第2章高程測量

第二章高程測量峨眉校區(qū)§2.1高程測量概述高程：是確定地面點位置的基本要素之一高程測量：是四種基本測量工作之一目的：獲得區(qū)域內點的高程，從水準點高程數(shù)值的大小，能對一定范圍內地表高低有個完整的了解作用：高程點對地表形狀、地殼變化等方面的科學研究，以及對各類經濟建設的設計、施工都很重要§2.1高程測量概述測量方法水準測量：利用水平視線來測量兩點間的高差。水準測量的精度較高，是高程測量中最主要的方法。三角高程測量：利用測量兩點間的水平距離或斜距和豎直角(即傾斜角)，然后利用三角公式計算出兩點間的高差。三角高程測量一般精度較低，只是在適當?shù)臈l件下才被采用。氣壓高程測量：利用氣壓計和氣壓原理進行的高程測量。GPS高程測量：利用GPS信號接收集合GPS衛(wèi)星直接測定點的高程。§2.1高程測量概述基準面目的：高程測量的任務是求出點的高程，即求出該點到某一基準面的垂直距離。為了建立一個全國統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，必須確定一個統(tǒng)一的高程基準面，通常采用大地水準面即平均海水面作為高程基準面?！?.1高程測量概述基準面驗潮：長期觀測海水面水位升降的工作稱為驗潮，進行這項工作的場所稱為驗潮站根據各地的驗潮結果表明，不同地點平均海水面之間還存在著差異對于一個國家來說，只能根據一個驗潮站所求得的平均海水面作為全國高程的統(tǒng)一起算面§2.1高程測量概述基準面青島驗潮站：新中國成立后的1956年，我國根據基本驗潮站應具備的條件，認為青島驗潮站位置適中，地處我國海岸線的中部，而且青島驗潮站所在港口是有代表性的規(guī)律性半日潮港，又避開了江河入?？?，外海海面開闊，無密集島嶼和淺灘，海底平坦，水深在l0m以上等有利條件§2.1高程測量概述基準面1956黃海高程系：解放后我國采用青島驗潮站1950～1956年觀測結果求得的黃海平均海水面作為高程基準面。根據這個基準面得出的高程稱為“1956黃海高程系”?！?.1高程測量概述基準面1985國家高程基準：從1989年起，國家規(guī)定采用青島驗潮站1952～1979年的觀測資料，計算得出的平均海水面作為新的高程基準面，稱為“1985國家高程基準”?！?.1高程測量概述水準原點水準原點：用精密水準測量聯(lián)測到陸地上預先設置好的一個固定點，定出這個點的高程作為全國水準測量的起算高程，這個固定點稱為水準原點?！?.1高程測量概述水準原點水準原點：我國的水準原點位于青島觀象山。水準原點網由主點—原點、參考點和附點共6個點組成，其均設置在地殼穩(wěn)定，質地堅硬的花崗巖基巖上。§2.1高程測量概述水準原點§2.1高程測量概述水準原點水準原點高程：“1956黃海高程系”中水準原點高程為72.2893m“1985國家高程基準”中水準原點高程為72.2604m§2.1高程測量概述水準原點水準零點：經國家測繪局批準，由專家精確移植水準原點信息數(shù)據，在青島銀海大世界內建起了“中華人民共和國水準零點”?！?.1高程測量概述高程測量基本原則：“從整體到局部”的原則先在測量區(qū)域內布設一些高程控制點，并精確測出這些點的高程，然后再由這些高程控制點測量附近其他點的高程。用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點，記為BM(BenchMark)§2.1高程測量概述永久性水準點§2.1高程測量概述永久性水準點§2.1高程測量概述永久性水準點§2.1高程測量概述臨時性水準點可用地面上突出的堅硬巖石大木樁打入地下，樁頂釘以半球狀鐵釘§2.2水準測量的原理高程的定義：地面點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，當該地面點在大地水準面之上時取正值，反之取負值水準測量：利用水準儀提供的水平視線，借助于帶有分劃的水準尺，直接測定地面上兩點間的高差，然后根據已知點高程和測得的高差，推算出未知點高程。§2.2水準測量的原理ABHAHBabhab大地水準面前進方向測量方向由A向B進行的，則A點為后視點，A點尺上的讀數(shù)a稱為后視讀數(shù)；B點為前視點，B點尺上的讀數(shù)b稱為前視讀數(shù)。高差：hAB=a-b，有正負之分§2.2水準測量的原理HAHBa1a2a3anb1b2b3bnⅠⅡⅢNⅠ：h1=a1-b1Ⅱ：h2=a2-b2Ⅲ：h3=a3-b3………………N：hn=an-bnhab=∑h=∑a-∑bAB大地水準面123n測站：置儀器的點Ⅰ、Ⅱ、……；立標尺的點1、2、……為轉點當兩點相距較遠或高差較大時，則可分段連續(xù)進行§2.2水準測量的原理未知點高程的計算HB=HA+hab;HI=HA+a,HB=HI–b

