第五章高程控制测量
高程控制测量方法
高程控制测量方法高程控制是测量中的重要内容之一，其目的是确定地表或物体的高程值。
高程控制测量方法主要包括水准测量法、GPS测量法和雷达测量法等多种方法。
水准测量法是最早也是最常用的一种高程控制测量方法。
它利用水平线与重力垂直的特性，通过测量水准仪的视线高度差以及通过水准仪上的刻度尺进行测量，确定地点的高差。
水准测量法具有较高的精度，可以达到亚毫米级别，但其缺点是需要进行长距离的测量，测量过程繁琐且耗时较长。
GPS测量法是近年来发展起来的一种高程控制测量方法。
GPS（全球定位系统）是利用地球上的多颗卫星发射的信号进行定位的技术，其中包括高程信息。
通过收集多颗卫星发射的信号并进行数据处理，可以确定测量点的高程值。
GPS测量法具有高度灵活性、快速性和精确性，并且可以进行远距离的高程控制测量。
其缺点是受地形和建筑物遮挡等因素的影响较大，精度相对较低。
雷达测量法是利用雷达测距原理进行高程控制测量的一种方法。
雷达测距原理是通过发射射频信号并接收回波信号，根据信号的传播时间和速度计算目标物体与测量仪器之间的距离。
通过在雷达测量仪上设置高度测量模块，可以测量物体的高程值。
雷达测量法具有快速、自动化、非接触等优点，可以有效地避免地形和建筑物的遮挡问题，但其需要较高的设备投资成本。
除了以上三种主要的高程控制测量方法外，还有一些其他的方法也可以用于高程控制测量。
例如，激光测距法利用激光束在空中传播的速度和传播时间测量目标物体的高程值；大地水准面插值法通过对已知高程点进行插值计算，确定待测点的高程值；气压高程控制测量法利用大气压力与高度之间的关系进行高程测量等。
这些方法在实际测量中根据具体的需求和实际情况选择使用。
总结起来，高程控制测量方法有水准测量法、GPS测量法、雷达测量法等多种方法。
每种方法都有其优缺点，可以根据具体要求和实际情况选择使用。
水准测量法具有较高的精度但耗时繁琐，GPS测量法具有快速灵活的特点但受地形和建筑物遮挡等因素影响，雷达测量法具有自动化和非接触的优点但需要较高的设备投资成本。
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绪论控制测量学的任务及其作用控制测量学的主要任务是什么？平面控制网分成几类？他们的作用各是什么？控制测量学与大地测量学的主要区别是什么？他们又有什么联系？如何理解控制网有控制全局的作用？地球的形状和测量的基准面什么是水准面？什么是大地水准面？测量外业所依据的基准面和基准线是什么测量成果计算的基准面是什么？总地球椭球与参考椭球的区别何在？为什么参考椭球可能有很多个？地面上任何一点的重力取决于什么？为什么说垂线方向主要受引力影响？决定地面上一点位置可以有哪几种坐标系来表示？何谓大地经度和大地纬度？什么叫垂线偏差？什么叫大地水准面差距？三角测量的一般知识布设平面控制网有哪几种传统方法？三角测量的基本原理是什么？分别解释平面控制网的起算数据，观测元素，推算元素的意义。
他们之间的相互关系如何？试归纳工程测量三角网计算数据是如何获得的，方法有哪几种？分别叙述三角网、导线网、边角网的必要起算数据和观测元素是什么？何谓独立网？何谓非独立网？国家三角网的布设原则国家三角网的布设原则是什么？试述分级布网，逐级控制的必要性。
推证平面控制点所控制的面积与边长的关系式。
各等级三角网的作用，技术规格和要求是什么？为什么布设三角网要有统一的规格。
国家三角网的布设方案一、二等国家三角网的布设方案是怎样的？三、四等国家三角网的布设方案又是怎样的？何谓插点法、插网法、插锁法？他们各有什么优缺点？为什么说插网法用得比较广泛？三角测量的精度估算进行精度估算的目的是什么？它与平差中的精度评定有什么异同点？三角形最有利形状的结论是什么？如何得来？为什么要在三角锁的两端加测起算边和起算方位角？平面控制网的技术设计为什么要编制技术设计书？技术设计书的主要内容有哪些？现场踏勘的主要内容有哪些？怎样进行图上设计？图上设计对点位的基本要求是什么？图上设计的主要内容和步骤是什么？平面控制网的选点、造标和埋石实地选点时，对点位提出哪些要求？为什么？精密测角仪器的结构和特点经纬仪测角的基本原则是什么？精密经纬仪水准器、水平度盘、垂直度盘、测微器、纵横轴系等部件，分别解决了哪些矛盾？如何解决的？观测过程中仪器没有精确整平对观测带来何种影响？造成?瞧鞑荒芫 氛 降脑 蚴鞘裁矗渴允龆僚谭只 蟛畹男灾始凹跞跗溆跋斓拇胧 ＜扑?2c 的目的是什么？2c 变化过大说明什么问题？精密测角误差的来源及其影响影响目标成像质量的主要原因是什么？因采取什么措施来保证成像质量？旁折光是怎样产生的？什么样的地形地貌容易产生旁折光？有什么措施可以减弱其影响？为了减弱仪器误差，使用水平微动螺旋和垂直微动螺旋应注意什么？为什么？观测成果的验算为什么要进行验算？或验算的目的是什么？试述制定三角形闭合差、极条件闭合差、起算边条件闭合差的限值的基本思想。
