第八章高程控制测量
第八章高程控制测量 (1)
§8－1高程控制测量概述 (1)
一、国家高程控制网 (1)
二、工程建设中的高程控制网 (2)
§8－2 三、四等水准测量 (3)
一、观测方法 (3)
二、计算和检核 (4)
§8－3 三角高程测量 (6)
§8－4 图根高程测量 (9)
§8－5 跨河水准测量 (9)
§8－6 高程控制网的平差计算 (10)
一、用等权代替法作结点水准网的平差 (11)
§8－1高程控制测量概述
为了进行各种比例尺的测图和工程放样，除了要建立平面控制网外，还需要建立高程控制网。高程控制测量的任务，就是在测区布设一批高程控制点，即水准点，用精确方法测定它们的高程，构成高程控制网。
高程控制测量的主要方法有：水准测量和三角高程测量。
在第二章中已经说明：为建立一个全国统一的高程控制网，需要确定一个统一的高程基准面，通常采用大地水准面作为高程基准面；此外还需建立一个共同的基准点，即水准原点，以固定高程基准面的位置。我国规定自1989年起一律采用“1985国家高程基准”，以这个基准测定的青岛水准原点高程为72.260m。
一、国家高程控制网
国家高程控制网是用精密水准测量方法建立的，所以又称国家水准网。国家水准网的布设也是采用从整体到局部，由高级到低级，分级布设逐级控制的原则。国家水准网分为一、二、三、四，4个等级。一等水准网是沿平缓的交通路线布设成周长约1500km的环形路线。一等水准网是精度最高的高程控制网，它是国家高程控制的骨干，同时也是地学科研工作的主要依据。二等水准网是布设在一等水准环线内，形成周长为500~750km的环线。它是国家高程控制网的全面基础。三、四等级水准网是直接为地形测图或工程建设提供高程控制点。三等水准一般布置成附合在高级点间的附合水准路线，长度不超过200km。四等水准均为附合在高级点间的附合水准路线，长度不超过80km。图8-1是各级水准路线布置示意图。
图8-1
二、工程建设中的高程控制网
对于城市或工矿企业等局部地区的高程控制，也是按照由高级到低级分级布设的原则。按照《工程测量规范》规定，高程控制网的等级分为二、三、四、五等水准及图根水准。视测区的大小，各等级水准均可作为测区的首级高程控制。首级网应布设成环形路线，加密时宜布设成附合路线或结点网。独立的首级网，应以不低于首级网的精度与国家水准点联测。水准点应有一定的密度，一般沿水准路线每1~3km埋设一点，埋设后应绘制点之记。水准观测须待埋设的水准点稳定后方可进行。
各级水准测量主要技术要求见表8-1。
在丘陵或山地，高程测量也可采用三角高程测量。目前采用光电测距三角高程测量已应
用于（代替）四、五等水准测量。
表8-1 水准测量主要技术要求
②L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数。
§8－2 三、四等水准测量
DS级水准仪和双
三、四等水准测量是建立测区首级高程控制最常用的方法。通常用3
面水准尺进行，各项技术要求见表8-1，观测和计算方法如下：
一、观测方法
1．四等水准测量
视线长度不超过100m。每一测站上，按下列顺序进行观测：
（1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数（1）、（2）、（3）；
（2）后视水准尺的红面，读中丝读数（4）；
（3）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数（5）、（6）（7）；
（4）前视水准尺的红面，读中丝读数（8）。
以上的观测顺序称为后一后一前一前，在后视和前视读数时，均先读黑面再读红面，读黑面时读三丝读数，读红面时只读中丝读数。括号内数字为读数顺序。记录和计算格式见表8-2，有中括号内数字表示观测和计算的顺序，同时也说明有关数字在表格内应填写的位置。
2．三等水准测量
视线长度不超过75m。观测顺序应为后一前一前一后。即
（1）后视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数；
（2）前视水准尺的黑面，读下丝、上丝和中丝读数；
（3）前视水准尺的红面，读中丝读数；
（4）后视水准尺的红面，读中丝读数。
二、计算和检核
计算和检核的内容如下（见表8-2）
1．测站上的计算和检核
（1）视距计算
后视距离（9）=（1）－（2）
前视距离（10）=（5）－（6）
前、后视距在表内均以m为单位，即（下丝－上丝）×100
前后视距差（11）=（9）－（10）。对于四等水准测量，前后视距差不得超过5m；对于三等水准测量，不得超过3m。
前后视距累积差（12）=本站的（11）+上站的（12）。对四等水准测量，前后视距累积差不得超过10m；对于三等水准测量，不得超过6m。
（2）同一水准尺红、黑面读数差的检核
同一水准尺红、黑面读数差为：
（13）=（3）+K－（4）
（14）=（7）+K－（8）
K为水准尺红、黑面常数差，一对水准尺的常数差K分别为4.687和4.787。对于四等水准测量，红、黑面读数差不得数差不得超过3mm；对于三等水准测量，不得超过2mm。
（3）高差的计算和检核
按黑面读数和红面读数所得的高差分别为：
（15）=（3）－（7）
（16）=（4）－（8）
