第四章 高程测量
第四章高程测量
第4章水准测量第一讲教学目标：1、掌握水准测量原理2、熟练掌握水准仪操作步骤重点难点：重点：1、水准测量原理2、水准仪的操作步骤教学内容：高程测量的概念根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方法。
高程测量的方法分类按使用的仪器和测量方法分为：水准测量、三角高程测量、气压高程测量、GPS 测量§4.1 水准测量原理一、水准测量原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。
a ---- 后视读数 A ------- 后视点b——前视读数B——前视点1、A、B两点间高差：h AB = a b2、由高差h AB,若已知A点高程H A，则可得B点的高程为：（高差法）H B = H A h AB。
3、视线高程：（场地平整时常采用此方法）H i = H A aH B = Hi b4、转点TP(Turning Point)和测站转点的作用：传递高程i i ih AB = " h「a-' bi i i结论：A、B两点间的高差h AB等于后视读数之和减去前视读数之和§ 4.2 水准测量的仪器和工具水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。
国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3 及DS10 等几种型号。
其中“ D” 表示大地测量，“ S'表示水准仪，下标表示仪器的精度等级。
一、DS3 微倾式水准仪的构造（仪器演示）DS水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。
1、望远镜望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。
它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。
2、水准器水准器有两种：圆水准器——精度低，用于粗略整平。
水准管——精度高，用于精平。
特性：气泡始终向高处移动。
3、基座基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。
二、水准尺和尺垫1．水准尺（1塔尺其长度有3m 5m两种，尺的底部为零点，在米和分米处有数字注记。
测绘技术中的高程测量方法与技巧
测绘技术中的高程测量方法与技巧一、引言高程测量是地理信息系统(GIS)中的重要组成部分，在城市规划、土地管理、环境评估等领域中起着关键作用。
本文将介绍一些在测绘技术中常用的高程测量方法和技巧。
二、水准测量水准测量是高程测量中最常见的方法之一。
通过在水平轴上观测不同测站上的水准点，可以推导出高程差值。
为了提高测量的准确性，使用自动水准仪和激光水准仪能够取得更好的结果。
此外，应注意站点位置的选择，避免遮挡和地形上的障碍物，以免对测量结果产生干扰。
三、大地水准面的测量大地水准面是描述地球表面上一切点高程的参考平面。
在实际的高程测量中，我们通常使用近似的曲面来代替大地水准面。
通过引入高程改正数来纠正曲面高程与大地高程之间的差异，可以提高测量的精度。
四、GPS测量全球定位系统(GPS)是现代高程测量中常用的技术之一。
使用GPS接收器能够获取到天空中卫星的信号，并计算出接收器的位置坐标。
通过在不同测站上进行GPS观测，可以计算出测站之间的高程差值。
然而，由于GPS信号受到地形和建筑物的影响，导致其测量结果可能存在较大误差。
因此，在进行GPS测量时，应选择合适的观测时刻、合理布置测站，并进行数据处理和精度评定，以提高测量结果的准确性。
五、遥感技术遥感技术是一种通过卫星或飞机等载体获取地面信息的方法。
高程测量中的遥感技术主要包括激光雷达测高(LIDAR)和光学/热红外遥感测高等。
通过利用遥感数据，可以获取地表特征的三维信息，进而计算出其高程。
需要注意的是，遥感数据的处理与解译需要专业知识和技巧，以确保测量结果的准确性。
六、地形插值方法地形插值方法是利用一定数量的高程采样点，推导出地表特征高程的一种方法。
在实际应用中，常见的插值方法包括反距离加权法(IDW)、克里金法(Kriging)等。
采用合适的插值方法，可以根据采样点的高程数据生成连续且真实的地表高程图。
七、应用案例高程测量技术在很多领域都有重要应用。
例如，在城市规划中，通过获取大量地形数据，可以进行地形分析和洪水模拟，以确定合适的建筑和水利工程布局。
