高程控制测量

高程控制测量水准数据合格的判定指标有哪些？§1水准测量一、注意事项1、选择合适的观测环境---温度变化小、阴天无风天气，以下情况不应测量：（1）日出后与日落前30min内；（2）中午前后两个小时内；（3）水准尺影像跳动剧烈时；（4）气温突变时；（5）风力过大时致尺与仪器不能稳定时。2、精密水准仪需1mm级或更高精度，并经过年检。3、选择合适的水准路线：（1）坡度小；（2）避开土质松软、强电磁场地段；（3）避开高速公路（30m）、铁路（50m）；（4）避免通过人车频繁街道、河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物。4、仪器的检验与校正（1）圆水准器的检验与校正使圆水准气泡居中，然后旋转180°，气泡仍居中，无需检验；否则需要校正。旋转水准仪180°后，调整圆水准的三个校正螺旋，使气泡向中心位置移动偏移量的一半，其另一半通过脚螺旋调整；不断重复。（2）i角检校a方法：b方法：二、测量过程的要求测量开始前水准仪开箱30min，并预热测量不少于20次。测段间架设偶数测站进行测量。数字水准仪往返测观测顺序：奇数站---后前前后偶数站---前后后前精密水准的误差来源1、两水准尺零点差的影响两把尺子的零点误差不等对测站高差造成误差。将测段上安排成偶数站，并水准尺轮流作为前尺和后尺。2、仪器和尺子下沉误差影响（1）仪器下沉消除办法：采用后前前后观测顺序。（2）尺子下沉搬站过程中的前视尺转为后尺的下沉，总使后视读数偏大，每个测站高差都偏大，成系统误差影响。消除办法：往返测；尺垫置于坚硬地面上，水准尺放置半分钟后再进行观测。3、大气垂直折光的影响光线弯向密度大的一方，形成垂直折光，对测量高差造成影响。若是倾斜地面，离地面近的大气密度大，发生较大的垂直折光，前后不能消除。选择缓坡或缩短视距。为了减弱垂直折光对观测高差影响，规范还规定每一测段的往测和返测分别在上午和下午，可以减弱大气垂直折光影响。4、电磁场对水准测量的影响布设水准路线离输电线50m以外；若跨越时，垂直通过，并将水准仪安置在输电线正下方。回顾一下：（1）“后前前后”和“前后后前”的观测顺序主要基于什么原因考虑？（2）精密水准测量中，测段为什么要求偶数站完成？三、测站检查等级视线长度视距差视距累计差视线高度重复测量次数一等≥4且≤30≤1.0≤3.0≥0.65且≤2.80≥3次二等≥3且≤50≤1.5≤6.0≥0.55且≤2.80≥2次精密水准≥3且≤60≤2.0≤6.0≥0.45且≤2.80≥2次单位：m四等≤100≤5.0≤10.0≥0.2等级基辅分划读数差基辅分划所测高差之差检查间歇点高差之差一等0.30.40.7二等0.40.61精密水准0.50.71注：（1）单位为mm（2）对于数字水准仪，同尺两次读数之差不设限差，两次高差所测高差执行基辅分划所测高差之差的限差。四等35四、往返测高差不符值、环闭合差检查等级测段、区段、路线往返测高差不符值附合路线或环闭合差检测已测段高差之差平原山区一等1.8√K环：2√L3√R二等4√K0.8√n（高铁）4√L6√R精密水准8√K8√L8√R注：K为测段、区段、路线长度，单位km；n为总测站数；L为水准路线长度，单位km；R为检测测段长度，单位km。四等20√L（6√n）五、测量精度检查测量等级一等二等精密水准M△0.4512MW124单位：mm四等510每千米高差偶然中误差计算公式：Δ：测段往返测高差不符值（mm）；L：测段长度（km）；n：测段数。nLM4/附合路线或环线超过20个（高铁）时，以附合或环线闭合差计算每千米高差全中误差，计算公式为：W：经过改正后的水准环闭合差（mm）；L：水准环线周长（km）；N：水准环数。NLWWMW/ABABdhHH正常正常二、三等水准测量与国家水准点附合时，高山地区除应进行正常水准面不平行修正外，还应进行其重力异常的归算修正。