高程控制测量的形式有()
高程控制的测量形式有:水准测量、三角高程测量、气压高程测量和GPS高程测量等。
1、水准测量
水准测量是一种传统的高程控制测量方法,其原理是利用地球重力场的性质,在已知高程点和待测点之间建立起水平面,从而求得待测点的高程。水准测量的设备主要包括水准仪、水准尺等。
水准测量的优世岁点是精度较高、操作简便;缺点是测量过程受地形、水文和气候等因素影响较大,不适于长距离和高精度的测量。
2、三角高程测量
三角高程测量是通过测定地面上已知高程点和待测点之间的水平距离和角度,利用三角函数关系计算待测点的高程。三角高程测量的设备主要包括经纬仪、全站仪等。
这种测量方法适用于山区、沙漠等地形复杂的区域,但测量精度受观测条件和仪搜余器精度等因素影响,一般低于水准测量。
3、气压高程测量
气压高程测量是利用大气压力随海拔高度变化的规律,通过测定各点的气压值来求取各点之间的高程差。气压高程测量的设备主要包括气压计、温度计等。
气压高程测量方法的优点是设备携带方便,适用于探险、地质调查等特殊场合;缺点是测量精度受气压、温度和湿度等气象因素影响较大,一般仅适用于初步高程测量。
4、GPS高程测量
GPS高程测量是利用全球定位系统(GPS)卫星导航技术进行高程测量的方法。其原理是通过接收卫星信号,计算接收机与卫星之间的距离,再结合世返滚卫星的轨道参数、地球重力场模型等数据,求取待测点的高程。GPS高程测量的设备主要包括GPS接收机、天线等。
GPS高程测量方法具有测量速度快、精度高、操作简便等优点,特别适用于长距离、大范围的高程控制测量。但同时,GPS高程测量在城市建筑物密集区域和森林等遮挡环境下的测量质量受到影响。
高程控制测量
小地区高程控制测量分水准测量和三角高程测量两种。通常以三、四等水准测量建立测区的首级控制,然后再发展图根水准测量和三角高程测量。图根水准测量多用于平坦地区,测定各平面控制点如三角点、高级地形控制点、图根点的高程,以便测图时利用这些控制点作为测站点去测定碎部点的高程。在山区和位于高层建筑物上的控制点,则采用三角高程测量测定其高程。此外,三、四等水准测量还直接为各项建设工程的设计和施工提供高程控制。
一、三、四等水准测量
敷设三、四等水准路线作为测区的首级控制,一般应布成闭合环线,然后用附合水准路线和结点网进行加密。只有在山区等特殊情况下,才允许布设支线水准。所用水准仪精度不低于DS3型,水准仪望远镜放大倍数应不小于28倍,水准管分划值不大于2″。水准尺一般采用双面尺,尺上应配有水准器。在测量前必须进行水准仪的检验校正。水准尺亦需作必要检查,比如尺子有无弯曲、零点有无磨损等。
水准路线一般尽可能沿铁路、公路以及其他坡度较小、施测方便的道路布设;尽可能避免穿越湖泊、沼泽和江河地段。水准点应选在土质坚实、地下水位低、易于观测的位置。凡易受淹没、潮湿、震动和沉陷的地方,均不宜选作水准点位置。水准点选定后,埋设水准标石和水准标志,并绘制点之记,以便日后查找。
三、四等水准测量的观测程序、记录、计算、校核方法以及观测中的技术要求如下表6-7。
表6-7 三、四等水准测量技术要求
注:计算往返较差时,表中L为水准点间的路线长度(km);计算附合或闭合路线闭合差时,L为附合或闭合路线长度(km)。
1.测站的观测程序
三、四等水准测量主要采用双面水准尺观测法。在测站上的观测程序为:
用圆水准器整平仪器:
1)后视黑面尺,读上、下视距丝,严格整平水准管气泡,读中丝;
2)前视黑面尺,读上、下视距丝,严格整平水准管气泡,读中丝;
3)前视红面尺,读中丝(检查气泡是否居中);
4)后视红面尺,严格整平水准管气泡,读中丝。
以上观测程序简称为“后、前、前、后”。观测和记录顺序见表6-8。四等水准测量亦可采用“后、后、前、前”观测程序。
2.测站的计算与检核
