高程控制測量分解課件

第五章

高程控制測量第五章

高程控制測量一、高程基準(zhǔn)面

高程基準(zhǔn)面：就是地面點(diǎn)高程的統(tǒng)一起算面，由于大地水準(zhǔn)面所形成的體形——大地體是與整個(gè)地球最為接近的體形，因此通常采用大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面。

大地水準(zhǔn)面：與靜止的平均海水面重合并延伸到大陸內(nèi)部的包圍整個(gè)地球的封閉的重力位水準(zhǔn)面。事實(shí)上海洋受潮汐、風(fēng)力等因素，不會(huì)處于完全靜止，怎么解決，通過驗(yàn)潮。5.1國家高程基準(zhǔn)一、高程基準(zhǔn)面5.1國家高程基準(zhǔn)驗(yàn)潮、驗(yàn)潮站：為掌握海水的變化規(guī)律而進(jìn)行的長期觀測海水面水位升降的工作稱為驗(yàn)潮，進(jìn)行這項(xiàng)工作的場所稱為驗(yàn)潮站。高程基準(zhǔn)面的確定：在海洋近岸的一點(diǎn)處豎立水位標(biāo)尺，成年累月地觀測海水面的水位升降，根據(jù)長期觀測的結(jié)果可以求出該點(diǎn)處海洋水面的平均位置，假定大地水準(zhǔn)面就是通過這點(diǎn)處實(shí)測的平均海水面。5.1國家高程基準(zhǔn)驗(yàn)潮、驗(yàn)潮站：為掌握海水的變化規(guī)律而進(jìn)行的長期觀測海水面水位5.1國家高程基準(zhǔn)5.1國家高程基準(zhǔn)由于沿岸各地的平均海面并不是一致的，故每個(gè)驗(yàn)潮站只能求出當(dāng)?shù)氐钠骄Ｃ妗τ诤０毒€長的國家，一般需要建立若干個(gè)驗(yàn)潮站，選擇其中較適合本國海面狀況，并且具有整體代表性的一個(gè)驗(yàn)潮站作為全國高程系統(tǒng)基準(zhǔn)面，其他作為參考。地面上的點(diǎn)相對于高程基準(zhǔn)面的高度，通常稱為絕對高程或海拔高程。如：珠穆朗瑪峰高程為8844.43m。海洋的深度也是相對于高程基準(zhǔn)面而言的，比如太平洋的平均深度為4000m。5.1國家高程基準(zhǔn)由于沿岸各地的平均海面并不是一致的，故每個(gè)驗(yàn)潮站只能求出當(dāng)?shù)囟?、水?zhǔn)原點(diǎn)

為了長期、牢固地表示出高程基準(zhǔn)面的位置，作為傳遞

高程的起算點(diǎn)，通常在國家高程基準(zhǔn)面驗(yàn)潮站附近建立穩(wěn)固的國家水準(zhǔn)原點(diǎn)，用精密水準(zhǔn)測量方法將它與驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行聯(lián)測，以高程基準(zhǔn)面為零推求水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程。5.1國家高程基準(zhǔn)二、水準(zhǔn)原點(diǎn)5.1國家高程基準(zhǔn)我國水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島觀象山，由一個(gè)主點(diǎn)，兩個(gè)附點(diǎn)，三個(gè)參考點(diǎn)組成水準(zhǔn)原點(diǎn)網(wǎng)，網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置在地殼比較穩(wěn)定，質(zhì)地堅(jiān)硬的花崗巖基巖上。5.1國家高程基準(zhǔn)我國水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島觀象山，由一個(gè)主點(diǎn)1956年黃海高程系以1950年至1956年7年間青島驗(yàn)潮站的潮汐資料推求的平均海水面作為我國的高程基準(zhǔn)面。（潮汐變化周期為18.61年）其水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.289m，1959年正式啟用。1985國家高程基準(zhǔn)由于1956高程系存在觀測資料少、潮汐數(shù)據(jù)記錄有個(gè)別錯(cuò)誤、沒有聯(lián)測海南島等原因，需確定新高程系。根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952～1979年中取19年的驗(yàn)潮資料計(jì)算確定，并從1988年1月1日開始啟用。其水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260m5.1國家高程基準(zhǔn)1956年黃海高程系5.1國家高程基準(zhǔn)5.1國家高程基準(zhǔn)由于確定大地水準(zhǔn)面具有區(qū)域性，各國通過驗(yàn)潮確定的大地水準(zhǔn)面和高程基準(zhǔn)點(diǎn)有較大差異。如珠穆朗瑪峰的高度不一等。以黃海高程起算面珠穆朗瑪峰的高度與以印度海洋平面起算面的高度相差近20cm。全球高程基準(zhǔn)的統(tǒng)一：采用精密重力測量，確定精確的大地水準(zhǔn)面模型，采用衛(wèi)星測量確定各點(diǎn)精確的大地高，進(jìn)而在統(tǒng)一的框架確定精確的正高或正常高。5.1國家高程基準(zhǔn)由于確定大地水準(zhǔn)面具有區(qū)域性，各國通過驗(yàn)國家高程控制網(wǎng)是全國范圍內(nèi)施測各種比例尺地形圖和各類工程建設(shè)的高程控制基礎(chǔ)，并為地球科學(xué)研究提供精確的高程資料。主要是用水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)?！袼疁?zhǔn)原點(diǎn)●

