第四章 高程測量

第四章高程測量第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系本章重點：水準測量原理1四等水準測量外業(yè)施測2水準測量內(nèi)業(yè)計算步驟3三角高程測量4第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系§4－1高程測量概述高程測量：根據(jù)一點的已知高程測定與另一點之間的高差，然后按高差的定義公式，求出未知點的高程。高程測量按使用的儀器和測量方法分為：1)水準測量:采用水準儀和水準尺依據(jù)水平視線測定地面兩點間的高差；2)三角高程測量:采用經(jīng)緯儀與測距儀測定兩點間的豎直角和距離，按三角學(xué)原理，計算兩點間的高差;

3)GPS測高:GPS測高則是直接測定地面點的地心三維坐標，通過坐標轉(zhuǎn)換為地面高程;4)氣壓計測高法:根據(jù)高程面每上升11m，氣壓約下降1mm來測定地面高程。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系§4-2水準測量原理a--后視讀數(shù)b--前視讀數(shù)，如上圖：Hi=HA+a=HB+b，則a-b=HB-HA=hAB則有HB=HA+hAB一、水準測量的基本原理第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系已知：HA

=34.248m,a=2.145m,b=1.684m求：HB第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系hA1=a1-b1,h12=a2-b2,h23=a3-b3,h3B=a4-b4hAB=hA1+h12+h23+h3B=a-b1、2、3為轉(zhuǎn)點，在測量過程中必須保持穩(wěn)定不動連續(xù)水準測量二、第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系水準測量的規(guī)律：1)每站高差等于后視讀數(shù)減前視讀數(shù)；2)連續(xù)水準測量路線起點至終點的高差等于各站高差的總和，也等于各站后視讀數(shù)的總和減前視讀數(shù)的總和。三、水準測量的分類：國家水準測量：由高到低四個等級工程水準測量：一般分二、三、四等圖根水準測量：等外水準測量第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系§4－3水準儀和水準尺水準尺黑面：刻度從0開始

紅面：從4.687m或

4.787m開始尺墊：生鐵鑄成第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系一、水準儀的構(gòu)造和使用水準儀望遠鏡水準器基座第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系

第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系(二)水準儀的使用1.安置水準儀2.粗略整平(1)先旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋，然后旋轉(zhuǎn)第三個腳螺旋；(2)旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋時必須作相對地轉(zhuǎn)動，即旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反。(3)氣泡移動的方向始終和左手大拇指移動的方向一致。3.照準目標

準星瞄準、目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦、使十字絲豎絲照準水準尺第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系

4.視線的精確整平粗平→精平每次讀數(shù)前都需要重新使水準管氣泡居中

5.讀數(shù)分別用十字絲中絲,上絲和下絲讀取水準尺的讀數(shù)。從尺上可直接讀出米、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)。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系§4-4水準測量的施測一、水準路線的形式附合水準路線(a)閉合水準路線(b)水準支線(c)水準網(wǎng)(d)第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系二、水準測量的外業(yè)施測1、四等水準測量的技術(shù)指標標準視線長度：100m視距差：3m黑紅面讀數(shù)差：3mm黑紅面所測高差之差：5mm視距累積差：10m第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系2、四等水準測量的觀測步驟首先將水準儀安置于兩點中間并精確整平，照準后尺，黑面，讀下、上、中三絲讀數(shù)照準前尺，黑面，讀下、上、中三絲讀數(shù)照準前尺，紅面，讀中絲讀數(shù)照準后尺，紅面，讀中絲讀數(shù)第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四

測站編號后尺下絲前尺下絲

方向及尺號

標尺讀數(shù)

K+黑減紅高差中數(shù)備

注上絲上絲后距前距

黑面

紅面視距差d∑d

（1）（4）后（3）

（8）（10）

（2）（5）前（6）（7）（9）

（15）（16）后-前（11）（12）（13）

（17）（18）

115710739后1138461710

11970363前205505239-2

374376后-前08340932+2+0833-0.2-0.2

第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系3.水準測量外業(yè)應(yīng)注意的問題1)轉(zhuǎn)點起著傳遞高程的作用，在相鄰轉(zhuǎn)站過程中，尺位要嚴格保持不變且轉(zhuǎn)點上的讀數(shù)一為前視讀數(shù)，一為后視讀數(shù)，兩個讀數(shù)缺一不可;2)每條水準路線測量測站個數(shù)應(yīng)為偶數(shù)站,消除兩根水準尺的零點誤差3)前、后視距應(yīng)大致相等消除因視準軸不平行水準管軸而引起的i角誤差a0b0hABABiabxxhAB＝a－b＝(a0+x)－(b0+x)＝a0－b0第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系4、測站上的計算與校核視距部分：視距差:（17）=（15）-（16）≤3.0m視距累積差:(18)=本站的(17)+前站的(18)≤10.0m高差部分：黑紅面讀數(shù)差:（9）=（6）+K-（7）≤3.0mm（10）=（3）+K-（8）≤3.0mm黑紅面所測高差之差:（13）=（11）-（12）±100=(10)-(9)≤5.0mm第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系三、內(nèi)業(yè)計算1、水準測量的限差閉合差——觀測值與理論值的不符值高差閉合差用fh表示四等水準測量的限差:±20(mm)(一般地區(qū)）S為距離，以公里為單位第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系

2、計算步驟計算高差閉合差fh=h測-h理；∑h測＝；HB－HA

＝；fh

＝高差閉合差容許值：fh0

＝計算各測段改正數(shù)（4-7）

（4-8）逐點計算各點的高程第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四中國地質(zhì)大學(xué)測繪工程系

§4－5三角高程測量一、三角高程測量原理及公式二、當A、B兩點距離大于300m時，應(yīng)考慮地球曲率和大氣折光對高差的影響，所加的改正數(shù)簡稱為兩差改正：

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