测量知识-高程控制网

第一章第5节高程控制网大纲要求：水准网布设、水准测量的作业方法、水准测量误差主要来源、水准数据处理方法重点：水准测量作业方法难点：误差分析及处理知识点一：水准网的布设原则我国水准点的高程采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。青岛国家原点高程为72.260m。水准网的布设原则是由高级到低级，从整体到局部，逐级控制，逐级加密。知识点二：水准网的布设要求各等级每千米水准测量的偶然中误差m△和每千米水准测量的全中误差mw不应超过表1-5-1规定的数值。表1-5-1各等级每千米水准测量的偶然中误差和全中误差单位：mm知识点三：水准路线的选择和埋设(1)图上设计。在收集有关资料和充分了解测区情况的前提下，根据建设目标在地形图上进行各等级水准路线的设计和拟订计划。为了使观测少受外界干扰，水准路线应避免通过大城市、大火车站等繁闹地区，还要尽量避免跨过湖泊、沼泽、山谷、较宽的河流及其他障碍物等。(2)实地选线和选点。图上设计完成后，按图上设计的路线进行实地选点，以确定水准点的位置。水准点位置的选择应能保证埋设的标石稳定、安全和长久保存，并便于gps和水准观测使用。(3)标石埋设。水准标石分为基岩水准标石、基本水准标石和普通水准标石三种。基岩水准标石是与岩层直接联系的永久性标石，基岩水准标石宜埋设在一等水准路线结点处，每隔400km左右一座；在大城市、国家重大工程和地质灾害多发区应予增设；基岩较深地区可适当放宽；每省（直辖市、自治区）不少于4座。知识点四：水准仪器的种类知识点五：水准仪和水准尺检验水准仪检验：光学测微器隙动差和分划值的测定、视准轴和水准轴相互关系检查、倾斜螺旋隙动差和分划值测定、调焦误差、自动补偿误差等。水准尺的检查：水准尺分划面弯曲差的测定、标尺名义米长和分划偶然误差、零点不等差和基辅分划误差。知识点六：水准测量的基本要求(1)观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，应用测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，预热不少于20次单次测量。(2)对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随时调整零点位置。对于自动安平水准仪的圆水准器，应严格置平。(3)在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。(4)除路线转弯处，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。(5)不应为了增加标尺读数，而把尺桩（台）安置在壕坑中。(6)转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。(7)每一测段的往测与返测，其测站数均为偶数。由往测转向返测时，两支标尺应互换位置，并应重新整置仪器。(8)在高差很大的地区，应选用长度稳定的、标尺名义米长度偏差和分划偶然误差较小的水准标尺作业。(9)对于数字水准仪，应避免望远镜直接对准太阳；尽量避免视线被遮挡，遮挡不要超过标尺在望远镜中截长的20%;仪器只能在厂方规定的温度范围内工作；确信震动源造成的震动消失后，才能启动测量键。知识点七：水准测量的观测顺序二等水准往测时每站应采取的观测程序为：•对于奇数站：后-前-前-后•对于偶数站：前-后-后-前二等水准返测时每站应采取的观测程序为：•对于奇数站：前-后-后-前•对于偶数站：后-前-前-后知识点八：水准测量的主要限差知识点九：水准测量的主要误差来源1．仪器误差仪器误差主要有视准轴与水准器轴不平行的误差、水准标尺每米真长误差和两根水准标尺零点差。2．外界因素引起的误差外界因素引起的误差主要有温度变化对i角的影响、大气垂直折光影响、仪器脚架和尺台（桩）升降的影响等。3．观测误差观测误差主要包括作业员整平误差、照准误差和读数误差。使用数字水准仪进行水准测量，其观测误差主要是作业员对准标尺的调焦误差。知识点十：外业高差和概略高程表在国家一、二等水准测量外业高差和概略高程表编算时，所用的高差应加天水准标尺长度改正、水准标尺温度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正、环闭合差改正。在国家三，．四等水准测量外业高差和概略高程表编算时，所用的高差只加入水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、路（环）线闭合差改正。外业高差和概略高程表编算应由两人各自独立编算一份，并校核无误。知识点十一：每千米水准测量的偶然中误差计算每千米水准测量的偶然中误差m。按式(1-5-1)计算。△为测段往返高差不符值，单位为毫米；r为测段长度，单位为千米；n为测段数。知识点十二：每千米水准测量的全中误差计算每千米水准测量的全中误差mw按式(1-5-2)计算。式中，w为经过各项改正后的水准环闭合差，单位为毫米；f为水准环线周长，单位为千米；n为水准环数。知识点十三：水准网平差的方法水准网平差最常用的方法是间接平差和条件平差，它们是利用最小二乘法的原理，即观测值权与观测值改正数平方乘积之总和为最小，即[pvv]=最小的条件下，求出观测值的改正数和平差值，并对观测值、平差值及其函数进行精度评定观测值权的确定