1956年黃海高程系統(tǒng):水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289m●

1985國家高程基準(zhǔn):水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260米。1987年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，于1988年1月正式啟用5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理國家高程控制網(wǎng)是全國范圍內(nèi)施測各種比例尺地形圖和各類一、國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則目的和任務(wù)有兩個(gè)：1)建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項(xiàng)建設(shè)提供必要的高程控制基礎(chǔ)；2)為地殼垂直運(yùn)動(dòng)、平均海面傾斜及其變化和大地水準(zhǔn)面形狀等地球科學(xué)研究提供精確的高程數(shù)據(jù)。

布設(shè)原則：

1.從高到低、逐級控制一等水準(zhǔn)測量是國家高程控制網(wǎng)的骨干，同時(shí)也為相關(guān)地球科學(xué)研究提供高程數(shù)據(jù)；二等水準(zhǔn)測量是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)；三、四等水準(zhǔn)測量是直接為地形測圖和其他工程建設(shè)提供高程控制點(diǎn)。5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理一、國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基2.水準(zhǔn)點(diǎn)滿足一定的密度水準(zhǔn)標(biāo)石類型間距（km）

布設(shè)具體要求一般地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)荒漠地區(qū)基巖水準(zhǔn)標(biāo)石500

只設(shè)于一等水準(zhǔn)路線上，大城市和斷裂帶附近應(yīng)增設(shè)，基巖較深地區(qū)可適當(dāng)放寬，每?。ㄊ?、自治區(qū)）至少兩座?；舅疁?zhǔn)標(biāo)石4020-3060設(shè)于一二等水準(zhǔn)路線上及交叉處，大、中城市兩側(cè)及縣城附近。盡量設(shè)置在堅(jiān)固巖層上。普通水準(zhǔn)標(biāo)石4-82-410設(shè)于各等級水準(zhǔn)路線上，以及山區(qū)水準(zhǔn)路線高程變換點(diǎn)附近，長度超過300米的遂道，跨河水準(zhǔn)測量的兩岸標(biāo)尺附近。5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理2.水準(zhǔn)點(diǎn)滿足一定的密度水準(zhǔn)標(biāo)石類型間距（k3.水準(zhǔn)測量達(dá)到足夠的精度

各等級水準(zhǔn)測量的精度，是用每公里高差中數(shù)的偶然中誤差和每公里高差中數(shù)的全中誤差來表示的。全中誤差指根據(jù)環(huán)線閉合差和相應(yīng)環(huán)的水準(zhǔn)路線周長而計(jì)算的中誤差。

