测量学基础：第二章 高程测量3

上讲课内容回顾水准测量路线布设形式水准测量的成果检核计算检核测站检核两次仪器高法双面尺法水准路线的检核高差(程)闭合差容许(允许)闭合差自动安平水准仪水准测量的内业计算闭合差的分配高程测量

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第三讲高程控制测量概述

控制点高程控制测量概述

国家高程控制网：用精密水准测量方法建立的国家高程控制网，也称为国家水准网。国家水准网的布设同样采用从整体到局部，由高级到低级，分级布设逐级控制的原则。国家水准网分为一、二、三、四等。工程建设中的高程控制网：按照由高级到低级分级布设的原则，工程建设中的高程控制网等级分为二、三、四、五等水准及图根水准。高程控制测量概述

水准测量主要技术要求(from:GB50026-2007)每公里高差全中误差(mm)三、四等水准测量观测方法四等水准测量每一测站上，按下列顺序进行观测：(1)后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数.(2)后视水准尺的红面，读中丝读数.(3)前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数.(4)前视水准尺的红面，读中丝读数。以上的观测顺序称为后一后一前一前，在后视和前视读数时，均先读黑面再读红面，读黑面时读三丝读数，读红面时只读中丝读数。三等水准测量观测顺序为后一前一前一后.测站上的计算和检核(1)视距计算：(下丝读数-上丝读数)×100。[必须计算，以米为数值单位]。(2)中丝检核：下丝与上丝的平均值应与黑面中丝读数相等（差值小于±3mm视为合格）。[并非必须，常用作错误检查]。(3)计算视距差：(后视视距-前视视距)，对于四等水准测量，前后视距差不得超过±3m。[必须计算]。(4)累计视距差：本站视距差与前面测站视距差的和。对于四等水准测量，累计视距差不得大于±10m[必须计算]。测站上的计算和检核(5)同一水准尺红、黑面读数差的检核：(黑面读数+K-红面读数)，K为水准尺红、黑面常数差，一对水准尺的常数差K分别为4687和4787。对于四等水准测量，红、黑面读数差不得超过±3mm；对于三等水准测量，不得超过±2mm。[必须计算]。

测站上的计算和检核(6)高差的计算和检核：h黑=(后视黑面中丝读数－前视黑面中丝读数),

h红=(后视红面中丝读数－前视红面中丝读数),

黑、红面高差之差d=(h黑-h红±100)

对于四等水准测量，d不得超过±5mm。

[必须计算]。(7)计算平均高差：h=(h黑+h红±100)/2。[必须计算]。一对水准尺的黑红面常数差分别为4687和4787测站上的计算和检核注：k1=4687；k2=4787“奇进偶不进”以黑面为准判断加或减100.三、四等水准测量限差要求视线长度，视距差，累计视距差，视线高度三四等水准测量部分技术要求(from:GB12898-2009)三、四等水准测量限差要求黑红面读书差，黑红面高差的差双测站高差之差，间歇点检核高差之差三四等水准测量部分技术要求(from:GB12898-2009)测站上的计算和检核黑红面读数差正确性判断计算机程序语句示例BB—BackwardSightBlack，BR—BackwardSightRedIF|BB-BR-4687|<=3thenDiff_BB_BR=BB-BR-4687ElseIF|BB-BR-4787|<=3thenDiff_BB_BR=BB-BR-4787ElseMessageBox(“黑面或红面读数错误！”)EndIf测站上的计算和检核黑红面读数差正确性判断计算机程序语句示例FB—ForwardSightBlack，FR—ForwardSightRedIF|FB-FR-4687|<=3thenDiff_FB_FR=FB-FR-4687ElseIF|FB-FR-4787|<=3thenDiff_FB_FR=FB-FR-4787ElseMessageBox(“黑面或红面读数错误！”)EndIf测站上的计算和检核黑红面高差之差正确性判断计算机程序语句示例HeightDiffBlack=BB-FBHeightDiffRed=BR-DRIFHeightDiffBlack>HeightDiffRedthenHeight_Diff_Black_Red=HeightDiffBlack-HeightDiffRed-100Height_Diff_Average=(HeightDiffBlack+HeightDiffRed+100)/2ElseHeight_Diff_Black_Red=HeightDiffBlack-HeightDiffRed+100Height_Diff_Average=(HeightDiffBlack+HeightDiffRed-100)/2EndIfIF|Height_Diff_Black_Red|>5thenMessageBox(“黑面或红面读数错误！”)EndIf测段结束后的计算和检核（1）高差的检核：对黑红面中丝读数分别求和的差值，Σh黑=Σa黑-Σb黑，Σh红=Σa红-Σb红

