1 2 km 工業(yè)區(qū)：1km 5、應(yīng)該與國家點聯(lián)測，以統(tǒng)一高程系統(tǒng) 6、注意已有測量成果的利用236.3.2 城市和工程精密水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)石246.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施1、精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)256.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施精密水準(zhǔn)儀測微讀數(shù)原理266.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施S3精密水準(zhǔn)儀276.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施S3精密水準(zhǔn)儀的讀數(shù)方法286.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施Ni004精密水準(zhǔn)儀296.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施Ni004精密水準(zhǔn)儀的讀數(shù)方法306.

9、3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施精密水準(zhǔn)尺和尺墊316.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施各類精密水準(zhǔn)儀的技術(shù)參數(shù)326.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施2、精密水準(zhǔn)測量的誤差1)、i 角誤差336.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施2)、水準(zhǔn)尺每米長度誤差3)、水準(zhǔn)尺零點差346.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施4)、溫度變化對 i 角的影響5)、大氣折光影響6)、儀器和水準(zhǔn)尺的垂直位移影響356.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施3、精密水準(zhǔn)測量的實施觀測程序如下奇數(shù)站：(1)、后視基本分劃 (2)、前視基本分劃 (3)、前視輔助分劃 (4)、后視輔助分劃 偶數(shù)站：(1)、前視基本分劃 (2)、后視基本分劃 (3)、后視輔助分劃

10、(4)、前視輔助分劃366.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施376.3.3 精密水準(zhǔn)測量的實施386.3.4 精密水準(zhǔn)測量的精度規(guī)定，觀測值改正，概算與平差解算1、精密水準(zhǔn)測量精度鑒定與水準(zhǔn)路線的限差規(guī)定 為往返不符值，根據(jù)權(quán)的性質(zhì)和權(quán)與距離的關(guān)系，得：因此，高差不符值的單位權(quán)中誤差為：396.3.4 精密水準(zhǔn)測量的精度規(guī)定，觀測值改正，概算與平差解算則每公里往返高差平均值的中誤差為： 由N個環(huán)長為F、環(huán)閉合差為W的閉合環(huán)求得的每公里高差中誤差為：406.3.4 精密水準(zhǔn)測量的精度規(guī)定，觀測值改正，概算與平差解算對于二等水準(zhǔn)測量，規(guī)范規(guī)定：長度R(km)測段的往返高差不符值：長度L(km)的附合路線

11、閉合差：長度F(km)的環(huán)閉合差：長度R(km)已測測段的檢測高差之差：416.3.4 精密水準(zhǔn)測量的精度規(guī)定，觀測值改正，概算與平差解算2、觀測值的改正1)、水準(zhǔn)尺每米長度誤差改正2)、近似正高改正426.3.4 精密水準(zhǔn)測量的精度規(guī)定，觀測值改正，概算與平差解算3、水準(zhǔn)路線閉合差的改正4、水準(zhǔn)網(wǎng)的平差計算采用間接觀測平差，權(quán)為距離的倒數(shù)。43習(xí) 題1、國家和城市的精密水準(zhǔn)網(wǎng)各分哪幾個等級？給出其閉合差的限差計算公式。2、與普通水準(zhǔn)儀相比，精密水準(zhǔn)儀的讀數(shù)方法有和特點？3、精密水準(zhǔn)測量的主要誤差有哪些？如何消除或削弱這些誤差的影響？446.4 電磁波測距三角高程測量6.4.1 解算原理和計算

12、公式1、由單向垂直角和平距計算兩點間的高差C稱為球氣差系數(shù)456.4.1 解算原理和計算公式因PCM并非直角，上式有誤差，即關(guān)系：是近似的。嚴(yán)密公式應(yīng)該按正弦定理計算：近似公式引入的誤差為：當(dāng) 466.4.1 解算原理和計算公式若采用平均高程面上的距離計算，則有476.4.1 解算原理和計算公式2、由對向垂直角和平距計算兩點間的高差486.4.1 解算原理和計算公式3、由電磁波實測斜距和單向垂直角計算兩點間高差若顧及角，用正弦定理計算：該公式誤差很小。496.4.1 解算原理和計算公式則有：506.4.1 解算原理和計算公式4、電磁波往返實測斜距和往返實測垂直角計算兩點間高差消除了球氣差項的影響。516.4.1 解算原理和計算公式5、用分別測定的斜距和垂直角計算高差和水平距離觀測斜距S12,儀高I，目標(biāo)高V，則平距S0為：高差為：將第二式代入第一式，得：526.4.1 解算原理和計算公式解得，平距為：若觀測了返測距離，可得平距的計算公式：代入第二式，得高差。平距為：536.4.2 三角高程測量的精度和限差1、高差測定誤差2、對向高差閉合差的限差546.4.2 三角高程測量的精度和限