黑面和红面所得高差之差（17）可按下式计算，并可用（13）－（14）来检查。式中±100为两水准尺常数K之差。
（17）=（15）－（16）±100=（13）－（14）
对于四等水准测量，黑、红面高差之差不得超过5mm；对于三等水准测量，不得超过3mm。
（4）计算平均高差
表8-2 四等水准测量记录
()()()[]
10016152
118±+=
2．总的计算和检核
在手簿每页末或每一测段完成后，应作下列检核： （1）视距的计算和检核
末站的()()()10912∑-∑= 总视距()()109∑-∑=
（2）高差的计算和检核 当测站数为偶数时
()()()[]()()[]()()[]{}874321
16152
1
18+∑-+∑=
∑+∑=∑= 当测站数为奇数时
总高差
()()()[]100161521
18±∑+∑=
∑=
§8－3 三角高程测量
三角高程测量是根据两点间的水平距离或斜距离以及竖直角来求出两点间的高差。这种方法较之水准测量灵活方便，但精度较低，主要用于山区的高程控制和平面控制点的高程测定。
三角高程测量又可分为经纬仪三角高程测量和光电测距三角高程测量。前者是利用平面控制测量中，已知的边长和用经纬仪测得两点间的竖直角来求得高差；后者则是用光电测距仪测得的
总高差
斜距及竖直角来计算高差。光电测距三角高程测量常常与光电测距导线合并进行，形成所谓的“三维导线”。
三角高程测量原理见图8-2。求A 、B 两点间的高差AB h ，可在A 点安置经纬仪，并量
出仪器横轴到桩顶的高度，又称仪器高A i 。在B 点设置觇标，觇标高度B V 为照准点离桩项
的高度。望远镜照准B 点觇标时得竖直角A α。在图8-2中，AE 和CF 分别是过A 和C 的水准面，故BE 是A 、B 两点的高差AB h 。CG 是CF 在C 点的切线，也是过C 点的水平视线。CM 是照准觇标上M 点的光程线，CN 是CM 在C 点的切线。所以∠GCN 就是在C 点照准M 点时的竖直角A α。图中GF 是由于地球曲率引起高差的误差p ，NM 是由于大气折光引起
的误差r ，根据第2-6节知R S p 22=，
R s R s K r 1422
2≈=。由于A 、B 两点间的距离较之地球半径很小，故NG 可认为近似地垂直于CG ，即∠CGN ≈90°，而CG 可认为近似地等于A 、B 两点间的水平距离D ，故A D NG αtan =。从图中可得：
B
A A A
B r i p D MB
NM FE GF NG BE h υα--++=--++==tan
或 f i D h B A A AB +-+=υαtan （8-1）
式中f 为球气差，
()R D R D K r p f 2
243
.021≈-=-=，此处用D 表示两点间的水平距离。如果进行双向观测，则由B 向A 观测时可得：
f i D h A B B AB +-+=υαtan (8-2)
取双向观测的平均值得：
()()()[]A B B A B A BA AB AB i i D D h h h υυαα---+-=-=
tan tan 2121
（8-3）
可见从理论上取双向观测平均值，可以消除地球曲率和大气折光的影响。但是折光系数K 是受多种因素影响，变化较大，即使在同一条边上进行往返观测，由于时间地点的差异，K 值也不可能完全相同。所以事实也不能完全抵销。
三角高程控制网应在平面网的基础上，布设成三角高程网或高程导线。为保证三角高程网的精度，应采用四等水准测量联测一定数量的水准点，作为高程起算数据。三角高程网中任一点到最近高程起算点的边数，当平均边长为1km 时，不超过10条，平均边长为2km 时，不超过4条。竖直角观测是三角高程测量的关键工作，对竖直角观测的要求见表8-3。为减少垂直折光变化的影响，应避免在大风或雨后初睛时观测，也不宜在日出后和日落前2h 内观测，在每条边上均应作对向观测。觇标高和仪器高用钢尺丈量两次，读至毫米，其较差对于四等三角高程不应大于2mm ，对于五等三角高程不大于4mm 。
光电测距三角高程测量的特点，是按测距仪测定两点间距S 来计算高差，其计算式为： f i S h B A A AB +-+=υαsin （8-4） 光电测距三角高程测量的精度较高，且可提高工效，故应用较广。高程路线应起闭于高级水准点，高程网或高程导线的边长应不大于1km ，边数不超过6条。竖直角用DJ 2级经纬仪，在四等高程测3个测回，五等测2个测回。距离应采用标称精度不低于（5mm +5×10-6）的测距仪，四等高程测往返各一测回，五等测一个测回。
图8-2
⌒ ⌒ ⌒ ⌒
⌒ ⌒
光电测距三角高程测量的各项技术要求见表8-3。
表8-3 光电测距三角高程测量主要技术要求
三角高程路线各边的高差计算见表8-4。高差计算后再计算路线闭合差，并进行闭合差的分配和高程的计算。
表8-4 三角高程路线高差计算表
§8－4 图根高程测量
测量图根平面控制点高程的工作，称图根高程测量。它是在国家高程控制网或地区首级高程控制网的基础上，采用图根水准测量或图根三角高程测量来进行的。
图根水准测量采用一般水准测量方法，详见第2-4节。水准路线沿图根点布设，并起闭于高级水准点上，形成附合水准路线或闭合水准路线。图根水准测量各项技术要求见表8-1。视线长度不超过100m，测量时所有图根点应作为水准路线上的转点，以保证图根点高程得到检核。
