三角高程测量

FundamentalsofSurveying测量学基础ABivDhABtanD大地水准面HAHBA、B两点间的高差hAB为：viDhABABtanB点的高程HB为：viDHhHHABAABABtan一、三角高程测量原理§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础用水平面代替水准面对高差影响，称为地球弯曲差，简称球差EF=Dθ/2θ≈D/R球差:EF=D2/2R§5.9三角高程测量1、球差二、地球曲率和大气折光对高差的影响特性：球差的影响总是使所测得的高差减小。FundamentalsofSurveying测量学基础2、气差大气折光对高差的影响，，称为大气折光差，简称气差。气差:MM′=D2/2R′特性：气差总是使所测高差增大§5.9三角高程测量球差为正，气差为负FundamentalsofSurveying测量学基础球气差：球差及气差对高差的综合影响)'/1(2f2RRRD设K=R/R′，称为折光系数。)1(2f2KRD因为Ｒ′大于Ｒ，故K介于0与1之间。Ｋ值变化比较复杂，在作业中，很难也不可能确定每一方向的折光系数，只能求出某一地区折光系数平均值，（在我国大部分地区折光系数Ｋ的平均值取0.11比较合适）。§5.9三角高程测量RDf243.0FundamentalsofSurveying测量学基础注意：当两点距离较大（大于300m）时。球气差改正：可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影响。fiDtghABv§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础三角高程测量的高差计算实例（1）起算点AB欲求点CD往返往返水平距离D(m)581.38581.38488.01488.01竖直角α+11º38ˊ30-11º24ˊ00+6º52ˊ15-6º34ˊ30仪器高i(m)1.441.491.191.50目标高v(m)-2.50-3.00-3.00-2.50两差改正f(m)+0.02+0.02+0.02+0.02高差h(m)+118.74-118.72+57.31-57.23平均高差(m)+118.73+57.27FundamentalsofSurveying测量学基础高程导线是以导线形式布设于若干个已知点之间，用来联测若干未知高程点的三角高程测量方法。对向观测每边的垂直角，由点的平面坐标求得水平距离或者用其它方式（如电磁波测距）测得水平距离，每条边可求得两个高差即直返觇高差，取中数求得最后高差，最后求得各未知点高程。1、高程导线的布设形式（1）符合高程导线（2）闭合高程导线（3）高程支导线（4）高程导线网§5.9三角高程测量三、三角高程测量路线的布设、施测和计算导线、交会、三角网等。FundamentalsofSurveying测量学基础2、高程导线的测量高程导线与经纬仪导线同时施测时，除每站测水平角，隔站测距外，还要测垂直角，并且要量取每一测站上的仪器高与目标的觇标高。在已知平面坐标的导线点之间或只需求高程的点之间进行高程导线测量时，不需测水平角，只要每站测垂直角，量仪器高及觇标高，隔站测距即可（已知平面坐标时可以不测距）。§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础三角高程测量的观测程序①安置经纬仪于测站上，量取仪高i和目标高s。读至0.5cm，量取两次的结果之差≤1cm时，取平均值。②当中丝瞄准目标时，将竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数。必须以盘左、盘右进行观测。③竖直角观测测回数与限差应符合规定。④用电磁波测距仪测量两点间的倾斜距离D’，或用三角测量方法计算得两点间的水平距离D。§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础所求点起算点觇法平距D/m垂直角αDtanα/m仪器高i/m觇标高v/m高差h/m直反对向观测的高差较差/m高差较差容许值/m平均高差/m起算点高程/m所求点高程/mBA36.28662231028.5352.176.204.5236.2861485938.5048.120.310.5206.011.007.5272.10579.157§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础3、高程导线的计算（1）先求高程导线点之间的平距，如果是野外测得的是斜距，则应用D=S·COSα求得平距；如果是已知坐标的点，则应根据两点间的距离公式求得平距，然后画高程导线示意图，标出平距、直反觇垂直角、每站仪器高、觇标高。§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础（2）根据三角高程测量高差计算公式求得每段直反觇高差，当较差符合限差要求时，取中数作该段高差。（3）用与单一水准路线高程计算同样的方法进行计算，将结果填写在高程误差配赋表中，便可得每点的最后高程。§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础三角高程测量的高差计算实例（2）起算点AB欲求点BC往返往返水平距离D(m)581.38581.38488.01488.01竖直角α+11º38ˊ30-11º24ˊ00+6º52ˊ15-6º34ˊ30仪器高i(m)1.441.491.191.50目标高v(m)-2.50-3.00-3.00-2.50两差改正f(m)+0.02+0.02+0.02+0.02高差h(m)+118.74-118.72+57.31-57.23平均高差(m)+118.73+57.27FundamentalsofSurveying测量学基础利用光学经纬仪与测距仪配合进行高程导线测量时，测角，测距要交换仪器，使得观测速度很难提高，同时，因测角仪器与测距仪器不同高、同轴会给测量带来一定的误差；如果利用全站仪进行高程导线测量，边角同测，便可避免上述影响。