(1)视距部分
后视距离(15)=((1)-(2))×100
前视距离(16)=((4)-(5))×100
前、后视距差(17)=(15)-(16)
前、后视距累积差(18)=本站(17)+前站(18)
视距部分各项限差详见表6-7。
表6-8 四等水准测量观测手簿
续表
(2)高差部分
前视尺黑红面读数差(9)=(6)+K1-(7)
后视尺黑红面读数差(10)=(3)+K2-(8)
黑面所测高差(11)=(3)-(6)
红面所测高差(12)=(8)-(7)
黑红面所测高差之差(13)=(10)-(9)
由于前视尺、后视尺的红黑面零点差K1和K2不相等(一个为4.787m,另一个为4.687m,相差0.1m),因此(13)项的检核计算为
(13)=(11)-(12)±0.1
高差部分各项限差详见表6-7。
测站上各项限差若超限,则该测站需重测。若检核合格后,计算测站平均高差:
(14)=[(11)+(12)±0.1]/2
然后,搬仪器到下一站观测。
3.每页计算检核
当整条水准路线测量结束后,应逐页校核计算有无错误,方法是:
视距部分:
末站(18)=∑(15)-∑(16)
总视距=∑(15)+∑(16)
高差部分:
∑(11)=∑(3)-∑(6)
∑(12)=∑(8)-∑(7)
当测站总数为偶数时:
∑(14)=[∑(11)-∑(12)]/2
当测站总数为奇数时:
∑(14)=[∑(11)-∑(12)±0.1]/2
4.成果整理
若水准路线的高差闭合差满足表6-7规定的限差要求,则可计算水准路线各点的高程。当水准路线为附合水准路线、闭合水准路线或支水准路线时,其内业计算方法与第二章介绍的方法相同;当水准路线为具有一个结点的结点网时,采用加权平均值方法计算结点的高程,参见《测量平差》。
现就测量中的有关问题,再作进一步的说明。
1)三等水准测量必须进行往返观测,通过上、下丝读数计算视距间隔。当使用DS1和因瓦标尺时,可采用单程双转点观测,两种方法的观测程序均为后—前—前—后,即黑—黑—红—红。
2)四等水准测量,除支线水准必须进行往返观测和单程双转点观测外,对于闭合水准和附合水准路线,均可单程观测。每个站上观测程序也可为后—后—前—前,即黑—红—黑—红。采用单面尺时,采用后—前—前—后的读数程序,但在两次观测之间必须重新整置仪器,变更仪器高,用双仪高法进行测站检查。四等水准测量可以直读视距(精度至米),不必读上下丝。
3)三、四等水准测量每一测段的往测和返测,测站数均应为偶数,否则应加入标尺零点误差改正。由往测转向返测时,两根标尺必须互换位置,并应重新安置仪器。
4)在每一个测站上,三等水准测量不得两次对光,四等水准测量尽量少作两次对光。
5)工作间歇时,最好能在水准点上结束观测。否则应选择两个坚固可靠、便于放置标尺的固定点作为间歇点,并作出标记。间歇后,应进行检测。检测结果如符合规定,则可继续观测,否则须从前一水准点起重新观测。
6)在一个测站上,只有当各项检核均符合限差要求时,才能迁站。如其中有一项超限,可以在本站立即重测,但须变更仪器高。如果仪器迁站后才发现超限,则应从前一水准点或间歇点重测。
7)当每千米的测站数小于15时,闭合差按平地限差公式计算,如超过15站时,则按山地限差公式计算。
8)当成像清晰、稳定时,三、四等水准的视线长度,可容许按规定长度放大20%。
9)水准网中,结点与结点之间或结点与高级点之间的附合水准路线长度,应为规定值的0.7倍。
10)当采用单面标尺进行三、四等水准观测时,变动仪器高度前后所测两高差之差的限制,与黑红面所测高差之差的限差相同。
二、图根水准测量
当测图基本等高距(见第八章第四节)为0.5m时,图根点的高程均用图根水准测定。
