中地數媒 2020-01-19

（一）水準測量

1。基本要求

測區地面高程控制網可採用水準測量和測距高程導線法建立，水準測量分為三等、四等，測距高程導線可以代替四等水準。測區控制網一般採用水準測量方法建立。其範圍等級選擇應符合表4-17的規定。

表4-17 測區控制網水準等級選擇要求

測區地面高程首級控制網應佈設成環形網，也可以與平面控制一起考慮。加密時佈設成附合線或結點網，只有在山區才允許佈設支線水準。各等水準網中最弱點的高程中誤差相對起算點不大於±2。5釐米。

水準測量的主要技術要求按表4-18規定。計算水準點互差時，L為水準點間路線長度；計算環線、附合路線閉合差時，L為環線或水準路線總長度。L單位都以千米計算。n為測站數。水準支線不應大於附合路線總長度的1/3。

水準測量觀測的技術要求應附合表4-19規定。

表4-18 水準測量的主要技術要求

表4-19 水準測量觀測技術要求

三等、四等使用嚴密平差程式，當水準路線的環線超過20個時，水準按路線（環線）閉合差計算的每公里全中誤差 M

Δ

≤20 毫米，計算按城市測量規範 M

W

＝

公式執行。

三等水準觀測順序為後－前－前－後，四等水準為後－後－前－前，等外水準為後－後－前－前，三等水準往測、返測均使用偶數站。使用電子記簿應列印原始觀測值。

三、四等水準測量記錄手簿見附錄D，等外水準測量記錄手簿見附錄E。

特殊情況：當地一、二、三等水準點基本破壞，礦區以非煤露天採礦權為主的地區，本次實地核查所做的控制點只滿足礦業權核查和礦政管理的需要，可以不作水準聯測，直接使用四等水準或等外水準進行高程擬合。精度放寬到最弱點高程中誤差不大於±0。25米，以2倍中誤差作為最大誤差，極端情況超過3倍中誤差的點，不使用，不提供高程，不超過總點數的1/10。此類控制點不與其他部門共享。

2。測距高程導線

代替四等水準的光電測距高程導線，應起閉於不低於三等的水準點上，其邊長不大於1千米。高程導線的最大長度不超過四等水準路線的最大長度。

高程導線邊長的測定，應採用不低於Ⅱ級的測距儀或全站儀，往返觀測各1測回，讀數4次。1測回讀數較差不大於10毫米，每站應讀取氣溫和氣壓值，使用全站儀時，氣象常數可以安置在儀器上。垂直角測回差和指標差較差均不大於7″，對向觀測高差較差不大於