4.一等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測（15-20年）水準(zhǔn)測量等級一等二等三等四等MΔ的限值≤±0.45mm≤±1.0mm≤±3.0mm≤±5.0mmMW的限值≤±1.0mm≤±2.0mm≤±6.0mm≤±10.0mm5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理3.水準(zhǔn)測量達(dá)到足夠的精度水準(zhǔn)測量等級一等二等三等四等M二、國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案及精度我國的水準(zhǔn)測量分為四等，各等級水準(zhǔn)測量路線必須自行閉合或閉合于高等級的水準(zhǔn)路線上，與其構(gòu)成環(huán)形或附合路線，以便控制水準(zhǔn)測量系統(tǒng)誤差的積累和便于在高等級的水準(zhǔn)環(huán)中布設(shè)低等級的水準(zhǔn)路線。一等閉合環(huán)線周長，在平原和丘陵地區(qū)為1000～1500km，一般山區(qū)為2000km左右。二等閉合環(huán)線周長，在平原地區(qū)為500～750km,山區(qū)一般不超過1000km。三、四等水準(zhǔn)用于加密，根據(jù)高等級水準(zhǔn)環(huán)的大小和實(shí)際需要布設(shè)，其中環(huán)線周長、附合路線長度和結(jié)點(diǎn)間路線長度，三等水準(zhǔn)分別為200km、150km和70km；四等分別為100km、80km和30km。5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理二、國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案及精度5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基每公里高差中數(shù)偶然中誤差：水準(zhǔn)測量等級一等二等三等四等MΔ的限值≤±0.45mm≤±1.0mm≤±3.0mm≤±5.0mmMW的限值≤±1.0mm≤±2.0mm≤±6.0mm≤±10.0mm式中：Δ為測段往返高差不符值，mmR為測段長度，kmn為測段數(shù)5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理每公里高差中數(shù)偶然中誤差：水準(zhǔn)測量等級一等二等三等四等MΔ的每公里高差中數(shù)的全中誤差：式中：W為高差閉合差，mmF為水準(zhǔn)環(huán)長度，kmN為水準(zhǔn)環(huán)數(shù)。

5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理每公里高差中數(shù)的全中誤差：5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原1、技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)任務(wù)要求和測區(qū)情況，在小比例尺地圖上，擬定最合理的水準(zhǔn)網(wǎng)或水準(zhǔn)路線的布設(shè)方案。

一等水準(zhǔn)路線應(yīng)沿路面坡度平緩、交通不太繁忙的交通路線布設(shè)，二等水準(zhǔn)路線盡量沿公路、大河及河流布設(shè)，沿線交通較為方便。水準(zhǔn)路線應(yīng)避開土質(zhì)松軟的地段和磁場甚強(qiáng)的地段，并應(yīng)盡量避免通過大的河流、湖泊、沼澤與峽谷等障礙物。三、水準(zhǔn)路線的設(shè)計(jì)、選點(diǎn)和埋石5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理1、技術(shù)設(shè)計(jì)三、水準(zhǔn)路線的設(shè)計(jì)、選點(diǎn)和埋石5.2國家高程2、選點(diǎn)圖上設(shè)計(jì)完成后，須進(jìn)行實(shí)地選線，其目的在于使設(shè)計(jì)方案能符合實(shí)際情況，以確定切實(shí)可行的水準(zhǔn)路線和水準(zhǔn)點(diǎn)的具體位置。選定水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，必須能保證點(diǎn)位地基穩(wěn)定、安全僻靜，并利于標(biāo)石長期保存與觀測使用。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡可能選在路線附近的機(jī)關(guān)、學(xué)校、公園內(nèi)。不宜在易于淹沒和土質(zhì)松軟的地域埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)石，也不宜在易受震動(dòng)和地勢隱蔽而不易觀測的地方埋石。水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位選定后，應(yīng)填繪點(diǎn)之記，繪制水準(zhǔn)路線圖及結(jié)點(diǎn)接測圖。5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理2、選點(diǎn)5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理3、埋石水準(zhǔn)標(biāo)石作用是在地面上長期保留水準(zhǔn)點(diǎn)位和永久地保存水準(zhǔn)測量成果，為各種測量工作和其他科研工作服務(wù)。按用途區(qū)分，水準(zhǔn)標(biāo)石有基巖水準(zhǔn)標(biāo)石、基本水準(zhǔn)標(biāo)石和普通水準(zhǔn)標(biāo)石三種類型。

5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理3、埋石5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理四、水準(zhǔn)路線上的重力測量

因精密水準(zhǔn)測量成果需進(jìn)行重力異常改正，故在一、二等水準(zhǔn)路線沿線要進(jìn)行重力測量。高程大于4000m或水準(zhǔn)點(diǎn)間的平均高差為150-250m的地區(qū)，一二等水準(zhǔn)路線上每個(gè)點(diǎn)都要測重力。高差大于250m的測段，在地面傾斜變化處加測重力。

高程在1500-4000m或水準(zhǔn)點(diǎn)間平均高差為50-150m的地區(qū)，一等水準(zhǔn)路線重力點(diǎn)間的平均距離應(yīng)小于11km；二等應(yīng)小于23km；在西北、西南和東北邊境等有較大重力異常地區(qū)，一等路線每個(gè)點(diǎn)都要測重力。