图根水准路线可通过图根点布设为附合路线、闭合环或结点网。高级点间附合路线或闭合环线长度不得超过8km,结点间路线长不应超过6km,支线不超过4km。图根水准的观测方法和记录计算详见第二章第三节,技术要求见表6-9。
表6-9 图根水准测量主要技术指标
三、三角高程测量
当在山区或地面坡度较大、测图基本等高距大于0.5m时,图根点和其他平面控制点的高程,均可采用三角高程测量测定。
图6-18 三角高程测量原理
三角高程原理,如图6-18,已知A点高程HA,欲测B点高程HB,则可将经纬仪安置于A,并量取桩顶至仪器横轴中心的铅垂距离i称为仪器高;在B点竖立觇标,并量出觇标高 vb;如望远镜中丝照准觇标顶点,测得竖直角αα,则可根据 AB点间的距离 D(图根点的距离是已知的),利用三角公式求出高差hαb,即
hαb=Dtanαα+iα-vb(6-23)
当D大于300m时,还应根据公式考虑地球曲率(使读数增大)和大气折光。
建筑工程测量
式中:D——水平距离;
αa——垂直角;
k——大气垂直折光系数0.14;
R——地球曲率半径,R=6370km。
最后得
HB=HA+hab (6-24)
三角高程测量一般分为两个级别:一级三角高程路线起闭于直接水准连测的高程点上,其边数不超过7条;二级附合在一级路线上,边数不超过10条。一级用于高级地形控制点的高程测定,二级则用于图根点。三角高程测量的技术要求见表6-10。观测时,i 与v用钢尺准确量至5mm,采用对向观测方法,直至最后一条边为止。当闭合差未超过容许值时,则将闭合差反号按与边长成正比的原则进行各边高差改正。最后由起点高程开始,利用各边改正后的高差,依次计算各点的高程。
表6-10 三角高程测量主要技术指标
高程控制测量规定?
1.高程控制测量的精度等级的划分,依次为二、三、四、五等,各等级高程控制宜采用水准测量,四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量,五等也可采用GPS拟合高程测量。
2.首级高程控制网的等级,应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理选择。首级网应布设成环形网,加密网宜布设成附合路线或结点网。
3.测区的高程系统,宜采用1985国家高程基准。在已有高程控制网的地区测量时,可沿用原有的高程系统;当小测区联测有困难时,也可采用假定高枣祥程系统。
4.高程控制点间的距离,一般地区灶猛应为1~3km,工业厂区、城镇建筑区宜小于1km。但一个测区及周围至少隐岩桥应有3个高程控制点。
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地面高程控制测量
(一)水准测量
1.基本要求
测区地面高程控制网可采用水准测量和测距高程导线法建立,水准测量分为三等、四等,测距高程导线可以代替四等水准。测区控制网一般采用水准测量方法建立。其范围等级选择应符合表4-17的规定。
表4-17 测区控制网水准等级选择要求
测区地面高程首级控制网应布设成环形网,也可以与平面控制一起考虑。加密时布设成附合线或结点网,只有在山区才允许布设支线水准。各等水准网中最弱点的高程中误差相对起算点不大于±2.5厘米。
水准测量的主要技术要求按表4-18规定。计算水准点互差时,L为水准点间路线长度;计算环线、附合路线闭合差时,L为环线或水准路线总长度。L单位都以千米计算。n为测站数。水准支线不应大于附合路线总长度的1/3。
水准测量观测的技术要求应附合表4-19规定。
表4-18 水准测量的主要技术要求
表4-19 水准测量观测技术要求
三等、四等使用严密平差程序,当水准路线的环线超过20个时,水准按路线(环线)闭合差计算的每公里全中误差 MΔ≤20 毫米,计算按城市测量规范 MW=
公式执行。
