高程控制测量
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用途：其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。
二等水准网
我国的二等水准网有1138条路线，总长13.7 万公里，构成793个闭合环。
根源自文库需要在高级水准网内加密，布设附合路线， 三等水准测量 尽可能相互交叉，构成闭合环。
四等水准测量
157 40 458 95
141 40 442 92
+016.00 +016.03
-3
+016.015
上下丝
等 仪器 视距
基辅分 读数平 前后 视线高 划所得 均值与
前后 视距 度下丝 高差之 中丝读
级 类型 m
视距差 累积差 读数
m
m
m
差 数之差 mm mm
一 S05 35 0.5 1.5 0.5 0.4 3.0
问题：普通水准标尺只能精确到厘米，毫米是估读。
1.精密水准仪和水准标尺
精密水准仪
高灵敏度的管水准器 高精度的测微装置
高质量望远镜 坚固稳定的仪器结构 高性能的补偿装置
精密水准尺
温度特性好 标尺刻划精密、正确 尺身不易弯曲 底面坚固耐磨，且垂直尺身
测微器100格，对应标尺一个分划：10mm； 基本分划 直读到0.1mm，估读至0.01mm。
当一等水准路线通过大的岩层断裂带或者地质构造不稳 定的地区时，应会同地质地震有关部门，共同研究选定；
一等兰-西线水准路线图
注意：选定水准点时，必须要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。
注意：水准点尽可能选在路线附近机关、学校、公园内。
不应选埋水准点的地点有： （1）易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点； （2）易发生土崩、滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地区； （3）土堆、河堤、冲积层河岸及土质松软与地下水位变化较大的 点（如油井、机井附近的地点）； （4）距铁路、公路以内或其他受剧烈震动的点； （5）不坚固或准备拆修的建筑物上； （6）短期内将因修建而可能毁掉标石或阻碍观测的地点； （7）地形隐蔽不便观测的点。
二 S1 50 1.0 3.0 0.3 0.7 3.0
S05 60 1.0 3.0 0.3 0.7 3.0
水准路 线测段 往返测 高差不 符值
mm
1.水准标尺每米长度误差的改正数
水准标尺每米长度误差对高差的影响是系统 性质的。根据规定，当一对水准标尺每米长度的
测微器100格，分格值0.05mm；
数字水准仪
1.水准测量误差
i角误差
规范规定：二等水准，前后视距差应小于1米， 视距累积差应小于3米。
标尺零点差
h12=(a1- a)-(b1-b)=(a1-b1) -a+b h23= (b2-b)-(a2-a)=(b2-a2) -b+a h13= h12+ h23=(a1-b1)+(b2-a2) 结论：偶数站且相邻测站轮流做前尺可消除
水准标尺
154
152
454
150
452
148
450
146
448
144
446
142
444
442
水准仪
辅助分划 平行玻璃板
物镜
十字丝面
测微螺旋
测微分划尺
10
9
8
指标线
读数：147 cm+0.960 cm= 147.960 cm
2. 蔡司Ni004水准仪（S05级） 标尺分划间隔：5mm，测微范围：5mm；
后
转仪器
前视： 中丝（基）
前
上、下丝
中丝（辅）
前
转仪器
后视： 中丝（辅）
后
2406 1 1986
420 +2
1800 2 1351
449 -1
1809 1391 418
+2
1639 1189 450
+1
219 83 521 38
160 06 461 63
+059.75 +059.75
+2
+059.760
标尺零点差对水准测量的影响。
外界因素--大气垂直折光
离地面越近，空气密度越大，对视线的折射越严重。
平原地区：前后视尽量相等，尽量抬高视线，最佳时段。 坡度地区：除上款外，还要考虑适当缩短视距。 规范规定：最佳观测时段，视线高度，不同时段往返测，
最大视距限制。
外界因素--大气垂直折光
测站1
（后前前后）