在由青島原點(diǎn)到大地原點(diǎn)的一等路線上，應(yīng)逐點(diǎn)測定重力。5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理四、水準(zhǔn)路線上的重力測量5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理五、我國國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)概況

我國國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)，按照布測目的、完成年代、采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和高程基準(zhǔn)等，基本上可分為三期：第一期主要是1976年以前完成的，以1956年黃海高程基準(zhǔn)起算的各等級水準(zhǔn)網(wǎng)；第二期主要是1976年至1990年完成的，以“1985國家高程基準(zhǔn)”起算的國家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)；第三期是1990年以后進(jìn)行的國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測和局部地區(qū)二等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測，現(xiàn)已完成外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)平差計(jì)算工作，成果已提供使用。5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理五、我國國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)概況5.2國家高程控制網(wǎng)建立的基城市與工程水準(zhǔn)網(wǎng)分二、三、四等3個(gè)等級布設(shè)，精度與相應(yīng)等級的國家水準(zhǔn)網(wǎng)一致。首級網(wǎng)一般要求布設(shè)成閉合環(huán)形，加密時(shí)可布設(shè)成附合和結(jié)點(diǎn)圖形。上海地面每年約沉降1厘米，有些城市如蘇州、寧波更大，北方城市，特別是華北平原的城市，因大量開采地下水，地面沉降更是驚人。起始高程應(yīng)采用穩(wěn)定的基巖點(diǎn)。1、水準(zhǔn)測量建立城市及工程高程控制網(wǎng)

水準(zhǔn)測量是建立工程高程控制網(wǎng)的主要方法。城市和工程建設(shè)的水準(zhǔn)測量的實(shí)施，和國家等級水準(zhǔn)測量相似，其主要步驟一般是：水準(zhǔn)網(wǎng)圖上設(shè)計(jì)、選點(diǎn)、標(biāo)石埋設(shè)、外業(yè)觀測、平差計(jì)算和成果表的編制等內(nèi)容。

5.3城市和工程建設(shè)高程控制測量城市與工程水準(zhǔn)網(wǎng)分二、三、四等3個(gè)等級布設(shè)，精度與相5.3城市和工程建設(shè)高程控制測量圖上設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：

1、沿坡度較小的道路布設(shè)，避免跨越水域；2、水準(zhǔn)路線若與高壓線或地下電纜平行，則應(yīng)布設(shè)在50m以外，以避免電磁場對水準(zhǔn)測量的影響。3、應(yīng)考慮下級網(wǎng)的加密需要；4、盡可能布設(shè)成環(huán)形或結(jié)點(diǎn)形，也可以是附合路線，水準(zhǔn)點(diǎn)密度：一般地區(qū)2--4km，城區(qū)和工業(yè)區(qū)：1--2km5、應(yīng)該與國家點(diǎn)聯(lián)測，以統(tǒng)一高程系統(tǒng)6、注意已有測量成果的利用5.3城市和工程建設(shè)高程控制測量圖上設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：5.3城市和工程建設(shè)高程控制測量2、三角高程測量建立工程高程控制網(wǎng)