高程控制测量技术设计方案的主要内容
高程控制测量技术设计方案的主要内容高程控制测量技术设计方案的主要内容包括以下几个方面：1. 目标确定：确定测量的目标，如建筑物、土地、道路等，以及测量的范围和精度要求。
2. 测量仪器选择：根据测量目标的特点和精度要求，选择合适的测量仪器，如自动水准仪、全站仪、GPS测量系统等。
3. 测量路线规划：根据测量目标的位置和形状，确定测量路线，包括测量基线的选择和布设，以及测量点的分布和布设。
4. 控制点的设置：确定一些已知高程的控制点，可以通过水准测量或GPS测量获得其精确高程值，并将其作为测量的参考点。
控制点的设置应具备代表性和稳定性，以确保测量结果的可靠性。
5. 测量技术和方法：根据测量目标和仪器的特点，选择合适的测量方法和技术，如水准测量、三角高程网测量、GPS测量等。
在实际测量过程中，需要注意仪器的校准和使用方法，以及测量数据的处理和分析。
6. 数据处理和分析：对测量得到的数据进行处理和分析，包括高程数据的纠正和平差，误差的估计和控制，以及结果的可视化和报告。
7. 质量控制：在测量过程中，需要进行质量控制，包括检查仪器的精度和稳定性，对控制点进行检查和校正，以及对数据进行验证和比对，以确保测量结果的准确性和可靠性。
8. 安全措施：在测量过程中，需要遵守相关安全规定和操作规程，如在施工现场进行测量时需要注意周围环境和工作人员的安全，以及仪器的正确使用和保护。
9. 报告撰写：根据测量结果，编制测量报告，包括测量目标和范围的描述，测量方法和技术的说明，测量数据和处理结果的汇总和分析，以及对测量精度和可信度的评估。
以上是高程控制测量技术设计方案的主要内容，不同的测量项目和要求可能会有所不同，具体的设计方案需要根据实际情况进行确定和调整。
高程控制测量—等外水准测量
fh容 40 L 40 11.9 137.986(mm) fh 13mm
• 结论本次普通水准测量的成果满足规范要求
高程控制测量
• 第四步：计算各测段改正数
•
BM1-1段的改正数
V
1
fh L
L1
0.013 1.8km 11.9km
0.0091m
•
1-2段的改正数 V
2
fh L
L2
0.013 2.1km 11.9km
0.0106m
• 第五步：计算测段改正后的高差
hBM1~1 2.152 0.0091 2.1611m
h1~2 1.061 0.0106 1.0504m
高程控制测量
• 第六步：计算各未知点的高程
H1 H BM1 hBM11 112.235+2.1611 114.3961 H2 H1 h12 114.3961-1.0504 113.3457
• 应用 • 形式
• 闭合水准路线 • 附合水准路线 • 支水准路线
高程控制测量
• 测量工作,误差在所难免，应采取下列手段限制误差
• 计算校核
• 后视读数总和与前视读数总和之差数，应等于高差的代数和。
• 测站校核 • 双仪高法 • 双面尺法
• 成果校核
• 由于测量误差的影响，使沿水准路线测得的起终点的高差值与起 终点的实际应有高差值不相吻合，其二者差值，称为高差闭合差
项目一 高程控制测量
高程控制测量
内容提要 • 等外水准测量
• 水准测量、计算的方法原理 • 闭合水准路线测量 • 附合水准路线测量 • 支水准测量
高程控制测量
• 水准测量连续设站的测量方法
高程控制测量
高程控制测量
桥梁施工测量
置控 镜制 点点
边长
坐标方位角 °′ ″
墩 台 号
边长
坐标方位角 °′ ″
0# 161.4192 145 04 25.8
D2 141.7931 40 39 40.4 1# 141.8365 139 20 24.9
•D1 D3 199.9008 83 43 49.1 2# 101.9071 114 55 28.3 D4 151.0969 142 17 32.5 3# 94.7837 77 09 57.9 4# 126.0050 47 10 28.8 5# 143.9781 39 55 54.1
ml
1 2
n2l
2
1 2
