33 高程控制測(cè)量

1、高程控制測(cè)量一、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，除用于國(guó)家高程控制網(wǎng)的加密外，還常用作小地區(qū)的首級(jí)高程控制網(wǎng)，以及工程建設(shè)地區(qū)內(nèi)工程測(cè)量和變形觀測(cè)的基本控制。三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)從附近的國(guó)家高一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)高程。工程建設(shè)地區(qū)的三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)的間距可根據(jù)實(shí)際需要決定，一般為12km，應(yīng)埋設(shè)普通水準(zhǔn)標(biāo)石或臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志，亦可利用埋石的平面控制點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn)。在廠區(qū)內(nèi)則注意不要選在地下管線上方，距離廠房或高大建筑物不小于25m，距振動(dòng)影響5m以外，距回填土邊不少于5m。（一）三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求1、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量使用的水準(zhǔn)尺，通常是雙面水準(zhǔn)尺。兩根標(biāo)尺黑面的尺底均為0，紅面的尺底一根為4.687

2、m，一根為4.787m。2、視線長(zhǎng)度和讀數(shù)誤差的限差及高差閉合差的規(guī)定見6-3-1。（二）三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)與計(jì)算方法如下1、個(gè)測(cè)站上的觀測(cè)順序（參見6-3-2）照準(zhǔn)后視尺黑面，讀取下、上、中絲讀數(shù)（1）、（2）、（3）；照準(zhǔn)前視尺黑面，讀取下、上、中絲讀數(shù)（4）、（5）、（6）；照準(zhǔn)后視尺紅面，讀取中絲讀數(shù)（7）；照準(zhǔn)前視尺紅面，讀取中絲讀數(shù)（8）；這種“后、前、前、后”的觀測(cè)順序，主要是為抵消水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺下沉產(chǎn)生的誤差。四等水準(zhǔn)測(cè)量每站的觀測(cè)順序也可以為“后、后、前、前”，即“黑、紅、黑、紅”。表中各次中絲讀數(shù)（3）、（6）、（7）、（8）是用來計(jì)算高差的。因此，在每次讀取中絲讀數(shù)前

3、，都要注意使符合氣泡的兩個(gè)半像嚴(yán)密重合。2、測(cè)站的計(jì)算、檢核與限差（1）視距計(jì)算后視距離：（9）（1）（2）前視距離：（10）（4）（5）前、后視距差：（11）（9）（10）三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過3m；四等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過5m。前、后視距累積差：本站（12）前站（12）+本站（11）三等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過5m，四等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過10m。（2）同一水準(zhǔn)尺黑、紅面讀數(shù)差前尺：（13）（6）K（7）后尺：（14）（3）K（18）三等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過2mm，四等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過3mm。K、K分別為前尺、后尺的紅、黑面常數(shù)差。（3）高差計(jì)算黑面高差：（15）（3）-（6）紅面高差：（16）（8）-（7）

4、檢核計(jì)算：（17）（14）-（13）（15）-（16）0.100三等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過3mm，四等水準(zhǔn)測(cè)量不得超過5mm。高差中數(shù)：上述各項(xiàng)記錄、計(jì)算見6-3-2。觀測(cè)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)本測(cè)站某項(xiàng)限差超限，應(yīng)立即重測(cè)，只有各項(xiàng)限差均檢查無誤后，方可遷站。（4）每頁計(jì)算的總檢核校核計(jì)算：在每測(cè)站檢核的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)行每頁計(jì)算的檢核。測(cè)站數(shù)為偶數(shù)時(shí)：測(cè)站數(shù)為奇數(shù)時(shí)：3、水準(zhǔn)路線測(cè)量成果的計(jì)算、檢核三、四等附合或閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差的計(jì)算、調(diào)整方法與普通水準(zhǔn)測(cè)量相同（見第二章）。當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較大時(shí)，要布設(shè)多條水準(zhǔn)路線。為了使各水準(zhǔn)點(diǎn)高程精度均勻，必須把各線段連在一起，構(gòu)成統(tǒng)一的水準(zhǔn)網(wǎng)，采用最小二乘法原理進(jìn)行平差