两点高差为：mmH'2sin0000015395.0Hgmm0)(2701072.03086.0HH高出椭球面H处的点的正常重力计算公式：为水准椭球面上的正常重力值，采用1901至1909年赫尔莫特正常重力公式：）（sin2000007.0sin005302.01030.97820往返测高差不符值超限的处理：a）重测的高差与同方向原测高差的不符值超过往返测高差不符值，但与另一单程的不符值不超限，取重测结果；b）若同方向两高差不符值未超限，且其中数与另一单程高差的不符值也不超限，取同方向中数作为该单程的高差；c）若a中的重测高差（或b中两同方向高差中数）与另一单程的高差不符值超出限差，应重测另一单程；d）若超限测段经过两次或多次重测后，出现同方向观测结果靠近而异向观测结果间不符值超限的分群现象时，如果同方向高差不符值小于限差之半，则取原测的往返高差中数作为往测结果，取重测的往返高差中数作为返测结果。《建筑变形测量规范》中规定不同监测等级的测站视线长度、视距差、累计差、基辅高差之差等测站限差及测站高差中误差基坑回弹观测时要求最弱观测点相对邻近工作基点的高程中误差不得大于±1.0mm。六、变形监测水准测量的技术要求《建筑变形测量规范》对水准测量的技术要求变形测量级别观测点测站高差中误差（mm）视线长度(m)视距差(m)视距累计差(m)视线高度(m)特级±0.05≤10≤0.3≤0.5≥0.8一级±0.15≤30≤0.7≤1.0≥0.5二级±0.5≤50≤2.0≤3.0≥0.3三级±1.5≤70≤5.0≤8.0≥0.2建筑变形测量水准观测的限差（mm，n为测站数）级别基辅分划读数之差基辅分划高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差之差检测已测测段高差之差特级0.150.2≤0.1√n≤0.07√n≥0.15√n一级0.30.5≤0.3√n≤0.2√n≥0.45√n二级0.50.7≤1.0√n≤0.7√n≥1.5√n三级2.03.0≤3.0√n≤2.0√n≥4.5√n注：使用数字水准仪观测，同尺两次读数之差不设限差，两次读数所测高差之差执行基辅分划高差之差限差的规定。七、轨道控制网（CPIII）水准测量CPIII控制网水准测量应附合于线路水准基点，按精密水准测量技术要求施测，水准路线附合长度不得大于3km。CPIII水准网与线路水准基点联测时，按精密水准测量要求进行往返观测。相邻CPIII点的水准环闭合差不得大于1mm。数据处理软件必须经过相关部门评审合格。区段衔接时，前后区段独立平差重叠点高程差值应≤±3mm。后一区段CPIII网平差，应采用联测的线路水准基点及重叠段前一区段连续1~2对CPIII点高程成果进行约束平差。相邻CPIII高差中误差不应大于±0.5mm。复测与原测成果高程较差≤±3mm，相邻点的复测高差与原测高差≤±2mm时，采用原成果。较差超限时，分析原因，确认复测无误后，采用复测成果更新。§2三角高程测量AB两地面点间的高差为：NBMNEFCEMCBFh12EF为仪器高，NB为照准点觇标高，CE和MN分别为地球曲率和折光影响。RsCE220'220RsMN设KRR'，则：20202'2sRKRRRsMNK为大气垂直折光系数。当水平距离为10km时，水平距离对应的圆心角为5'，近似认为∠PCM=90°，则：120tansMCAB两点之间的高差为：220120220201201221tan22tanvisRKsvsRKiRssh0s为实测距离，一般要化为高斯平面上的长度d。1、光电测距三角高程测量技术要求注：D为测距边长；控制点应高一等级；路线等级应低于相应水准的路线限值。2、精密光电测距三角高程测量在困难地区可代替二等水准测量。全站仪标称精度不低于0.5″、1mm+1ppm，具有目标自动识别功能。反射棱镜和对中杆安装误差不大于0.1mm。观测时，同时采用两台全站仪对向观测，并进行温度气压的改正。