获取手段 三角高程测量 GPS 从其它高程系统转换得来
正高系统 基准面：大地水准面 基准线：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 三角高程测量 从其它高程系统转换得来
正常高系统 基准面：似大地水准面 基准线：铅垂线 正高：地面点沿铅垂线 至似大地水准面的距离。
获取手段 水准测量 三角高程测量 从其它高程系统转换得来
三种高程系统的关系
2.国家高程控制网
建立方法 水准测量，也叫国家水准网。
一等水准测量 二等水准测量 三等水准测量 四等水准测量
精密水准测量 普通水准测量
国家一等水准网
原则：整体到局部，高级到 低级。逐级控制，逐级加密。
要求：水准路线自身构成闭 合环线或闭合高一级水准路 线上。
我国的一等水准网由298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。
测站2
测站3
测站4
（前后后前） （后前前后） （前后后前）
A
测站4
（后前前后）
测站3
（前后后前）
测站2
（后前前后）
测站1 B
（前后后前）
奇数站：后-前-前-后 往测（A-B） 偶数站：前-后-后-前
返测（B-A） 奇数站：前-后-后-前 偶数站：后-前-前-后
关于“后前前后”
后视： 上、下丝 中丝（基）
以符合路线布设于高级水准点之间，符合路线 的长度应不超过80km。
用途：三、四等水准测量直接提供地形图和各种工程建设所必须 的高程控制点。
3.实地选线和选点
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较强的地段； 应避开行人车辆来往繁多的街道和大的火车站； 应尽量避免通过大的河流湖泊、沼泽和峡谷等障碍物；
获得地面点的 高程的方法？
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量
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。
确定表示地面点高程的统一基准面。
大地高系统 正高系统 正常高系统
水准原点：确定国家高程控制网中用来传递高程的 统一起算点。
1.高程系统
大地高系统 H
基准面：参考椭球面 基准线：法线 大地高：地面点沿参考 椭球法线至参考椭球面 的距离。
二等水准网
我国的二等水准网有1138条路线，总长13.7 万公里，构成793个闭合环。
根源自文库需要在高级水准网内加密，布设附合路线， 三等水准测量 尽可能相互交叉，构成闭合环。
四等水准测量
157 40 458 95
141 40 442 92
+016.00 +016.03
-3
+016.015
上下丝
等 仪器 视距
基辅分 读数平 前后 视线高 划所得 均值与
前后 视距 度下丝 高差之 中丝读
级 类型 m
视距差 累积差 读数
m
m
m
差 数之差 mm mm
一 S05 35 0.5 1.5 0.5 0.4 3.0
问题：普通水准标尺只能精确到厘米，毫米是估读。
1.精密水准仪和水准标尺
精密水准仪
高灵敏度的管水准器 高精度的测微装置
高质量望远镜 坚固稳定的仪器结构 高性能的补偿装置
精密水准尺
温度特性好 标尺刻划精密、正确 尺身不易弯曲 底面坚固耐磨，且垂直尺身
测微器100格，对应标尺一个分划：10mm； 基本分划 直读到0.1mm，估读至0.01mm。
当一等水准路线通过大的岩层断裂带或者地质构造不稳 定的地区时，应会同地质地震有关部门，共同研究选定；
一等兰-西线水准路线图
注意：选定水准点时，必须要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。
注意：水准点尽可能选在路线附近机关、学校、公园内。
不应选埋水准点的地点有： （1）易受水淹、潮湿或地下水位较高的地点； （2）易发生土崩、滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地区； （3）土堆、河堤、冲积层河岸及土质松软与地下水位变化较大的 点（如油井、机井附近的地点）； （4）距铁路、公路以内或其他受剧烈震动的点； （5）不坚固或准备拆修的建筑物上； （6）短期内将因修建而可能毁掉标石或阻碍观测的地点； （7）地形隐蔽不便观测的点。
