第八章高程控制測(cè)量第八章高程控制測(cè)量§8-1高程控制測(cè)量概述§8-2三、四等水準(zhǔn)測(cè)量§8-3三角高程測(cè)量§8-4GPS擬合高程測(cè)量

※§8-5跨河水準(zhǔn)測(cè)量※§8-6高程控制網(wǎng)的平差計(jì)算

在測(cè)區(qū)布設(shè)一批高程控制點(diǎn)，即水準(zhǔn)點(diǎn)，用精確方法測(cè)定它們的高程，構(gòu)成高程控制網(wǎng)。高程控制測(cè)量的方法：水準(zhǔn)測(cè)量Leveling——水準(zhǔn)儀Level三角高程測(cè)量TrigonometricLeveling——全站儀TotalStationGPS擬合高程測(cè)量——GPS測(cè)高GPSHeightSurvey一、高程控制測(cè)量的任務(wù)和方法：§8-1概述二、國(guó)家高程控制網(wǎng)國(guó)家高程控制網(wǎng)是用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法建立的，所以又稱國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)。國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)也是采用從整體到局部，由高級(jí)到低級(jí)，分級(jí)布設(shè)逐級(jí)控制的原則。國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)分為一、二、三、四，4個(gè)等級(jí)。1、一等水準(zhǔn)網(wǎng)是沿平緩的交通路線布設(shè)成周長(zhǎng)約1500km的環(huán)形路線。一等水準(zhǔn)網(wǎng)是精度最高的高程控制網(wǎng)，它是國(guó)家高程控制的骨干，同時(shí)也是地學(xué)科研工作的主要依據(jù)。2、二等水準(zhǔn)網(wǎng)是布設(shè)在一等水準(zhǔn)環(huán)線內(nèi)，形成周長(zhǎng)為500~750km的環(huán)線。它是國(guó)家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)。3、三等水準(zhǔn)一般布置成附合在高級(jí)點(diǎn)間的附合水準(zhǔn)路線，長(zhǎng)度不超過200km。

4、四等水準(zhǔn)均為附合在高級(jí)點(diǎn)間的附合水準(zhǔn)路線，長(zhǎng)度不超過80km。

5、三、四等級(jí)水準(zhǔn)網(wǎng)是直接為地形測(cè)圖或工程建設(shè)提供高程基準(zhǔn)（控制點(diǎn)）。

三、工程建設(shè)中的高程控制網(wǎng)按照由高級(jí)到低級(jí)分級(jí)布設(shè)的原則,高程控制網(wǎng)的等級(jí)分為二、三、四、五等水準(zhǔn)及圖根水準(zhǔn)。視測(cè)區(qū)的大小，各等級(jí)水準(zhǔn)均可作為測(cè)區(qū)的首級(jí)高程控制。首級(jí)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成環(huán)形路線，加密時(shí)宜布設(shè)成附合路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。獨(dú)立的首級(jí)網(wǎng)，應(yīng)以不低于首級(jí)網(wǎng)的精度與國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)有一定的密度，一般沿水準(zhǔn)路線每1~3km埋設(shè)一點(diǎn)，埋設(shè)后應(yīng)繪制點(diǎn)之記。水準(zhǔn)觀測(cè)須待埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定后方可進(jìn)行。

工程建設(shè)中的高程控制測(cè)量主要技術(shù)要求表8-1注：①結(jié)點(diǎn)之間或結(jié)點(diǎn)與高級(jí)點(diǎn)之間，其路線的長(zhǎng)度、不應(yīng)大于表中規(guī)定的0.7倍；

②L為往返測(cè)段，附合或環(huán)線的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度（km）；n為測(cè)站數(shù)。數(shù)字水準(zhǔn)儀的技術(shù)要求與同等級(jí)光學(xué)水準(zhǔn)儀相同。

