第五章8高程控制測量綜合練習(xí)(補充)

1、高程控制測量綜合練習(xí)高程控制測量綜合練習(xí)兩種特殊的測距三角高程導(dǎo)線兩種特殊的測距三角高程導(dǎo)線高程導(dǎo)線測量概算高程導(dǎo)線測量概算水準測量觀測記錄要求水準測量觀測記錄要求精密水準測量記錄計算精密水準測量記錄計算精密水準測量外業(yè)概算精密水準測量外業(yè)概算上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容1、國家高程控制網(wǎng)的任務(wù)國家高程控制網(wǎng)的任務(wù)1)建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項建設(shè)提供必要的建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項建設(shè)提供必要的高程控制基礎(chǔ)；高程控制基礎(chǔ)；2)為地殼垂直運動、平均海面傾斜及其變化和大地水準面形狀為地殼垂直運動、平均海面傾斜及其變化和大地水準面形狀等地球科學(xué)等地球科學(xué)研究提供精確

2、的高程數(shù)據(jù)。研究提供精確的高程數(shù)據(jù)。2 2、國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則、國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則 從高到低、逐級控制；水準點滿足一定的密度；從高到低、逐級控制；水準點滿足一定的密度； 水準測量達到足夠的精度；一等水準網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測。水準測量達到足夠的精度；一等水準網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測。3 3、國家水準網(wǎng)的布設(shè)方案、國家水準網(wǎng)的布設(shè)方案一等閉合環(huán)線周長，在平原和丘陵地區(qū)為一等閉合環(huán)線周長，在平原和丘陵地區(qū)為1 000 1 500km,一般山區(qū)為一般山區(qū)為2 000km左右。左右。二等閉合環(huán)線周長，在平原地區(qū)為二等閉合環(huán)線周長，在平原地區(qū)為500750km,山區(qū)一般不山區(qū)一般不超過超過1 000km三、四等水

3、準用于加密，根據(jù)高等級水準環(huán)的大小和實際三、四等水準用于加密，根據(jù)高等級水準環(huán)的大小和實際需要布設(shè)，其中環(huán)線周長、附合路線長度和結(jié)點間路線長需要布設(shè)，其中環(huán)線周長、附合路線長度和結(jié)點間路線長度，對于三等水準分別為度，對于三等水準分別為200km、150km和和70km。上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容4、國家水準點的密度、國家水準點的密度 基巖水準標石（一等水準路線上），基巖水準標石（一等水準路線上）， 500 km500 km； 基本水準標石（一、二等水準路線上）基本水準標石（一、二等水準路線上） 一般地一般地 區(qū)區(qū)40 km 40 km ，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)20-30 km20-

4、30 km； 普通水準標石（各等級水準路線上），一般地普通水準標石（各等級水準路線上），一般地 區(qū)區(qū)4-8 km 4-8 km ，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)2-4km2-4km5 5、水準路線上的重力測量水準路線上的重力測量 高程大于高程大于4 000m4 000m或水準點間的平均高差為或水準點間的平均高差為150150250m250m的地區(qū)，的地區(qū)，一、二等水準路線上一、二等水準路線上每個水準點均應(yīng)測定重力每個水準點均應(yīng)測定重力。高差大于。高差大于250m250m的測段，在地面傾斜變化處應(yīng)加測重力。的測段，在地面傾斜變化處應(yīng)加測重力。 高程在高程在1 5001 5004 000m4 000m或

5、水準點間的平均高差為或水準點間的平均高差為5050150m150m的的地區(qū)，一等水準路線上地區(qū)，一等水準路線上重力點間平均距離應(yīng)小于重力點間平均距離應(yīng)小于11km11km；二等；二等水準路線上應(yīng)小于水準路線上應(yīng)小于23km23km。 在我國西北、西南和東北邊境等在我國西北、西南和東北邊境等有較大重力異常有較大重力異常的地區(qū)，一的地區(qū)，一等水準路線上等水準路線上每個水準點均應(yīng)測定重力每個水準點均應(yīng)測定重力。 由青島水準原點至國家大地原點的一等水準路線上，應(yīng)逐點由青島水準原點至國家大地原點的一等水準路線上，應(yīng)逐點測定重力。測定重力。上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容6、工程高程測量控制網(wǎng)的布設(shè)、