24 22 72 6.02mm Nhomakorabea全桥桥轴线中误差为
mL ml21 ml22 ml2N ml 3 10.43mm
二、桥梁施工平面控制测量
1. 桥梁施工平面控制网网形布设
• 在满足桥轴线长度测定和墩台中心定位精 度旳前提下，力求图形简朴并具有足够旳强 度，以降低外业观察工作和内业计算工作。
• 在桥梁控制网网形设计和布网时，应充分 考虑每个墩台中心交会时交会角旳大小， 必要时，可根据情况增设插如点或精密导 线点作为次级控制点。
测设数据计算
• 为了便于作业，应根据控制点旳坐标和墩台中 心旳坐标，计算测设数据并将其编制成表。
• 墩台定位测设数据主要涉及：置镜点、墩台或 控制点编号、坐标方位角、边长等。
一、桥轴线长度精度估算 1. 钢筋混凝土简支梁
设墩台中心点位放样旳极限误差为△D（一般取△D =10 mm），中误差为△D / 2，则相邻二墩台中心 旳跨距中误差为
ml
D 2
2 D 2
小区域控制测量(3)
闭合导线计算实例
点 观测角
改正数
号 （°′″） （″）/
改正角
（°′″）
1
2 107 48 30
+13
107 48 43
3
73 00 20
+12
73 00 32
4
89 33 50
+12
89 34 02
1
89 36 30
+13
89 36 43
2
总 359 59 10 和
辅 助 计 算
+50 360 00 00
时应同时观测竖角，以便进行倾斜改正。若
用钢尺丈量，则钢尺必须经过鉴定。
5.4 经纬仪导线测量的内业计算
导线测量的目的：计算导线点的坐标
1、闭合导线内业计算 1）角度闭合差计算 2）角度改正计算
3）逐边计算方位角
4）、坐标增量计算 5）、坐标增量闭合差计算
6）、坐标增量改正数计算
7）、坐标增量改正计算 8）、坐标计算
2、图根控制测量：面积在0.5km以下的测区，图根控
制网可作为首级控制。
直接供地形测图使用的控制点，称为图根控 制点，简称 图根点。 测定图根点位置的工作，称为 图根控制测 量。图根点的密度(包括高级点)，取决于测图 比例尺和地物、地貌的复杂程度。
二、高程控制测量（测定H）
布设原则：由高级到低、从整体到局部。 国家高程控制网：一、二、三、四等。 城市高程控制网：二、三、四等。 小地区高程控制网：三、四等及图根水准。
国家控制测量 城市控制测量 小区
图根控制测量
一、国家控制测量
分为：国家平面控制测量和国家高程控制测量
在全国范围内建立的控制网，称为 国家控制网。它是全 国各种比例尺测图的基本控制，并为确定地球的形状和 大小提供研究资料。
高程控制测量方法
高程控制测量方法一、引言高程控制测量是地理信息系统（GIS）中的重要组成部分，用于精确测量地表的高程信息。
高程控制测量方法是指通过一系列的测量和计算过程，确定地点的绝对高程或相对高程差异。
本文将介绍几种常用的高程控制测量方法。
二、水准测量法水准测量法是最常用的高程控制测量方法之一。
该方法通过测量水平线上不同点的高程差，来确定地点的高程。
水准测量通常采用水准仪、测量杆和水准网等工具和设备。
测量过程中，需要注意消除仪器的仪器常数和观测误差，并进行精确的数据处理和计算。
三、全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）也可以用于高程控制测量。
GPS通过接收来自卫星的信号，确定地点的经纬度和高程信息。
在高程控制测量中，GPS可以提供相对准确的高程数据。
然而，由于GPS信号在山区、城市峡谷等地形复杂的地方容易受到干扰，因此在使用GPS进行高程控制测量时需要考虑这些因素，并进行相应的数据处理和校正。
四、重力测量法重力测量法是一种通过测量地球上不同地点的重力加速度，来确定地点的高程的方法。
重力测量需要使用重力仪和重力计等专用设备。
测量过程中，需要考虑地球引力场的梯度、地球潮汐等因素的影响，并进行相应的数据处理和计算。
五、激光测距法激光测距法是一种通过测量激光束从发射器到地面的反射点的时间，来确定地点的高程的方法。
激光测距通常采用激光测距仪和接收器等设备。
测量过程中，需要考虑大气折射、地面反射率等因素的影响，并进行相应的数据处理和计算。
六、卫星测高法卫星测高法是一种通过卫星携带的雷达或激光设备，对地面进行测量，从而确定地点的高程的方法。
卫星测高可以提供高精度的高程数据，但需要考虑卫星轨道、大气延迟等因素的影响，并进行相应的数据处理和校正。
七、总结高程控制测量是地理信息系统中的重要环节，能够提供精确的高程信息。