。

Σh黑应该等于Σh红当测段的测站数为奇数时，要考虑±100的问题；偶数站由于水准尺的前后视转换，抵消了±100的问题。（2）视距差的计算：对所有的后视视距求和，前视视距求和，计算累计视距差以及视距总长。（3）测段总高差的计算：

Σh＝h1+h2+………

测段结束后的计算和检核地球曲率和大气折光对高差的影响过A点的水准面过B点的水准面hAB过仪器中心的水平线过仪器中心的水准面地球曲率和大气折光对高差的影响过仪器中心的水平线过仪器中心的水准面实际视线地球曲率和大气折光对高差的影响1.水准面是一个曲面，在曲面上计算存在诸多不便，当测区范围较小时，可以用水平面代替水准面。在多大范围内能够用水平面代替水准面取决于“水平面代替水准面对高差的影响程度有多大”。2.实际视线受大气折光的影响，是一条曲率很大的曲线而不是直线。实际计算时，为简化问题，用直线代替曲线，这种近似又会带来多大的差异？地球曲率和大气折光对高差的影响水平面代替水准面的误差地球曲率和大气折光对高差的影响大气折光造成的误差K称为大气折光系数，通过实验测定。地球曲率和大气折光对高差的影响将二者对水准尺读数的联合影响称为球气差影响：性质：与水准尺到仪器的距离的平方成正比。措施：若前后视距相等，其影响量相等，可抵消球气差的影响。精密水准仪及水准尺用于国家一、二等水准测量和大型建（构）筑物的变形观测，以及大型精密设备安装时的水平基准测量等。精密水准仪及水准尺瑞士WildN3德国ZeissNi004德国ZeissKoni007精密水准仪及水准尺精密水准仪与普通水准仪不同之处：（1）水准管灵敏度较高，一般为10″/2mm；（2）望远镜光学性能好，视场亮度大，放大率不小于40倍，十字丝横丝刻制成楔形；（3）仪器结构稳定，特别是视准轴与水准管轴之间的平行关系相对稳定，仪器的主要构件均用特殊的合金材料制成，并装有起隔热作用的防护罩，受外界变化的影响很小；（4）装置有光学测微器及配备了一对精密因瓦合金水准尺。测微器的最小分划值不大于0.1mm。（5）一般采用非伸缩式三脚架。精密水准仪及水准尺光学测微器可以精确测定小于水准尺最小分划线格值的读数。数字水准仪以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD阵列)等，并采用条形码分划水准标尺和图像处理电子系统而构成的光机电一体化测量仪器。当按下测量键时，仪器就会瞄准水准尺上的条码拍摄图片，然后与仪器内存中的条码图片进行比较和计算。这样，读数就可以计算出来并且保存在内存中了。

数字(电子)自动安平水准仪与传统水准仪相比它有以下特点：（1）用自动电子读数代替人工读数，不存在读错、误记问题，没有人为读数误差；（2）精度高，多条码（等效为多分划）测量，削弱标尺分划误差，自动多次测量，削弱外界条件变化的影响；（3）速度快、效率高，实现自动记录、检核、处理和存储，可实现内外业一体化。当采用普通水准尺时，该仪器又可当作普通自动安平水准仪使用。徕卡水准仪DNA每公里往返测高差中误差:DNA03±0.3mm(铟钢尺)

±1.0mm