高程测量讲义
第一章高程测量1-1 高程的基础知识进行高程测量的主要方法有水准测量和三角高程测量。
水准测量是利用水平视线来测量两点间的高差。
由于水准测量的精度较高，所以是高程测量中最主要的方法。
高程测量的任务是求出点的高程，即求出该点到某一基准面的垂直距离。
为了建立一个全国统一的高程系统，必须确定一个统一的高程基准面，通常采用大地水准面即平均海水面作为高程基准面。
我国采用青岛验潮站1950～1956年观测结果求得的黄海平均海水面作为高程基准面。
根据这个基准面得出的高程称为“1956黄海高程系”。
为了确定高程基准面的位置，在青岛建立了一个与验潮站相联系的水准原点，并测得其高程为72.289m。
水准原点作为全国高程测量的基准点。
从1989年起，国家规定采用青岛验潮站1952～1979年的观测资料，计算得出的平均海水面作为新的高程基准面，称为“1985国家高程基准”。
根据新的高程基准面，得出青岛水准原点的高程为72.260m。
所以在使用已有的高程资料时，应注意到高程基准面的差异。
高程测量是按照“从整体到局部”的原则来进行。
就是先在测区内设立一些高程控制点，并精确测出它们的高程，然后根据这些高程控制点测量附近其他点的高程。
这些高程控制点称水准点，工程上常用BM来标记、水准点一般用混凝土标石制成，顶部嵌有金属的标志。
标石应埋在地下，埋设深度要超过冻层，埋设地点应选在地质稳定、便于使用和便于保存的地方。
1－2 水准测量的原理水准测量是利用水平视线来求得两点的高差。
为了求出A、B两h，在A、B两个点上竖立水准尺，在A、B两点之间安置点的高差AB水准仪。
当视线水平时，在A、B两个点的标尺上分别读得读数a和b ，则A 、B 两点的高差等于两个标尺读数之差。
即：b a h AB -= (1－1)如果A 为已知高程的点，B 为待求高程的点，则B 点的高程为：AB A B h H H += (1－2)读数a 是在已知高程点上的水准尺读数，称为“后视读数”；b 是在待求高程点上的水准尺读数，称为“前视读数”。
第四章 高程测量
2.支水准路线
BM1
BM2
BM.A
检核公式 h理=0 fh=h测 fh≦fh允 BM3 BM4 BM.A BM.B BM3 BM2 BM1
检核公式 h理=h终-h始 fh=h测-h理 fh ≦ fh允
fh=h往+h返
fh≦fh允
3.附合水准路线
BM.A
高差闭合差的分配及水准点高程计算
几对相关的概念：
后视点，前视点 后视尺，前视尺
后视读数，前视读数
后视距，前视距 求待定点高程的方法： 高差法 ：HB＝HA+hAB＝HA+(a-b) 视线高法 ：HB＝（HA+a）-b＝Hi-b
连续高程测量
2.连续安置水准仪 的测量方法
当地面上A、B两点的距离较远，或两点的高差太大，安置一次 仪器不能测定其高程时，就需要增设若干个临时的立尺点，作 为传递高程的过渡点，称为转点，用ZD表示 ，分段测量高差， 取各分段高差的总和作为两个水准点之间的高差。
BM1
BM2
BM.A
BM3 BM4
BM.A
BM.B BM3
BM2
2.附合水准路线
BM.A BM1
二、水准测量的外业实施
普通水准测量 三、四等水准测量
普通水准测量的实施
将水准尺立于已知高程的水准点上作为后 视，水准仪置于施测路线附近合适的位置， 在施测路线的前进方向上取仪器到后视大 致相等的距离放置尺垫，在尺垫上竖立水 准尺作为前视，分别读取后视和前视读数， 测定两点高差。第一站结束后，记录员招 呼后尺员向前转移，并将仪器迁至第二站， 此时第一站的前视点成为第二站的后视点， 重复至全部路线完成。
水准测量的检核
第七版同济课后习题答案
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本文将为大家提供一些第七版同济课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
第一章：测量学概述1. 什么是测量学？测量学是一门研究测量方法和技术的科学，它涉及到测量仪器的使用、测量数据的处理和误差分析等内容。
2. 什么是测量误差？测量误差是指测量结果与实际值之间的差异。
它可以分为系统误差和随机误差两种类型。
3. 什么是测量精度？测量精度是指测量结果的可靠程度和准确程度。
它可以通过测量误差的大小来评估。
第二章：误差理论1. 什么是误差理论？误差理论是研究测量误差的产生、传播和控制规律的科学。
它包括误差的来源、误差的传播规律和误差的控制方法等内容。