6、工程高程測量控制網(wǎng)的布設(shè)城市和工程中的城市和工程中的工程高程控制網(wǎng)可按水準測量（二、三、工程高程控制網(wǎng)可按水準測量（二、三、四等）和三角高程測量（光電測距高程導(dǎo)線可代替三、四等四等）和三角高程測量（光電測距高程導(dǎo)線可代替三、四等水準）的方法來建立。水準）的方法來建立。7 7、三角高程導(dǎo)線測量三角高程導(dǎo)線測量( (距離由計算得距離由計算得) )由水平距離單向觀測豎直計算高差的基本公式：由水平距離單向觀測豎直計算高差的基本公式：嚴密公式嚴密公式若采用平均高程面上的距離計算，則有若采用平均高程面上的距離計算，則有:2120121200 hS tgivCSS為由高斯坐標計算或歸算的水平距離。22120

7、1212001212()2hS tgivCSS tgtgh212121212212121222mmmhdtgivCdhy dH dhtgtgRR 由高斯坐標反算的邊由高斯坐標反算的邊長長d與測線兩端平均高與測線兩端平均高程面上邊長程面上邊長S0之間有差之間有差異，但不大。異，但不大。7 7、三角高程導(dǎo)線測量三角高程導(dǎo)線測量( (距離由計算得距離由計算得) )212121212012221212121021hd tgivC Shhd tgivC Sh121221112212121221112212111()()()222111()()()222hd tgtgivivhhd tgivivh若是幾乎

8、同步作對向觀測，就有C12=C21，則：故對向觀測豎直角計算平均高差可以消除故對向觀測豎直角計算平均高差可以消除（或削弱）球氣差的影響。（或削弱）球氣差的影響。 由對向垂直角和平距計算兩點間的高差由對向垂直角和平距計算兩點間的高差上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容8 8、電磁波測距三角高程導(dǎo)線測量電磁波測距三角高程導(dǎo)線測量由電磁波實測斜距和單向垂直角計算兩點間高差由電磁波實測斜距和單向垂直角計算兩點間高差:2212121212121212sincoshSIVC ShIVf電磁波往返實測斜距和往返實測垂直角計算兩點間高差電磁波往返實測斜距和往返實測垂直角計算兩點間高差:121221211122

9、12111(sinsin)()()222hSSIVIV中1221112212111()()()222hhhIVIV中消除消除(削弱削弱)了球氣差項的影響。了球氣差項的影響。條件：幾乎同步作對向觀測條件：幾乎同步作對向觀測h12中中的主要誤差是：的主要誤差是：豎直角觀測誤差、量測儀器高豎直角觀測誤差、量測儀器高I和目標高和目標高V誤差。誤差。( (一一) )三聯(lián)腳架法測距高程導(dǎo)線三聯(lián)腳架法測距高程導(dǎo)線（補充）（補充）1212212121122323323232233434434345455454,hhIVhhIVhhIVhhIVhhIVhhIVhhIVhhIV反往反往43反34往54反45往15

10、213243541223344512212332344345541111()()()()22221()()()()()()()()2hhhhhhhhhIVIVIVIVIVIVIVIV反反反反往往往往12345152132435412233445115511551515151111()()()()222211()()()()22hhhhhhhhhIVIVhIIIIhII 反反反反往往往往平平僅跟兩端點的僅跟兩端點的儀器高有關(guān)。儀器高有關(guān)。( (二二) )水準法（中間法）測距高程導(dǎo)線水準法（中間法）測距高程導(dǎo)線O1,1O1,1O11O1,2O1,2O12O2,2O2,2O22O2,3O2,3O23

