全站仪高程系统及高程基准的方法

1

B m
gdh
1 1 B H dh B (γ0 γ0 )dh B ( g γ)dh γm γm
B 常
B A H常 H常 dh AB
伊普西龙
正常位水准面不平行改正： 0.0000015395sin 2m H m 空间重力异常改正：
M
等级 限值 限值
一 ≤0.45 ≤1.0
二 ≤1.0 ≤2.0
三 ≤3.0 ≤6.0
四 ≤5.0 ≤10.0
控制测量
选定水准路线 应尽量沿坡度较小的公路、大路进行； 应避开土质松软的地段和磁场甚强的地段； 应避开行人、车辆来往繁多的街道和大的火车站等； 应尽量避免通过大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍 物； 当一等水准路线通过大的岩层断裂带或地质构造不稳 定的地区时，应会同地质地震有关部门，共同研究选定。
只能近似得到，故正 高也只能近似得到。
gdh g B dH g dH B dh g
H正
Байду номын сангаас
g 1 H dH B dh B gdh g gm CB
B 正
控制测量 三、正常高系统
用水准测量法确定地面点正常高原理
H
B 常
B H常 dh 1
1

B m
gdh
H常
1 B B (γ0 γ0 )dh γm
控制测量 一、大地高系统 基准面：参考椭球面
基准线：参考椭球面法线
大地高：地面点沿参考椭 球法线至参考椭 球面的距离。 获取手段：三角高程测量、
H
GPS或其它高程
系统的高程进行 转化。
控制测量 重力位能 随着位置和重力加速度大小而变化的位能.
W gh
W gh
W g A h A g B hB
控制测量 二等水准网在一等水准网的基础上布设。我国已 有1 138条二等水准测量路线，总长为13.7万公里， 构成793个二等环。 三、四等水准测量直接提供地形测图和各种工程建 设所必须的高程控制点。三等水准测量路线一般可 根据需要在高级水准网内加密，布设附合路线，并 尽可能互相交叉，构成闭合环。
控制测量
控制测量 内容回顾 水准面 大地水准面 高程 高差 思考：获得地面点高程的方法有哪些
控制测量
建立统一的国家高程控制网，首先要选择高程 系统和建立水准原点。 选择高程系统，就是确定表示地面点高程的统 一基准面。 不同的高程基准面，有不同的高程系统。 常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正 常高系统。 建立水准原点，就是确定国家高程控制网中用 来传算高程的统一起始点。
g A gB
hA h B
水准面不平行性 对水准测量产生什么影响呢？
控制测量
B H测 h OAB
B h H测
ONB
OAB
h h
ONB
理论闭合差
在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差。
怎样解决两固定点间的高差多值性问题？
控制测量 二、正高系统 基准面：大地水准面
H正 H常
H力
1 gdh gm 1
正常高 力 高
m
1
gdh
gdh
45

重力位数
p gdh
控制测量 五、三种高程系统的关系
P P H大 H正 NP P P H大 H常 P
N为大地水准面差距 ζ为似大地水准面差距 截塔 （高程异常）
控制测量
世界上绝大数国家和地区 都选取海水面的平均位置 作为高程起算面 。我国：
控制测量
控制测量
选定水准点位 选定水准点时，必须能保证点位地基坚实稳定、安全僻静，并利于 标石长期保存与观测。 水准点应尽可能选在路线附近机关、学校、公园内。下列地点，不 应选埋水准点： 易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点； 易发生土崩、滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地区； 土堆、河堤、冲积层河岸及土质松软与地下水位变化较大（如油 井、机井附近的地点； 距铁路 、距公路 （特殊情况可酌情处理）以内或其他受剧烈震动 的地点； 不坚固或准备拆修的建筑物上； 短期内将因修建而可能毁掉标石或阻碍观测的地点； 地形隐蔽不便观测的地点。
似大地水准面
正常椭球面
控制测量 三、正常高系统 基准面：似大地水准面
基准线：地面点铅垂线
正常高：地面点沿铅垂线 至似大地水准面
P
P点水准面
H常
的距离。
获取手段：水准测量、三
角高程测量、或
由其它高程系统 高程进行转化。
似大地水准面
控制测量 三、正常高系统 用水准测量法确定地面点正常高原理
H
B 常
控制测量
国家水准网的布设原则 国家水准网的布设原则与水平控制网布设原则
类似，也采用由高级到低级，从整体到局部的方法
分四个等级布设，逐级控制，逐级加密。而且各级
水准路线一般都要求自身构成闭合环线，或闭合高
一级水准路线上构成环形，以控制系统误差的积累
和便于低一级水准路线的加密。
控制测量
国家高程控制网的作用 国家高程控制网在全国范围内按统一规格布设
1956年黄海平均海水面
1985年国家高程基准
水准原点：高程的起算点，
位于青岛观象山。
控制测量
位置适中 半日潮有规律 不在江河入海口 海面开阔、无岛礁
海底平坦，水深在10m以上
控制测量
控制测量
国家高程控制网基本概况 目前，国家高程控制网主要是用水准测量方法 建立起来的，也称为国家水准网，分为四个等 级，其中一、二等称为精密水准测量，三、四 等称为普通水准测量。
Δg m Δh 10 - 6 (1 Δγ 10 - 6 )
控制测量 四、力高系统 同一水准面上各点高程相等的高程系统。
A
H H
A 力 B 力
1 γ45o
gdh
或
1 H H γm
A 力 B 力
gdh
控制测量
大地高 正 高
几何意义 物理意义 半物理意义 物理意义 物理意义
基准线：地面点铅垂线
正 高：地面点沿铅垂线 至大地水准面的 距离。 获取手段：水准测量、三
P点水准面
P
H正
角高程测量、或
由其它高程系统 高程进行转化。
大地水准面
控制测量 二、正高系统
请注意，
B B gm g B 0.0427 H 正
用水准测量法确定地面点正高原理
B H正 H dH CB CB
测定，它的主要作用是：
① 作为各种比例尺地形图的高程控制基础；为各项 工程建设和国防建设提供高程数据。 ② 精密水准测量取得的结果可以确定大地水准面和 海面地形，是研究地球形状、大小的重要资料，
也是研究地壳垂直形变、地震预报的重要数据。
控制测量 国家一等水准网示意图 我国一等水准 网由289条路 线组成，其中 284条路线构 成100个闭合 环，共计埋设 各类标石近2 万余座。。