高程控制测量

第8章高程控制测量峨眉校区§8-1高程控制测量概述任务：在测区布设一批高程控制点，即水准点，用精确方法测定它们的高程，构成高程控制网。高程基准面大地水准面基准点，即水准原点我国规定自1989年起一律采用“1985国家高程基准”，以这个基准测定的青岛水准原点高程为72.260m。§8-1高程控制测量概述高程控制测量的方法水准测量；又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。三角高程测量；通过观测两点间的水平距离和天顶距（或高度角）求定两点间高差的方法。它观测方法简单，不受地形条件限制，是测定大地控制点高程的基本方法。GPS水准测量是利用全球定位系统（GPS）测量技术直接测定地面点的大地高，或间接确定地面点的正常高的方法。§8-1高程控制测量概述在全国领土范围内,由一系列按国家统一规范布设和测定高程的水准点所构成的网。又称国家高程控制网国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建设的高程控制基础，并为地球科学研究提供精确的高程资料。§8-1高程控制测量概述国家水准网的布设也是采用从整体到局部，由高级到低级，分级布设逐级控制的原则,分为一、二、三、四，4个等级。一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。一等水准路线全长为93000多公里，包括100个闭合环，环的周长为800～1500公里。二等水准是国家高程控制网的全面基础,一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300～700公里，全长为137000多公里，包括822个闭合环。§8-1高程控制测量概述一、二等水淮测量称为精密水准测量，三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等水准闭合环不超过300公里；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80公里。全国各地地面点的高程，不论是高山、平原及江河湖面的高程都是根据国家水准网统一传算的。§8-1高程控制测量概述工程建设中的高程控制网对于城市或工矿企业等局部地区的高程控制，也是按照由高级到低级分级布设的原则。视测区的大小，各等级水准均可作为测区的首级高程控制。首级网应布设成环形路线，加密时宜布设成附合路线或结点网。独立的首级网，应以不低于首级网的精度与国家水准点联测。水准点应有一定的密度，一般沿水准路线每1~3km埋设一点，埋设后应绘制点之记。水准观测须待埋设的水准点稳定后方可进行。§8-1高程控制测量概述水准测量的主要技术要求§8-2三、四等水准测量布设原则1.三、四等水准网事在一、二等水准网的基础上进一步的加密，根据需要在高等级水准网内布设附和路线、环线或结点网。2.密度：三、四等水准网路线上，每隔4~8km埋设水准标石；人口稠密可以2~4km；沙漠荒芜地区可达10km。3.高程采用正常高程系统，按照1985国家高程基准起算。§8-2三、四等水准测量布设原则4.仪器选择§8-2三、四等水准测量水准观测1.观测方法三等水准测量采用中丝读数法往返观测；四等水准测量采用中丝读数法单程观测；与已知点联测采用往返测。2.测站的要求§8-2三、四等水准测量水准观测3.三等观测顺序：“后——前——前——后”①后视水准尺的黑面，读上丝、下丝和中丝读数并记录；②前视水准尺的黑面，读上丝、下丝和中丝读数并记录；③前视水准尺的红面，读中丝读数并记录；④后视水准尺的红面，读中丝读数并记录；§8-2三、四等水准测量水准观测4.四等观测顺序：“后——后——前——前”①后视水准尺的黑面，读上丝、下丝和中丝读数并记录；②后视水准尺的红面，读中丝读数并记录；③前视水准尺的黑面，读上丝、下丝和中丝读数并记录；④前视水准尺的红面，读中丝读数并记录。§8-2三、四等水准测量测站限差要求/mm闭合差要求/mm测站编号测点编号后尺下丝前视下丝方向及尺号水准尺读数（m）K+黑减红（mm）高差中数（m）备注上丝上丝后视距前视距黑面红面视距差dΣd（1）（2）（9）（11）（5）（6）（10）（12）后前后－前（3）（7）（15）（4）（8）（16）（13）（14）（17）（18）K7=4.687K8=4.7871BM1∣Z11.8911.52536.6-0.20.7580.39036.8-0.2后7前8后－前1.7080.574+1.1346.3955.361+1.034000+1.13402Z1∣Z22.7462.31343.3-0.90.8670.42544.2-1.1后8前7后－前2.5300.646+1.8847.3195.333+1.986-20-2+1.88503Z2∣Z32.0431.50254.1+1.00.8490.31853.1-0.1后7前8后－前1.7730.584+1.1896.4595.372+1.087+1-1+2+1.18804Z3∣BM21.1670.65551.2-1.01.6771.15552.2-1.1后8前7后－前0.9111.416-0.5055.6966.102-0.406+2+1+1-0.5055检核四等水准测量记录§8-3三角高程测量定义根据两点间的水平距离或斜距离以及竖直角来求出两点间的高差。