《小區(qū)域控制測量》PPT課件.ppt

第六章 小區(qū)域控制測量,第一節(jié) 控制測量概述 第二節(jié) 導線測量 第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量 第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量 第五節(jié) 交會定點的計算 第六節(jié) 三、四等水準測量 第七節(jié) 三角高程測量,第一節(jié) 控制測量概述,一、平面控制測量 我國的平面控制網(wǎng)是采用逐級控制、分級布設(shè)的原則建立起來的。平面控制網(wǎng)的建立方法主要有衛(wèi)星定位測量、導線測量、三角形網(wǎng)測量等。平面控制網(wǎng)精度等級的劃分:衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)依次為二、三、四等和一、二級，導線及導線網(wǎng)依次為三、四等和一、二、三級，三角形網(wǎng)依次為二、三、四等和一、二級。,下一頁,返回,第一節(jié) 控制測量概述,平面控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)遵循下列原則: (1)首級控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)因地制宜，且適當考慮發(fā)展;當與國家坐標系統(tǒng)聯(lián)測時，應(yīng)同時考慮聯(lián)測方案。 (2)首級控制網(wǎng)的等級應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、控制網(wǎng)的用途和精度要求合理確定。 (3)加密控制網(wǎng)，可越級布設(shè)或同等級擴展。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 控制測量概述,平面控制網(wǎng)的坐標系統(tǒng)，應(yīng)在滿足測區(qū)內(nèi)投影長度變形不大于2.5cm/km的要求下作下列選擇: (1)采用統(tǒng)一的高斯投影3帶平面直角坐標系統(tǒng)。 (2)采用高斯投影3帶，投影面為測區(qū)抵償高程面或測區(qū)平均高程面的平面直角坐標系統(tǒng);或任意帶，投影面為1985年國家高程基準面的平面直角坐標系統(tǒng)。 (3)小測區(qū)或有特殊精度要求的控制網(wǎng)，可采用獨立坐標系統(tǒng)。 (4)在已有平面控制網(wǎng)的地區(qū)，可沿用原有的坐標系統(tǒng)。 (5)廠區(qū)內(nèi)可采用建筑坐標系統(tǒng)。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 控制測量概述,二、高程控制測量 高程控制測量的方法主要有水準測量和三角高程測量。高程控制測量精度等級的劃分，依次為二、三、四、五等。各等級高程控制宜采用水準測量，四等及以下等級可采用電磁波測距三角高程測量，五等也可采用GPS擬合高程測量。首級高程控制網(wǎng)的等級，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、控制網(wǎng)的用途和精度要求合理選擇。首級網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，加密網(wǎng)宜布設(shè)成附合路線或結(jié)點網(wǎng)。測區(qū)的高程系統(tǒng)，宜采用1985年國家高程基準。在已有高程控制網(wǎng)的地區(qū)測量時，可沿用原有的高程系統(tǒng);當小測區(qū)聯(lián)測有困難時，也可采用假定高程系統(tǒng)。高程控制點間的距離，一般地區(qū)應(yīng)為13km，工業(yè)廠區(qū)、城鎮(zhèn)建筑區(qū)宜小于1km。但一個測區(qū)及周圍至少應(yīng)有3個高程控制點。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 控制測量概述,三、小區(qū)域平面控制測量 在小區(qū)域內(nèi)建立的平面控制網(wǎng)，稱為小區(qū)域平面控制網(wǎng)。小區(qū)域控制網(wǎng)應(yīng)盡可能與當?shù)匾呀?jīng)建立的國家或城市控制網(wǎng)聯(lián)測，并以國家或城市控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)作為起算和校核標準。如果測區(qū)范圍附近沒有合適的高等級控制點，或附近有合適的高級控制點但不方便聯(lián)測，也可以建立測區(qū)獨立控制網(wǎng)。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 控制測量概述,小區(qū)域平面控制網(wǎng)亦應(yīng)由高級到低級分級建立。