其中，HI視線高ABHAHB=?abhab大地水準面HI§2.3水準儀和水準尺水準測量工具水準儀水準尺尺墊§2.3水準儀和水準尺水準尺§2.3水準儀和水準尺尺墊§2.3水準儀和水準尺水準儀§2.3水準儀和水準尺水準儀§2.3水準儀和水準尺水準儀水準儀型號DS05、DS1、DS3、DS20D：大地測量儀器S：水準儀05：儀器精度，每公里偶然中誤差§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的構造望遠鏡：它可以提供視線，并可讀出遠處水準尺上的讀數(shù)。水準器：用于指示儀器或視線是否處于水平位置。基座：用于置平儀器，它支承儀器的上部并能使儀器的上部在水平方向轉動?！?.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的構造§2.3水準儀和水準尺望遠鏡作用：用來精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的組成：物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板視準軸：十字絲交點和物鏡光心的連線§2.3水準儀和水準尺上絲中絲下絲豎絲十字絲分劃板：為了瞄準目標和讀數(shù)之用§2.3水準儀和水準尺水準器作用：作用：整平儀器，使視準軸處于水平位置組成：圓水準器和管水準器管水準器圓水準器§2.3水準儀和水準尺管水準器§2.3水準儀和水準尺圓水準器圓水準器軸圓水準器零點§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的使用安置水準儀1§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的使用粗略整平2§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的使用照準目標3先：準星瞄準后：目鏡調焦、物鏡調焦再：使十字絲豎絲照準水準尺§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的使用照準目標3視差：當觀測時把眼睛稍作上下移動，如果尺像與十字絲有相對的移動，即讀數(shù)有改變原因：尺像沒有落在十字絲平面上。消除：調整調焦螺旋，使尺像和十字絲在同一平面上§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的使用精確整平4調整微傾螺旋使水管氣泡符合，使視線精確水平注意：每次讀數(shù)前都要精平§2.3水準儀和水準尺微傾式水準儀的使用讀數(shù)5直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，所以每個讀數(shù)必須有四位數(shù)。其中一位數(shù)是0，也必須記錄下來?！?.3水準儀和水準尺自動安平水準儀基本原理移動十字絲§2.3水準儀和水準尺自動安平水準儀基本原理移動影像點§2.3水準儀和水準尺自動安平水準儀的使用安置儀器1儀器粗平2照準讀數(shù)3§2.4水準測量的方法水準路線的形式附合水準路線閉合水準路線水準支線水準網水準測量施測的方法測站測點后視讀數(shù)前視讀數(shù)+-高程備注ⅠⅡⅢⅣⅤ2.0731.5261.6241.4071.6781.3921.5951.4020.9211.503AZ1BZ2Z3Z4前進方向高差ⅠⅡⅢⅣⅤ∑計算檢核AZ1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4B2.0731.5260.5471.6241.4071.6781.3921.5951.4020.9211.5030.2170.2860.1930.58250.7797.8917.2301.2430.582-）7.230∑a-∑b＝+0.661-）0.582∑h＝+0.661-）50.118HB-HA＝+0.66150.118已知§2.4水準測量的方法測站檢驗：儀器高法：Δh=h2-h1雙面尺法：Δh=h黑-h紅