，D為測距水平距離，以千米為單位。儀器高覘標高讀至1毫米，垂直角觀測2測回。垂直角不大於15°。

高差計算時，觀測距離應施加加常數和乘常數改正、氣象改正。

氣象改正採用儀器廠方提供的引數和計算公式，並已預先設定，觀測時輸入溫度和氣壓值，儀器自動改正。加常數和乘常數採用儀器鑑定的資料進行改正。

每點設站時，相鄰測站間單向觀測高差h按下式計算：

全國礦業權實地核查技術方法指南研究

式中：h為高程導線邊兩端點的高差（米）；

D

i

為經過氣象改正的平距（米）；

k為大氣折光係數（一般取0。11～0。14，如不符可採用實驗值）；

R

0

為地球平均曲率半徑，一般採用6369000米。可根據各地緯度和投影面計算；

i為儀器高（米）；

v為覘標高（米）；

Z

i

為觀測垂直角（″）。

相鄰測站間對向觀測高差中數h

12

按下式計算：

H

12

＝（h

1

-h

2

）/2

由測距高程導線測定的水準點或其他固定點的高差，應加入正常水準面不平行改正，計算方法與四等水準測量相同。

每點設站高程導線測量限差按表4-20規定。

表4-20 測距高程導線測量限差

隨著測量儀器的進步，三角測量的方法一般不宜採用，對於原有的控制網使用三角高程測量的成果視為合理，精度達到現行標準的可以使用。

測距高程導線觀測手簿格式見附錄F。

（二）似大地水準面精化

我國已有CQ G2000似大地水準面模型，華東、華中、華南、華北和部分省區的格網平均重力異常解析度已達到2。5′×2。5′密度，山區也可以達到5′×5′。能夠滿足礦業權實地核查控制點精度的要求。需要說明的是，使用似大地水準面精化的關鍵是必須有準確大地高，而WGS-84的大地高用無約束平差的結果是不行的，因為普通單點定位精度很差，大地高誤差在10米以上，而似大地水準面模型也僅僅是知道位置、大地高，才能知道高程異常和正常高。因此，如需做似大地水準精化必須在WGS-84中作三維約束平差，如果收集不到WGS-84的起始點，是不能做的。

（三）擬合高程

GPS測量是在WGS-84地心座標系進行的，它提供的高程是大地高H，而水準測量是以水準原點為基準，相對於平均海平面海拔高h。由於採用GPS觀測所得到的是大地高，為了確定出正常高，必須知道高程異常資料。也就是說要知道周邊點的水準高和大地高，利用一定的數學模型得到整個控制網的正常高。似大地水準面到參考橢球面的距離，稱為高程異常，記為ζ。大地高與正常高之間的關係可以表示為：H=Hr＋ζ。所謂高程擬合法就是利用在範圍不大的區域中，高程異常具有一定的幾何相關性這一原理，採用數學方法，求解正常高或高程異常。

將高程異常表示為下面多項式的形式：

零次多項式：ζ＝a

0

一次多項式：ζ＝a

0

+a

1

·dB+a

2

·dL

二次多項式：ζ＝a

0

+a

1

·dB+a

2

·dL+a

3

·dB

2

+a

4

·dL

2

+a

5

·dB·dL

（1）適用範圍。上面介紹的高程擬合的方法，是一種純幾何的方法，因此，一般僅適用於高程異常變化較為平緩的地區（如平原地區），其擬合的準確度可達到一個分米以內。對於高程異常變化劇烈的地區（如山區），這種方法的準確度有限，這主要是因為在這些地區，高程異常的已知點很難將高程異常的特徵表示出來。

（2）選擇合適的高程異常已知點。所謂高程異常的已知點的高程異常值一般是透過水準測量測定正常高、透過GPS測量測定大地高後獲得的。在實際工作中，一般採用在水準點上佈設GPS點或對GPS點進行水準聯測的方法來實現，為了獲得好的擬合結果要求採用數量儘量多的已知點，它們應均勻分佈，並且最好能夠將整個GPS網包圍起來。

（3）高程異常已知點的數量。若要用零次項進行高程擬合時，要確定1個引數，因此，需要1個已知點。若要採用一次多項式進行高程擬合，要確定3個引數，需要3個以上的已知點。若要採用二次多項式進行高程擬合，要確定6個引數，則需要6個以上的已知點。我們要求“進行高程擬合，一般起算點應不少於6個，50平方千米應有一點”。點位應分佈於測區的四周最好中間有一點。最少不得少於3個。起算點的高程等級，最低是等外水準，三角高程不能作為起算點。

（四）特殊情況

西部地區礦業權分佈分散，控制點稀少，有的需要一個礦作為一個小測區。要檢查已知點困難，做水準沒有起算水準點，只有少數幾個控制點帶有水準高。可以利用無約束平差的基線詳解來解決這個問題，點位下沉、位移會引起控制點間的邊長，高差變化，詳解中的大地高不對，但是它的高差是對的，基線邊長的比例是對的，因為小範圍內高程異常的值是相等的。利用解算的基線詳解中的基線高差和基線邊長，可以進行水準平差，如果符合水準要求則可以證明起算點是對的，還可以求出個點的正常高。這樣可以解決小測區起算點檢查和高程擬合點不足的問題。