高程導(dǎo)線各邊的高差測定宜采用對向觀測。規(guī)定：1）由兩個(gè)單向算得的高程不符值不大于（s1、s2為兩個(gè)單方向的邊長，km）2）由對象觀測所求得的高差較差不應(yīng)大于0.1S（m）（S為邊長，km）3）高差閉合差不應(yīng)大于5.3城市和工程建設(shè)高程控制測量2、三角高程測量建立工程5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀一、精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的主要特點(diǎn)1.精密水準(zhǔn)儀的分類5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀一、精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的主要5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀2.精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的主要特點(diǎn)1）精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高質(zhì)量的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)堅(jiān)固穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu)高精度的測微器裝置高靈敏的管水準(zhǔn)器高性能的補(bǔ)償器裝置5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀2.精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的主要2）精密水準(zhǔn)尺的特點(diǎn)當(dāng)外界溫度和濕度發(fā)生變化時(shí)，水準(zhǔn)尺分劃間的長度必須保持穩(wěn)定，或有微小的變化。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都很小。水準(zhǔn)標(biāo)尺在構(gòu)造上應(yīng)保持全長筆直，尺身不易發(fā)生變形。尺身上應(yīng)附有圓水準(zhǔn)器裝置。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的顏色和標(biāo)尺的顏色應(yīng)協(xié)調(diào)，分辨清晰。5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀2）精密水準(zhǔn)尺的特點(diǎn)5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)標(biāo)尺有5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)標(biāo)尺有讀數(shù)：197.150cm測微器讀數(shù)窗水準(zhǔn)器視窗楔型絲5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀讀數(shù)：測微器水準(zhǔn)器楔型絲5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀WildN3精密水準(zhǔn)儀與分格值為10mm的精密因瓦水準(zhǔn)尺配套使用,標(biāo)尺的基輔差為301.55cm.5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀WildN3精密水準(zhǔn)儀與分格值為10mm的精密因瓦水準(zhǔn)尺5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀148.653cm5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀148.653cm自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀Koni007（德國蔡司）與分格值為5mm的精密銦瓦水準(zhǔn)尺配套使用。5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀Koni007（德國蔡司）與分格值為5mm的精自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀Ni002（瑞士威特）特點(diǎn)：沒有水平方向制動(dòng)，目鏡可以在儀器上沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。與分格值為5mm的精密銦瓦水準(zhǔn)尺配套使用。5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀特點(diǎn)：沒有水平方向制動(dòng)，與分格值為5mm的精密5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀6）電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)顯示水平視線讀數(shù)和視距。通過物鏡獲取水準(zhǔn)尺圖象，通過儀器的處理系統(tǒng)，將圖象信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示。能與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。基本避免了人為的觀測誤差（視差、水準(zhǔn)器精平誤差、瞄準(zhǔn)誤差、估讀數(shù)誤差。5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀6）電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)顯示水平5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀要求豎絲位于條碼帶上，否則不能讀數(shù)要求尺子立直（以圓氣泡為準(zhǔn)），否則拒絕工作。5.4精密水準(zhǔn)測量儀器—水準(zhǔn)儀要求豎絲要求尺子立直（以圓氣泡為準(zhǔn)），否則拒絕工作。5.45.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響水準(zhǔn)測量誤差一般可分：1儀器誤差2外界因素3觀測誤差（在精密水準(zhǔn)測量中影響很小，不到0.1mm）5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響水準(zhǔn)測量誤差一般可分1、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸不平行的誤差（1）i角的誤差影響對一測站高差的影響：對一測段高差的影響：5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響儀器誤差1、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸不平行的誤差（1）i角的誤差影響對一測站5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響理論上若前后視距相等則此項(xiàng)誤差為0，但在實(shí)際工作中難以做到前后視距嚴(yán)格相等。所以有必要討論前后視距不等差的容許值問題：設(shè)i=15″,δs=0.1mm（此時(shí)認(rèn)為此項(xiàng)誤差對高差的影響小到可以忽略不計(jì)），則可得出前后視距差的容許值為：顧及各種外界因素的影響，規(guī)定二等水準(zhǔn)測量前后視距差應(yīng)不超過1m。為了避免各種誤差的累積，還規(guī)定測段中前后視距累積差不超過3m。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響理論上若前后視距相等5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響（2）φ角誤差的影響若儀器不存在i角誤差，則在儀器的垂直軸嚴(yán)格垂直時(shí)，交叉誤差并不影響在水準(zhǔn)標(biāo)尺上的讀數(shù)，因?yàn)閮x器在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸在垂直面上的投影仍保持互相平行，因此對水準(zhǔn)測量并無不利影響。若垂直軸有傾斜時(shí)，則會(huì)對測量成果產(chǎn)生影響，應(yīng)對水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)軸和交叉誤差進(jìn)行檢校。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響（2）φ角誤差的影響2、水準(zhǔn)標(biāo)尺長度誤差的影響f為水準(zhǔn)標(biāo)尺每米間隔平均真長誤差

