1高程控制测量

管水准器 水准器 圆水准器 管水准器用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示仪器竖 轴是否竖直。
｛
圆水准器
（粗平用）
水准管
（精平用）
☆水准尺与尺垫☆
使 用 时 水 准 尺 安 放 在 尺 垫 的 半 球 突 出 顶 上
NO.1
塔尺 双面水
4687
三、 水准仪的使用
1. 安置仪器 2.粗略整平（粗平） 3. 瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并消除视差 4. 精平 5.读数
二、水准点的设置
1、定义 测绘部门在全国各地设立并用水准测量方法获得其 高程的固定点。用BM（Bench Mark）表示。 2、位置选定要求 （1）能长期保存，便于施测，坚实、稳固。 （2）尽可能沿坡度小的道路布设，尽量避免跨越 河流、湖泊等障碍物。 （3）考虑高程控制网的进一步加密。 （4）考虑便于与国家水准点进行联测。 （5）布设成附合路线、闭合路线和支路线。
高程控制测量的方法
1. 几何水准测量法
定义：用水准仪进行高程传递测量。
精度最高，是建立国家高程控制网、城市高程控制网的主 要方法。
2.三角高程测量法
定义：通过观测两点间的距离和竖直角来计算高程。
精度较低、方法灵活、受地形限制较小，是布设高程控制 网的辅助方法。
模块一 水准点的设置
一、高程控制网的布设形式
☆用圆水准器进行粗平☆
通过水准器零点与1、2 两脚螺旋连线的垂线上
两手相对转动
左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。
☆视差现象☆
十字丝分划板
a
a' a a"
视差产生的原理
☆消除视差的步骤：
1、调 目镜螺旋 使十字丝清晰； 2、反复调 对光螺旋 使目标的像与十字丝 平面重 合，眼睛上下观察两者没有错动现 象为止。
4
3 2
精确调平视线（精平）
用微倾螺旋精确调平视线
微倾螺旋
☆ 水 准 尺 读 数 ☆
3 2 1
4
3
2
水准仪使用步骤及注意事项
1. 安置仪器: 架头一定放置水平 2.粗略整平（粗平）：用脚螺旋 3. 瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并消除视差 4. 精平：使用微倾螺旋，使水准管气泡居中， 精平后快速读数 5. 读数：用十字丝横丝在尺上读数，从小到大读
8 3
4
5 20
－0.007
－0.008
－2.752
＋4.653 ＋8.813
BM2

48.646
－0.034
fh=（8.364－1.433－2.745+4.661)-(48.646-39.833) f h容 12 n = 8.847-8.813=+ 34mm fh Δh2=－5 mm =±54 mm h ni 改正值公式： i n Δh3=－7 mm 0.034 h1 8 0.014 m 14 mm 20 Δh4=－8 mm
hAB = a-b
HB = HA + hAB
hAB有正负之分，hAB为正,说明B点比A点高，反之说明B点比A点低。
高差法
巳知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程的方 法叫高差法。 高差法的计算测点高程公式为： HB=HA+ hAB 此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（管道 工程测量）。
3.物理高程测量
4.GPS高程测量
水准测量是精密测量地面点高程最主要的
方法。
一、 水准测量的原理
利用仪器提供的水平视线，在两根直立的尺子上获取读数， 来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。 后 尺 前尺 前视读数 b B 前视点 hAB HA
平均海水面
测量前进方向
水平视线
后视读数
后视点 a A
HB=?