2. 什么是随机误差？随机误差是指测量结果在重复测量中的不确定性，它是由于测量条件的变化和测量仪器的精度限制等原因引起的。
3. 什么是系统误差？系统误差是指测量结果在重复测量中的偏差，它是由于测量方法的不合理或测量仪器的固有偏差等原因引起的。
第三章：测量基本原理1. 什么是测量基准？测量基准是指用于建立测量坐标系的参考点或参考面。
它可以是地球表面的某个点或者是测量仪器的某个特定位置。
2. 什么是测量基线？测量基线是指用于测量距离的基准线。
它是测量工程中最基本的测量元素之一。
3. 什么是测量控制点？测量控制点是指用于控制测量工程的点位。
它可以是已知坐标的点，也可以是通过测量确定坐标的点。
第四章：平面坐标测量1. 什么是平面坐标？平面坐标是指在平面上表示点位位置的坐标。
它由横坐标和纵坐标组成。
2. 什么是平差？平差是指通过数学方法对测量数据进行处理，使其满足一定的准确性要求。
常见的平差方法有最小二乘法、最小二乘平差法等。
3. 什么是坐标转换？坐标转换是指将不同坐标系下的点位坐标相互转换的过程。
“建筑测量课件-高程测量与水准测量”
分析
对高程测量数据进行分析，找出可能的误差并进行 修正。
水准测量的概念
水准测量是一种测量地面点的垂直高程的技术。它是建筑测量中的重要组成 部分。
水准测量的分类
1 精细水准测量
用于精细测量建筑物或地面点的垂直高程。
2 快速水准测量
用于快速测量大面积地面点的垂直高程。
水准测量中的误差及其控制
1 气压误差
建筑测量课件——高程测 量与水准测量
本课件将介绍建筑测量中的高程测量与水准测量。你将了解高程测量的定义、 分类、常见误差、高程基准面概念以及常用方法。
什么是高程测量
高程测量是指用于测量建筑物或地面上点的垂直高度的技术。它是建筑测量 中至关重要的部分，用于确定建筑物和地面的相对高度。
高程测量的分类
水准仪
用于测量点的垂直高程和高差的仪 器。
经纬仪
用于测量水平角和垂直角的仪器。
全站仪
可以同时测量水平角和垂直角的高 精度仪器。
高程测量的步骤
1
确定目标点
选取所需测量的点。
2
设置仪器
校准并设置测量所需的仪器和设备。
3
测量高程
进行实际测量并记录点的高程数值。
高程测量的记录及分析
记录
将测量得到的高程数值进行记录并创建高程测量表。
2 温度误差
3 观测误差
由于气压变化引起的水准测 量误差。
由于温度变化引起的水准测 量误差。
由于测量精度和仪器误差引 起的水准测量误差。
水准测量中的仪器及其使用方法
水准仪
用于测量点的垂直高程和高差的仪 器。
数字水准仪
通过数字显示测量结果的先进水准 仪器。
GPS水准测量
利用GPS技术进行高程测量的仪器。Fra bibliotek直接测量
高程测量实施方案
高程测量实施方案一、引言。
高程测量是地理信息系统中的重要组成部分，它对于土地规划、水利工程、道路建设等领域具有重要的作用。
本文档将介绍高程测量的实施方案，包括测量前的准备工作、测量过程中的注意事项以及数据处理和分析方法。
二、测量前的准备工作。
1.确定测量范围，在进行高程测量之前，首先需要确定测量的范围，包括测量的区域范围和高程测量的精度要求。
2.选择测量方法，根据测量范围和精度要求，选择合适的高程测量方法，包括水准测量、GPS测量等。
3.准备测量设备，根据选择的测量方法，准备好相应的测量设备，包括水准仪、GPS接收机、测量杆等。
三、测量过程中的注意事项。
1.测量环境的选择，在进行高程测量时，需要选择适合的测量环境，尽量避免有遮挡物的地方，以保证测量的准确性。
2.测量时间的选择，在进行高程测量时，需要选择适合的测量时间，避免恶劣的天气条件对测量结果造成影响。
3.测量操作的规范，在进行高程测量时，需要按照操作规范进行测量，包括测量设备的校准、测量杆的垂直放置等。
四、数据处理和分析方法。
1.数据的采集和存储，在进行高程测量时，需要对采集到的数据进行及时的存储和备份，以防止数据丢失。
2.数据的处理和分析，对采集到的数据进行处理和分析，包括数据的平差、数据的插值等，得出最终的高程测量结果。
3.结果的呈现和报告，将处理和分析后得到的高程测量结果进行呈现和报告，包括制作高程图、编写高程测量报告等。
五、总结。
高程测量是地理信息系统中的重要内容，它对于土地规划、水利工程、道路建设等领域具有重要的作用。
在进行高程测量时，需要做好测量前的准备工作，注意测量过程中的细节，以及对测量数据的处理和分析。
只有这样，才能得到准确可靠的高程测量结果，为相关工程项目提供可靠的数据支持。