三等水准观测顺序为后-前-前-后,四等水准为后-后-前-前,等外水准为后-后-前-前,三等水准往测、返测均使用偶数站。使用电子记簿应打印原始观测值。
三、四等水准测量记录手簿见附录D,等外水准测量记录手簿见附录E。
特殊情况:当地一、二、三等水准点基本破坏,矿区以非煤露天采矿权为主的码锋搜地区,本次实地核查所做的控制点只满足矿业权核查和矿政管理的需要,可以不作水准联测,直接使用四等水准或等外水准进行高程拟合。精度放宽到最弱点高程中误差不大于±0.25米,以2倍中误差作为最大误差,极端情况超过3倍中误差的点,不使用,不提供高程,不超过总点数的1/10。此类控制点不与其他部门共享。
2.测距高程导线
代替四等水准的光电测距高程导线,应起闭于不低于三等的水准点上,其边长不大于1千米。高程导线的最大长度不超过四等水准路线的最大长度。
高程导线边长的测定,应采用不低于Ⅱ级的测距仪或全站仪,往返观测各1测回,读数4次。1测回读数较差不大于10毫米,每站应读取气温和气压值,使用全站仪时,气象常数可以安置在仪器上。垂直角测回差和指标差较差均不大于7″,对向观测高差较差不大于
,D为测距水平距离,以千米为单位。仪器高觇标高读至1毫米,垂直角观测2测回。垂直角不大于15°。
高差计算时,观测距离应施加加常数和乘常数改正、气象改正。
气象改正采用仪器厂方提供的参数和计算公式,并已预先设定,观测时输入温度和气压值,仪器自动改正。加常数和乘常数采用仪器鉴定的数据进行改正。
每点设站时,相邻测站间单向观测高差h按下式计算:
全国矿业权实地核查技术方法指南研究
式中:h为高程导线边两端点的高差(米);
Di为经过气象改正的平距(米);
k为大气折光系数(一般取0.11~0.14,如不符可采用实验值);
R0为地球迟历平均曲率半径,一般采用6369000米。可根据各地纬度和投影面计算;
i为仪器高(米);
v为觇标高(米);
Zi为观测垂直角(″)。
相邻测站间对向观测高差中数h12按下式计算:
H12=(h1-h2)/2
由测距高程导线测定的水准点或其他固定点的高差,应加入正常水准面基樱不平行改正,计算方法与四等水准测量相同。
每点设站高程导线测量限差按表4-20规定。
表4-20 测距高程导线测量限差
随着测量仪器的进步,三角测量的方法一般不宜采用,对于原有的控制网使用三角高程测量的成果视为合理,精度达到现行标准的可以使用。
测距高程导线观测手簿格式见附录F。
(二)似大地水准面精化
我国已有CQ G2000似大地水准面模型,华东、华中、华南、华北和部分省区的格网平均重力异常分辨率已达到2.5′×2.5′密度,山区也可以达到5′×5′。能够满足矿业权实地核查控制点精度的要求。需要说明的是,使用似大地水准面精化的关键是必须有准确大地高,而WGS-84的大地高用无约束平差的结果是不行的,因为普通单点定位精度很差,大地高误差在10米以上,而似大地水准面模型也仅仅是知道位置、大地高,才能知道高程异常和正常高。因此,如需做似大地水准精化必须在WGS-84中作三维约束平差,如果收集不到WGS-84的起始点,是不能做的。
(三)拟合高程
GPS测量是在WGS-84地心坐标系进行的,它提供的高程是大地高H,而水准测量是以水准原点为基准,相对于平均海平面海拔高h。由于采用GPS观测所得到的是大地高,为了确定出正常高,必须知道高程异常数据。也就是说要知道周边点的水准高和大地高,利用一定的数学模型得到整个控制网的正常高。似大地水准面到参考椭球面的距离,称为高程异常,记为ζ。大地高与正常高之间的关系可以表示为:H=Hr+ζ。所谓高程拟合法就是利用在范围不大的区域中,高程异常具有一定的几何相关性这一原理,采用数学方法,求解正常高或高程异常。
将高程异常表示为下面多项式的形式:
零次多项式:ζ=a0
一次多项式:ζ=a0+a1·dB+a2·dL