（km）§8-2三、四等水準(zhǔn)測(cè)量方法三、四等水準(zhǔn)測(cè)量一般是在國(guó)家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)（點(diǎn)）的基礎(chǔ)上進(jìn)行，常用作小地區(qū)的首級(jí)高程控制，以及工程建設(shè)地區(qū)的工程測(cè)量和變形觀測(cè)的基本控制。三、四等水準(zhǔn)路線盡可能沿鐵路、公路以及其他坡度較小、施測(cè)方便的路線布設(shè)。盡可能避免穿越湖泊、沼澤和江河地段。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、地下水位低、易于觀測(cè)的地方。凡易受淹沒、潮濕、震動(dòng)和沉陷的地方，均不宜作水準(zhǔn)點(diǎn)位置。水準(zhǔn)點(diǎn)選定后，應(yīng)埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)石和水準(zhǔn)標(biāo)志，并繪制點(diǎn)之記，以便日后查尋。與普通（等外）水準(zhǔn)測(cè)量相比三、四等水準(zhǔn)的精度更高，削弱觀測(cè)誤差的措施更多，一般需采用黑紅雙面水準(zhǔn)尺。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)要求表8-2三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)應(yīng)在通視良好、成像清晰穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。下面介紹用DS3水準(zhǔn)儀和雙面水準(zhǔn)尺進(jìn)行三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的程序及其觀測(cè)記錄表

一、四等水準(zhǔn)測(cè)量每一測(cè)站上，按下列順序進(jìn)行觀測(cè)：1、后視水準(zhǔn)尺的黑面：讀下絲、上絲和中絲讀數(shù)(1)、(2）、（3）2、后視水準(zhǔn)尺的紅面：讀中絲讀數(shù).（4）3、前視水準(zhǔn)尺的黑面：讀下絲、上絲和中絲讀數(shù).（5）、（6）、（7）4、前視水準(zhǔn)尺的紅面：讀中絲讀數(shù)（8)。以上的觀測(cè)順序稱為后一后一前一前，即黑-紅-黑-紅，在后視和前視讀數(shù)時(shí)，均先讀黑面再讀紅面，讀黑面時(shí)讀三絲讀數(shù)，讀紅面時(shí)只讀中絲讀數(shù)。a1b1a2b2記錄和計(jì)算格式見表8-3，其中括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示觀測(cè)和計(jì)算的順序，同時(shí)也說明有關(guān)數(shù)字在表格內(nèi)應(yīng)填寫的位置。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)記錄表表8-3每一測(cè)站上，按下列順序進(jìn)行觀測(cè)：1、后視水準(zhǔn)尺的黑面：讀下絲、上絲和中絲讀數(shù).2、前視水準(zhǔn)尺的黑面：讀中絲和下絲、上絲讀數(shù).3、前視水準(zhǔn)尺的紅面：讀中絲讀數(shù).4、后視水準(zhǔn)尺的紅面：讀中絲讀數(shù)。二、三等水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)順序應(yīng)為后一前一前一后.

即黑-黑-紅-紅觀測(cè)順序四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表8-31、測(cè)站上的計(jì)算和檢核(1)、視距計(jì)算對(duì)于四等水準(zhǔn)測(cè)量，前后視距差不得超過5m；對(duì)于三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過3m。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算和檢核后視距離（9）=（1）-（2）前視距離（10）=（5）-（6）前、后視距差（11）=（9）-（10）前、后視距累積差（12）=本站（11）+前站（12）(2)、同一水準(zhǔn)尺紅、黑面讀數(shù)差的檢核