對一個(gè)測站高差應(yīng)加的改正數(shù)對一個(gè)測段高差應(yīng)加的改正數(shù)（1）水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長度誤差的影響5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響2、水準(zhǔn)標(biāo)尺長度誤差的影響f為水準(zhǔn)標(biāo)尺每米間隔平均真長誤差（（2）兩水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)差的影響消除方法：把路線的測站數(shù)設(shè)為偶數(shù)站5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響（2）兩水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)差的影響消除方法：把路線的測站數(shù)設(shè)為偶5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響外界因素誤差1、溫度變化對i角的誤差影響給儀器打傘；觀測前，將儀器預(yù)先從箱中取出，使儀器充分地與周圍空氣溫度一致。采用下列觀測方法可削弱其影響：奇數(shù)站：后（基）——前（基）——前（輔）——后（輔）偶數(shù)站：前（基）——后（基）——后（輔）——前（輔）減弱方法：5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響外界因素誤差1、溫度2、大氣折光的影響削弱方法：①使前后視距相等；②使視線離地面具有足夠的高度；③避免在日出后半小時(shí)、日落前半小時(shí)和正午進(jìn)行觀測。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響2、大氣折光的影響削弱方法：5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來3、儀器和水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺臺(tái)或尺樁）垂直位移的影響（1）儀器下沉減弱方法：觀測前，將儀器踩實(shí)；采用后前前后的觀測程序可較好的消除此項(xiàng)誤差的影響。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響3、儀器和水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺臺(tái)或尺樁）垂直位移的影響（1）儀器下沉（2）水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺臺(tái)或尺樁）下沉水準(zhǔn)標(biāo)尺的下沉主要是發(fā)生在遷站過程中，由原來的前視尺變?yōu)楹笠暢邥r(shí)尺子產(chǎn)生了下沉，于是總是使后視尺的讀數(shù)偏大，使各測站的高差都偏大。減弱方法：進(jìn)行往返測，高差取平均后水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺臺(tái)或尺樁）下沉的誤差影響可大大減少。往返測盡可能路線相同。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響（2）水準(zhǔn)標(biāo)尺（尺臺(tái)或尺樁）下沉水準(zhǔn)標(biāo)尺的下沉主要是發(fā)生在5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響4、電磁場對水準(zhǔn)測量的影響電磁場對光線（包括水準(zhǔn)測量視準(zhǔn)線）位置的正確性有系統(tǒng)性的影響，并且與電流強(qiáng)度有關(guān)。消除或減弱方法：與輸電線平行時(shí)，使水準(zhǔn)路線離輸電線50m以外。與輸電線相交時(shí)，夾角應(yīng)為直角，并且將水準(zhǔn)儀嚴(yán)格地安置在輸電線的下方，標(biāo)尺點(diǎn)與輸電線成對稱布置。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響4、電磁場對水準(zhǔn)測量5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響5、磁場對補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的影響磁場對補(bǔ)償器產(chǎn)生影響，使補(bǔ)償器發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以致使視準(zhǔn)線產(chǎn)生變化。消除或減弱方法：改進(jìn)補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)和選用新型非磁性材料。使用精密水準(zhǔn)器水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測。5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響5、磁場對補(bǔ)償式自動(dòng)觀測誤差5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響按照要求，認(rèn)真觀測。在精密水準(zhǔn)測量中影響很小，不到0.1mm觀測誤差5.6精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響按照要求，認(rèn)5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施1、精密水準(zhǔn)測量的一般規(guī)定：1）前后視距應(yīng)盡量相等，其限差規(guī)定為：一等：△D≤0.5m,∑△D≤1.5m,二等：△D≤1.0m,∑△D≤3.0m消減：與D有關(guān)的誤差影響，如：i角誤差、垂直折光影響等2）相鄰測站按奇、偶數(shù)測站的觀測程序進(jìn)行觀測，即分別按“后前前后”、“前后后前”的觀測程序。消減：與時(shí)間成比例均勻變化的誤差影響。如：i角的變化、儀器的垂直位移等影響。5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施1、精密水準(zhǔn)測量的一般規(guī)定：5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施3）每個(gè)測段上，測站數(shù)應(yīng)安排成偶數(shù)消減：水準(zhǔn)尺零點(diǎn)差、交叉誤差在儀器豎軸傾斜時(shí)對觀測高差的影響。4）每測段應(yīng)進(jìn)行往、返測消減：同性質(zhì)、同符號的誤差影響。如：儀器、水準(zhǔn)尺垂直位移的誤差影響。5）每測段的往返觀測應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行（如上午或下午）5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施3）每個(gè)測段上，測站數(shù)應(yīng)安排成偶數(shù)2、精密水準(zhǔn)測量的觀測1）觀測程序往測觀測程序：奇數(shù)站：“后前前后”即后視基本分劃、前視基本分劃、前視輔助分劃、后視輔助分劃偶數(shù)站：“前后后前”即前視基本分劃、后視基本分劃、后視輔助分劃、前視輔助分劃返測觀測程序：奇、偶數(shù)站的觀測程序與往測時(shí)完全相反即奇數(shù)站：“前后后前”；偶數(shù)站：