竖直角不宜超过10°。3、精密三角高程传递线路水准基点桥面与地面高差大于3m时，水准测量传递有困难时宜采用不量取仪器高和棱镜高的中间设站光电测距三角高程测量法传递高程。仪器到棱镜的距离一般不大于100m，最大不超过150m，前后视距差不超过5m。中间设站的光电测距三角高程传递高程应进行两组独立观测，两组的高差之差不应大于2mm，满足要求后，取两组高差的平均数作为传递高差。§3跨河精密水准测量一二等水准测量跨越江河、峡谷、湖泊等障碍物的视线长度100m以内时，使用一般方法进行施测，测站上应变换仪器高，两次高差之差不超过1.5mm，取中数。视距超过100m时，根据视线长度和仪器设备选用特殊方法。跨越障碍物视线过长时：（1）前后视距不等，仪器i角误差影响随视距差的增长而增大；（2）地球曲率特别是大气垂直折光的影响增大，并且大气垂直折光受地形、视线高度、空气温度影响而发生变化。（3）水准尺上的分划值读数在望远镜中难以辨认。下图是水准路线布设，要求考虑到仪器i角的变化和大气垂直折光的影响，视距小于500m，渡河方便，能够在较短时间内完成观测工作。2211IbIb常用以下布网形式：选点需注意以下事项：（1）两岸地形相似、高度相差不大而跨越距离较短；（2）草丛、沙滩、芦苇等受日光照射后，上面空气中温度变化很快，产生折光影响复杂，避免视线穿过它们上方；（3）测站距离河水水平距离相等，并应大于2m；（4）两岸视线离水面高度应相等，不低于2m（300m以内）或4√Sm（大于300m，S为跨河视线公里数）；（5）视线高度不满足要求时，建造稳固的观测台或标架。一、光学测微法觇板用铝板制作，涂黑或白色。矩形标志线的宽度一般为视线长度的1/25000，长度为宽度的5倍。安置整平仪器后，测量人员指挥司尺员上下移动觇板，直至觇板上矩形标志线被望远镜中楔形丝平分夹住，读取觇板指标线在水准尺上的读数。再移动觇板，精确对准水准尺最近一条分划线，用光学测微器测定指标线的平移量，精确测定读数。多次测量求平均数。二、倾斜螺旋法利用水准仪微倾螺旋使视线倾斜照准对岸水准尺上特制觇板的标志线，利用视线的倾角和标志线之间的已知距离间接求取水平视线在对岸水准标尺上的精确读数。如何确定视线的倾角？通过倾斜螺旋分划鼓的转动格数或水准器气泡偏离中央位置的格数确定。跨河宽度为s米时，觇板标志线的宽度a：a=s/25（mm）d=s*80/ρ（mm）11111xlsxs11111lx同理：11212lx)(2121222111AAAxaAxaA水平视线方向读数为：一测回观测工作及程序：（1）观测近尺用光学测微器读数，进行两次照准并读数。（2）观测远尺转动光学测微器，保持平行玻璃板垂直。精确照准标志线1、2、3、4，读取倾斜螺旋分划鼓读数或水准气泡两端读数，称为往测。相反，进行返测。上述过程为上半测回。下半测回搬至对岸进行同样操作过程。)(CAah往返测测量读取标志线中间时，使符合水准气泡精确符合两次并进行微倾读数，此读数即为视线水平时微倾螺旋分划鼓的读数。近尺读数使用光学测微器测定，远尺在微倾螺旋分划鼓上进行读数，计算得到相当于视线水平时在水准尺上的读数，没有使用光学测微器。须在远尺读数中预加入平行玻璃板在垂直位置时的光学测微器的读数C，然后与近尺读数相减得到高差。)(4mmNsmH限两台仪器在两岸同时观测两个结果，称为一个“双测回”的观测成果，取高差中数作为最终成果。N个双测回高差之差的限差为：m为相应水准测量等级每千米偶然中误差；s为跨河视线的长度，通过觇板和倾斜角计算得到。三、经纬仪倾角法利用经纬仪观测垂直角，间接求出视线水平时中丝在远近水准尺上的读数，二者之差就是远近立尺点间的高差。近尺读数daxab望远镜中丝与水平视线最邻近的水准尺基本分划的分划线a，读取竖直角为α，则水平视线在水准尺上的读数为：远尺读数laxaA对远尺子观测时，使觇板的两标志线对称于经纬仪望远镜的水平视线，固