在地形起伏较大的地区，可采用图根三角高程测量。图根三角高程路线应起闭于水准
测量测定的水准点上。三角高程路线沿图根点布设，交会点也可组成在三角高程路线中。三角高程路线的边数不要超过12条。不能组成在高程路线内的交会点，可有不少于三个方向观测单独计算，各方向推算出高程的较差不得超过0.2H （H 为基本等高距）。图根三角高程测量又分图根经纬仪三角高程测量和图根光电测距三角高程测量。图根光电测距三角高程测量常与图根光电测距导线合并进行。图根三角高程测量的各项技术要求见表8-3。
§8－5 跨河水准测量
当水准路线需要跨越较宽的河流或山谷时，因跨河视线较长，超过了规定的长度，使水准仪i 角的误差、大气折光和地球曲率误差均增大，且读尺困难。所以必须采用特殊的观测方法，这就是跨河水准测量方法。
进行跨河水准测量，首先是要选择好跨河地点，如选在江河最窄处，视线避开草丛沙
滩的上方，仪器站应选在开阔通风处，跨河视线离水面2~3m 以上。跨河场地仪器站和立尺点的位置见图8-3。当使用两台水准仪作对向观测时，宜布置成图中的（a ）或（b ）的形式。图中I 1、I 2为仪器站，b 1、b 2为立尺点，要求跨河视线尽量相等，岸上视线I 1b 1、I 2b 2不少于10m 并相等。当用一台水准仪观测时，
宜采用图中（c ）的形式，此时图中I 1、I 2既是仪器站又是立尺点。这种布置除了要观测跨河高差21I b h 和12I b h 外，还应观测同岸点高差
21I b h 和12I b h ，以便求出b 1b 2
的高差。
跨河水准测量，当跨河视线在500m 以下时，通常用精密水准仪，以光学测微法进行观测。由于跨河视线较长，须要特制一觇板供照准和读数之用。觇板构造如图8-4。觇板上的照准标志用黑色绘成矩形，其宽度为视线长的1/2.5万，长度为宽度的5倍。觇板中央开一小口，并在中央安装一水平指标线，指标线应平分矩形标志的宽度。
用光学测微法的观测方法如下：
1． 观测本岸近标尺。直接照准标尺分划线，用光学测微器读数两次。
2． 观测对岸标尺。照准标尺后使气泡精密符合，测微器读旋到50。指挥对岸持尺者将觇板沿标尺上下移动，使觇板指标线置于水平视线附近，并精确对准标尺上的基本分划线，记下标尺读数，每次读数差不大于0.1S （mm ），S 为视线长（m ），如此构成一组观测。然后移动觇板重新对准标尺分划级，按同样顺序进行第二组观测。
以上1、2两步操作，称一测回的上半测回。
3． 上半测回完成后，立即将仪器迁至对岸，并互换两岸标尺。然后进行下半测回观测。下半测回应先测远尺再测近尺，观测每一标尺的操作与上半测回相同。
由上、下半测回组成一测回。
用两台仪器观测时，应从两岸同时作对向观测。由两台仪器各测的一测回组成一个双
图
8-3 图8-4
测回。三、四等跨河水准测量应测两个双测回。各双测回互差的限值按下式计算：
S N M d ?=?4 （8-5） 式中 ?M —— 每公里高差中数的偶然中误差，三等水准为±3mm ，四等水准为±5mm ； N —— 双测回测回数； S —— 跨河视线长（km ）。
当用一台水准仪进行跨河水准测量时，测回数应加倍。
§8－6 高程控制网的平差计算
高程控制网可形成各种形式，其成果整理和平差方法也不相同。在第二章中已将闭合水准路线、附合水准路线及水准支线的成果整理方法作了说明，在第六章中对结点水准网的平差方法作了介绍。本节将说明多个结点水准网的平差方法。
一、用等权代替法作结点水准网的平差
在第6-9节中，曾介绍用求加权平均值的方法作结点水准网的平差，但这种方法仅适用于只有一个结点的水准网。如果水准网中有两个以上的结点，如图8-5所示，则可用等权代替法来解决。
图8-5中A 、B 、C 、D 为已知高程的水准点，E 、F 为结点，Z i 为各段水准路线，其相
应长度为L i ，各高差观测值的权为p i ，故p i =i L C
，首先根据A 、B 两点的高程及Z 1、Z 2两线路的观测高程)1(E H 和)2(E H ，则可用求加权平均值方法计算出E 点的局部加权平均值：
()()()
2
122112,1p p H p H p H E E E ++=
而()2,1E H 的权()212,1p p p +=。现在用一条虚拟的路线()2,1Z 来代替水准路线Z 1和Z 2。由虚拟路线求出的E 点高程为()2,1E H ，故虚拟路线高差的权为()2,1p ，虚拟路线的长度则为
()()2,12,1p C
L =
。这样图8-5的水准网可用图8-6的形状来代替。在图8-6中只有一个结点F ，
所以可用求加权平均值方法来求出它的最或然值了。这种方法就称为等权代替法。下面用一个算例来说明具体的做法。
仍用图8-5的图形，观测数据和已知数据见表8-5。
表8-5 结点水准网观测数据和已知数据
图8-5 图8-6
12()425100
100 ,539.43279.9260.361111====+=+=L p h H H A E ()
5
20100
100 ,518.43262.9780.522222====-=+=L p h H H B E
E 点高程的局部加权平均值：
()()()
m
p p H p H p H E E E 527.4354018
.05039.04500.432
122112,1=+?+?+
=++=
