術語介紹
高程控制網是大地控制網的一部分。在一個國家或一個地區範圍內,測定一系列統一而精確的地麵點的高程所構成的網。國家高程控制網的布設方案一般採用從大到小、從整體到局部的原則,按控制次序和施測精度分為一、二、三、四等水準測量。
等水準測量所經過的路線,稱為“水準路線”。一等水準路線構成網形,每一閉合環為周長在1000~1500 km 之間,二等一般在500~750 km之 內。
一等水準路線是國家高程控制網的骨幹,同時也是研究地殼和地面垂直運動及有關科學探討的主要依據,應沿地質構造穩定、交通不太繁忙、路面坡度平緩的交通路線布設,並構成網狀;二等水準路線是國家高程控制的全面基礎,通常沿鐵路、公路或河流布設在一等水準環內,並構成網狀。
三、四等水準路線 直接提供地形測圖和各種工程建設所必須的高程控制點。
此外,為研究地殼垂直形變而布設的一、二等水準路線,應儘可能穿過活動地質構造帶、活動斷層等。為此可適當加密,以使某些活動構造帶的水準測量同國家精密水準網聯繫起來, 便於大範圍內監視地殼運動情況。
在各等水準路線上,每隔一定距離, 埋設穩固的水泥標石,以標定所測高程點的位置便於長期保存和使用。國家高程控制網的任務,是為測制地形圖和工程建設提供必需的高程控制基礎資料,並為地殼垂直運動和平均海水面變化等科學研究提供精確的高程資料 。
作用
國家水準測量的任務,一方面是在全國領土上建立統一的高程控制網,為測制翻地形圖和各項工程建設提供必要的高程控制基礎;另一方面是為現代地殼垂直運動,平均海水面變化和大地水準面形狀等地球科學研究提供精確的高程資料 。
發展歷史
我國高程控制網的布設按照其目的、完成年代、採用技術標準和高程基準等,基本上可以分為三期,第一期是1976年以前完成的,以1956黃海平均海水面起算的各等級水準網,其中一等水準布設超過20 000km,二等水準130 000km;第二期是1976年至1990年完成的。
以1985國家高程基準起算的一、二等水準網,其中一等水準布設93 360 km,二等水準布設136 368 km。該期水準建立了我國高程控制同的骨幹和全面基礎;第三期又稱為國家二期一等水準複測,設計方案複測94000 km,從1991年至1998年實際完成一等水準複測88 452 km.
隨著科學技術的發展,國民經濟建設、科學研究對國家高程控制網又有了新的要術:
①複測周期短,現勢性要強,能提供最新的數據;
②精度要高,能反映地殼垂直運動速率,以便滿足地震監測預報及地學研究等需要。
套用
西部地區大開發高程測量
21世紀我國將在西部地區實施大開發戰略,在西部地區大開發中,測繪工作需要先行。及時提供西部開發地區精確的高程資料,是測繪工作者責無旁貸的責任。
目前,國家高程網在西部地區布測的密度不夠,為了支援西部地區大開發戰略,對西部地區高程控制網進行調整和重新布設是必要的。此外,中西部地區也是我國大陸各板塊、地震斷裂帶活動比較頻繁的地帶,而對板塊、地震斷裂帶垂直變化最有效的監測手段,仍是精密水準測量。
城市及沿海地區大面積沉降監測
據有關方面的資料分析表明,我國部分城市由於地下水開採及各種大型工程建設,使城市出現大面積的沉降。在我國東部沿海地區,也出現大面積地表沉降。及時準確地提供沉降速率,是制定減災、防災措施和地區經濟發展戰略的重要依據,而及時準確地獲取沉降速率的手段主要靠精密水準測量。
地學研究及地震監測預報
隨著科學技術的發展.地學研究也進人了新的層次,不但注重百萬年為單位研究地殼運動的歷史,而且也注重於現代地殼垂直運動狀況,以及地殼運動對人類生活環境產生的各種影響。揭示地殼垂直運動速率,仍需要進行精密水準鍘量。地殼斷層的形變速率的變化是地震工作者研究預報地震的重要參考資料,而精密水準測量是測定斷層垂直形變的重要方法之一。
現代化發展
隨著空間和信息技術的快速發展 ,我國的地理空間基礎框架的主幹之一,國家高程控制網也面臨更新和現代化。
國家高程控制網的現代化應包括兩個部分:一是國家高精度水準網,即毫米級的一等水準網的定期更新;二是具有厘米級精度的 (似)大地水準面的測定。
建議儘快組織施測國家三期一等水準網,切實執行《中華人民共和國大地測量法式》中“一等水準網必須 2 5年複測一次”的規定 ,依法行政 ,以保證國家高程控制網毫米級高精度的可靠性和現勢性 ;另一方面應結合 GPS水準和重力測量,精化我國大陸的 (似 )大地水準面至厘米量級,以利用“GPS+(似 )大地水準面”的技術取代國家二等水準網。
採用這一技術可以節約大量人財物和時間 ,獲得考慮的高程時,其精度均勻一致,沒有水準測量沿線逐站傳遞的積累誤差,在海島、山區等困難或甚至無法傳遞水準測量高程的地區,採用這一技術不僅可以快捷地測得高程 ,而且其成果和國家高程基準和高程系統是統一的和協調的,中國大陸國土的任何一點,利用這一技術可以獲得不低於原來二等水準網所提供的相應精度的高程 。