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第五讲 高程测量 高程测量概述 测定点的高程的工作称为高程测量。测定点的高程时，一般献策定点于点之间的高差，然后根据已知点的高程，推算出待求点的高程。所以说，高程测量主要是测定两点的高差。 高程测量的方法 1、水准测量 利用水准仪和几何原理来测量高差。 2、三角高程测量 利用经纬仪和三角学原理来测定高差。 3、气压高程测量 利用气压计和气压原理进行的高程测量。 4、GPS高程测量 利用GPS信号接收集合GPS卫星直接测定点的高程。 二、高程测量的等级 1、国家高程测量 国家测绘部门在全国各地设立了一系列的高程点，其高程用水准测量的方法测定，按精度高地分为一、二、三、四等。这些高程点为各行各业提供了高程基准。 2、矿区高程测量 为满足矿业开发的需要，矿区测绘部门在国家高程点的基础上进行了矿区高程测量。其精度分为三等和四等。 3、矿井高程测量 为了满足矿井地面和井下建设的需要，也应进行矿井高程测量。 三、高程点的标志形式 用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点，记为BM(Bench Mark)。水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。 （1）永久性水准点 国家等级永久性水准点，如图2-14所示。有些永久性水准点的金属标志也可镶嵌在稳定的墙角上，称为墙上水准点，如图2-15所示。建筑工地上的永久性水准点，其形式如图2-16a所示。 （2）临时性水准点 临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩顶钉以半球状铁钉，作为水准点的标志，如图2-16b所示。 第一节 水准测量原理 一、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。 如图2-1所示， A、B两点间高差hAB为 （2-1） 设水准测量是由A向B进行的，则A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。 二、计算未知点高程 1．高差法 测得A、B两点间高差hAB后，如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为： （2-2） 这种直接利用高差计算未知点B高程的方法，称为高差法。 2．视线高法 如图2-1所示，B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即 （2-3） 这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就比较方便。 第二节 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。05、1、3和10表示水准仪精度等级。 一 、DS3微倾式水准仪的构造 DS3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。 （1）十字丝分划板 是为了瞄准目标和读数用的。 （2）物镜和目镜 物镜和目镜多采用复合透镜组，目标AB经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像ab，移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上。再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象a′b′。 （3）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴CC。视准轴的延长线即为视线，水准测量就是在视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。 2．水准器 （1）管水准器 管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。如图2-6所示，它是一玻璃管，其纵剖面方向的内壁研磨成一定半径的圆弧形，水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点O称为水准管零点，通过零点与圆弧相切的纵向切线LL称为水准管轴。水准管轴平行于视准轴。 水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20″，记作20″/2mm。 为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。 （2）圆水准器 圆水准器装在水准仪基座上，用于粗略整平。圆水准器顶面的玻璃内表面研磨成球面，球面的正中刻有圆圈，其圆心称为圆水准器的零点。过零点的球面法线L′L′，称为圆水准器轴。圆水准器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。 气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，一般为8′～10′，精度较