虚拟路线高差的权为 ()
9212,1=+=p p p
虚拟路线的长度为
()()km p C L 11.119100
2,12,1===
现在可按图8-6的形状进一步计算。首先分别由三条路线计算F 点的高程。 由（A 、B ）点经()2,1Z 及Z 5计算F 点的高程及其权：
()()m h H H E F 913.48386.5527.4352,152,1=+=+=+
路线长 ()()km L L L 11.362511.1152,152,1=+=+=+
()52,1+F H 的权
()()
77.211.36100
52,152,1==
=
++L C p
由C 、D 点经Z 3、Z 4计算F 点的高程及其权：
()5.240100
100 ,884.48108.1776.473333====+=+=L p m h H H C F ()
33
.330100
100 ,904.48169.12073.614444====-=+=L p m h H H D F
故F 点的最或然高程为：
()()()()
()m
p p p H p H p H p H F F F F 901.4833.35.277.2904
.033.3884.05.2913.077.2000.48 4
352.1443352.152.1=++?+?+?+
=++++=
+++
这就是结点F 平差后的高程。
下面接着要计算E 点的最或然高程。由（A 、B ）点经()2,1Z 及Z 5计算出F 点的高程为
()913.4852.1=+F H ，故在线路()52.1+Z 上高程闭合差为：
()m H H f F F 012.0901.48913.4852.1+=-=-=+
闭合差f 可按线路长度()2,1L 和L 5进行分配，在()2.1Z 线段上改正数为：
()
()
()
m S
S
S
f004
.0
11
.
36
11
.
11
012
.0
5
2.1
2.1
2.1
-
=
-
=
+
-
=
υ
故E点的最或然高程为：
()()m
H H
E E
523
.
43
004
.0
527
.
43
2.1
2.1
=
-
=
+
=υ这就是结点E平差后的高程。
附一: 高程控制测量 1、一般规定 1.1 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。 1.2 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。 1.3 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，也可采用假定高程系统。 1.4 高程控制点间的距离，一般地区应为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应有3个高程控制点。 2 水准测量 2.1 水准测量的主要技术要求，应符合表2.1的规定。
注：1）结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。 2）L为往返测段、附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数。 3）数字水准仪测量的技术要求和同等级的光学水准仪相同。 2.2 水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定： 1）水准仪视准轴与水准管轴的夹角i，DS1型不应超过15秒，DS3型不应超过20秒。 2）补偿式自动安平水准仪的补偿误差?α对于二等水准不应超过0.2秒，三等不应超过0.5秒。 3）水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm；对于条形码尺，不应超过0.10mm；对于木质双面水准尺，，不应超过0.5mm。 2.3 水准点的布设与埋石，除满足4.1.4条外还应符合下列规定：1）应将点位选在土质坚实、稳固可靠的地方或稳定的建筑物上，且便于寻找、保存和引测；当采用数字水准仪作业时，水准路线还应避开电磁场的干扰。 2）宜采用水准标石，也可采用墙水准点、标志及标石的埋设应符合附录D的规定。 3）埋设完成后，二、三等点应绘制点之记，其他控制点可视需要而定，必要时还应设置指示桩。
施工测量方案 2008-10-21 11:20:48| 分类：测绘| 标签：|字号大中小订阅 （二）施工控制测量方法及要求 本作业指导书是针对施工控制测量的特点和作业需要编写的，服务范围是二等以下施工平面控制网、平高控制网、高程控制网的建立和控制点加密。使用本指导书进行测量作业，应遵守《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》等规程规范。如业主有特殊要求的，按业主要求执行。 一、准备工作 1．收集资料 1.1广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。 (1)控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。 成果精度指三角网的高程、测角、点位、最弱边、相对点位中误差； 水准路线中每公里偶然中误差和水准点的高程中误差等。 (2)收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。 (3)如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。 1.2收集合同文件、工程设计文件、业主（监理）文件中有关测量专业的技术要求和规定。 1.3准备相应的规范：《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《GPS测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》。 1.4了解测区的行政划分、社会治安、交通运输、物资供应、风俗习惯、气象、地质情况。例如了解冻土深度，用以考虑埋石深度；最大风力，以考虑觇标的结构；雾季、雨季和风季的起止时间，封冻和解冻时间，以确定适宜的作业月份。 2.现场踏勘 携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。踏勘主要了解以下内容： 2.1原有的三角点、导线点、水准点、GPS点的位置，了解觇标、标石 和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。 2.2原有地形图是否与现有地物、地貌相一致，着重踏勘增加了哪些 建筑物，为控制网图上设计做准备。 2.3调查测区内交通现状，以便确定合理的高程测量方案，测量时选择适 当的交通工具。
?一、我国水准仪的系列标准 ?我国水准仪的系列标准，是以水准仪所能达到 的每公里往返测高差中数偶然中误差这一精度 指标为依据制定的 ?例如：S05、S1、S3、S10等 ?S：水准仪；下标表示该类仪器所能达到的每 公里往返测高差中数的偶然中误差，是以mm 为单位的数值 ?精密水准仪一般指S3以上的各种水准仪，常见 的可分为常规、自动安平、数字编码精密水准 仪 精密水准仪与水准尺 ?精密水准仪的构造特点 ?高质量的望远镜光学系统 ?坚固稳定的仪器结构 ?高精度的测微器装置 ?高灵敏度的管水准器 ?高性能的补偿器装置 精密水准仪与水准尺?精密水准仪的结构原理 ?与普通水准仪相比，精密水准仪不但在金属和光学材料、零部件等方面要求更高，而且装备了一些特殊的构件 ?常见的特殊部件有 ?1.倾斜螺旋装置 迅速调节望远镜视准轴 ?2.光学测微装置 提高读数精度（mm为精确读数）
?常见的部件有： ?3.光学补偿装置 快速整平仪器 ?4.数字编码与自动记录装置 摆脱人工读数和记录 精密水准仪与水准尺 ?精密水准标尺的构造特点 ?1.温度发生变化时，水准尺长度稳定或变 化极小 ?2.分划正确、精密 ?3.构造上正直，不易发生弯曲 ?4.装有灵敏的圆水准器，便于将水准尺垂 直竖尺 ?5.尺底装有坚固的钢板，不易磨损 精密水准仪与水准尺的检验 ?对于精密水准仪和水准尺的基本要求：?主要部件的几何关系和几何轴线的组合正确无误?各个构件的制造和装配严密 ?构件之间正确配合协调工作 ?两种检验情况： ?对新购置仪器，须按照规范规定进行全面检查和检验 ?作业前后或作业期间所进行的必要项目的检验
一、我国水准仪的系列标准 ?我国水准仪的系列标准，是以水准仪所能达到 的每公里往返测高差中数偶然中误差这一精度 指标为依据制定的 ?例如：S05、S1、S3、S10等 ?S：水准仪；下标表示该类仪器所能达到的每 公里往返测高差中数的偶然中误差，是以mm 为单位的数值 ?精密水准仪一般指S3以上的各种水准仪，常见 的可分为常规、自动安平、数字编码精密水准 仪 精密水准仪与水准尺 精密水准仪的构造特点 ?高质量的望远镜光学系统 ?坚固稳定的仪器结构 ?高精度的测微器装置 ?高灵敏度的管水准器 ?高性能的补偿器装置 精密水准仪与水准尺 精密水准仪的结构原理 ?与普通水准仪相比，精密水准仪不但在金属和光学材料、零部件等方面要求更高，而且装备了一些特殊的构件 常见的特殊部件有 ?1.倾斜螺旋装置 迅速调节望远镜视准轴 ?2.光学测微装置 提高读数精度（mm为精确读数）
常见的部件有： ?3.光学补偿装置 快速整平仪器 ?4.数字编码与自动记录装置 摆脱人工读数和记录 精密水准仪与水准尺 精密水准标尺的构造特点 ?1.温度发生变化时，水准尺长度稳定或变 化极小 ?2.分划正确、精密 ?3.构造上正直，不易发生弯曲 ?4.装有灵敏的圆水准器，便于将水准尺垂 直竖尺 ?5.尺底装有坚固的钢板，不易磨损 精密水准仪与水准尺的检验 对于精密水准仪和水准尺的基本要求：?主要部件的几何关系和几何轴线的组合正确无误?各个构件的制造和装配严密 ?构件之间正确配合协调工作 两种检验情况： ?对新购置仪器，须按照规范规定进行全面检查和检验 ?作业前后或作业期间所进行的必要项目的检验
一、精密水准仪的检验 ?1.水准仪及脚架各个部件的检视 ?2.圆水准器安置正确性的检验与校正?3.光学测微器效用正确性和分划值的 测定 ?4.视准轴与水准管轴相互关系的检验 与校正 精密水准仪与水准尺的检验 视准轴与水准管轴的相互关系 ?水准测量要求水准仪的视准轴与水准 管轴相互平行，事实上两个轴之间不会严格平行，存在一个夹角 ?该角在铅垂面上的投影称为i角误差 ?在水平面上的投影称为交叉误差