本文介绍了几种常用的高程控制测量方法，包括水准测量法、全球定位系统（GPS）、重力测量法、激光测距法和卫星测高法。
控制测量知识点总结
控制测量知识总结1 野外测量的基准面为大地水准面，基准线为与大地水准面相垂直的铅垂线；测量计算的基准面为参考椭球面，基准线为参考椭球面的法线。
由于地表起伏以及地层内部密度变化造成质量分布不均，所以大地水准面不能作为控制测量计算的基准面2 大地水准面——完全处于静止和平衡状态的海水面扩展并延伸到大陆下面，从而形成一个处处与铅垂线方向正交的包围整个地球的封闭曲面。
参考椭球——把形状和大小与大地体相近且两者之间相对位置确定的旋转椭球。
总地球椭球——和整个大地体最为接近，密合最好的参考椭球。
垂线偏差——由于大地水准面与椭球面不可能处处重合，两者之间的夹角。
大地水准面差距——大地水准面与椭球面在某一点上的高差。
3 大地坐标系——在椭球面上建立起来的一种表示地面点位的球面坐标系(B,L,H)空间大地直角坐标系——原点O与地球质心重合，Z轴与地球自转轴重合，X轴与地球赤道面和格林尼治平均子午面的郊县重合，Y与XZ轴正交（x.,y,z）4 高斯平面坐标系：L=6N-3 N为带号，L为中央子午线经度L=3n n为带号，L为中央子午线经度Y坐标的规定值与自然值关系Y=Nm+m+y5 常规的大地测量方法有：三角测量，精密导线测量，三边测量，边角同测等6 国家平面控制网的布设原则：分级布网，逐级控制；足够的精度；足够的密度；统一的规格7 水准面的不平行性：原因是地面上的重力加速度随纬度和物质的分布情况而变化影响：多值性；产生理论闭合差理论闭合差：在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差8 正常椭球——与地球质量相等且质量分布均匀的椭球正常重力加速度——正常椭球对其表面与外部点所产生的重力加速度（只与点位纬度有关）正常位水准面——相应的正常重力加速度等位面重力异常——地面点实测重力加速度与相应的正常重力加速度的差值重力位水准面——与实测重力加速度相应的重力等位面9 正高系统——以大地水准面为高程基准面得高程系统正高——点沿铅垂线至大地水准面的距离。
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启用。
位置适中 半日潮有规律 不在江河入海口 海面开阔、无岛礁
海底平坦，水深在10m以上
第五章高程控制测量
水准原点------青岛观象山
1956年黄海高程系统，水准原点的高程值72.289m
二、三、四等3个等级。 二、水准测量的实施
图上设计应遵循以下原则： （1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影
响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。 （2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电
线或电缆50m以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。 （3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。 （4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附
每公里高差中数的全中误差来
M WW/W F /N
W ---各项改正后的闭合差，mm F ---水准环长度，km N ---水准环数。
4 一等水准网应定期复测。
第五章高程控制测量
5.2.1 国家高程控制测量
二、 国家水准网布设方案及精度要求
我国一 等水准网由 289条路线组 成，其中284 条路线构成 100个闭合环， 共计埋设各 类标石近2万 余座。全国 一等水准网 布设略图如 图所示。
m
±10′ ±2″
2s
我国水准仪第系五列章高及程控基制测本量技术参数
5.4.1 精密水准仪和水准尺的构造特点
第五章高程控制测量
5.4.1 精密水准仪和水准尺的构造特点
第五章高程控制测量
5.2国家高程控制网建立的基本原理
5.2.3 水准路线的设计、选点和埋石 1、技术设计
一等水准路线应沿路面坡度平缓、交通不太繁忙的交通 路线布设，二等水准路线尽量沿公路、大河及河流布设， 沿线交通较为方便。
