第八章高程控制测量.ppt

辽宁广播电视大学 水利水电工程专业 《水利工程测量》课程教学课件 第十四讲 讲课人：李金生 第八章 高程控制测量学习重点1.了解国家高程控制网的概况；2.掌握小地区高程控制测量及数据处理方法；3.掌握三、四等水准测量及数据处理方法；第一节 高程控制测量概述 高程控制测量与平面控制测量一样也遵循“由高级到低级，分级布网，逐级控制的原则，先建立骨干控制网，后加密基础控制网我国已在全国范围内建立了高程控制网，它与平面控制网一样，分为一、二、三、四等四个等级水准测量是建立高程控制的基本方法 一、国家高程控制网简介 一等水准网是国家高程控制的骨干，也是研究地壳和地面垂直运动及有关科学问题的依据在一等水准环内布设二等水准网，作为国家高程控制的全面基础一、二等水准路线一般沿铁路、公路河流布设成闭合或附合形式，用精密水准测量方法测定水准点的高程  三、四等水准路线加密于一、二等水准网内，作为地形测量和工程测量的高程控制，一般布设成附合或闭合水准路线。

根据国家水准测量规范要求，对于不同等级的水准点都应按照一定的距离埋设标石(标志)，以便长期观测和使用水准点分为永久性和临时性两种图8－1 国家水准网示意图图8－2 水准标石埋设示意图 二、工程高程控制网简介 水利、电力、矿山等国家基础建设工程在勘测设计、施工和管理各阶段都需要测量控制点的高程资料 在水利水电工程测量中，高程控制一般分为三级：基本高程控制(国家四等及四等以上的水准网)加密高程控制(五等水准及三角高程)和测站点高程控制 五等水准可布设成闭合或附合形式，用水准测量或三角高程测量 第二节 三、四等水准测量 三、四等水准测量所使用的水准仪，其精度不低于DS3型精度指标水准仪望远镜放大倍率应大于30倍，附合水准器的水准管分划值为20〞/2mm 三、四等水准测量技术指标及观测要求见表8－1等等级级使用使用仪器仪器高差闭合差限差高差闭合差限差mm视线长视线长度度m视线视线高度高度前后前后视距视距离差离差 m前后前后视距视距差累差累计值计值 m黑红黑红面读面读数差数差mm黑红面黑红面所测高所测高差之差差之差mm附合闭附合闭合路线合路线往返测往返测较差较差三三S3±12√L±12√K≦≦75三丝三丝能读能读数数≦≦2≦≦523S05 S1≦≦100四四S3±20√L±20√K≦≦100三丝三丝能读能读数数≦≦3≦≦1035S05 S1≦≦150表8－1 三、四等水准测量技术指标及观测要求注注:1.L:1.L为水准路线长度，以为水准路线长度，以kmkm计；计； 2.K2.K为路线或测段长度，为路线或测段长度，以以kmkm计。

计 一、观测方法 三、四等水准测量主要采用双面水准尺观测法，除观测限差有差异外，观测方法大同小异现以三等水准测量的观测、记录、计算方法和限差为例叙述如下： (一)读取后视尺黑面读数：上、中、下 (二)读取前视尺黑面读数：上、中、下 (三)读取前视尺红面读数：中 (四)读取后视尺红面读数：中 以上观测方法通常称为“后-前-前-后”，或“黑-黑-红-红”，四等水准测量有时也用“后-后-前-前”的观测程序记录方法如下：测测站站编编号号后黑上后黑上(1) (1) m m或或mmmm前黑上前黑上(4)(4)m m或或mmmm方方向向及及尺尺号号后黑中后黑中(3) m(3) m或或mmmm后红中后红中(8) m(8) m或或mmmmK+K+黑黑- -红红(13)mm(13)mm 高高 差差 中中 数数(18)(18) m m备备注注后黑下后黑下(2) m(2) m或或mmmm前黑下前黑下(5) m(5) m或或mmmm前黑中前黑中(6) m(6) m或或mmmm前红中前红中(7) m(7) m或或mmmmK+K+黑黑- -红红(14)mm(14)mm 后视距后视距 (9)(9) m m 前视距前视距 (10)(10) m m黑面高差黑面高差 (16) (16) m m或或mmmm红面高差红面高差 (17) (17) m m或或mmmm黑黑、、红面所红面所测高差之差测高差之差 (15)mm(15)mm视距差视距差 (11)m (11)m ∑ ∑d d(12)m(12)m 在上表中，黑色部分是记录值，蓝色部分是计算值，括号里的数字表示记录和计算的顺序，并且下面写了单位(m或mm表示即可用米也可用毫米做单位)。