高程(m) 71.632
1852 1672 0658
3
4
TP2 TP3
B
1029 1754
1360 1472
1396
-0.443
+0.358 73.053
3.水准测量的检核方法
1) 计算检核：
一测站观测1次时：
a b h HB H A h
a b h
2
一测站观测2次时：
测站：安置仪器的位置称为测站 转点：两站之间的立尺点，仅起高程 传递作用，称为转点。（尺垫仅在转 点上放置）
☆ 2. 水准测量外业动画☆
等外:视线长≤100m， 前后视距差≤10m。
a2
b2
TP2
B
a1
A
HA 已知
b1
TP1
大地水准面
HB 未知
测站 测点 1 2 A TP1
水 准 尺 读 数
后 尺 (a)
f h容 12 n =±54 mm
fh≤fh容，精度满足要求，在经过内业处理后可用
于施工。 内业处理的目的是消除存在的误差，对于等外水准测 量而言，主要是高差闭合差，即将高差闭合差合理分配到 各测段的高差中去，最后求出未知点的高程。
在同一条水准路线上，假设观测条件都是相同的（使 用仪器、观测人员、外界环境），则可认为各测站产生误 差的机率是相同的。 在水准测量中，一般来讲，两点间的距离越长，高差 的观测误差越大；或者，两点间的测站数越多，高差的观 测误差越大。（也就是说，成正比例关系） 高差闭合差的调整原则： 可将高差闭合差按测站距离（比较平坦地区）或测站 数（山区）成正比例反号（要消除，必须相反符号）分配 到各相应测段的高差上，从而使改正后的高差总和满足理 论值的要求（高差闭合差为0）。
前尺(b)
高差(m) +1.194 +0.312
高程(m)
1852 1672 0658
TP2
1360
a2
a1
A
HA 已知
b1
TP1
b2 a 3
TP2
b3
a4
b4 B
TP3
大地水准面
HB 未知
测站 测点 1 2 A TP1
水 准 尺 读 数
后 尺 (a)
前尺(b)
高差(m) +1.194 +0.312
h
往
h返
二、内业工作
n=4 n=3 h=-1.443 1 n=8 h=+8.364 BM2 48.646m 2 h=-2.745 3 n=5 h=+4.661
39.833m
BM1
☆附合水准路线草图☆
问题：1.此次等外水准测量的成果是否可以用于施工？ 2.+34mm的误差是否会对后面的施工造成影响，此 次外业测量工作是否需要返工重测？ 根据fh=fh测-fh理， fh=（8.364－1.433－2.745+4.661)-(48.646-39.833) = 8.847-8.813=+ 34mm
3、类型 （1）永久性水准点 （2）临时性水准点 4、水准点高程 是指嵌入标石中心的瓷质或不易腐蚀的金属 标志顶面的高程。
永 久 水 准 点
临 时 水 准 点
模块二 水准点高程测量
高差是确定地面点位的三要素之一，水准点高程 一般是通过测量高差进而求得的。 1.水准测量
高程测量可分为： 2.三角高程测量
②闭合水准路线
③支水准路线
h H
i
B
HA
若等号两边不相等，则附合水准路线的高差闭合差fh为
fh hi ( HB H A )
限差为：
山地
平地
f h容 12 n f h容 40 L
式中 ：L为路线的总长度（单位为千米）。 n为路线上总测站数，闭合差容许值的单位为毫米。
控 制 测 量 的 分 类
按工作 内容分
按用途 分
大地控制测量
工程控制测量
高程控制测量是指在整个测区范围内，选定若干 个具有控制作用的高程控制点，用直线连接相邻的控 制点，组成一定的几何图形的高程控制网，用精密的 水准测量仪器和工具，进行外业高程控制测量获得相 应的外业资料，并根据外业资料用准确的计算方法， 确定高程控制点的高程的工作。 高程控制测量的作用：主要用于各种大比例尺测 图、管道工程测量和变形观测的高程控制基础，又是 工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的依据。
则待定点1的高程 H1=Hi-b1 待定点2的高程 H2=Hi-b2
A HA Hi H1
a b1 b2
2 1 H2
大地水准面
二、水准测量的仪器与工具
1.水准仪的分类 按精度分：S05、S1、S3、S10共4级。 按构造分：微倾式水准仪、自动安平水准仪、 激光水准仪和数字水准仪。
2. 微倾式水准仪构造
望远镜、水准器、基座共三部分。
3. 水准尺与尺垫
水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。
