测量学课件：第四章 高程测量

第四章 高差测量由第一章可知：一个待测点的空间位置包括其平面位置和高程，高程即该点沿铅垂线方向到高程基准面的距离。

在测量技术和仪器已经大为改善的今天，高程可以通过GPS 等方法直接获得，但对于传统测量学来说，高程一般无法直接确定，而是通过测量在相同水准面上的高差，并由已知点的高程传递而得。

本章将讲述传统测量学中两种重要的高差测量方法：水准测量和三角高程测量。

4.1 水准测量4.1.1 水准测量的原理水准测量的基本原理其实很简单，如图4-1所示，若A 点的高程A H 已知，如果可以测得A 点到B 点的高差AB h （A B AB H H h -=，B 点到A 点的高差为B A BA H H h -=，且BA AB h h -=），就可以求得B 点的高程。

图4-1 水准测量的基本原理然而，在具体的工作中，我们无法将仪器深入地面进行测量，为了间接地测得高差，需要使用水准仪和水准尺。

首先，在A 、B 两点各竖立一根水准尺，然后将水准仪安置在A 、B 两点之间。

假设水准仪的水平视线在A 和B 处的水准尺面分别相交在M 和N 的位置，MA 即A 点水准尺的读数a ，NB 即B 点水准尺的读数b ，过A 点作一条水平线与B 点的铅垂线相交于C ，则可得A 点到B 点的高差为：b a h AB -=由于A 点的高程已知，在测量中称之为后视点，读数a 为后视读数，B 点则为前视点，读数b 为前视读数，因此在水准测量中，高差等于后视读数减去前视读数。

可见，高差有正有负，当b a >时，AB h 为正，此时B 点高于A 点；当b a <时，AB h 为负，此时B 点低于A 点。

因此，在水准测量中，高差符号的下标是非常重要的，不能随意混淆。

不过，上述的基本原理只适用于A 、B 两点相距不远的情况，即只用安置一次水准仪就可以得到两根水准尺的读数。

如果两点距离较远或者高差较大，仅仅安置一次仪器并不能测得高差时，那么就需要另外加设若干个临时的立尺点，将已知点的高程传递到未知点，这些立尺点称为转点。

高程测量的常用方法和技巧高程测量是地理测量学中的一个重要分支，用于测量地表或物体的高程信息。

高程测量的准确性和精度对于土地开发、建筑工程、水利工程等领域的规划和设计至关重要。

本文将介绍高程测量的常用方法和技巧，帮助读者了解并应用于实践中。

一、水准测量水准测量是一种通过比较不同位置的水平面高度差来测量高程差的方法。

它是高程测量中最常用的方法之一。

在水准测量中，常用的仪器是水准仪。

水准测量通常需要一套参考标高，称为基准面。

该基准面可以是海平面、局部大地水准面或者特定的工程基准面。

通过在不同位置进行水准测量，可以计算出各点的高程信息。

二、三角高程测量三角高程测量是利用三角测量原理测量高程差的一种方法。

这种方法适用于相对平坦的地区，通常需要在地面上设置一系列的控制点，然后通过测量控制点之间的距离和垂直角度来计算高程差。

三角高程测量的优点是成本较低且适用于大范围的测量。

三、GPS高程测量全球定位系统（GPS）是一种基于卫星信号的定位和测量系统，可以用于高程测量。

GPS高程测量使用卫星信号测量接收器和天线之间的距离差，并结合基准面信息计算高程差。

GPS高程测量具有高精度、快速和便捷的特点，适用于大范围和复杂地形的测量。

然而，由于卫星信号受遮挡和多路径效应的影响，该方法在某些条件下可能会出现一定的误差。

四、激光扫描测量激光扫描测量是一种基于激光束和接收器之间的时间测量差来计算高程差的方法。

通过激光仪器扫描地表或物体，并测量激光束与地面的反射时间，可以得到精确的高程信息。

激光扫描测量具有高精度、高速度和非接触性的特点，适用于复杂地形和大范围的测量。

五、导航卫星测高导航卫星测高是一种利用卫星导航系统（如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS 等）进行高程测量的方法。

将接收器放置在需要测量的位置，接收导航卫星的信号并计算出高程信息。

导航卫星测高具有高精度和无需直接观测的特点，在工程和测绘领域得到广泛应用。

六、高程测量的技巧1.选择合适的仪器和方法：根据测量范围、精度要求和地形和环境条件选择适当的仪器和方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。

第一章绪论§1.1 测量学的发展、学习意义及要求一．测量学的发展概况1．我国古代测量学的成就（1）长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——最早的可见的古地图。

（2）北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。

（3）清朝康熙年间， 1718年完成了世界上最早的地形图之一《皇兴全图》。

2．目前测量学发展状况及展望（1）测量室内外一体化。

（2） GPS（Global positioning system）的发展。

（3） RS（Remote sense）的发展。

（4） GIS（Geographic information system）的发展。

（5） 3S技术的结合,和数字地球的概念。

二．路桥专业学生学习测量学的意义及要求1．学习本课程的意义。

从公路的设计、施工、竣工到日后扩建维修及变形监测均要进行测量工作。

从高职路桥专业的特点，更要学好测量学。

2．掌握好本课程的要求。

认真听课，做好笔记；独立完成作业；实验课认真对待。

三．测量学科的分类1．测量学的定义——根据它的任务与作用，包括:测定（测绘）——由地面到图形。

测设（放样）——由图形到地面。

2．测量学科的分类一般分为：普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学和制图学。

复习：测量学的分类§1.2 地面点位的确定在测量工作中，我们一般用：某点在基准面上的投影位置（x,y）和该点离基准面的高度（H）来确定。

一．测量基准面1．测量工作基准面——水准面、大地水准面。

水准面——静止海水面所形成的封闭的曲面。

大地水准面——其中通过平均海水面的那个水准面。

水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。

铅垂线——测量工作的基准线2．测量计算基准面——旋转椭球由一椭圆（长半轴a，短半轴b）绕其短半轴b旋转而成的椭球体。

二．地面点的坐标坐标分为地理坐标、高斯平面直角坐标和平面直角坐标。

（一）地理坐标（属于球面坐标系统）适用于：在地球椭球面上确定点位。