《高程控制測量》課件VIP

高程控制測量高程控制測量是測繪工程的基礎(chǔ)工作之一。它通過建立高程控制網(wǎng)，確定地面點的高程，為其他測量工作提供高程基準。課程目標掌握水準測量原理和方法理解水準測量原理，熟悉不同類型的水準測量方法，例如，幾何水準測量和三角高程測量。熟練運用高程控制測量儀器掌握水準儀、自動水準儀、GNSS接收機等常用儀器的操作和使用技巧。掌握高程測量數(shù)據(jù)處理方法了解高程測量誤差來源，掌握數(shù)據(jù)處理方法，確保測量結(jié)果的準確性和可靠性。了解高程控制測量在工程中的應(yīng)用熟悉高程控制測量在建筑、橋梁、隧道等工程項目中的重要作用。測量基本概念11.高程高程是指地面點相對于大地水準面的垂直距離。它代表著地表點的高度信息，用于描述地形起伏變化。22.水準面水準面是一個假想表面，它由靜止的海平面并向大陸延伸，它是一個等位面，表示所有點具有相同重力勢能。33.高程控制測量高程控制測量是確定地面點高程的測量工作，它是建立高程基準的重要基礎(chǔ)，為其他測量工作提供高程參考。44.高程基準高程基準是用于高程測量的參考面，通常采用大地水準面或一個特定水平面，它為測定的高程提供一個統(tǒng)一的基準。水準測量原理1高差測量水準測量利用水準儀和水準尺，精確測量兩點之間的高差。水準儀使視線水平，水準尺上的讀數(shù)直接反映兩點高差。2等高線繪制通過水準測量獲得一系列點的坐標和高程，可以繪制等高線圖，反映地形的起伏變化，為工程建設(shè)和地質(zhì)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3高程控制網(wǎng)水準測量是建立高程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，通過高程控制網(wǎng)，可以將同一地區(qū)的高程統(tǒng)一起來，保證不同測量結(jié)果之間的一致性。水準測量分類精密水準測量精度要求較高，常用于高等級控制網(wǎng)測量，使用精密水準儀和視準桿。普通水準測量精度要求一般，適用于中等級控制網(wǎng)測量，使用普通水準儀和視準桿。快速水準測量主要用于工程測量和地形測量，效率高，精度相對較低，使用快速水準儀和視準桿。數(shù)字化水準測量使用數(shù)字水準儀和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，自動化程度高，效率和精度均有提升。水準測量方法水準測量步驟水準測量通常需要先建立水準點，然后使用水準儀和水準尺測量水準點高程，最后計算出目標點高程。水準測量方法分類水準測量主要分為前方交會法、后方交會法和雙向水準測量法，根據(jù)實際情況選擇合適的方法進行測量。水準測量注意事項水準測量時要注意儀器校準、觀測精度、天氣影響等因素，保證測量結(jié)果準確可靠。水準儀和視準桿水準儀是高程控制測量中常用的精密儀器，用來測量兩點之間的高差。視準桿是配合水準儀使用的輔助工具，用來指示水準測量時的目標點。水準儀的主要部件包括望遠鏡、水準管、基座等，視準桿則由尺身、水準標尺、目標鏡等組成。水準測量誤差分析水準測量誤差是不可避免的。測量誤差來源包括儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境影響。儀器誤差主要由儀器本身的精度和使用維護狀況決定。觀測誤差主要由人為因素導(dǎo)致，包括讀數(shù)誤差、對中誤差等。外界環(huán)境影響主要包括氣溫變化、大氣折射等。儀器誤差觀測誤差環(huán)境影響了解誤差來源可以幫助我們采取措施降低誤差影響，提高測量精度。數(shù)字水準儀和自動水準儀數(shù)字水準儀數(shù)字水準儀使用電子傳感器測量高程差。它可以自動記錄讀數(shù)并進行數(shù)據(jù)處理，提高效率。自動水準儀自動水準儀使用電子傳感器和電機控制視準桿的移動，實現(xiàn)自動讀數(shù)。提高精度和效率。垂直角測量原理1方位角水平角測量2鉛垂角觀測方向與水平面的夾角3仰角目標點高于測站點4俯角目標點低于測站點垂直角測量是測定地面點到參考平面（水平面）之間夾角的過程。它主要通過測量鉛垂角，再根據(jù)仰角或俯角，計算出目標點的高程，或用于控制點的布設(shè)。