2.1 基础理论 2.1.1我国高程系统 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。解放后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。 1.高程 一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到似大地水准面(海平面)的距离，又称海拔。如图2.1所示，A点到海平面的距离为HA,那么A点的海拔为HA，B点到海平面的距离为HB,那么B点的海拔为HB，A、B两点的高差为HA-HB。
图2.1 高程示意图 2. 水准点 高程测量也是按照“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，顶部嵌有金属或瓷质的标志
。标石应埋在地下，埋设地点应选在地质稳定、便于使用和便于保存的地方。临时性的水准点则可用更简便的方法来设立，例如用刻凿在岩石上的或用油漆标记在建筑物上的简易标志。 2.1.2高程测量 测量地面上各点高程的工作 , 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为： （1）水准测量； （2）三角高程测量； （3）气压高程测量； （4）GPS拟合高程。
数字测图原理及方法Principle and Methods of Digital Mapping 武汉大学测绘学院
第三章高程测量3.1水准测量的原理 3.2 水准仪等级及型号 3.3 水准仪的使用 3.4 水准测量 3.5 三、四等水准测量 3.6 水准仪的检验与校正 3.7水准测量误差的主要来源
3.4 水准测量
水准测量的主要目的是测出一系列水准点的高程。通过水准点的高程，可以了解地表的形状、地壳的变化，以及指导工程的设计、施工、监测。 水准测量必须有统一的高程系。
我国有两个国家高程系统 (1) 1956年黄海高程系(Huanghai height system 1956) ——以青岛验潮站历年观测的黄海平均海水面为基准面， ——于1954年在青岛市观象山建立了水准原点(leveling origin)，通过水准测量的方法将验潮站确定的高程零点引测到水准原点，也即求出水准原点的高程。 ——1956年我国采用青岛验潮站1950年~1956年7年的潮汐记录资料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m， ——以这个大地水准面为高程基准建立的高程系称为“1956年黄海高程系”(Huanghai height system 1956)，简称“56黄海系”。 如珠穆琅玛峰的高程为8848.65m，是56黄海系。
(2) “1985国家高程基准” (Chinese height datum 1985) ——80年代，我国又采用青岛验潮站1953年~1977年25年的潮汐记录资料推算出的大地水准面为基准引测出水 准 原点的高程为72.260m， ——以这个大地水准面为高程基准建立的高程系称为 “1985 国家高程基准”(Chinese height datum 1985)，简称 “85高程基准”。 ——在水准原点，85高程基准使用的大地水准面比56黄海
《工程测量规范》GB50026-2007条文说明--高程控制测量 4．1 一般规定 4．1．1 高程控制测量精度等级的划分，仍然沿用《93规范》的等级系列。 对于电磁波测距三角高程测量适用的精度等级，《93规范》是按四等设计的，但未明确表述它的地位。本次修订予以确定。 本次修订初步引入GPS拟合高程测量的概念和方法，现说明如下： 1 从上世纪90年代以来，GPS拟合高程测量的理论、方法和应用均有很大的进展。 2 从工程测量的角度看，GPS高程测量应用的方法仍然比较单一，仅局限在拟合的方法上，实质上是GPS平面控制测量的一个副产品。就其方法本身而言，可归纳为插值和拟合两类，但本次修订不严格区分它的数学含义，统称为“GPS拟合高程测量”。 3 从统计资料看(表9)，GPS拟合高程测量所达到的精度有高有低，不尽相同，本次修订将其定位在五等精度，比较适中安全。 4．1．2 区域高程控制测量首级网等级的确定，一般根据工程规模或控制面积、测图比例尺或用途及高程网的布设层次等因素综合考虑，本规范不作具体规定。 本次修订虽然在4．1．1条明确了电磁波测距三角高程测量和GPS拟合高程测量的地位，但在应用上还应注意： 1 四等电磁波测距三角高程网应由三等水准点起算(见条文4．3．2条注释)。 2 GPS拟合高程测量是基于区域水准测量成果，因此，其不能用于首级高程控制。4．1． 3 根据国测[1987]365号文规定采用“1985国家高程基准”，其高程起算点是位于青岛的“中华人民共和国水准原点”，高程值为72．2604m。1956年黄海平均海水面及相应的水准原点高程值为72．289m，两系统相差-0．0286m。对于一般地形测图来说可采用该差值直接换算。但对于高程控制测量，由于两种系统的差值并不是均匀的，其受施测路线所经过地区的重力、气候、路线长度、仪器及测量误差等不同因素的影响，须进行具体联测确定差值。 本条“高程系统”的含义不是大地测量中正常高系统、正高系统等意思。 假定高程系统宜慎用。 4．1．