測區(qū)范圍內(nèi)建立最高一級的控制網(wǎng)，稱為首級控制網(wǎng);最低一級的即直接為測圖而建立的控制網(wǎng)，稱為圖根控制網(wǎng)。 直接用于地形測圖的控制點稱為圖根控制點。圖根點位置的測定工作，稱為圖根控制測量。圖根點的密度取決于測圖比例尺和地形的復雜程度，具體應(yīng)符合規(guī)定。,上一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,一、導線的布設(shè) 根據(jù)測區(qū)的不同情況和具體要求，導線可按下列三種形式進行布設(shè)。 1.閉合導線 閉合導線是從一個已知點出發(fā)，經(jīng)過若干個導線點又回到原已知點上，形成一個閉合多邊形。 2.附合導線 附合導線是從一個已知邊的一個已知點出發(fā)，經(jīng)過一系列導線點，最后附合到另一個已知邊的一個已知點上。,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,3.支導線 支導線是從一個已知控制點和一個已知方向出發(fā)，既不附合到另一已知控制點，也不回到原起點上。 支導線只具有必要的起始數(shù)據(jù)，缺少對觀測成果的檢核，因此僅用于圖根控制測量，而且一條導線上布設(shè)的導線點一般不得超過4個。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,二、導線測量的技術(shù)要求 (1)各等級導線測量的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表6-1的規(guī)定。 (2)當導線平均邊長較短時，應(yīng)控制導線邊數(shù)不超過表6-1相應(yīng)等級導線長度和平均邊長算得的邊數(shù);當導線長度小于表6-1規(guī)定長度的1/3時，導線全長的絕對閉合差不應(yīng)大于13cm。 (3)導線網(wǎng)中，結(jié)點與結(jié)點、結(jié)點與高級點之間的導線段長度不應(yīng)大于表6-1中相應(yīng)等級規(guī)定長度的0.7倍。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,(4)導線網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定: 1)導線網(wǎng)用作測區(qū)的首級控制時，應(yīng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，且宜聯(lián)測2個已知方向。 2)加密網(wǎng)可采用單一附合導線或結(jié)點導線網(wǎng)形式。 3)結(jié)點間或結(jié)點與已知點間的導線段宜布設(shè)成直伸形狀，相鄰邊長不宜相差過大，網(wǎng)內(nèi)不同環(huán)節(jié)上的點也不宜相距過近。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,三、導線測量的外業(yè)工作 導線測量的外業(yè)工作包括踏勘選點及建立標志、邊長測量、角度測量與連接測量。 1.踏勘選點及建立標志 在去測區(qū)踏勘選點之前，應(yīng)先到有關(guān)部門收集原有地形圖，高一級控制點的坐標和高程，以及這些已知點的位置詳圖。在原有地形圖上擬定導線網(wǎng)布設(shè)的初步方案，然后到實地踏勘，修改并確定導線點位。 導線點位的選定應(yīng)符合規(guī)定。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,2.邊長測量 導線邊長的測量應(yīng)符合以下規(guī)定: (1)一級及以上等級控制網(wǎng)導線的邊長，一級以下也可采用 普通鋼尺量距。 (2)測距儀器的標稱精度。 (3)測距儀器及相關(guān)的氣象儀表，應(yīng)及時校驗。送當?shù)貧庀笈_(站)校準。 (4)各等級控制網(wǎng)導線邊長測距的主要技術(shù)要求當在高海拔地區(qū)使用空盒氣壓表時，宜應(yīng)符合規(guī)定。 (5)邊長測距作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定。 (6)普通鋼尺量距的主要技術(shù)要求應(yīng)符合規(guī)定。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,3.角度測量 角度測量用經(jīng)緯儀按測回法對轉(zhuǎn)折角進行觀測。轉(zhuǎn)折角是相鄰兩導線邊在導線點上形成的水平角，沿導線測量或計算前進方向，水平角度在該方向左側(cè)的稱為左角，反之為右角。若觀測無誤差，在同一個導線點測得的左角與右角之和應(yīng)等于360。 4.連接測量 如圖6-1所示，導線與高級控制網(wǎng)連接時，需觀測連接角1A和連接邊DA1，用于傳遞坐標方位角和坐標。若測區(qū)及附近無高級控制點，在經(jīng)過主管部門同意后，可用羅盤儀觀測導線起始邊的方位角，并假定起始點的坐標為起算數(shù)據(jù)。