5、，從而求解出各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。二、三角高程測(cè)量當(dāng)?shù)孛鎯牲c(diǎn)間地形起伏較大而不便于施測(cè)水準(zhǔn)時(shí)，可應(yīng)用三角高程測(cè)量的方法測(cè)定兩點(diǎn)間的高差而求得高程。該法較水準(zhǔn)測(cè)量精度低，常用于山區(qū)各種比例尺測(cè)圖的高程控制。（一）三角高程測(cè)量原理三角高程測(cè)量是根據(jù)測(cè)站與待測(cè)點(diǎn)兩點(diǎn)間的水平距離和測(cè)站向目標(biāo)點(diǎn)所觀測(cè)的豎直角來計(jì)算兩點(diǎn)間的高差。如6-20，已知A點(diǎn)高程，欲求B點(diǎn)高程。將儀器安置在A點(diǎn)，照準(zhǔn)B目標(biāo)頂端M，測(cè)得豎直角，量取儀器高和目標(biāo)高。若AB間水平距離為D，則AB間高差h為：B點(diǎn)的高程為：（二）地球曲率和大氣折光對(duì)高差的影響上述是在假定地球表面為水平面（即把水準(zhǔn)面當(dāng)作水平面），認(rèn)為觀測(cè)視線是直線的條件下導(dǎo)出的。

6、當(dāng)?shù)孛嫔蟽牲c(diǎn)間的距離大于300m時(shí)就要顧及地球曲率，加以曲率改正，稱為球差改正。同時(shí)，觀測(cè)視線受大氣垂直折光的影響而成為一條向上凸起的弧線，必須加以大氣垂直折光差改正，稱為氣差改正。以上兩項(xiàng)改正合稱為球氣差改正，簡(jiǎn)稱二差改正。如6-21，O為地球中心，R為地球曲率半徑（R=6371km），A、B為地面上兩點(diǎn)，D為A、B兩點(diǎn)間的水平距離，R為過儀器高P點(diǎn)的水準(zhǔn)面曲率半徑，PE和AF分別為過P點(diǎn)和A點(diǎn)的水準(zhǔn)面。實(shí)際觀測(cè)豎直角時(shí)，水平線交于G點(diǎn)，GE就是由于地球曲率而產(chǎn)生的高程誤差，即球差，用符號(hào)c表示。由于大氣折光的影響，來自目標(biāo)N的光沿弧線PN進(jìn)入儀器望遠(yuǎn)鏡，而望遠(yuǎn)鏡卻位于弧線PN的切線PM上，

7、MN即為大氣垂直折光帶來的高程誤差，即氣差，用符號(hào)表示。由于A、B兩點(diǎn)間的水平距離D與曲率半徑R之比值很小，例如當(dāng)D=3km時(shí)，其所對(duì)圓心角約為2.8，故可認(rèn)為PG近似垂直于OM，則：于是，A、B兩點(diǎn)高差為：令，則公式為：從6-21可知：即：c與相比很小，可略去，并考慮到R與R相差很小，故以R代替R，則上式為：根據(jù)研究，因大氣垂直折光而產(chǎn)生的視線變曲的曲率半徑約為地球曲率半徑的7倍，則：二差改正為：（cm）水平距離D以公里為單位。6-3-3給出了1km內(nèi)不同距離的二差改正數(shù)。三角高程測(cè)量一般都采用對(duì)向觀測(cè)，即由A點(diǎn)觀測(cè)B點(diǎn)，再由B點(diǎn)觀測(cè)A點(diǎn)，取對(duì)向觀測(cè)所得高差絕對(duì)值的平均數(shù)可抵消兩差的影響。（三）三角高程測(cè)量的觀測(cè)和計(jì)算1、三角高程測(cè)量的觀測(cè)（1）安置經(jīng)緯儀于測(cè)站上，量取儀器高i和目標(biāo)高。（2）當(dāng)中絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，將豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)。必須以盤左、盤右進(jìn)行觀測(cè)。（3）豎直觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)與限差應(yīng)符合6-3-4的規(guī)定。（4）用電磁波測(cè)距儀測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的傾斜距離D¹，或用三角測(cè)量方法計(jì)算得兩點(diǎn)間的水平距離D。2、三角高程測(cè)量計(jì)算三角高程測(cè)量往返測(cè)所得的高差之差（經(jīng)兩差改正后）不應(yīng)大于0.1Dm（D為邊長(zhǎng)，以公里為單位）。三角高程測(cè)量路線應(yīng)組成閉合或附合路線。如6-2