水 准 仪 分 类
微倾水准仪 激光水准仪
自动安平水准仪
数字水准仪
望远镜
水准器
基座
☆ S3级水准仪像片☆
望远镜
由物镜、目镜、对光 凹透镜、十字丝组成
下图为望远镜成像光路图
视准轴：物镜光心与十字丝交点 的连线。
2
Ⅱ
2
3
Ⅲ
3
4
Ⅳ
4
1
Ⅰ
1 23 12 A1
3B AB
B
A
A
视线高法
在实际工作中，如要求安置一次仪器测出若
干个前视点待定高程（例如平整土地测量），此
时可采用视线高法，即通过水准仪的视线高程Hi计
算待定点B的高程HB。当安置仪器后，读已知后视
点读数a，从图中可看出水准仪的视线高程Hi 为
Hi=HA+a
附合水准路线高程的计算
点号 BM1 1 2 3 测站数 高 差 观测值（m） 改正值（m） ＋8.364 －1.433 －2.745 ＋4.661 ＋8.847 －0.014 －0.005 改正后的高差 （m） ＋8.350 －1.438 高程 （ m） 39.833 48.183 46.745 43.993
一等 水准网Baidu Nhomakorabea
三等 水准网
加 密
二等 水准网
四等 水准网
原则:由高级到低级、从整体到局部，逐级控制、逐级加密。分一二三四等。
我国国家水准网布设情况 第一期， 1976年以前完成，以1956年黄海高程系统为基准。 第二期， 1976年至1990年完成，以1985年国家高程基准为基准的一二等网。 1990年后进行的国家一等水准网的复测和局部地区二等水准测量。
2)测站检核：
(1)变动仪器高法：
在同一测站上用两次不同的仪器高度（10cm以上），测得
两次高差进行校核，即第一次测得高差之后，改变仪器高度重 新安置，再测一次。两次测量高差之差不大于5mm（对等外水 准测量）。
(2)双面尺法 ：
在同一测站，仪器高度不变，黑面测得高差与红 面测得高差应相等。配对的双面水准尺，红面起点不 是0，一根是4.687m，另一根是4.787m， 所以求得 高差还须±0.1m ，才是地面的实际高差。即
黑面求得高差=红面求得高差±0.1m
(后视尺为4.687，取“+”号， 后视尺为4.787，取“-”
号)
红黑双面求得高差不得超过容许值，等外水准不得
超过5mm。
3) 成果检核：①附合水准路线
(1)附合水准路线 从一水准点BM A出发，沿 各待定高程点逐站进行水准测 量，最后附合到另一水准点BM B 上。 附合水准路线的检核条件为
项目一 高程控制测量
模块一 水准点的设置 模块二 水准点高程测量 实训一 DS3水准仪认识与操作 模块三 等外水准测量 实训二 闭合水准路线测量
控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所要求的精 度，精密测定一系列地面标志点（控制点）的平面坐标和 高程，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。
平面控制测量 高程控制测量 测定控制点平面位置 测定控制点高程 全国范围内,按国家统一颁 布的法式、规范进行的控 制测量 为工程建设或地形图测绘， 在小区域内，在大地测量 控制网的基础上独立建立 控制网的控制测量
(2)闭合水准路线
从水准点BMA出发，沿 环线逐站进行水准测量，经 过各高程待定点，最后返回 BMA点，称为闭合水准路线。
限差同符合水准路线。
f h hi
(3)支水准路线 若从一水准点出发，既没有 附合到另一水准点，也没有闭合 到原来的水准点，就称其为支水 准路线。
A 返 测 往 测 P
fh 对于支水准路线其高差闭合差的计算公式为 ：
实训一 DS3水准仪认识与操作
1、布置任务 2、借领仪器 3、示范操作 4、分组实操 5、巡回指导 6、成果上交 7、评价考核 8、归还仪器
模块三 等外水准测量
一、外业工作
根据测量作业场合的不同，测量工作可分 为外业工作和内业工作两种。 外业工作需遵循相关任务和规范标准的技 术要求 内业工作需注意误差调整原则和步步计算 都有检核原则
1.测站和转点 通常待定点与水准点相距较远或高差很大或不通 视，就需要连续多次安置仪器才能测定两点高差，例 如下图：
第1站 ：hA1 =a1- b1 第2站 ：h12 =a2- b2 第3站 ：h23 =a3- b3 ………………………. 第n站 ：hnB =an- bn ---------------------------∑h=hAB =∑a -∑b 已知HA，则 HB=HA+∑h