11、, , , , hhIVhhIVhhIVhhIV（反覘）（直覘）；（反覘）（直覘）。13O11O12O22O23O1,1O2,2O1,2O2,3()()()()hhhhhIVIVIVIV 反反直直1313O1,1O2,2OO2 3()()hhhhhVV 反反1,2直, 直高程待定點：高程待定點：1、3、5；測站點（盡量在中間）：測站點（盡量在中間）：O1、O2。僅跟兩端點的棱鏡高有關(guān)。僅跟兩端點的棱鏡高有關(guān)。若使棱鏡高相等，此法可以若使棱鏡高相等，此法可以消除儀器高和棱鏡高的影響消除儀器高和棱鏡高的影響1O12O23（三）（三）三聯(lián)腳架法與水準法測距高程導(dǎo)線的討論三聯(lián)腳架法與水準法測距高程導(dǎo)線

12、的討論二法都是只需量起、始點的儀器高或棱鏡高，不需量中間點的二法都是只需量起、始點的儀器高或棱鏡高，不需量中間點的儀器高或棱鏡高。儀器高或棱鏡高。三聯(lián)腳架法往反觀測，可削弱球氣差（但往反觀測觀測不同三聯(lián)腳架法往反觀測，可削弱球氣差（但往反觀測觀測不同時）；水準法可用前后視接近相等來削弱球氣差。時）；水準法可用前后視接近相等來削弱球氣差。水準法可以在兩高程點靈活的設(shè)置儀器觀測，觀測的距離比三水準法可以在兩高程點靈活的設(shè)置儀器觀測，觀測的距離比三聯(lián)腳架法短近一倍，故球氣差影響比三聯(lián)腳架法小。聯(lián)腳架法短近一倍，故球氣差影響比三聯(lián)腳架法小。三聯(lián)腳架法比水準法多余觀測值多，可靠性高；水準法比三聯(lián)三聯(lián)腳架

13、法比水準法多余觀測值多，可靠性高；水準法比三聯(lián)腳架法觀測工作量小。腳架法觀測工作量小。三聯(lián)腳架法可代替四等水準測量，是否可代替三等水準測量有三聯(lián)腳架法可代替四等水準測量，是否可代替三等水準測量有待驗證；水準法通過比對固定棱鏡高，可以得到較高的高程精待驗證；水準法通過比對固定棱鏡高，可以得到較高的高程精度，可代替三等水準測量。能否代替二等水準需驗證。度，可代替三等水準測量。能否代替二等水準需驗證。垂直角需垂直角需J2級以上的儀器測，一般觀測兩個測回。級以上的儀器測，一般觀測兩個測回。兩高程點的平均距離是多少可代替有待驗證（兩高程點的平均距離是多少可代替有待驗證（f與與S2成正比成正比）。）。1、

14、高差測定誤差、高差測定誤差誤差來源：豎直角觀測誤差、距離測量誤差、球氣差、誤差來源：豎直角觀測誤差、距離測量誤差、球氣差、量取儀器高和反光鏡高誤差量取儀器高和反光鏡高誤差綜合影響的誤差，經(jīng)驗公式：綜合影響的誤差，經(jīng)驗公式： 為對向觀測高差平均值的中誤差。為對向觀測高差平均值的中誤差。（四）（四）三角高程測量的精度和限差三角高程測量的精度和限差122122222 2iiiiiiWhWWhWhhmmmm(m) 025. 0ihSMi240.1 (m)iiiiihhWhWimMMS2、對向高差閉合差的限差、對向高差閉合差的限差ihM3、環(huán)線高差閉合差的限差、環(huán)線高差閉合差的限差12121222222

15、22120.05nnnWhhhWhhhnWjjWhhmMMMMMMS GPS用于測定正常高，在GPS課中介紹使用測量儀器注意事項使用測量儀器注意事項 攜帶儀器時，注意檢查儀器箱是否扣緊、鎖好，拉手和背帶是攜帶儀器時，注意檢查儀器箱是否扣緊、鎖好，拉手和背帶是否牢固，并注意輕拿輕放。否牢固，并注意輕拿輕放。 儀器放在三腳架后應(yīng)使儀器與三腳架牢固連接。儀器放在三腳架后應(yīng)使儀器與三腳架牢固連接。 儀器取出箱后，應(yīng)關(guān)好儀器箱，嚴禁在箱上坐人。儀器取出箱后，應(yīng)關(guān)好儀器箱，嚴禁在箱上坐人。 儀器安置好后，必須有人看管，原則上講觀測者不得離開儀器。儀器安置好后，必須有人看管，原則上講觀測者不得離開儀器。 各