二 S1 50 1.0 3.0 0.3 0.7 3.0
S05 60 1.0 3.0 0.3 0.7 3.0
水准路 线测段 往返测 高差不 符值
mm
1.水准标尺每米长度误差的改正数
水准标尺每米长度误差对高差的影响是系统 性质的。根据规定，当一对水准标尺每米长度的
测微器100格，分格值0.05mm；
数字水准仪
1.水准测量误差
i角误差
规范规定：二等水准，前后视距差应小于1米， 视距累积差应小于3米。
标尺零点差
h12=(a1- a)-(b1-b)=(a1-b1) -a+b h23= (b2-b)-(a2-a)=(b2-a2) -b+a h13= h12+ h23=(a1-b1)+(b2-a2) 结论：偶数站且相邻测站轮流做前尺可消除
水准标尺
154
152
454
150
452
148
450
146
448
144
446
142
444
442
水准仪
辅助分划 平行玻璃板
物镜
十字丝面
测微螺旋
测微分划尺
10
9
8
指标线
读数：147 cm+0.960 cm= 147.960 cm
2. 蔡司Ni004水准仪（S05级） 标尺分划间隔：5mm，测微范围：5mm；
后
转仪器
前视： 中丝（基）
前
上、下丝
中丝（辅）
前
转仪器
后视： 中丝（辅）
后
2406 1 1986
420 +2
1800 2 1351
449 -1
1809 1391 418
+2
1639 1189 450
+1
219 83 521 38
160 06 461 63
+059.75 +059.75
+2
+059.760
标尺零点差对水准测量的影响。
外界因素--大气垂直折光
离地面越近，空气密度越大，对视线的折射越严重。
平原地区：前后视尽量相等，尽量抬高视线，最佳时段。 坡度地区：除上款外，还要考虑适当缩短视距。 规范规定：最佳观测时段，视线高度，不同时段往返测，
最大视距限制。
外界因素--大气垂直折光
测站1
（后前前后）
获取手段 三角高程测量 GPS 从其它高程系统转换得来
正高系统 基准面：大地水准面 基准线：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 三角高程测量 从其它高程系统转换得来
正常高系统 基准面：似大地水准面 基准线：铅垂线 正高：地面点沿铅垂线 至似大地水准面的距离。
获取手段 水准测量 三角高程测量 从其它高程系统转换得来
三种高程系统的关系
2.国家高程控制网
建立方法 水准测量，也叫国家水准网。
一等水准测量 二等水准测量 三等水准测量 四等水准测量
精密水准测量 普通水准测量
国家一等水准网
原则：整体到局部，高级到 低级。逐级控制，逐级加密。
要求：水准路线自身构成闭 合环线或闭合高一级水准路 线上。
我国的一等水准网由298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。
测站2
测站3
测站4
（前后后前） （后前前后） （前后后前）
A
测站4
（后前前后）
测站3
（前后后前）
测站2
（后前前后）
测站1 B
（前后后前）
奇数站：后-前-前-后 往测（A-B） 偶数站：前-后-后-前
返测（B-A） 奇数站：前-后-后-前 偶数站：后-前-前-后
关于“后前前后”
后视： 上、下丝 中丝（基）
以符合路线布设于高级水准点之间，符合路线 的长度应不超过80km。
用途：三、四等水准测量直接提供地形图和各种工程建设所必须 的高程控制点。
3.实地选线和选点
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较强的地段； 应避开行人车辆来往繁多的街道和大的火车站； 应尽量避免通过大的河流湖泊、沼泽和峡谷等障碍物；
获得地面点的 高程的方法？
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量
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。
确定表示地面点高程的统一基准面。
大地高系统 正高系统 正常高系统
水准原点：确定国家高程控制网中用来传递高程的 统一起算点。
1.高程系统
大地高系统 H
基准面：参考椭球面 基准线：法线 大地高：地面点沿参考 椭球法线至参考椭球面 的距离。