三四等水准测量 ppt课件

2020/4/12
第三节 三角高程测量方法
竖直角观测是三角高程测量的关键工作，对竖直角观测的要
求见表8-4。
注：D为光电测距边长度（km）
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第三节 三角高程测量方法
1．观测
（1）安置经纬仪于测站上，量取仪高i（和目标高v）。 （2）用盘左、盘右测量竖直角（和读取目标高v）。 三 （3）用测距仪测量两点间的斜距S，或用三角测量方法计算 角 两点间的平距D。
测 ➢为减少垂直折光变化的影响，应避免在大风或雨后初睛时观测，
量 也不宜在日出后和日落前2h内观测，在每条边上均应作对向 观测。
➢觇标高和仪器高用钢尺丈量两次，读至毫米，其较差对于四等
三角高程不应大于2mm，对于五等三角高程不大于4mm。
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第三节 三角高程测量方法
光电测距三角高程测量
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括号内数字为读数顺序。记录和计算格式见表8-3，其 中括号内数字表示观测和计算的顺序，同时也说明有 关数字在表格内应填写的位置。
三、四等水准测量的观测记录表 表8-3
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第二节 三、四等水准测量方法
三等水准测量 观测顺序应为后一前一前一后 .
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）前视水准尺的黑面，读中丝和下丝、上丝读数. （3）前视水准尺的红面，读中丝读数. （4）后视水准尺的红面，读中丝读数。
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第三节 三角高程测量方法
三角高程测量原理
如果直接测得两点间的斜距S
三 h A B S AsBiA n iA B
角 高 如果已知A、B两点之间的平距D
程
h A BD taA n iA B
测
取双向观测的平均值得：
量
hAB12hABhBA
B点高程为： HBHAhAB
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程
这种方法较之水准测量灵活方便，但精度较低，主要用于山区 的高程控制和平面控制点的高程测定。
测 经纬仪三角高程测量
量
利用平面控制测量中，已知的边长和用经纬仪测得两点间的竖
直角来求得高差。
光电测距三角高程测量
用光电测距仪测得的斜距及竖直角来计算高差。其常常与光电 测距（全站仪）导线合并进行，形成所谓的“三维导线”。
+9.942
-9.630
+3.345 1.581
-3.155 1.601
1.713 0.012 +3.225
是随地区、气候、季节、地面覆盖物和视线超出地面高
三 度等条件的不同而变化的，目前人们还不能精确地测定
角 它的数值，一般取k=0.14计算两差改正，即
高
程 f Pr0.43D2
测
R
量 取双向观测的平均值得：
h A 1 2 B h A h B B A 1 2 D ta A n D ta B n iA iB B A
i （m）
v（m）
f
0.3
D2 4
(m)
R
hhi f
h平均 （m）
+34.271 1.565 1.695
-34.024 1.537 1.680
0.022
0.022
+34.163
-34.145
+34.154
-9.696 1.611
+9.604 1.592
1.590 0.033
1.610 0.033
-9.642
aa12
b2
b1
（1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. （1）、（2）、（3） （2）后视水准尺的红面，读中丝读数. （4）
、 （3）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数. （5）、（6）
（7）
（4）前视水准尺的红面，读中丝读数（8） 。
以上的观测顺序称为后一后一前一前，即黑-红-黑红，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。
水准点选定后，应埋设水准标石和水准标志，并绘制点之 记，以便日后查寻。
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第二节 三、四等水准测量方法
三、四等水准测量的主要技术要求 表8-2
等级 三
仪
视线长 前后视
器
度
较差
型
m
m
号
DS3 65（ 80）
3 .0
前后视累 积差 m
黑红面读 数差 mm
6 .0
2 .0
黑红面所测高差 之差 mm
3 .0
80
四
D S3
5 .0
1 0 .0
3 .0
5 .0
（ 100）
三、四等水准测量的观测应在通视良好、成像清晰稳定的情况下 进行。下面介绍用DS3水准仪和双面水准尺进行三、四等水准测 量的程序及其观测记录表