垂直角測量方法1儀器安置選擇合適的地點安置儀器。2瞄準目標將儀器瞄準目標點。3讀數(shù)記錄讀數(shù)并記錄垂直角讀數(shù)。4計算校正進行必要的校正和計算。垂直角測量方法主要用于測定兩點之間的高差。測量方法包括儀器安置、瞄準目標、讀數(shù)記錄、計算校正等步驟。精確的測量需要選擇合適的地點和儀器，并且要進行相應(yīng)的校正和計算。垂直角測量設(shè)備垂直角測量設(shè)備主要包括經(jīng)緯儀、全站儀和陀螺經(jīng)緯儀等。經(jīng)緯儀是測量水平角和垂直角的基本儀器，全站儀集成了電子測距、角度測量、數(shù)據(jù)采集和處理功能，陀螺經(jīng)緯儀利用陀螺儀的穩(wěn)定性實現(xiàn)快速定向。選擇垂直角測量設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)測量精度要求、工作環(huán)境和成本等因素綜合考慮。垂直角測量誤差分析誤差來源誤差類型影響因素儀器誤差儀器本身的缺陷儀器精度等級、校準情況觀測誤差觀測人員的失誤視準軸不水平、目標點定位不準確環(huán)境誤差溫度、濕度、風力溫度變化導(dǎo)致儀器膨脹、風力影響觀測穩(wěn)定性比較水準和三角高程測量水準測量直接測量兩點間的高差。精度高，適用于精密高程測量。三角高程測量利用水平角和距離間接計算高差。精度較低，適用于地形圖測繪。三角高程測量原理1角度測量通過測量已知點到待定點之間的垂直角和水平距離，計算待定點的高程。2高程計算利用三角函數(shù)關(guān)系，結(jié)合已知點的高程和測量的角度和距離，計算待定點的高程。3誤差分析考慮角度測量誤差、距離測量誤差以及大氣折光的影響，對計算結(jié)果進行誤差分析和修正。三角高程測量方法三角高程測量方法主要利用角度測量和已知高程點，通過三角函數(shù)計算待測點的距離和高程。方法包括：1直接法直接測量水平角和垂直角，計算高差2間接法先計算水平距離，再利用垂直角計算高差3坐標法利用已知點坐標和測站點坐標，計算高差三角高程測量誤差分析三角高程測量誤差主要來源于測量儀器誤差、觀測誤差、計算誤差等方面，這些誤差會影響高程測量結(jié)果的精度。了解并分析這些誤差來源，可以幫助我們提高測量精度，確保高程測量的準確性。0.1mm儀器誤差水準儀、經(jīng)緯儀等儀器的制造誤差和使用誤差都會造成三角高程測量誤差。10%觀測誤差觀測人員的視線誤差、讀數(shù)誤差等因素也會造成三角高程測量誤差。0.5mm計算誤差三角高程計算過程中，由于公式推導(dǎo)、參數(shù)輸入等方面的誤差，也會導(dǎo)致計算誤差。2%其他誤差除了上述誤差外，還有環(huán)境因素、大氣折射等因素的影響，也會造成三角高程測量誤差。為了減小三角高程測量誤差，需要采用精密的儀器，嚴格的觀測方法，并進行合理的誤差分析和處理。同時，還可以運用現(xiàn)代測量技術(shù)，如GNSS測量等，來提高三角高程測量的精度。GNSS測量原理衛(wèi)星信號接收GNSS接收機接收來自多個衛(wèi)星的信號，計算接收機與衛(wèi)星之間的距離。距離計算和定位通過信號到達時間，計算信號傳播距離，并利用多顆衛(wèi)星信號實現(xiàn)三維坐標定位。坐標轉(zhuǎn)換和應(yīng)用GNSS測量獲得的坐標需要進行轉(zhuǎn)換，并應(yīng)用于各種工程測量、導(dǎo)航等領(lǐng)域。GNSS測量方法1接收機設(shè)置設(shè)置測量時間、坐標系、參考站等參數(shù)。2數(shù)據(jù)采集接收衛(wèi)星信號并記錄數(shù)據(jù)。3數(shù)據(jù)處理利用軟件進行數(shù)據(jù)分析和計算。4成果應(yīng)用得出高程、平面位置等信息。GNSS測量方法廣泛應(yīng)用于工程測量、地質(zhì)勘探、資源調(diào)查等領(lǐng)域。GNSS測量方法能夠快速、高效地獲取高精度高程數(shù)據(jù)。GNSS測量誤差分析衛(wèi)星信號誤差大氣誤差接收機誤差多路徑效應(yīng)基線誤差其他誤差GNSS測量誤差來源多樣，包括衛(wèi)星信號誤差、大氣誤差、接收機誤差等。這些誤差會影響測量精度，需要采取相應(yīng)的措施進行減弱或消除。