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1、第二章 高程测量,高程测量方法： 1、水准测量 2、三角高程测量 3、气压高程测量 4、GPS高程测量,2.1 水准测量,水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。,a,b,前进方向,后视,前视,A、B两点间高差hAB为：,A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。,高差等于后视读数减去前视读数。,水准测量的原理,计算未知点的高程 高差法 视线高法,连续水准测量 hAB=h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab,概念 1、测站
2、：测量仪器所安置的地点。 2、后视：水准路线的后视方向。 3、前视：水准路线的前视方向。 4、视线高程：后视高程+后视读数。 5、视距：水准仪至标尺的水平距离。 6、水准点：水准测量的固定标志。 7、水准点高程：指标志点顶面的高程。 8、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。,水准仪分类及其用途,D:大地测量 S：水准仪 3：精度指标：每公里水准测量高差中数偶然中误差,2.2 水准测量仪器及工具,仪器：水准仪、水准尺和尺垫,水准仪的发展,微 倾 式 水 准 仪,自动安平水准仪,电子水准仪,水准仪的发展,微 倾 式 水 准 仪,自动安平水准仪,电子水准仪,水准仪展示,徕卡NA700系列自动安
3、平水准仪,徕卡Sprinter数字水准仪,宾得AP-124、128 3秒自动安平水准仪,博飞DAL0732R水准仪,三鼎光电SL自动安平,博飞AL332-1水准仪,苏光NAL232水准仪,苏光NAL132水准仪,水准尺,1、塔尺： 3m、5m,2、双面尺（黑红面尺）： 双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。 尺常数 ：4687、4787 尺垫：是由生铁铸成。,2.3 水准仪的使用,安置：安置三脚架和水准仪； 粗平：使圆水准器气泡居中； 瞄准：消除视差，粗瞄和精瞄； 读数：用中丝读数；,1、安置仪器 在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需
4、要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头大致水平。 从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。,整平 使圆水准器气泡居中,气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。,消除视差,瞄准目标 消除视差、粗瞄、对光、精瞄,1.271m,0.689m,读数 用中横丝读数,2.4 水准测量的外业工作,一、水准测量的方法 1、一个测站基本操作程序 （1）安置仪器，整平。在A、B中间点安置水准仪、整平，在A、B点安置水准尺。以A点为后视，以B点为前视。 （2）瞄准后视A,读数a，记入手薄。 （3）瞄准前视B,读数b，记入手薄。 （4）计算高差h=a-b。,1,
5、BMA,TP1,1.890,1.145,0.745,133.56,2、路线水准测量,当两点间高差大，距离远时，分段测量，连续观测。,1,2,3,步骤：,（1）、选点，在水准路线上适当位置选择水准点1、2、3。,（2）、在A、1之间安置仪器，按一个测站的方法观测，测得a1=1.626m,b1=0.729m记入手薄。完成一站测量。 （3）、搬站到1、2之间测得a2、a3。,二、水准点和水准路线,永久性水准点,临时性水准点,1、水准点：水准测量的固定标志，高程控制点，用BM表示。分为两类：永久性和临时性。 设于便于施测和寻找的地方。,水准点“点之记”：水准点的位置草图，表明水准点的编号和高程。,2、
6、水准路线：由一系列水准点进行水准测量时所行走的路线。,水准路线布设形式： （1）闭合水准路线 从已知高程的水准点BM1出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BM1的环形路线，称为闭合水准 路线。,（2）附和水准路线 从已知高程的水准点BM1出发，沿待定高程的水准点1、2、进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BM2所构成的水准路线，称为附合水准路线。,（3）支水准路线 从已知高程的水准点BM0出发，沿待定高程的水准点1，2进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。,结点,通过平差求得各待定点的高程,
7、3、水准网,（一）、计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。 检核条件：,三、水准测量的检核,计算检核只能发现计算是否有误；对于观测的数据和记录中的错误不能检核。,（二）、测站检核,测高差方法：变动仪器高法、双面尺法,1、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右）。 等外水准测量两次测出高差，其差值|h | 6mm，取其平均值作为最后结果。 2、双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零 点差检核观测质量。 。,水准尺：双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。 尺常数 ：4687、4787 尺垫：是由生铁铸成。,测站检核
8、： 只能检核一个测站上是否存在错误或误差是否超限；,（3）、成果检核：高差闭合差 高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差； 用fh表示，即 fh=h测 - h理 普通水准测量高差闭合差的限差:,要求： fh fh允,水准路线的布设形式 附合水准路线（见图1） 闭合水准路线（见图2） 支水准路线（见图3）,BMA,BMB,1,2,3,4,图1,1,2,3,图3,BMA,1,2,3,4,图2,BMA,不同形式水准路线fh的计算 1、附和水准路线： h测=h1+h2+h3+ + hn h理=H终 H始 fh = h测 - h理= h测-（H终 H始） 2、闭合水准路线： h测= h1+h2+h3+
9、+ hn h理= 0 fh = h测 - h理= h测 3、 支水准路线： h测= h往+ h返 h理= 0 fh = h测 - h理= h往+ h返,2.5 水准路线的内业计算,A为已知水准点，HA =76.258m ， 点1、2、3 为待 求水准点。（等外水准测量山地）,一、闭合水准路线：,A,1,2,3,已知数据及外业测量数据,1、计算高差闭合差,2、计算改正数（按测站数）,3、计算改正后的高差,4、计算待定点高程,A、B为已知高程的水准点，HA38.226m，HB41.816m，1、2、3为待定高程的水准点。,二、附和水准路线,已知数据及外业测量数据,1、计算高差闭合差,2、计算改正数
10、（按测站数）,3、计算改正后的高差,4、计算待定点高程,检核,3、支水准路线,A点为已知高程的水准点， HA32.489m，1为待定点，往返测量,共16个测站(等外水准测量、山地)，观测高差分别为,1,1、计算高差闭合差,2、计算改正后的高差： 取往返测的平均值，其符号取往测符号,3、计算待定点高程,2.6 三角高程测量,在地形起伏变化较大的山区、丘陵地区，使用水准测量方法测定高程十分困难，因此通常要采用三角高程测量的方法 。,一、三角高程测量原理,角高程测量：是在相邻两点间观测其竖直角和两点间的水平距离，应用三角学的原理计算出两点间的高差，进而推算出点的高程。 测定A、B两点间的高差，将仪器安置在A点上，瞄准B点，测定竖直角 、则AB间的高差为：,D-水平距离 S-倾斜距离 i-仪器高 V-觇标高,B点的高程为,注意: （1）对相观测。由于地球曲率和大气垂直折光差（又称为球气差），对测角的影响，为了提高三角高程测量的精度，通常采取对向观测竖直角。 （2）往返两次测量高差之差在限差内，取平均值。 （3）量取i、v时量取两次，当互差不超过0.5cm时，取平均值。当i=v时计算方便。,二、三角高程测量的施测方法（主要是观测竖直角）,步骤： 1、安置仪器在测站上，对中、整平、量取仪器高i。 2、测竖直角。盘左、盘右取平均值。 3、量取觇标高v。,