4 高程控制点数量及间距的规定，是根据历年来工程测量部门的实践经验总结出来的，便于使用且经济合理。 4．2 水准测量 4．2．1 关于水准测量的主要技术要求： 1 本规范水准测量采用每千米高差全中误差的精度系列与现行国家标准《国家一、二等水准测量规范》GB 12897和《国家三、四等水准测量规范》GB 12898相同。虽然这一系列对程测量来讲并不一定恰当适宜，但从水准测量基本精度指标的协调统一出发，本规范未予变动。五等水准是因工程需要而对水准测量精度系列的补充，其每千米高差全中误差仍沿用《93规范》的指标。 2 本条所规定的附合水准路线长度，在按级布设时，其最低等级的最弱点高程中误差为3cm左右(已考虑起始数据误差影响)。 3 本条中的附合或环线四等水准测量，工测部门都采用单程一次测量。实践证明是能达到规定精度的；因为四等水准与三等水准使用的仪器、视线长度、操作方法等基本相同，只有单程和往返的区别；按此估算，四等水准单程观测是能达到规定精度指标的。 4 关于山地水准测量的限差。
§5.5 精密水准测量的实施 精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，在各项工程的不同建设阶段的高程控制测量中，极少进行一等水准测量，故在工程测量技术规范中，将水准测量分为二、三、四等三个等级，其精度指标与国家水准测量的相应等级一致。 下面以二等水准测量为例来说明精密水准测量的实施。 5.5.1 精密水准测量作业的一般规定 在前一节中，分析了有关水准测量的各项主要误差的来源及其影响。根据各种误差的性质及其影响规律，水准规范中对精密水准测量的实施作出了各种相应的规定，目的在于尽可能消除或减弱各种误差对观测成果的影响。 （1）观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致；观测时应用测伞遮蔽阳光；迁站时应罩以仪器罩。 （2）仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等，其差应小于规定的限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于1.0m，前、后视距累积差应小于3m。这样，可以消除或削弱与距离有关的各种误差对观测高差的影响，如i角误差和垂直折光等影响。 （3）对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随时调整置平零点的位置。对于自动安平水准仪的圆水准器，须严格置平。 （4）同一测站上观测时，不得两次调焦；转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋，其最后旋转方向均应为旋进，以避免倾斜螺旋和测微器隙动差对观测成果的影响。 （5）在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测，对于往测奇数测站按“后前前后”、偶数测站按“前后后前”的观测程序在相邻测站上交替进行。返测时，奇数测站与偶数测站的观测程序与往测时相反，即奇数测站由前视开始，偶数测站由后视开始。这样的观测程序可以消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差对观测高差的影响，如i角的变化和仪器的垂直位移等影响。 （6）在连续各测站上安置水准仪时，应使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，而第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。 （7）每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两水准标尺应互换位置，并应重新整置仪器。在水准路线上每一测段仪器测站安排成偶数，可以削减两水准标尺零点不等差等误差对观测高差的影响。 （8）每一测段的水准测量路线应进行往测和返测，这样，可以消除或减弱性质相同、正负号也相同的误差影响，如水准标尺垂直位移的误差影响。 （9）一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件下进行，如分别在上午和下午观测。 （10)使用补偿式自动安平水准仪观测的操作程序与水准器水准仪相同。观测前对圆水准器应严格检验与校正，观测时应严格使圆水准器气泡居中。
工程测量标高控制方法 [摘要]：结合石家庄市**高层住宅小区建设实例，综合介绍该工程水平标高的测量技术，为高层建筑形体的施工测量提供了一种高效率、适用、范围广的方法。 [关键词]：水准仪、水准测量、50线 工程建设中，施工测量是施工各工序中非常重要的组成部分，目前一般高层建筑都是用水准仪控制高层建筑从基础工程到竣工验收各楼层及门窗洞口标高的。 **高层村民住宅小区2#、3#楼地下二层、地上十九层，建筑高度分别为60m,主楼为剪力墙结构，裙房为框架结构，基础形式为筏板基础。本工程将碰到如下几处重要水平标高控制情况：1、将规划单位提供的水准红桩点引测为对该待建建筑有用的标高，这里我们引测为相对标高-1.0m。2、通过相对标高-1.0m引测到基坑，用于基础清土、基础垫层等基础的施工。3、将标高引测到楼层墙体用于控制楼层高度、主体主体工程和装修工程。下面将一一说明该工程水平标高控制方法。 1、规划红桩点的引测 规划单位提供的标高在待建建筑物的大门口外路边的信号灯杆下，高程为73.851m，该点和自然地坪相差不大，而该建筑物的±0.000标高为76.1m，与规