基準高程網(wǎng)建設(shè)等級劃分基準高程網(wǎng)根據(jù)精度等級分為國家、省、市、縣、工程等不同等級。高等級基準高程網(wǎng)控制著低等級基準高程網(wǎng)的精度。建設(shè)原則采用高精度測量技術(shù)，確?；鶞矢叱叹W(wǎng)的精度和可靠性。建立統(tǒng)一的基準高程系統(tǒng)，實現(xiàn)高程數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。主要內(nèi)容包括基準點布設(shè)、測量、數(shù)據(jù)處理、成果應(yīng)用等?；鶞庶c布設(shè)要合理，測量方法要準確，數(shù)據(jù)處理要規(guī)范。高程測量應(yīng)用領(lǐng)域工程建設(shè)高程測量在工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用，例如：橋梁、隧道、高層建筑、水利工程等。地圖制圖高程測量是地圖制圖的基礎(chǔ)工作，用于建立高程控制網(wǎng)，為地圖繪制提供高程數(shù)據(jù)。無人機測量無人機測量技術(shù)與高程測量相結(jié)合，可以快速高效地獲取地形數(shù)據(jù)，為三維建模提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地質(zhì)勘察高程測量為地質(zhì)勘察提供地形地貌數(shù)據(jù)，幫助了解地質(zhì)構(gòu)造，為地質(zhì)勘探提供依據(jù)。高程測量新技術(shù)GNSS高程測量利用GNSS接收機進行高程測量，精度高、效率高，適用于大范圍高程控制測量。三維激光掃描儀三維激光掃描儀可以快速獲取大量點云數(shù)據(jù)，進行高精度高程測量，應(yīng)用于地形測繪、工程測量等領(lǐng)域。無人機航測無人機搭載高分辨率相機或激光掃描儀進行航測，可快速獲取大面積高程數(shù)據(jù)，應(yīng)用于地形測繪、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域。水下測量水下測量技術(shù)應(yīng)用于水庫、河流、海洋等水域高程測量，提高水利工程建設(shè)效率。高程控制測量實踐實地測量首先，選擇合適的測量方法和儀器，并進行實地測量。根據(jù)具體的項目需求，確定測量點的位置和數(shù)量。數(shù)據(jù)處理將實地測量數(shù)據(jù)進行整理、校核和計算，得出最終的測量成果，包括高程點坐標、高程差等。成果應(yīng)用高程控制測量成果廣泛應(yīng)用于各種工程建設(shè)項目，例如道路、橋梁、建筑、水利工程等。質(zhì)量控制在整個測量過程中，要嚴格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范和標準，確保測量數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。定期進行質(zhì)量檢查，保證最終測量成果的質(zhì)量。測量方法選擇項目要求考慮精度要求、測量范圍、地形特征和經(jīng)費預(yù)算。測量設(shè)備選擇合適的測量設(shè)備，如水準儀、全站儀或GNSS接收機。測量環(huán)境評估測量環(huán)境的影響，如天氣條件、植被覆蓋和障礙物。經(jīng)驗積累參考以往經(jīng)驗和專業(yè)知識，選擇最優(yōu)的測量方法。測量數(shù)據(jù)處理測量數(shù)據(jù)處理是高程控制測量中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它確保測量結(jié)果的準確性和可靠性，并為后續(xù)工程應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換、剔除異常值2數(shù)據(jù)校正儀器誤差、環(huán)境因素、觀測條件校正3數(shù)據(jù)平差利用最小二乘法，消除觀測誤差，得到最優(yōu)解4成果整理生成高程控制網(wǎng)成果，包括點位坐標、高程值等常用的數(shù)據(jù)處理軟件包括Surfer、Geomagic、AutoCAD等，它們提供強大的數(shù)據(jù)處