16、制動螺旋勿擰過緊，以免損傷；各微動螺旋勿旋至盡頭，防各制動螺旋勿擰過緊，以免損傷；各微動螺旋勿旋至盡頭，防止失靈。止失靈。 近距離搬站，應(yīng)放松制動螺旋，一手握住三腳架放在肋下，一近距離搬站，應(yīng)放松制動螺旋，一手握住三腳架放在肋下，一手托住儀器，放置胸前穩(wěn)步行走。不準將儀器斜扛肩上，以免手托住儀器，放置胸前穩(wěn)步行走。不準將儀器斜扛肩上，以免損傷儀器。若距離較遠，必須裝箱搬站。損傷儀器。若距離較遠，必須裝箱搬站。 儀器裝箱時，應(yīng)松開各制動螺旋，按原祥放回儀器箱內(nèi)，先試儀器裝箱時，應(yīng)松開各制動螺旋，按原祥放回儀器箱內(nèi)，先試關(guān)一次，確認放妥后，再稍微擰緊各制動螺旋，以免儀器在箱關(guān)一次，確認放妥后，再稍

17、微擰緊各制動螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動，最后關(guān)箱、上鎖。內(nèi)晃動，最后關(guān)箱、上鎖。 記錄與計算基本規(guī)則記錄與計算基本規(guī)則 外業(yè)記錄字跡應(yīng)清楚，邊觀測邊記錄，觀測者讀出數(shù)字后，記外業(yè)記錄字跡應(yīng)清楚，邊觀測邊記錄，觀測者讀出數(shù)字后，記錄者應(yīng)將所記數(shù)字復(fù)誦一遍，以防聽錯、記錯。不準先記在草錄者應(yīng)將所記數(shù)字復(fù)誦一遍，以防聽錯、記錯。不準先記在草稿紙上，然后謄入記錄表中。稿紙上，然后謄入記錄表中。 記錄錯時，不準用橡皮擦或刀片刮去，不準在原數(shù)字上涂改，記錄錯時，不準用橡皮擦或刀片刮去，不準在原數(shù)字上涂改，應(yīng)將錯誤的數(shù)字用直尺劃去并把正確的數(shù)字記在原數(shù)字上方。應(yīng)將錯誤的數(shù)字用直尺劃去并把正確的數(shù)字記在原數(shù)字上

18、方。 禁止連環(huán)更改數(shù)字，例如：水準測量中標尺的黑、紅面讀數(shù)，禁止連環(huán)更改數(shù)字，例如：水準測量中標尺的黑、紅面讀數(shù)，角度測量中的盤左、盤右讀數(shù)等，均不能同時更改相關(guān)的數(shù)。角度測量中的盤左、盤右讀數(shù)等，均不能同時更改相關(guān)的數(shù)。 嚴禁轉(zhuǎn)抄成果。嚴禁轉(zhuǎn)抄成果。 測站計算與檢核，必須在本測站現(xiàn)場完成，確認無誤后方可遷測站計算與檢核，必須在本測站現(xiàn)場完成，確認無誤后方可遷站。站。 數(shù)據(jù)運算中的湊整數(shù)據(jù)運算中的湊整(取舍取舍)規(guī)則是：規(guī)則是：“大于大于5者進；小于者進；小于5者舍；者舍；正好是正好是5者，則看其前位數(shù)，奇數(shù)進、偶數(shù)舍者，則看其前位數(shù)，奇數(shù)進、偶數(shù)舍” 。 記錄按順序記錄，水準測量不得空欄；手