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第二节 三、四等水准测量方法
四等水准测量
每一测站上，按下列顺序进行观测：
度不超过200km。
•四等水准均为附合在高级点间的附合水准路线，长度不超
过80km。
•三、四等级水准网是直接为地形测图或工程建设提供高
程控制点。
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高程控制测量
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,高程控制网的等 级分为二、三、四、五等水准及图根水准。
视测区的大小，各等级水准均可作为测区的首级高 程控制。首级网应布设成环形路线，加密时宜布设 成附合路线或结点网。
（11）=（9）-（10）
核 前、后视距累积差 （12）=本站（11）+前站（12）
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第二节 三、四等水准测量方法
四等水准测量的数据计算和检核
1、测站上的计算和检核
（2）、同一水准尺红、黑面读数差的检核
计 K为水准尺红、黑面常数差，一对水准尺的常数差K分别为4.687和
算
4.787。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。
独立的首级网，应以不低于首级网的精度与国家水 准点联测。
水准点应有一定的密度，一般沿水准路线每1~3km
埋设一点，埋设后应绘制点之记。水准观测须待埋 设的水准点稳定后方可进行。
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工程建设中的高程控制测量主要技术要求 表8-1
（km）
第 一 节 概 述
注：① 结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度、不应大于表中规定的0.7倍； ② L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数。
环形路线。一等水准网是精度最高的高程控制网，它是国 家高程控制的骨干，同时也是地学科研工作的主要依据。
•二等水准网是布设在一等水准环线内，形成周长为
500~750km的环线。它是国家高程控制网的全面基础。
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高程控制测量
国家高程控制网
•三等水准一般布置成附合在高级点间的附合水准路线，长
高程控制测量
高程控制测量的任务:
在测区布设一批高程控制点，即水准点，用精确方 法测定它们的高程，构成高程控制网。
第 一 节
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高程控制测量的方法： 水准测量和三角高程测量。
概
高程基准面:大地水准面.
述
水准原点:
我国规定自1989年起一律采用“1985 国家高程基 准”.以这个基准测定的青岛水准原点高程为72.260m。
算 准测量，不得超过3mm。
黑面高差:（15）=（3）-（7）
和
红面高差:（16）=（4）-（8）
检
黑红面所测高差之差 （17）=（14）-（13）=（15）-（16）±100 上式中的100为两根水准尺红面的起始注记之差，单位为mm。
核
如果（17）符合要求，则计算高差中数 高差中数:（18）= 1 {[（15）+（16）±100]}
即黑-黑-红-红观测顺序
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第二节 三、四等水准测量方法 四等水准测量的数据计算和检核
1、测站上的计算和检核
计 （1）、视距计算
算 对于四等水准测量，前后视距差不得超过5m；对于三等水准测量，
不得超过3m。
和 后视距离
（9）=（1）-（2）
检 前视距离
（10）=（5）-（6）
前、后视距差
和
同一水准尺黑、红面中丝读数之差应等于该尺的尺常数K
检 （4.687和4.787）。
前尺 （13）=（3）+K1-（4）
核
后尺 （14）=（7）+K2-（8）
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第二节 三、四等水准测量方法
四等水准测量的数据计算和检核
1、测站上的计算和检核
（3）、高差的计算和检核
计 对于四等水准测量，黑、红面高差之差不得超过5mm；对于三等水
高
程 fPrD 2kD 2(1k)D 2
测
2R 2R
2R
量
h A B S AsBiA n iA B f
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第三节 三角高程测量方法
三角高程测量的球气差改正
地 球 曲 率 半 径 R=6371km， 大 气 垂 直 折 光 系 数 值 大 约 在