二次多项式:ζ=a0+a1·dB+a2·dL+a3·dB2+a4·dL2+a5·dB·dL
(1)适用范围。上面介绍的高程拟合的方法,是一种纯几何的方法,因此,一般仅适用于高程异常变化较为平缓的地区(如平原地区),其拟合的准确度可达到一个分米以内。对于高程异常变化剧烈的地区(如山区),这种方法的准确度有限,这主要是因为在这些地区,高程异常的已知点很难将高程异常的特征表示出来。
(2)选择合适的高程异常已知点。所谓高程异常的已知点的高程异常值一般是通过水准测量测定正常高、通过GPS测量测定大地高后获得的。在实际工作中,一般采用在水准点上布设GPS点或对GPS点进行水准联测的方法来实现,为了获得好的拟合结果要求采用数量尽量多的已知点,它们应均匀分布,并且最好能够将整个GPS网包围起来。
(3)高程异常已知点的数量。若要用零次项进行高程拟合时,要确定1个参数,因此,需要1个已知点。若要采用一次多项式进行高程拟合,要确定3个参数,需要3个以上的已知点。若要采用二次多项式进行高程拟合,要确定6个参数,则需要6个以上的已知点。我们要求“进行高程拟合,一般起算点应不少于6个,50平方千米应有一点”。点位应分布于测区的四周最好中间有一点。最少不得少于3个。起算点的高程等级,最低是等外水准,三角高程不能作为起算点。
(四)特殊情况
西部地区矿业权分布分散,控制点稀少,有的需要一个矿作为一个小测区。要检查已知点困难,做水准没有起算水准点,只有少数几个控制点带有水准高。可以利用无约束平差的基线详解来解决这个问题,点位下沉、位移会引起控制点间的边长,高差变化,详解中的大地高不对,但是它的高差是对的,基线边长的比例是对的,因为小范围内高程异常的值是相等的。利用解算的基线详解中的基线高差和基线边长,可以进行水准平差,如果符合水准要求则可以证明起算点是对的,还可以求出个点的正常高。这样可以解决小测区起算点检查和高程拟合点不足的问题。
数字测图图根高程控制测量的方法有哪些?
数字测图图根高程控制测量的方法有:几何水准测量、三角高程测量、气压高程测压。
1、 几何水准测量优势:采用精度较低的仪器(水准仪),测算手续也比较简单,广泛用于国家等级的水准网内的加密,或独立地建立测图和一般工程施工的高程控制网,以及用于线路水准和面水准的测量工作。
2、 三角高程测量优势:这种方法简便灵活,受地形条件的限制较少,故适用于测定三角点的高程。 三角点的高程主要是作为各种比旁早稿例尺测图的高程控制的一部分。一般都是在一定密度的水准网控制下,用三角高程测量的方法测定三角点的高程。
3、 气压高程测量优势:气压高程测量比水准测量和三角高程测量的精度都低,主要用于低精度的高程测量。但运孝它在观测时点与点睁昌之间不需要通视,使用方便、经济和迅速。最常用的仪器为空盒气压计和水银气压计。前者便于携带,一般用于野外作业;后者常用于固定测站或用以检验前者。
具体的测量方法
1、几何水准测量方法:首先利用一条水平视线,并借助于竖立在地面点上的标尺,来测定地面上两点之间的高差,然后根据其中一点的高程来推算出另外一点高程的方法,也是最精密的方法,主要用于国家水准网的建立。除了国家等级的水准测量之外,还有普通水准测量。
2、三角高程测量方法:由测站向照准点所观测的垂直角(或天顶距)和它们之间的水平距离,计算测站点与照准点之间的高差。
3、气压高程测量方法:根据大气压力随高程而变化的规律,用气压计进行高程测量。气压高程测量中,大气压力从前常以水银柱高度(毫米)表示。温度为 0℃时,在纬度45°处的平均海面上大气平均压力约为760毫米水银柱(1mmHg=133.322Pa),每升高约11米大气压力减少1毫米水银柱。一般气压计读数精度可达0.1毫米水银柱,约相当1米的高差。
进行高程测量时,一般采用什么测量?