1.经纬仪三角高程测量利用平面控制测量中，已知的边长和用经纬仪测得两点间的竖直角来求得高差；2.光电测距三角高程测量利用光电测距仪测得的斜距及竖直角来计算高差。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§8-3三角高程测量基本原理§8-3三角高程测量MBNMFEGFNGBEhABRDRDKrpf2243.021ABBABABAABABiiDDhhhtantan2121取双向观测的平均值得：考虑地球曲率和大气折光BAAripDtanfiDBAAtan§8-3三角高程测量三角高程测量一般应进行对向观测，亦称直、反觇观测。三角高程测量对向观测，所求得的高差较差不应大于0.4D（m），其中D为水平距离，以km为单位。若符合要求，取两次高差的平均值作为最终高差。§8-3三角高程测量三角高程测量的施测1.将安置经纬仪在测站A上，量仪器高i和觇标高v。2.用十字丝的中丝瞄准B点觇标顶端，盘左、盘右观测，读取竖直度盘读数L和R，计算出垂直角α。3.将经纬仪搬至B点，同法对A点进行观测。三角高程测量的计算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§8-3三角高程测量光电测距三角高程按测距仪测定两点间距S来计算高差，其计算式为：精密光电测距三角高程测量主要用于困难山区代替二等水准测量；所采用的全站仪应具自动目标识别功能，仪器标称精度不应低于0.5″；采用往返观测，观测中应测定气温和气压fiShBAAABsin§8-3三角高程测量光电测距三角高程测量观测的主要技术要求精密光电测距三角高程测量观测的主要技术要求等级仪器等级边长（m）观测方式测距边测回数垂直角测回数指标差较差（″）测回间垂直角较差（″）三等1″≤6002组对向观测2455四等2″≤800对向观测2377五等2″≤1000对向观测121010高速铁路工程测量规范TB10601—2009等级边长（m）测回数指标差较差（″）测回间垂直角较差（″）测回间测距较差（mm）测回间高差较差（mm）二等≤1002553100～5004500～8006800～10008±4S定义测量图根平面控制点高程的工作，称图根高程测量。它是在国家高程控制网或地区首级高程控制网的基础上，采用图根水准测量或图根三角高程测量来进行的。方法一般水准测量水准路线沿图根点布设，并起闭于高级水准点上，形成附合水准路线或闭合水准路线。视线长度不超过100m，测量时所有图根点应作为水准路线上的转点，以保证图根点高程得到检核。图根三角高程测量图根三角高程路线应起闭于水准测量测定的水准点上。三角高程路线沿图根点布设，交会点也可组成在三角高程路线中。三角高程路线的边数不要超过12条。§8-4图根高程测量§8-5跨河水准测量观测方法§8-5跨河水准测量布网形式hI1b1hb1I2hb2I1hI2b2hb1b2=hb1I2+hI1b2hb2b1=hb2I1+hI1b1hb1b2=(hb1b2-hb2b1)/2§*8-6高速铁路高程控制测量高程控制测量作业流程：1.勘测高程控制测量：一般在初测时完成，采用二等/四等（困难时）水准测量。2.施工高程控制测量：一般在施工前完成，采用二等水准测量。3.无碴轨道铺设基桩高程控制测量：线下工程竣工后施测，采用精密水准测量。§*8-6高速铁路高程控制测量水准点布设原则1.水准路线应尽量沿铁路线路布设，水准路线应构成附合路线或闭合环；每条铁路的水准路线必须构成一个整网，不能分为互不联系的小网进行测量。2.水准路线上，沿铁路线路每2km应布设1个水准点。在大桥、长隧的两端及重点工程地段应增设水准点。§*8-6高速铁路高程控制测量仪器选择序号仪器名称最低型号备注二等、精密水准四等1水准仪DS1DS3用于水准测量2水准尺线条式因瓦标尺条码式因瓦标尺木质区格水准尺条码式水准尺用于水准测量3全站仪1″2mm+2ppm2″2mm+2ppm用于二等跨河水准测量四等三角高程测量§*8-6高速铁路高程控制测量水准观测主要技术要求等级水准仪最低型号水准尺类型视距前后视距差测段的前后视距累积差视线高度数字水准仪重复测量次数光学数字光学数字光学数字光学（下丝读数）数字二等DS1因瓦≤50≥3且≤50≤1.0≤1.5≤3.0≤6.0≥0.3≤2.8且≥0.55≥2次精密水准DS1因瓦≤60≥3且≤60≤1.5≤2.0≤3.0≤6.0≥0.3≤2.8且≥0.45≥2次§*8-6高速铁路高程控制测量观测方法等级观测方式观测顺序与已知点联测附合或环线二等往返往返奇数站：后-前-前-后偶数站：前-后-后-前精密水准往返往返单程闭合环奇数站：后-前-前-后偶数站：前-后-后-前§*8-6高速铁路高程控制测量测站限差要求项目等级基、辅分划[黑红面]读数之差基、辅分划[黑红面]所测高差之差检测间歇点高差之差上下丝读数平均值与中丝读数之差二等0.50.713精密水准0.50.713作业P152~153第2、3、5题