0.08~0.14之间，所以，恒大于零。大气垂直折光系数
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第二节 三、四等水准测量方法
三、四等水准测量一般是在国家一、二等水准网（点）的 基础上进行，常用作小地区的首级高程控制，以及工程建设 地区的工程测量和变形观测的基本控制。
与普通（等外）水准测量相比它的精度更高，削弱观测误 差的措施更多，一般需采用黑红双面水准尺。
三、四等水准路线一般尽可能沿铁路、公路以及其他坡度 较小、施测方便的路线布设。尽可能避免穿越湖泊、沼泽和 江河地段。水准点应选在土质坚实、地下水位低、易于观测 的地方。凡易受淹没、潮湿、震动和沉陷的地方，均不宜作 水准点位置。
技术要求
三
高程路线应起闭于高级水准点，三角高程网中任
角 一点到最近高程起算点的边数，当平均边长为1km时，
高 不超过10条，平均边长为2km时，不超过4条。
程
测
竖直角用DJ2级经纬仪，在四等高程测3个测回，
量 五等测2个测回。
距离应采用标称精度不低于（5mm+5×10-6）的
测距仪，四等高程测往返各一测回，五等测一个测回。
2
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第二节 三、四等水准测量方法 四等水准测量的数据计算和检核
2．总的计算和检核(观测结束后的计算与检核 )
计
在手簿每页末或每一测段完成后，应作下列检核：
（1）视距的计算和检核
算
末站的 12 9 10
和
（2）高差的计算和检核
检
当测站数为偶数时
总高差
18 11516
2
核
13478
1.7KM
HB=49.579M +1.430
3 2.0KM B
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四等水准测量记录表8-3
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第三节 三角高程测量方法
定义
根据两点间的水平距离或斜距离以及竖直角来求出两点间的高
三 差。三角高程测量又可分为经纬仪三角高程测量和光电测距（全
角 站仪）三角高程测量。
高 优缺点
高 具体测量指标和限差可参见表8-4 。
程
测
量
2．计算
（1）依测得的斜距S（或平距D），竖直角，仪高i和
目标高V，计算高差。
（2）根据平距D，计算两差改正数f。
（3）将相应的改正数f加上高差成为最终的高差。
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第三节 三角高程测量方法
表8-4 :三角高程路线高差计算表
测站点
Ⅲ 10
401
可见从理论上可以:消除地球曲率和大气 折光 2020的/4/影12 响。
第三节 三角高程测量方法
三角高程控制网
➢布设应在平面网的基础上，构成三角高程网或高程导线。采用
三 四等水准测量联测一定数量的水准点，作为高程起算数据。
角
高 ➢三角高程网中任一点到最近高程起算点的边数，当平均
程 边长为1km时，不超过10条，平均边长为2km时，不超过4条。
401
觇点 觇法
401
Ⅲ 10
402
直
反
直
402
402
Ⅲ 12
401
Ⅲ 12
402
反
直
反
竖直角
+3°24′15″
-3°22′47″
-0°47′23″
+0°46′56″
+0°27′32″
-0°25′58″
S（m）
577.157
577.137
703.485
703.490
417.653
417.697
hSsin(m)
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高程控制测量
国家高程控制网
国家高程控制网是用精密水准测量方法建立的，所以
又称国家水准网。国家水准网的布设也是采用从整体
第 到局部，由高级到低级，分级布设逐级控制的原则。
一 节
国家水准网分为一、二、三、四，4个等级。
概
述
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高程控制测量
国家高程控制网
•一等水准网是沿平缓的交通路线布设成周长约1500km的
2
当测站数为奇数时
总高差 1811516100
2
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第二节 三、四等水准测量方法 三、四等水准测量的数据计算和检核
2．全路线测量成果的整理
三、四等单一水准路线的成果整理与普通水准测量相同 （参见第二章）。
HA=45.286M +2.331
A 1.6KM
+2.813
1
-2.244 2
2.1KM
第三节 三角高程测量方法
三角高程测量的球气差改正
顾及地球曲率的影响加上曲率改正P，此项改正称为球差改正，如
图所示。同时，由于大气密度垂直梯度的存在，将使倾斜视线产生
三 折射而成为一条凸向天空的曲线，还必须加上大气垂直折光差改正
角
r，此项改正称为气差改正。以上两项改正合称为球气差改正，简 称两差改正，常用f表示，其值为