测量学课件第四章 距离测量和三角高程测量-PPT精选文档
测钎
1.一般方法量距
A
SAB=n+
B
为整尺段长 为余长
2019/2/18
课件
5
直线定向 1、两点间定线
2、过山头定线
2019/2/18
课件
6
3、延长直线
C1
A B C C2
2019/2/18
§4-1
卷尺量距
卷尺量距概 述
一般量距方法 量距相对精度： 1200015000 主要用途：图根导线边长丈量、一般工 程的距离放样。
精密量距方法 量距相对精度：110000140000 主要用途：砼、钢结构等较精密工程的 放样等。
2019/2/18 课件 4
钢尺量距的作业要求
1.一般方法量距：
P dl l E P 张力强度。 E 弹性模量
简单的尺长鉴定
0 k 0 0 0 k 0 0 lt l l ( t t ） ( l l ( t t ） ) t l l l
在平坦的地面（宜在室内，使两尺温度 相同）把待检定的尺子与高精度的标准 尺比较而求得Δ´k
k
S标准S' n
钢尺尺长鉴定
尺号: 015 名义长度 : 30m 测 程序 丈 量 丈 量 温 度 测量值 m 回 时间 温度 差 t t-20 1 往 9 ： 5 0 2 9 ． 3 + 9 .3 1 1 9 .9 7 3 返 2 9 ． 5 + 9 .5 1 1 9 .9 7 3 2 3 0 .4 + 1 0 .4 1 1 9 .9 7 0 往 3 0 .5 + 1 0 .5 1 1 9 .9 7 0 返 3 1 0 :4 0 3 0 .2 + 1 0 .2 1 1 9 .9 7 2 往 3 1 .1 + 1 1 .1 1 1 9 .9 7 3 返
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2020/1/28
4
几对相关的概念： 后视点，前视点 后视尺，前视尺 后视读数，前视读数 后视距，前视距
求待定点高程的方法：
高差法 ：HB＝HA+hAB＝HA+(a-b)
视线高法 ：HB＝（HA+a）-b＝Hi-b
2020/1/28
5
连续高程测量
2.连续安置水准仪 的测量方法
当地面上A、B两点的距离较远，或两点的高差太大，安置一次
仪器不能测定其高程时，就需要增设若干个临时的立尺点，作
为传递高程的过渡点，称为转点，用ZD表示 ，分段测量高差，
取各分段高差的总和作为两个水准点之间的高差。
hAB=h1+ h2+…+ hn
2020/1/28 =(a1-b1)+(a2-b2)+…+(an-bn)
6
=a-b
二、水准面曲率（地球曲率）对水准测量的影响
第四章 高程测量
主讲教师：王卫红副教授 wangweihong@
2020/1/28
1
主要内容
水准测量原理 水准仪的使用 水准测量的实施与成果整理 水准仪的检验与校正 水准测量误差的主要来源 三角高程测量
2020/1/28
2
高程测量概述
高程测量是指测定地面点高程的工作（测 高差定高程）
+0.946
+0.385
+0.118
改正后 高差
高程 H米
∑
7642
6616
+1.026
2020/1/28
计算检核 a b h
21
测站检核：两次仪器高法（补充内容）
a2
b2
h1=a1-b1
a1
b1
h2=a2-b2
在对同样两点测得的两次仪器高高差h1、 h2之差
满足要求的前提下，取h1、 h2的平均值作为该测
20
普通水准测量的记录 水准测量记录表 水准测量记录表
测站
1 2 3 4 5
点号
BMA ZD1 ZD1 ZD2 ZD2 ZD3 ZD3 ZD4 ZD4 BM1
水准尺读数
后视
1134
前视
1677
1444
1324
1822
0876
1820
1435
1422
1304
高差 h米
-0.543
平均高差
+0.120
粗平的操作
a
b
2020/1/28
c
13
读数
水准尺的分划不是 线划式而是区格式 的。区格的边缘是 分划的位置，区格 内的小数“估读”。
区格式分划便于从 远处观察并读数。
2020/1/28
14
水准测量的瞄准与读数
a
0.725 c
瞄准与 读数
b
b
6.240 2020/1/28
c
a
15
4-6水准测量的实施及成果整理
BM.A
BM.B BM3
测站、测段、路线
17
二、水准测量的外业实施
普通水准测量 三、四等水准测量
2020/1/28
18
普通水准测量的实施
将水准尺立于已知高程的水准点上作为后 视，水准仪置于施测路线附近合适的位置， 在施测路线的前进方向上取仪器到后视大 致相等的距离放置尺垫，在尺垫上竖立水 准尺作为前视，分别读取后视和前视读数， 测定两点高差。第一站结束后，记录员招 呼后尺员向前转移，并将仪器迁至第二站， 此时第一站的前视点成为第二站的后视点， 重复至全部路线完成。