成果檢驗§2.4水準測量的方法水準路線的檢驗：附合水準路線：

fh=∑h-（H終-H起）閉合水準路線：

fh=∑h水準支線：

fh=∑h往+∑h返成果檢驗§2.4水準測量的方法允許限差§2.4水準測量的方法允許限差§2.4水準測量的方法閉合差分配附合和閉合水準路線：Vi=-fh×Li/∑L或Vi=-fh×ni/∑n

水準支線：

V往=-fh/2；V返=-fh/2§2.4水準測量的方法點號距離/km高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/mIV2163.475BM1BM2BM3BM4BM5IV2271.5271.92.22.12.31.72.0+1.241+2.781-0.062+1.078-12+3.244-0.155-14-10-14-13-12+1.229+2.767-0.072+1.064+3.231-0.16764.70471.76670.70267.47171.694∑12.2+8.127fh=∑h-（H終-H起）=+0.075mFh=±30√L＝±105mm,fh<Fh-75§2.5水準儀的檢校和校正軸線關系圓水準器軸應平行于儀器的豎軸水準管軸應平行于視準軸十字絲的橫絲應垂直于儀器的豎軸§2.5水準儀的檢校和校正檢驗內容圓水準器的檢驗和校正水準管的檢驗和校正十字絲橫絲的檢驗和校正水準管軸和視準軸交叉誤差的檢驗和校正1234§2.5水準儀的檢校和校正圓水準器的檢驗和校正1檢驗方法：旋轉腳螺旋使圓水準器氣泡居中，然后將儀器上部在水平方向繞豎軸旋轉180°，若氣泡仍居中，則表示圓水準器軸已平行于豎軸，若氣泡偏離中央則需進行校正?！?.5水準儀的檢校和校正圓水準器的檢驗和校正1校正方法：用腳螺旋使氣泡向中央方向移動偏離量的一半，然后撥圓水準器的校正螺旋使氣泡居中。需重復上述的檢驗和校正，使儀器上部旋轉到任何位置氣泡都能居中為止?！?.5水準儀的檢校和校正檢驗校正十字絲橫絲的檢驗和校正2§2.5水準儀的檢校和校正一般水準測量，要求i角不大于20″，否則應進行校正。

水準管的檢驗和校正3§2.5水準儀的檢校和校正水準管的檢驗和校正3當儀器存在i角時，在遠點A的水準尺讀數(shù)a2將產生誤差xA=Δ（S+S‘）/S用微傾螺旋使遠點A的讀數(shù)從a2改變到a2’=a2-xA。此時視準軸由傾斜位置改變到水平位置，但水準管也因隨之變動而氣泡不再符合。用校正針撥動水準管一端的校正螺旋使氣泡符合，則水準管軸也處于水平位置從而使水準管軸平行于視準軸。§2.5水準儀的檢校和校正自動安平水準儀圓水準器的檢驗和校正水準儀在補償范圍內，應能起到補償作用十字絲橫絲應垂直于豎軸視準軸經過補償后應與水平線一致1234§2.5水準儀的檢校和校正視準軸經過補償后應與水平線一致4若視準軸經補償后不能與水平線一致，則也構成i角，產生讀數(shù)誤差。這種誤差的檢驗方法與微傾式水準儀i角的檢驗方法相同，但校正時應校正十字絲。§2.6水準測量的誤差及其消減方法儀器誤差視準軸與水準管軸不平行引起的誤差消除：保持前后視距相等調焦引起的誤差：調焦透鏡光心移動的軌跡與望遠鏡光軸不重合，造成視準軸與水準管軸不平行消除：保持前后視距相等水準尺的誤差：分化誤差和尺身構造§2.6水準測量的誤差及其消減方法觀測誤差氣泡居中誤差應對視線長加以限制，觀測時應使氣泡精確地居中或符合。估