19、簿不得空頁、撕頁。記錄按順序記錄，水準測量不得空欄；手簿不得空頁、撕頁。精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定 觀測前觀測前30分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處；分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處； 儀器距前、后視水準標尺的距離應(yīng)盡量相等；儀器距前、后視水準標尺的距離應(yīng)盡量相等； 同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦；同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦； 使用傾斜螺旋和測微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進；使用傾斜螺旋和測微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進； 在兩相鄰測站上，往測奇數(shù)測站按在兩相鄰測站上，往測奇數(shù)測站按“后前前后后前前后”，偶數(shù)測站，偶數(shù)測站按按“前后后前前后后前”的觀測程序進行；的觀測

20、程序進行； 連續(xù)觀測時，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，而第連續(xù)觀測時，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)；三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)； 每一測段的測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)；每一測段的測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)； 每一測段應(yīng)往測與返測，由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準標尺應(yīng)每一測段應(yīng)往測與返測，由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準標尺應(yīng)互換位置；互換位置； 使用自動安平水準儀觀測時，應(yīng)對圓水準器嚴格檢驗與校正，使用自動安平水準儀觀測時，應(yīng)對圓水準器嚴格檢驗與校正，觀測時應(yīng)使圓水準器氣泡居中；前后視不許調(diào)圓氣泡。觀測時應(yīng)使圓水準器氣泡居中；前后視不許調(diào)圓氣泡。（人盯人法）（人盯

21、人法）（固定腳架法）（固定腳架法）二等水準測量記錄二等水準測量記錄，往測時第一站、第二站的讀數(shù)如下：，往測時第一站、第二站的讀數(shù)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。測站編號后尺下絲前尺下絲方 尺及向 號標尺讀數(shù)基+K減輔備考上絲上絲后距d前距d基本分劃輔助分劃 1后 前后-前 h 2后 前后-前 h 42413590391.50305.4633792730911.95998.0165.164

22、.9+0.2+0.2-1+1-2+86.06+86.0437892880333.69309.3126403545940.19915.7890.590.9-0.4-0.2+3 0+3-24.41-24.38K=60650+86.05-24.40注意：記錄格式、單位；一定要累加檢核精密水準測量外業(yè)概算內(nèi)容精密水準測量外業(yè)概算內(nèi)容水準標尺每米長度誤差的改正數(shù)計算水準標尺每米長度誤差的改正數(shù)計算 當一對水準標尺每米長度的平均誤差當一對水準標尺每米長度的平均誤差f大于大于0.02 mm 時，時，就要對觀測高差進行改正，大小為：就要對觀測高差進行改正，大小為：fh 正常水準面不平行的改正數(shù)計算正常水準面不

23、平行的改正數(shù)計算水準路線閉合差計算水準路線閉合差計算 高差改正數(shù)的計算高差改正數(shù)的計算 計計算水準點的概略高程算水準點的概略高程mHm2sin0000015395. 00nwHHhiisvws 0HHhv,Amg因為不易得到我國為什么采用正常高系統(tǒng)，我國為什么采用正常高系統(tǒng)，而不采用正高系統(tǒng)？而不采用正高系統(tǒng)？正高系統(tǒng)的定義：正高系統(tǒng)的定義：式中：式中： 為大地水準面上為大地水準面上A 點到點到A點的平均重力。點的平均重力。事實上，只有在作出地殼內(nèi)部質(zhì)量分布的假設(shè)后，才能事實上，只有在作出地殼內(nèi)部質(zhì)量分布的假設(shè)后，才能近似地求得平均重力值。近似地求得平均重力值。正常高系統(tǒng)的定義：正常高系統(tǒng)的定義：01AAAmHgdh常01AAAAAmHdHgdhg正Amg0:0.3086,2AAAmAmHA式中可看作 點到正常橢球面一半高度處的正常重力值。Am容易得到（由緯度和概略高程得）201sin,aB稱為克萊羅定理。旗山旗山雙山四等導(dǎo)線觀測圖雙山四等導(dǎo)線觀測圖旗山旗山百平百平燕莊燕莊楊莊楊莊于山于山雙山雙山至龍臺至廟嶺2514245.62050853.01601009.81655638.51532713.71602016.42113.365-03714.91.5611.5422113.38703606.21.5631.54015