水准仪测量高程怎么算

6.1　控制测量概述

测量学的主要任务之一是为国家建设提供设计和施工所需要的地形图。为了防止测量误差的累积，提高测量的精度和速度，测量工作必须遵循“先控制，后碎部”的工作步骤。即先建立控制网，再以控制网为基础进行碎部测量。

控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量是测定控制点的平面位置，高程控制测量是测定控制点的高程。

6.1.1　平面控制测量

平面控制测量常用以下两种方法:

1.三角测量

三角测量是在地面上选择一系列具有控制作用的控制点，组成互相连接的三角形且扩展成网状，称为三角网，如图6.1所示。在控制点上，用精密仪器将三角形的三个内角测定出来，并测定其中一条边长，然后根据三角公式解算出各点的坐标。用三角测量方法确定的平面控制点，称为三角点。

图6.1　三角网

2.导线测量

导线测量是在地面上选择一系列控制点，将相邻点连成直线而构成折线形，称为导线网，如图6.2所示。在控制点上，用精密仪器依次测定所有折线的边长和转折角，根据解析几何的知识解算出各点的坐标。用导线测量方法确定的平面控制点，称为导线点。

图6.2　导线网

6.1.2　高程控制测量

高程控制测量的主要方法是水准测量。在全国范围内测定一系列统一而精确的地面点的高程所构成的网，称为高程控制网。国家高程控制网的建立，也是按照由高级到低级，有整体到局部的原则进行的。按施测次序和施测精度同样分为四个等级，即一、二、三、四等。一等水准网是国家高程控制的骨干，二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础;三、四等水准网是在二等水准网的基础上进一步加密，直接为测图和工程提供必要的高程控制。

用于小区域的高程控制网，应根据测区面积的大小和工程的需要，采用分级建立。通常是先以国家水准点为基础，在测区内建立三、四等水准路线，再以三、四等水准点为基础，测定等外(图根)水准点的高程。水准点的间距，一般地区为2～3km城市建筑区为1～2km，工业区小于1km。一个测区至少设立三个水准点。

6.1.3　国家控制网

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，并为确定地球形状和大小提供研究资料。国家控制网是用精密测量仪器和方法，依照施测精度按一、二、三、四等四个等级建立的，它的低级点受高级点逐级控制。

国家平面控制网主要布设成三角网，采用三角测量的方法。如图6.3所示，一等三角锁是国家平面控制网的骨干;二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础;三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。

国家高程控制网布设成水准网，采用精密水准测量的方法。如图6.4所示，一等水准网是国家高程控制网的骨干;二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础;三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。

图6.3　三角测量法

图6.4　精密水准测量法

6.1.4　城市控制网

在城市地区，为测绘大比例尺地形图进行市政工程和建筑工程放样，在国家控制网的控制下而建立的控制网，称为城市控制网。

城市平面控制网分为二、三、四等和一、二级小三角网，或一、二、三级导线网。最后，再布设直接为测绘大比例尺地形图所用的图根小三角和图根导线。

城市高程控制网分为二、三、四等，在四等以下再布设直接为测绘大比例尺地形图用的图根水准测量。

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。图根控制点的密度(包括高级控制点)，取决于测图比例尺和地形的复杂程度。平坦开阔地区图根点的密度一般不低于表6.1的规定;地形复杂地区、城市建筑密集区和山区，可适当加大图根点的密度。

表6.1　图根点的密度

6.1.5　小地区控制测量

在小范围内(面积在15km²以下)建立的控制网，称为小地区控制网。小地区控制网在可能的条件下应与国家控制网联系起来，如果测区内或附近无国家控制点，或有国家控制点而不便连测时，则可建立测区的独立控制网。为小区域大比例尺测图建立的控制网，叫做图根控制网。

在面积为15km²内为满足需要进行的平面控制测量称为小区域平面控制测量。小三角测量是小区域建立控制测量的一种常用方法，在地面上选定一些控制点，将相邻控制点连接成若干个连续的三角形，这些控制点称为三角点，测量所有的内角，测量一到两条边(或称基线)，用近似平差的计算方法进行角度调整，不考虑地球曲率影响，应用正弦定律计算各三角形边长，最后，根据已知边的方位角和已知点的坐标按导线计算的方法计算各三角点的坐标。与导线测量相比较，小三角测量的特点是边长短、量距工作量少、测角任务重、计算时不考虑地球曲率影响、采用近似平差计算的方法处理观测结果。根据测区已知控制点和实际地形情况，小三角测量布设的形式有:单三角锁、中心多边形、大地四边形、线形三角锁等，如图6.5所示。另外根据测量的元素的不同，有测角网、测边网和边角网三种。在三角网中测量一条或两条基线，观测所有的内角，这种网称为测角网。如果用测距仪测量全部边长，不测角度，这种网称为测边网。为了提高精度，观测边又测角的网，称为边角网。本章主要介绍测角网的近似平差计算方法。

图6.5　小三角布设形式

根据测区大小和精度要求，小三角测量可以分为一级、二级和图根小三角三个等级，其面积的大小与控制网的建立见表6.2，小三角测量主要技术指标见表6.3。

表6.2　小区域平面控制网的建立

表6.3　小三角测量技术指标

注:1.n为传递方位角的测站数。

2.当测区最大测图比例尺为1∶1000时，一、二级小三角的边长可适当放长，但最长不应超过上表规定的两倍。