水准路线应避开土质松软的地段和磁场甚强的地段，并 应尽量避免通过大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物。 2、选点
第五章高程控制测量
本章提要
本章讲述高程控制网的布设，精密水准测量、三角 高程测量。目的是解决高程控制点位置的测定问题。内 容涉及国家高程基准、高程控制网的布设、精密水准仪 与水准尺、精密水准测量的主要误差来源及其影响、精 密水准测量的实施、正常水准面不平行性及其改正数计 算、水准测量的概算、三角高程测量
第五章高程控制测量
5.2国家高程控制网建立的基本原理
3 水准测量应达到足够的精度
各等级水准测量的精度，是用每公里高差中数的偶然
中误差和每公里高差中数的全中误差来表示的。
第五章高程控制测量
5.2国家高程控制网建立的基本原理
每公里高差中数的偶然中误差
M /R /4 (n )
M ---测段往返高差不符值，mm R ---测段长度，km n ---测段数。
[重点]精密水准仪与水准尺、精密水准测量
的实施、三角高程测量 [难点]正常水准面不平行性及其改正数计算
第五章高程控制测量
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５.1 国家高程基准
高程基准面就是地面点高程的统一起算面，因此通常 采大地水准面作为高程基准面。
大地水准面是假想海洋处于完全静止的平衡状态时的 海水面延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面。
第五章 高程控制测量
[本章提要]： 5.1 国家高程基准 5.2 国家高程控制网建立的基本原理 5.3 城市和工程建设高程控制测量
5.4 精密水准仪 5.5 精密水准仪和水准尺的检验 5.6 精密水准测量的主要误差来源及其影响 5.7 精密水准测量的实施 5.8 跨河精密水准测量 5.9 正常水准面不平行性及其改正数计算 5.10 水准测量的概算 5.11 三角高程测量
1985年国家高程基准，水准原点的高程值72.2604m
两系统相差-0.0286m
主点—原点、参考点和副点共6个
点组成水准原点网。
第五章高程控制测量
5.2国家高程控制网建立的基本原理 一、国家高程控制网的布设原则：
1.从高级到低级、逐级控制；
第五章高程控制测量
5.2国家高程控制网建立的基本原理
2 水准点应该有足够的密度；
水准点点位选定后，应填绘点之记，绘制水准路线图及 结点接测图。 3 、埋石 5.2.4 水准路线上的重力测量 因精密水准测量成果需进行重力异常改正，故在一、二等 水准路线沿线要进行重第力五章测高量程控。制测量
5.3 城市和工程建设高程控制测量
一、城市和工程建设高程控制网概述 城市测量和工程测量技术规范规定：水准测量依次分为
1.精密水。S是“水” 字的意思, 数字表示偶然中误差，Z表示自动安平。
技术参数项目
水准仪系列型号
每公里往返平均高差中误差 望远镜放大率
望远镜有效孔径 管状水准器格值 测微器有效量测范围 测微器最小分格值
自动安平水 补偿范围
准仪
安平精度
补偿性能 安平时间不长于
S05
≤0.5mm ≥40倍 ≥60mm
10″/2mm 5mm 0.1mm
±8′ ±0.1″
2s
S1
≤1mm ≥40倍 ≥50mm 10″/2m
m 5mm 0.1mm
±8′ ±0.2″
2s
S3 ≤3mm ≥30倍 ≥42mm 20″/m
m
±8′ ±0.5″
2s
S10 ≤10mm ≥25倍 ≥35mm 20″/2m
第五章高程控制测量
第五章高程控制测量
第五章高程控制测量
5.4 精密水准仪与水准尺
５.4.１ 精密水准仪的构造特点 ５.4.２ 精密水准标尺的构造特点 ５.4.３ Wild N3精密水准仪 ５.4.４ Zeiss Ni 004精密水准仪 ５.4.５ 国产S1型精密水准仪
第五章高程控制测量
5.4.1 精密水准仪和水准尺的构造特点
合路线。水准点间的距离：一般地区为2～4km；城市建筑区和工业区为 1～2km。
（5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。 （6）注意测区已有水准测量成果的利用。
第五章高程控制测量
5.3 城市和工程建设高程控制测量 点位的稳固安全，并能长期保存，便于施测。 一般要求离铁路的距离应大于50m，离公路的距离应大于 20m。 工程测量中常用的普通水准标石是由柱石和盘石两 部分组成，标石上面嵌设有铜材或不锈钢金属标志。