高程测量的方法
• 水准测量—用水准仪进行高程测量的工作；是 高程测量的主要方法。水准仪的主要功能是能 指出一条水平视线。
其它高程测量方法：三角高程测量、气压 高程测量、GPS测量等。
2020/1/28
3
4-1 水准测量原理 二.水准测量原理
一、水准测量原理
高差=后视读数-前视读数：
前进方向
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8
南方测绘科力达自动安平水准仪
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9
水准仪望远镜的十字丝
竖 丝
横丝
上丝 下丝
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10
水准尺、尺垫
直尺：双面(黑、红)水准尺， 尺常数4.687m、4.787m，用 于三等以下水准路线测量。
塔尺：可伸缩，伸足为3米、 5米，用于一般工程测量。
尺垫：转点立尺用。
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19
普通水准测量的实施
1.水准测量的方法
h1=-0.543 1134 1677
BMA
h2=+0.120 1444 1324
h3=+0.946 1822 0876
h4=+0.385 1820 1435
h5=+0.118 1422 1304
ZD4 ZD3
BM1
ZD2
ZD1
前进方向
2020/1/28
+0.120 +0.116 +0.118
2020/1/28
23
（二）、三、四等水准测量
站的高差观测值。 2020/1/28
22
水准测量记录（两次仪器高法）
测站 点号 水准尺读数
后尺 前尺
1 A 1134
1011
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱZD.1
1677
1554
2 ZD.1 1444
1624
ZD.2
1324
1508
高 差 平 均 高 改正后 高 程
(h) 差
高差 （H）
10.000
-0.543 -0.543 -0.543
结论：在进行水准测量时，总是把仪器安置在离前、后视点 大致等距的地点 。
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7
4-2 水准测量的仪器及工具
水准仪
• 精度系列：DS05 DS1 DS3 DS10；型号 下标表示由仪器引起的1公里水准测量的中误 差，以毫米为单位。
• 构造
望远镜 水准器 基座
水准尺、尺垫
水a
准
水平视线
尺
水
b
准 尺
B hAB
hAB a b
A
H B H A hAB
HA
hAB >0，高差为正，前视点高；
hAB <0，高差为负，前视点低。
高差必须带“+、 -”号；
HB=HA+hAB 大地水准面
hAB的下标 次序必须与测量的前进方向一致。
例： 已知 hAB=+1.436 m
则 hBA=-1.436 m
一、水准点和水准 线路
（一）水准点—定义
1.永久性、临时性 2.点之记
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16
2.水准路线
（二）水准路线—定义
三种水准路线的布置形式（注：高差总和的理论值）
1.闭合水准路线
BM1
BM2
3.支水准路线
BM2
BM1
BM.A
BM3 BM4
2.附合水准路线
BM.A
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BM1
BM2
零点差
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11
4-3 水准仪的使用
操作程序与方法
• 安置——粗平——瞄准——精平——读数 • 安置时考虑前、后视等距(原因）； • 粗平时掌握“左手大拇指法”； • 瞄准时包括消除视差； • 读数估读至毫米。
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12
左手大拇指法
“左手大拇指法”整平：气泡移动的方向 与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致。