K為水準(zhǔn)尺紅、黑面常數(shù)差，一對(duì)水準(zhǔn)尺的常數(shù)差K分別為4.687和4.787。對(duì)于四等水準(zhǔn)測(cè)量，紅、黑面讀數(shù)差不得超過3mm；對(duì)于三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過2mm。同一水準(zhǔn)尺黑、紅面中絲讀數(shù)之差應(yīng)等于該尺的尺常數(shù)K（4.687和4.787）。前尺（13）=（3）+K1-（4）后尺（14）=（7）+K2-（8）(3)、高差的計(jì)算和檢核對(duì)于四等水準(zhǔn)測(cè)量，黑、紅面高差之差不得超過5mm；對(duì)于三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過3mm。黑面高差：(15)=(3)-(7)紅面高差：(16)=(4)-(8)黑紅面所測(cè)高差之差

（17）=（14）-（13）=（15）-（16）±100上式中的100為兩根水準(zhǔn)尺紅面的起始注記之差，單位mm。如果（17）符合要求，則計(jì)算高差中數(shù)高差中數(shù):（18）={[（15）+（16）±100]}2、總的計(jì)算和檢核(觀測(cè)結(jié)束后的計(jì)算與檢核)在手簿每頁(yè)末或每一測(cè)段完成后，應(yīng)作下列檢核：(1)、視距的計(jì)算和檢核末站的

(2)、高差的計(jì)算和檢核當(dāng)測(cè)站數(shù)為偶數(shù)時(shí)當(dāng)測(cè)站數(shù)為奇數(shù)時(shí)四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表8-33、全路線測(cè)量成果的整理三、四等單一水準(zhǔn)路線的成果整理與普通水準(zhǔn)測(cè)量相同（參見第二章）。HB=49.579MBA123+2.3311.6KM+2.8132.1KM-2.2441.7KM+1.4302.0KMHA=45.286M定義:根據(jù)兩點(diǎn)間的水平距離或斜距離以及豎直角來求出兩點(diǎn)間的高差。三角高程測(cè)量又可分為經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量和全站儀三角高程測(cè)量。優(yōu)缺點(diǎn):這種方法較之水準(zhǔn)測(cè)量靈活方便，但精度較低，主要用于山區(qū)或高差較大地區(qū)的高程控制和平面控制點(diǎn)的高程測(cè)定。用光電測(cè)距儀測(cè)得的斜距及豎直角來計(jì)算高差。它常與全站儀導(dǎo)線合并進(jìn)行，形成所謂的“三維導(dǎo)線”。光電三角高程可代替四等以下水準(zhǔn)測(cè)量。全站儀三角高程測(cè)量：經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量:精度較低，目前用的較少?！?-3三角高程測(cè)量方法

一、三角高程測(cè)量原理取雙向觀測(cè)的平均值得：如果已知A、B兩點(diǎn)之間的平距D如果直接測(cè)得兩點(diǎn)間的斜距SB點(diǎn)高程為：AB顧及地球曲率的影響加上曲率改正P，此項(xiàng)改正稱為球差改正，如圖所示。同時(shí)，由于大氣密度垂直梯度的存在，將使傾斜視線產(chǎn)生折射而成為一條凸向天空的曲線，還必須加上大氣垂直折光差改正r，此項(xiàng)改正稱為氣差改正。以上兩項(xiàng)改正合稱為球氣差改正，簡(jiǎn)稱兩差改正，常用f表示，其值為：二、三角高程測(cè)量的球氣差改正球氣差是影響三角高程測(cè)量精度的主要因素取雙向觀測(cè)的平均值得：可見從理論上可以:消除地球曲率和大氣折光的影響。地球曲率半徑R=6371km，大氣垂直折光系數(shù)值大約在0.08~0.14之間，所以，恒大于零。大氣垂直折光系數(shù)是隨地區(qū)、氣候、季節(jié)、地面覆蓋物和視線超出地面高度等條件的不同而變化的，目前人們還不能精確地測(cè)定它的數(shù)值，一般取k=0.14計(jì)算兩差改正，即：三、三角高程控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)在平面網(wǎng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)成三角高程網(wǎng)或高程導(dǎo)線。采用四等水準(zhǔn)測(cè)量聯(lián)測(cè)一定數(shù)量