0前言 1
1理论基础概述 2
1.1基本概念 2
1.2水准测量原理 2
1.3测量内外业遵循的原则 4
1.4 i角误差的检验与校正 4
1.5正常位水准面不平行改正 5
2测区概况 5
2.1测区自然地理概况 5
2.2 作业区气候条件 5
2.3利用已有资料情况 5
2.3.1国家高程控制点情况 5
2.3.2利用测区已有平面控制点情况 5
3高程控制网设计与实施方案 6
3.1水准网的布设要求 6
3.1.1水准网的布设形式 6
3.1.2水准网的选线和选点 6
3.1.3埋石 7
3.2高程控制网设计方案 7
3.3水准路线布网图 7
4外业观测技术设计 8
4.1使用仪器检核 8
4.2观测技术要求 8
4.3作业方法 9
4.3.1基本作业要求 9
4.3.2测站观测步骤 9
5数据处理 11
5.1观测成果整理 11
5.2高程控制网平差计算 14
5.2.1平差计算原理 14
5.2.2平差计算过程 14
5.2.3利用VC进行平差计算的过程 16
6结论 21
6.1平差结果 21
致谢 26
参考文献 27
0前言
建立区域性控制网,一般采用平面控制网与高程控制网分别建立或联合建立这两种模式。两种网分别建立时,高程控制一般采用水准测量方法;两种网同时建立时,高程控制可以采用光电测距三角高程导线,或者采用GPS高程法。这两种模式中,都是以水准测量作为建立高程控制的基础。在高程控制当中,主要的方法就是水准测量。在全国范围内用水准测量的方法测量一系列点的高程,进而形成一个全国范围的高程控制网,称为国家高程控制网, 国家高程控制网按施测的次序和施测的精度分为四个等级,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,所以研究讨论水准测量所使用的仪器、观测方法以及外业观测资料的检查与数据处理就显得十分必要了。水准网平差程序采用间接平差法,以未知点高程H的改正量dH为改正数,列误差方程式,组成和解算法方程,得未知点的高程改正数,并进行观测值和平差值函数的精度评定,求出各待定高程点的高程中误差。通过对水准网外业和内业流程的掌握,在以后的工作中能在这方面独挡一面。
基于VC的水准网平差设计与研究的的主要目的在于:(1)使相应高程控制网的数据处理速度提高,改变了传统的数据处理方式,减少了内业人员的工作量,并且保证了精度,利用计算机的强大的计算功能,可以克服许多人为的误差因素;(2)计算各待定点的点位误差,方便的进行点位精度评定,并且可以计算出任一闭合环的闭合差和附合路线的闭合差。
1理论基础概述
1.1基本概念
水准测量:用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。
水准面与大地水准面:静止的水面称为水准面,水准面是受重力场影响而形成的,是一个处处与重力方向垂直的连续曲面,并且是一个重力场的等位面,水准面可高可低,符合上述特点的水准面有无数多个。故定义一个大地水准面,即一个假想的与处于流体静平衡状态的海洋面(无波浪、无潮汐、海流和大气气压变化引起的扰动)重合并延伸向大陆且包围整个地球的重力等位面被大地水准面。
1985年高程基准与1956年黄海高程系统:大地水准面由平均海水面求得。海水受潮汐和风浪的影响,海水面是个动态的曲面。我国在青岛设立验潮站,长期观察的记录黄海海水面的高低变化并取其平均值称为青岛黄海平均海水面,将其作为大地水准面的位置,令其高程为零,并在青岛建立了水准原点用精密测量方法测定了原点距大地水准面的高差。目前,我国采用"1985年高程系统",是以青岛验潮站1952年到1979年的验潮资料计算确定的平均海水面为基准面,青岛水准原点高程为72.260m,全国各地的高程都是以它为基准进行测算的。但1987年以前使用的是1956黄海高程系统,是根据青岛验潮站1950年到1956年的验潮资料计算的基准面为基础的地面点高程系统,其水准原点高程为72.289m。利用旧的高程测量成果时,要注意高程基准的统一换算。
高程(标高):地面点沿铅垂线方向到高程起算面的距离,起算面的同高程可分为:绝对高程和相对高程。
绝对高程:地面点到大地水准面的铅垂距离,称为该点的绝对高程,或称海拔。
相对高程:当个别地区应用绝对高程有困难时,可采用假定高程系统,即采用任意水准面为起算高程的基准面,这时地面点到这个基准面的铅垂距离称为相对高程。
高差:两点高程之差用h表示(与高程起算面无关)。
间接平差法(参数平差法):是通过选定t个与观测值有一定关系的独立未知量作为参数,将每个观测值表达成这t个参数的函数。建立函数模型,按最小二乘原理,用求自由极值的方法解出参数的最或然值,从而求得各观测值的的平差值。
1.2水准测量原理
假设AB两点,两点分别安放带有分划的标尺,并且在AB之间置一台能建立水平视线的仪器分别读取标尺上的读数a和b,则,已知,则。
由此可见,水准测量主要是高差测量,高差有正负,在施测时要明确施测方向,如果是从A到B,若A点高程已知:
则A点是后视点,其读数是后视读数a;
则B点是前视点,其读数是前视读数b。
对高差来讲用文字表示为:高差=后视读数-前视读数。
要注意:前视读数不一定比后视读数大。
若则;
则。
在水准测量中用以下式子,已知,由高差求取高程→高差法。
若将上式变成由此式求取高程→仪高法。
图1-1水准原理示意图
Fig.1-1 Principle of standards
1.3测量内外业遵循的原则
测量过程是带有误差的,误差是传递的,若从一点出发,一直测下去将会引起很大的误差,为了减小误差的积累,在外业测量中应遵循以下原则:先控制,后碎部(或先整体,后局部)的原则。
为了保证计算的正确性内业计算应遵循以下原则 :步步有检核,一人计算,另一人检核。
1.4 i角误差的检验与校正
在一平坦的场地上选一条长61.8m的直线,打两个木桩使直线被分为3等份,并在木桩上钉圆冒钉作为立尺点,木桩所在两点记为A、B,直线两端记为J1点和J2点。
在J1、J2处先后架设待检验的水准仪,在精平后,瞄准A、B两点上所立水准尺,照准、读数4次。在J1点设站时的A、B水准尺上的4次读数的中数记为、;在J2点设站时的4次读数的中数记为、。将A、B水准尺上消除了i角影响后的正确读数记为、、、,它们分别为
(1-1)
式中。
由此,在J1点处测得的正确高差为
(1-2)
在J2处测得的正确高差为
(1-3)
考虑,有
(1-4)
将有关数字代入得
(1-5)
对于精密水准仪,要求i角小于。超出限差时,必须对其进行改正。i角的校正可以在J2点上进行。用倾斜螺旋将望远镜视线对准水准尺上正确的读数,然后校正水准器的上下校正螺丝,使气泡居中。校正后,将望远镜对准水准尺B读数,它应与计算值一致,以此做检核。此项校正需反复进行,直至i角小于。
1.5正常位水准面不平行改正
在外业概算中,对三等以上的水准测量结果需要进行正常位水准面不平行改正。因为四等水准测量的路线较短,且精度要求较低,可以不进行此项改正。改正数按计算,其中A是用整个水准路线的平均纬度按算出;为该测段始、末两点的近似高程平均值,以m为单位;为测段始、末点纬度之差,以分为单位。计算结果以mm为单位,取至0.1mm。
2测区概况
2.1测区自然地理概况
2.2 作业区气候条件
2.3利用已有资料情况
2.3.1国家高程控制点
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机房监控系统毕业设计毕业论文(2003doc)
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