“后前前后”5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施2、精密水準(zhǔn)測量的觀測1）觀測程序5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施2）水準(zhǔn)測量限差（見教材249頁）3）水準(zhǔn)測量精度（1）每公里往返高差平均值的中誤差為：△—測段往返測高差不符值，單位：mmR—測段的長度，單位：kmn—測段的個(gè)數(shù)5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施2）水準(zhǔn)測量限差（見教材249頁）5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施水準(zhǔn)測量等級一等二等三等四等MΔ的限值≤±0.45mm≤±1.0mm≤±3.0mm≤±5.0mmMW的限值≤±1.0mm≤±2.0mm≤±6.0mm≤±10.0mm（2）由N個(gè)環(huán)長為F、環(huán)閉合差為W的閉合環(huán)求得的每公里高差中誤差為：W—環(huán)水準(zhǔn)路線的高差閉合差(mm)F—環(huán)水準(zhǔn)路線長度（km)N—環(huán)水準(zhǔn)路線的個(gè)數(shù)5.7精密水準(zhǔn)測量的實(shí)施水準(zhǔn)測量等級一等二等三等四等MΔ的5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算1、水準(zhǔn)面不平行性

水準(zhǔn)面的不平行性，對水準(zhǔn)測量的影響有:

(1)用水準(zhǔn)測量測得兩點(diǎn)間的高差隨路線不同而有差異

(2)閉合環(huán)形路線閉合差不等于零，稱為理論閉合差。5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算1、水準(zhǔn)面不平行性5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算1）正高高程系統(tǒng)BCdHdhW=WBW=W0O大地水準(zhǔn)面A點(diǎn)水準(zhǔn)面A式中：為鉛垂線BC上的平均重力加速度值。5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算1）正高高程系統(tǒng)BC5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算2）正常高高程系統(tǒng)將正高系統(tǒng)中不能精確測定的用正常重力代替，便得到另一種系統(tǒng)的高程，稱其為正常高。我國規(guī)定采用正常高高程系統(tǒng)作為我國高程的統(tǒng)一系統(tǒng)。為大地緯度B。5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算2）正常高高程系統(tǒng)將5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算

第一項(xiàng)為主項(xiàng)，是水準(zhǔn)測量測得的高差，第二項(xiàng)中的是水準(zhǔn)路線上各點(diǎn)的重力值，因緯度而異，所以此項(xiàng)即為正常位水準(zhǔn)面不平行改正數(shù)。它與第一項(xiàng)的和稱為概略高程。第三項(xiàng)是由正常位水位面與重力等位面不一致引起的，稱為重力異常改正項(xiàng)。5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算第5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算正常高高差的實(shí)際計(jì)算公式

為A、B兩點(diǎn)平均緯度，

為A、B兩點(diǎn)平均高度。為正常位水準(zhǔn)面不平行引起的高差改正5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算正常高高差的實(shí)際計(jì)算5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算為由重力異常引起的高差改正計(jì)算時(shí)，以毫伽為單位，取至0.1mGal?！鱄是A、B兩點(diǎn)間的高差，取整米，△γ為正常重力差。5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算為由重力異常引起的高5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算3）力高和地區(qū)力高系統(tǒng)（了解）一點(diǎn)的力高就是水準(zhǔn)面在緯度45°處的正常高一點(diǎn)的地區(qū)力高就是水準(zhǔn)面在該測區(qū)平均緯度處的正常高同一個(gè)重力位水準(zhǔn)面上兩點(diǎn)的正高或正常高是不相等的。對于大型水庫等工程項(xiàng)目，它的靜止水面是一個(gè)重力等位面，在設(shè)計(jì)、施工、放樣等工作中，通常要求這個(gè)水面是一個(gè)等高面。這時(shí)若繼續(xù)采用正常高或正高顯然是不合適的，為了解決這個(gè)矛盾，可以采用所謂力高和地區(qū)力高系統(tǒng)，它按下式定義：5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算3）力高和地區(qū)力高系5.9正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算說明：1、正常高與正高不同，它不是地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的距