测站编号后尺上丝前尺上丝方向 及尺号标尺读数mK+黑- 红 mm高差中数 m备注下丝下丝后视距m前视距m黑面红面视距差m累计值m1 11.6141.6140.7740.774后后1 11.3841.3846.1716.1710 01.1561.1560.3260.326前前2 20.5510.5515.2395.239-1-145.845.844.844.8后后- -前前+0.833+0.833+0.932+0.9321 1+0.8325+0.8325＋＋1.01.0＋＋1.01.02 22.1882.1882.2522.252后后2 21.9341.9346.6226.622-1-11.6821.6821.7581.758前前1 12.0082.0086.7966.796-1-150.650.649.449.4后后- -前前-0.074-0.074-0.174-0.1740 0-0.0740-0.0740+1.2+1.2+2.2+2.2表8－2 三、四等水准测量手簿往测自Ⅲ2至BM5记录者：江大民观测者：李小朋结束8：40开始8:102000年10月12日天气：晴呈像：清晰仪器型号：S321133 31.9221.9222.0662.066后后1 11.7261.7266.5126.512+1+1备备注注1.5291.5291.6881.688前前2 21.8661.8666.5546.554-1-139.339.339.839.8后后- -前前-0.140-0.140- -0.0420.042+2+2-0.1410-0.1410-0.5-0.5+1.7+1.74 42.0412.0412.2202.220后后2 21.8321.8326.5206.520-1-11.6221.6221.7901.790前前1 12.0072.0076.7936.793+1+141.941.943.043.0后后- -前前-0.175-0.175- -0.2730.273-2-2-0.1740-0.1740-1.1-1.1+0.6+0.6∑后视后视＝＝177.6177.6∑前视前视＝＝177.0177.0∑后黑后黑=6.686∑后红后红=25.825∑前黑前黑=6.432∑前红前红=25.382∑h=+0.4435+0.4435 末站累积值末站累积值= =＋＋0.60.6∑h黑面黑面=＋＋0.444∑h红面红面=＋＋0.443 L=354.6 L=354.6 ( (∑黑面黑面+∑红面红面)/2=+0.4435)/2=+0.4435 二、测站计算与检核 (1)视距部分 后视距 (9)=[(1)-(2)] ×100 前视距 (10)=[(4)-(5)] ×100 视距差(11)=(9)-(10) 视距差累积值(12)=本站的(11)+前站的(12) (2)高差部分 后视尺黑、红面读数差(13)=K1+(3)-(8) 前视尺黑、红面读数差(14)=K2+(6)-(7) 黑面高差(16)=(3)-(6) 红面高差(17)=(8)-(7) 黑、红面所测高差之差 (15)=[(16)-(17)±0.100]=(13)-(14) 每一测站经过上述计算，符合要求，才能计算高差中数 (18)=[(16)+(17) )±0.100]/2 三、三四等水准测量成果整理 当一条水准路线的测量工作完成后，首先应将手簿的记录计算进行详细检核，并计算高差闭合差是否符合表8－1的要求。

符合要求后，才能进行高差闭合差的调整和高程的计算；若不符合要求，则需要返工 第三节 三角高程测量 当施工区内地形起伏变化较大时，进行水准测量往往非常困难，这时应用三角高程测量方法来测定两点之间的高差 如图8－3所示，在已知高程点A安置经纬仪，在B点竖立标杆，照准杆顶，测出竖直角α设A、B之间水平距离为D，则高差为: h=Dtanα+ i - s图8－3 三角高称测量示意图图8－4球气差对高差的影响示意图式中 i----经纬仪的仪器高 s----标杆的高度 如果已知A点的高程为HA，则B点高程为： HB = HA +h= HA +Dtanα+ i – s 上式是假定地球表面为水平面、观测视线为水平的条件下导出的，当地面上两点间距离小于300m时可用如果距离大于300m，就要考虑地球曲率和大气折光的影响，两者合起来称为球气差 由图8－4可知，A、B两点的高差应为： h=Dtanα+ (i -f1)-(s+f2) =Dtanα+ (i -s)+(f1-f2)式中 (f1-f2)－即为球气差改正。

由大量研究结果表明 f≈0.43D2/R 所以三角高程计算的一般形式为： h=Dtanα+ i – s + f式中 D----两点间的水平距离 R----地球半径，取值为6371km 。