X=7.5-1+M+Y-N 为寻求精确，再反复进行两次，求加权平均数。 3、基础工程标高控制 本工程浇筑砼顶标高为-6.5m，在基础暗柱和框架柱上的钢筋上用水准仪测出-6.0m的标高，比浇筑完毕的砼面高50cm，施工单位称为“50”线。工人通过每一间房的四个角的“50”线拉线，控制砼地面的平整度和标高。同样支负二层和负一层顶板也都是通过钢筋上的50线来控制平板的水平标高的（钢筋尽量选择焊接粗钢筋，用油漆涂在50线的位置上）。 4、一层以上墙体、平板标高的控制 考虑到一层以上钢筋较细，钢筋都是采用绑扎施工， 50线又都在浇筑墙体前确定，浇筑工程中钢筋之间的搭接不牢固，导致绑扎钢筋中上层钢筋的下沉，水平标高偏低，不准确。 那么怎样才能控制好上层水平的标高呢？ 我们选择在电梯井内墙边的50线标高用钢尺向上拉一个层高的方法来控制以上每层楼的标高。 （1）、先将+0.5m标高引测到一层建筑的电梯井侧墙边，用油漆标注一显眼
7.4.1平面高程测量及控制网测量施工方案 1.编制目的 保证陕西榆能横山煤电一体化项目2×1000MW机组电厂输煤系统建筑安装工程（D标段）的施工质量和满足工程进度要求，指导本项目工程的测量施工。 2.编制依据 本工程设计招标图纸 《工程测量规范》（GB50026-2007） 《国家三四等水准测量规范》（GB12898-2009） 《建筑施工测量技术规程》（DB11-T446-2007） 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013） 3.施工准备 3.1.人员组织 由项目施工部专业测量人员成立测量小组，根据业主提供的首级坐标控制点、原始高程控制点进行工程定位、建立各级轴线控制网、高程控制网的布设。按规定程序检查验收，对测量小组全体人员进行详细的图纸交底及方案交底，明确分工，所有施测的工作进度，由测量工程师根据项目的总体进度计划进行安排。 人员 人数 （名） 工作职能 测量工程师1 工程施工进度，技术方案的编制实施，施工质量措施，“三检”制度实施，技术资料的编写和报 验，及测量放线工作 1
测量 3测量放线工作 放线员 3.2.全面了解设计意图，认真熟悉与审核图纸 测量人员通过对总平面图及设计说明的阅读和现场踏勘，了解工程总体布局，工程特点，周围环境，工程建筑的位置及坐标；了解现场测量坐标与工程建筑的关系，水准点的位置和高程。在了解总图后认真学习建筑施工图，及时校对建筑的各项尺寸，它是整个过程放线的依据，在熟悉图纸时，着重掌握轴线的尺寸、坐标点及高程，对比工程结构图纸之间轴线的尺寸，查看两者之间的轴线及标高是否吻合，有无矛盾存在。 3.3.测量仪器的选用 测量中所用的仪器和钢尺等器具，根据有关规定，送至具有仪器校验资质的检测单位进行校验，检验合格后方可投入使用。 序 号器具名称型号单位数量 1全站仪DTS-660台2 2光电经纬仪DT/102c台2 3水准仪DZS3台3 4皮尺50m把2 5水准标尺3m组2 6塔尺5m组4 7盒尺5m把3 8棱镜组2 2
目录 第1章绪论 (1) 1.1高铁控制网 (1) 1.2CPIII控制网 (1) 第2章无砟轨道CPIII测量准备工作及坐标高程基准 (2) 2.1线下工程沉降和变形评估 (2) 2.2精测网全面复测 (2) 2.3线下工程平面线位复测 (2) 2.4坐标与高程系统 (2) 第3章CPII控制网加密测量 (3) 3.1采用GPS方式加密CPII网的具体要求 (3) 1）加密测量采用的方法、使用的仪器和精度应符合相应等级的规定 (3) 2）选点 (3) 3）观测 (3) 4）数据处理 (3) 3.2采用导线方式加密CPII网的具体要求 (5) 3.3洞内CPII测量 (6) 第4章CPIII平面控制网测量 (7) 4.1CPIII平面控制点布设 (7) 1）选用相应CPIII控制点的元器件： (7) 2）CPIII控制点的埋设 (11) 3）CPIII控制网标记点的编号 (14) 4）CPIII控制点的定位精度要求 (14) 4.2CPIII平面控制网观测 (14) 1）仪器要求 (14) 2）测量方法 (14) 4.3CPIII平面控制网数据处理 (16) 第5章CPIII高程控制网测量 (18) 5.1CPIII高程控制点布设 (18) 5.2CPIII高程控制网观测 (18)
1）CPIII高程控制点精度要求 (18) 2）精密水准观测 (20) 5.3连续桥上下二等水准采用三角高程传递 (20) 5.4CPIII控制点高程数据处理 (21) 第6章CPIII控制网的维护 (22) 第7章CPIII存在主要问题及建议 (23) 7.1分段CPIII控制网的衔接 (23) 7.2加密CPII控制点的保护 (23) 7.3平面数据采用过程气象元素改正问题 (23) 7.4已破坏CPIII控制桩恢复问题 (23) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26)