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,四、導線測量的內(nèi)業(yè)計算 1.導線測量數(shù)據(jù)處理 (1)當觀測數(shù)據(jù)中含有偏心測量成果時，應(yīng)首先進行歸心改正計算。 (2)水平距離計算，應(yīng)符合一些規(guī)定。 (3)導線網(wǎng)水平角觀測的測角中誤差。 (4)測距邊的精度評定。 (5)測距邊長度的歸化投影計算，應(yīng)符合一些規(guī)定。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,(6)一級及以上等級的導線網(wǎng)計算，應(yīng)采用嚴密平差法;二、三級導線網(wǎng)，可根據(jù)需要采用嚴密或簡化方法平差。當采用簡化方法平差時，成果表中的方位角和邊長應(yīng)采用坐標反算值。 (7)平差后的精度評定，應(yīng)包含有單位權(quán)中誤差、點位誤差橢圓參數(shù)或相對點位誤差橢圓參數(shù)、邊長相對中誤差或點位中誤差等。當采用簡化平差時，平差后的精度評定可作相應(yīng)簡化。 (8)內(nèi)業(yè)計算中數(shù)字取位，應(yīng)符合規(guī)定。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,2.閉合導線的計算 現(xiàn)以圖6-2所示的閉合導線為例，介紹閉合導線內(nèi)業(yè)計算的步驟，具體運算過程及結(jié)果參見表6-2。 計算之前，首先將導線草圖中的點號、角度的觀測值、邊長的量測值以及起始邊的方位角、起始點的坐標等填人“閉合導線坐標計算表”中，見表6-2中的第1欄、第2欄、第5欄、第6欄的第一項，第13, 14欄的第一項所示。然后按以下步驟進行計算。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,(1)角度閉合差的計算與調(diào)整。 (2)導線邊坐標方位角的推算。 (3)坐標增量的計算。 (4)坐標增量閉合差的計算與調(diào)整。 (5)導線點坐標計算。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 導線測量,3.附合導線的計算 (1)角度閉合差的計算。 (2)坐標增量閉合差的計算。 4.支導線的計算 由于支導線沒有多余觀測值，不會產(chǎn)生任何閉合差，因此導線的轉(zhuǎn)折角和坐標增量不需要進行改正。支導線的計算應(yīng)按下列步驟進行: (1)根據(jù)觀測的轉(zhuǎn)折角推算各邊的坐標方位角。 (2)根據(jù)各邊的邊長和坐標方位角計算各邊的坐標增量。 (3)根據(jù)各邊的坐標增量推算各點的坐標。,上一頁,返回,第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量,一、三角形網(wǎng)測量的主要技術(shù)要求 (1)各等級三角形網(wǎng)測量的主要技術(shù)要求，應(yīng)符合表6-3的規(guī)定。 (2)三角形網(wǎng)中的角度宜全部觀測，邊長可根據(jù)需要選擇觀測或全部觀測;觀測的角度和邊長均應(yīng)作為三角形網(wǎng)中的觀測量參與平差計算。 (3)首級控制網(wǎng)定向時，方位角傳遞宜聯(lián)測2個已知方向。,下一頁,返回,第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量,二、三角形網(wǎng)測量的外業(yè)工作 (1)三角形網(wǎng)測量作業(yè)前，應(yīng)進行資料收集和現(xiàn)場踏勘，對收集到的相關(guān)控制資料和地形圖(以1:100001:100000為宜)應(yīng)進行綜合分析，并在圖上進行網(wǎng)形設(shè)計和精度估算，在滿足精度要求的前提下，合理確定網(wǎng)的精度等級和觀測方案。,上一頁,下一頁,返回,第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量,(2)三角形網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)符合下列要求: 1)首級控制網(wǎng)中的三角形，宜布設(shè)為近似等邊三角形。其三角形的內(nèi)角不應(yīng)小于30;當受地形條件限制時，個別角可放寬，但不應(yīng)小于25。 2)加密的控制網(wǎng)，可采用插網(wǎng)、線形網(wǎng)或插點等形式。 3)三角形網(wǎng)點位的選定，與導線測量點位的選定要求基本相同，二等網(wǎng)視線距障礙物的距離不宜小于2m。,上一頁,下一頁,返回,第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量,三、三角形網(wǎng)觀測 (1)三角形網(wǎng)的水平角觀測，宜采用方向觀測法。二等三角形網(wǎng)也可采用全組合觀測法。 (2)三角形網(wǎng)的水平角觀測。 (3)二等三角形網(wǎng)測距邊的邊長測量。 (4)三等及以下等級的三角形網(wǎng)測距邊的邊長測量導線測量。 (5)二級三角形網(wǎng)的邊長也可采用鋼尺量距。,上一頁,下一頁,返回,第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量,四、三角形網(wǎng)測量數(shù)據(jù)處理 (1)當觀測數(shù)據(jù)中含有偏心測量成果時，應(yīng)首先進行歸心改正計算。 (2)三角形網(wǎng)的測角中誤差計算。 (3)水平距離計算和測邊精度評定按前述導線測量中水平距離計算和測邊精度評定的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 (4)當測區(qū)需要進行高斯投影時，四等及以上等級的方向觀測值，應(yīng)進行方向改化計算。四等網(wǎng)也可采用簡化公式。,上一頁,下一頁,返回,第三節(jié) 三角形網(wǎng)測量,(5)高山地區(qū)二、三等三角形網(wǎng)的水平角觀測，如果垂線偏差和垂直角較大，其水平方向觀測值應(yīng)進行垂線偏差的修正。 (6)測距邊長度的歸化投影計算，按前述導線測量的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 (7)三角形網(wǎng)外業(yè)觀測結(jié)束后，應(yīng)計算網(wǎng)的各項條件閉合差。各項條件閉合差不應(yīng)大于相應(yīng)的限值。 (8)三角形網(wǎng)平差時，觀測角(或觀測方向)和觀測邊均應(yīng)視為觀測值參與平差。 (9)三角形網(wǎng)內(nèi)業(yè)計算中數(shù)字取位。,上一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,一、衛(wèi)星定位測量的技術(shù)要求 (1)各等級衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的主要技術(shù)指標，應(yīng)符合表6-4的規(guī)定。 (2)各等級控制網(wǎng)的基線精度，按下式計算。 (3)衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)觀測精度的評定，應(yīng)滿足下列要求: 1)控制網(wǎng)的測量中誤差。 2)控制網(wǎng)的測量中誤差，應(yīng)滿足相應(yīng)等級控制網(wǎng)的基線精度要求，并符合下式：,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,(4)衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)的布設(shè)，應(yīng)符合下列要求: 1)應(yīng)根據(jù)測區(qū)的實際情況、精度要求、衛(wèi)星狀況、接收機的類型和數(shù)量以及測區(qū)已有的測量資料進行綜合設(shè)計。 2)首級網(wǎng)布設(shè)時，宜聯(lián)測2個以上高等級國家控制點或地方坐標系的高等級控制點;對控制網(wǎng)內(nèi)的長邊，宜構(gòu)成大地四邊形或中點多邊形。 3)控制網(wǎng)應(yīng)由獨立觀測邊構(gòu)成一個或若干個閉合環(huán)或附合路線:各等級控制網(wǎng)中構(gòu)成閉合環(huán)或附合路線的邊數(shù)不宜多于6條。,上一頁,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,4)各等級控制網(wǎng)中獨立基線的觀測總數(shù)，不宜少于必要觀測基線數(shù)的1.5倍。 5)加密網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工程需要，在滿足精度要求的前提下可采用比較靈活的布網(wǎng)方式。 6)對于采用GPS-RTK測圖的測區(qū)，在控制網(wǎng)的布設(shè)中應(yīng)顧及參考站點的分布及位置。,上一頁,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,5)衛(wèi)星定位測量控制點位的選定，應(yīng)符合下列要求: 1)點位應(yīng)選在土質(zhì)堅實、穩(wěn)固可靠的地方，同時要有利于加密和擴展，每個控制點至少應(yīng)有一個通視方向。 2)點位應(yīng)選在視野開闊，高度角在15以上的范圍內(nèi)，應(yīng)無障礙物;點位附近不應(yīng)有強烈干擾接收衛(wèi)星信號的干擾源或強烈反射衛(wèi)星信號的物體。 3)充分利用符合要求的舊有控制點。,上一頁,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,二、GPS控制測量作業(yè) (1)GPS控制測量作業(yè)的基本技術(shù)要求，應(yīng)符合表6-5的規(guī)定。 (2)對于規(guī)模較大的測區(qū)，應(yīng)編制作業(yè)計劃。,上一頁,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,(3)GPS控制測量測站作業(yè)，應(yīng)滿足下列要求: 1)觀測前，應(yīng)對接收機進行預熱和靜置，同時應(yīng)檢查電池的容量、接收機的內(nèi)存和可儲存空間是否充足。 2)天線安置的對中誤差，不應(yīng)大于2mm;天線高的量取應(yīng)精確至1mm。 3)觀測中，應(yīng)避免在接收機近旁使用無線電通信工具。 4)作業(yè)的同時，應(yīng)做好測站記錄，包括控制點點名、接收機序列號、儀器高、開關(guān)機時間等相關(guān)的測站信息。,上一頁,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,三、GPS測量數(shù)據(jù)處理 (1)基線解算。 (2)GPS控制測量外業(yè)觀測的全部數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)同步環(huán)、異步環(huán)和復測基線檢核。,上一頁,下一頁,返回,第四節(jié) 衛(wèi)星定位測量,(3)當觀測數(shù)據(jù)不能滿足檢核要求時，應(yīng)對成果進行全面分析，并舍棄不合格基線，但應(yīng)保證舍棄基線后，所構(gòu)成異步環(huán)的邊數(shù)不超過衛(wèi)星定位測量技術(shù)要求的規(guī)定。否則，應(yīng)重測該基線或有關(guān)的同步圖形。 (4)外業(yè)觀測數(shù)據(jù)檢驗合格后，應(yīng)按規(guī)定對GPS網(wǎng)的觀測精度進行評定。 (5)GPS測量控制網(wǎng)的無約束平差。 (6)GPS測量控制網(wǎng)的約束平差。,上一頁,返回,第五節(jié) 交會定點的計算,一、前方交會 如圖6-3所示，前方交會是分別在已知兩點O(xA,yA)，M(xB,yB)處安置經(jīng)緯儀觀測出、，通過三角形的余切公式求出待定點P的坐標待定點P坐標的計算方法如下。按導線計算公式，由圖6一8可知:,下一頁,返回,第五節(jié) 交會定點的計算,在實際工作中，為了校核和提高尸點坐標的精度，通常采用三個已知點的前方交會圖形。如圖6-4所示，在三個已知點1, 2, 3上設(shè)站，測定1,1和2,2，構(gòu)成兩組前方交會，然后分別解算兩組P點坐標。由于測角有誤差，所以解算得兩組P點坐標不可能相等，如果兩組坐標較差不大于兩倍比例尺精度時，取兩組坐標的平均值作為P點最后的坐標。,上一頁,下一頁,返回,第五節(jié) 交會定點的計算,二、側(cè)方交會 如圖6-5所示，側(cè)方交會是分別在一個已知點(如A點)和待定點P上安置經(jīng)緯儀，觀測水平角a,和檢查角，進而確定P點的平面坐標。 計算時先由=180-（a+）求出角，再按前方交會的方法計算P點的平面坐標。,上一頁,下一頁,返回,第五節(jié) 交會定點的計算,三、后方交會 如圖6-6所示，A、B, C為3個已知控制點，P為待定點。后方交會是在P點安置經(jīng)緯儀，觀測水平角和，根據(jù)3個已知點的坐標和,角計算P點的坐標。 后方交會法的計算公式很多，這里僅介紹其中的一種計算方法如下: (1)計算B點至P點的方位角正切值。 (2)計算坐標增量。 (3)計算P點坐標,上一頁,下一頁,返回,第五節(jié) 交會定點的計算,為了檢核，實際工作中通常是觀測4個已知點，每次用3個點，共組成兩組后方交會，若兩組坐標值的較差符合規(guī)定的要求，取其平均值作為P點的最后坐標。 測量上稱由不在一條直線上的三個已知點A, B, C構(gòu)成的圓為危險圓。當P點位于危險圓上時，無法計算出P點的坐標。因此，在選定P點時，應(yīng)避免使P點位于危險圓上。,上一頁,返回,第六節(jié) 三、四等水準測量,一、四等水準測量的技術(shù)要求 (1)、四等水準測量及等外水準測量的精度要求見表6-6。 (2)三、四等水準測量一般采用雙面尺法觀測，其在一個測站上的技術(shù)要求見表6-7。,下一頁,返回,第六節(jié) 三、四等水準測量,二、三、四等水準測量的方法 1.測站觀測程序 (1)三等水準測量每測站照準標尺分劃順序。 (2)四等水準測量每測站照準標尺分劃順序。 2.測站計算與校核 (1)視距計算。 (2)同一水準尺黑、紅面中絲讀數(shù)校核。 (3)高差計算及校核。 (4)每頁計算校核。,上一頁,下一頁,返回,第六節(jié) 三、四等水準測量,3.成果計算與校核 在每個測站計算無誤后，并且各項數(shù)值都在相應(yīng)的限差范圍之內(nèi)時，根據(jù)每個測站的平均高差，利用已知點的高程，推算出各水準點的高程。,上一頁,返回,第七節(jié) 三角高程測量,一、三角高程測量原理 三角高程測量是根據(jù)兩點間的水平距離和豎直角來計算兩點的高差，然后求出所求點的高程。如圖6-7所示，在M點安置儀器，用望遠鏡中絲瞄準N點規(guī)標的頂點，測得豎直角，并量取儀器高i和規(guī)標高v，若測出M, N兩