管线高程控制测量根据主要用途来决定所采用的方法,目前主要采用的高程控制测量方法有如下三种:
1、水准测量
2、三角高程测量
3、GPS测高。
操作步骤
1、高程控制点布设的原则
(1)测区的高程系统,宜采用国家高程基准颤樱。在已有高程控制网的地区进行测量时,可沿用原高程系统。当小测区联有困难时,亦可采用假定高程系统。
(2)高程测量的方法有水准测量法、电磁波测距三角高程测量法。常用水准测量法。
(3)高程控制测量等级划分:依次为二、三、四、五等。各等级视需要,均可作为测区的首级高程控制。
2、高程控制点布设方法
(1)水准测量法的主要技术要求:
各等级的水准点,应埋设水准标石。水准点应选在土质坚硬、便于长期保持和使用方便的地点。墙水准点应选设于稳定的建筑物上,点位应便于寻找,应符合规定。
一个测区及竖谨其周围至少应有3个水准点。水准点之间的距离,应符合规定。
水准观测应在标石埋设稳定后进行。两次观测高差较大超限时应重测。当重测结果与原测结果分别比较,其较差均不超过时限值时,应取三次结果数的平均值数。
(2)设备安装过程中,测量时应注意:最好使用一个水准点作为高程起算点。当厂房较大时,可以增设水准点,但其观测精度应提高。
(3)水准测量所使用余洞基的仪器,水准仪视准轴与水准管轴的夹角,应符合规定。水准尺上的米间隔平均长与名义长之差应符合规定。
高程控制测量等级分为几个等级
中国的国家高程控制测量分为一、二、三、四等水准测量。
一等水准是国家高程控制网的骨干,是研究地壳垂直运动及有关科学问题的依据。
二等水准附合于一等水准环上,是国家高程控制的全面基础。
三、四等水准测量为直接求得平面控制点的高程供地形测图和各种工程建设的高程需要。平面控制点的高程也可用三角高程法测定。水电工程的高程控制测量,为了控制整个流域或河流(河段)的开发治理,一般采用沿河布设水准路线或组成环网等,并与国家水准点联测。
特殊地区则可设临时的近似高程或假定高程,埋设坚固的标石以待日后联测。高程控制的测量方法有水准测量、三角高程测量、气压高程测量和GPS高程测量等。
扩展资料
常用三角测量、导线测量、三边测量和边角测量等方法建立。
1、三角测量
三角测量是建立平面控制网的基本方法之一。但三角网(锁)要求每点与较多的邻点相互通视,在隐蔽地区常需建造较高的觇标。
2、导线测量
导线测量布设简单,每点仅需与前后两点通视,选点方便,特别是在隐蔽地区和建筑物多而通视困难的城市,应用起来方便灵活。随着电磁波测距仪的发展,导线测量的应用日益广泛。
3、三边测量
三边测量要求丈量网中所有的边长。应用电磁波测距仪测定边长后即可进行解算。此法检核条件少,推算方位角的精度较低。
4、边角测量法
边角测量法既观测控制网的角度,又测量边长。测角有利于控制方向误差,测边有利于控制长度误差。边角共测可充分发挥两者的优点,提高点位精度。在工程测量中,不一定观测网中所有的角度和边长,可以在测角网的基础上加测部分边长,或在测边网的基础上加测部分角度,以达到所需要的精度。
5、小三角测量
小三角测量是在小测区建立平面控制网的一种方法,它滚漏者多用于小测区的首级平面控制或三、四等三角网以下的加密,作为扩展直接用于地形测图的图根控制网(点)的基础。此外,交会定点法也是加密平面控制点的一种方法。
在2个以上已知点上对待定点观测水平角,而求出待定点平面位置的,称为前方交会法;在待定点对3个以上已知点观测水平角,而求出待定点平面大薯位置的,称为后方交会法。
参考资料来源:百搜缓度百科-高程控制测量
参考资料来源:百度百科-控制测量