四、使用全站仪进行高程导线测量§5.9三角高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础电磁波三角高程测量记录表三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改正；两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响；三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精度；三角高程测量通常用于代替等外水准测量，而不用于代替等级水准测量；据有关资料称，用电子全站仪进行三角高程测量，能代替四等水准测量。五、三角高程测量的特点FundamentalsofSurveying测量学基础三.三角高程测量的其他特点FundamentalsofSurveying测量学基础•一、珠穆朗玛峰最新高度•2005年10月9日上午10时•在国务院新闻办公室举办的新闻发布会上•国家测绘局局长陈邦柱宣布•珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程8844.43m•比我国1975年公布的高程8848.13m低3.7m•珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度±0.21m•峰顶冰雪深度3.50m•我国于1975年公布的珠峰高程数据8848.13m停止使用2005年珠峰高程测量FundamentalsofSurveying测量学基础•二、珠穆朗玛峰的地理位置简介•珠穆朗玛峰是喜玛拉雅山脉的主峰•海拔8848.13m，29,029英尺•是地球上第一高峰•位于东经86°55′31″，北纬27°59′17″•地处中尼边界东段•北坡位于中国西藏定日县境内•南坡位于尼泊尔王国境内•藏语名称：Chomolungma，意为“神女第三”•尼泊尔名称：Sagarmatha，意为“天空之神”•西方称呼：EVERESTFundamentalsofSurveying测量学基础•珠穆朗玛峰山体呈巨型金字塔状•威武雄壮昂首天外，地形极端险峻，环境异常复杂•雪线高度：北坡为5,800～6,200m•南坡为5,500～6,100m•东北山脊、东南山脊和西山山脊中间夹着三大陡壁•在这些山脊和峭壁之间又分布着548条大陆型冰川•总面积达1,457.07平方公里•平均厚度达7260m•冰川的补给主要靠印度洋季风带两大降水带积雪变质形成•冰川上有千姿百态、瑰丽罕见的冰塔林•又有高达数十m的冰陡崖和步步陷井的明暗冰裂隙•还有险象环生的冰崩雪崩区FundamentalsofSurveying测量学基础•珠峰不仅巍峨宏大，而且气势磅礴•在它周围20km的范围内，群峰林立，山峦叠障•仅海拔7,000m以上的高峰就有40多座•较著名的有南面3公里处的“洛子峰”(海拔8,516m，世界第四高峰)，海拔7589m的卓穷峰•东南面是马卡鲁峰(海拔8,463m，世界第五高峰)•北面3公里是海拔7,543m的章子峰•西面是努子峰(7,855m)和普莫里峰(7,145m)•在这些巨峰的外围，还有一些世界一流的高峰遥遥相望•东南方向有世界第三高峰干城嘉峰(海拔8,585m，尼泊尔和锡金的界峰)•西面有海拔7,998m的格重康峰、8,201m的卓奥友峰和8,046m的希夏邦马峰•形成了群峰来朝，峰头汹涌的波澜壮阔的场面FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础FundamentalsofSurveying测量学基础•三、与1975年所测珠峰高程相差3.7m的解释•1、国家测绘局局长陈邦柱的解释•珠峰是否变矮，现在还不能得出结论•因为在珠峰的历次测量活动当中•有测量技术的进步程度问题•也有珠峰峰顶冰雪深度的测量精度问题•还有珠峰本身的地壳运动造成的问题•所以，在历次测量获得的不同的数据当中•还不能够完全得出珠峰变矮的结论•应该通过地学专家的研究才能作出准确的判断•珠峰是一个特殊的高寒地区，峰顶没能埋设测量标志•每次测量的觇标位置会有微小的差异•但是，我们目前公布的这个数据•是迄今为止最精确、最可靠的FundamentalsofSurveying测量学基础•2、中国科学院院士陈俊勇的解释•1975年珠峰高程测定的设计者和组织者•1975年雪深的测量是0.92m•本次测量是3.50m•因此，1975年测雪深的时候没有达到真正的岩面•只达到了上面雪层的覆盖•下面的冰和岩石没有达到底•所以，当时公布的岩面高层是8848.13m•现在是8844.43m•测定岩石面的深度•1975年是0.92m，本次是3.50m，相差2.58mFundamentalsofSurveying测量学基础•还差1.12m的解释•由于是在黄海海面延伸到珠峰下面•这个计算涉及到重力差•重力差的计算•由于现在卫星技术，也包括重力测量•在珠峰地区更加面广，数量更加多•同时用了国家测绘局一秒分辨率数字地形模型•并使用了美国今年3月份公布的SRTM3秒的技术•所以对重点差大地水准基准面升高了0.7m•剩下0.3—0.4m，也可能是误差的问题•也可能是其他的变化FundamentalsofSurveying测量学基础•四、2005年3月珠峰复测过程•2005年5月22日11时08分～12时20分•我国登山测量队携带精密测量设备•成功登上珠穆朗玛峰顶•登山测量队员在珠峰顶架设了三角测量觇标•激光测距反射棱镜•在平均海拔5562m的6个观测站•完成了2天三角测距观测•利用雪深探测雷达在峰顶观测了39分钟•完成了峰顶覆雪厚度的测量•利用GPS全球定位技术完成了36分钟空间定位观测•为了推算峰顶重力值•重力梯度观测沿登山路线推进至•距珠峰1.9km的7695m高度FundamentalsofSurveying测量学基础•此后第二批队员冲击峰顶•继续进行数据采集及之后的复杂数据计算工作•为得出更精确的权威数据•采用了经典测量与卫星GPS测量结合的技术方案•并首次在珠峰测量中动用了冰雪深雷达探测仪•野外测量工作结束后•科研人员在