長安大學(xué)《測量學(xué)》第七章 控制測量ppt課件

第七章控制測量,長安大學(xué)公路學(xué)院,.,7-1概述,遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，測量工作須先建立控制網(wǎng)，然后根據(jù)控制網(wǎng)進(jìn)行碎部測量或測設(shè)?？刂凭W(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。測定控制點平面位置的工作，稱為平面控制測量；測定控制點高程的工作，稱為高程控制測量。,.,7-1概述,一、控制測量1、目的與作用建立測區(qū)統(tǒng)一的控制基準(zhǔn)控制誤差的積累便于開展細(xì)部測量工作2、有關(guān)名詞小地區(qū)（小區(qū)域）：不必考慮地球曲率對水平角和水平距離影響的范圍。控制點：具有精確可靠平面坐標(biāo)或高程的測量基準(zhǔn)點?？刂凭W(wǎng)：由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形?？刂茰y量：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。,.,7-1概述,一、控制測量3、控制測量分類按內(nèi)容分：平面控制測量：測定各平面控制點的坐標(biāo)X、Y。高程控制測量：測定各高程控制點的高程H。按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級按方法分：天文測量、常規(guī)測量(三角測量、導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量)、衛(wèi)星定位測量按區(qū)域分：國家控制測量、城市控制測量、小區(qū)域工程控制測量,.,7-1概述,二、國家控制網(wǎng)平面：國家平面控制網(wǎng)由一、二、三、四等三角網(wǎng)組成。高程：國家高程控制網(wǎng)是由一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)組成。國家控制網(wǎng)的特點：高級點逐級控制低級點。,二等三角網(wǎng),一等三角網(wǎng),.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量平面控制測量方法：GPS測量、導(dǎo)線測量、三角測量或三邊測量的方法。平面控制測量精度要求表7-2,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量平面控制測量等級選用表7-3,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,相鄰點間平均邊長參照值表7-4,GPS測量的主要技術(shù)要求,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求表7-6,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,三角測量的主要技術(shù)要求表7-7,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,三邊測量的主要技術(shù)要求表7-8,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,圖根導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求表7-9,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,GPS觀測的主要技術(shù)要求表7-10,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,水平角觀測的主要技術(shù)要求表7-11,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,光電測距儀的選用表7-12,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,光電測距的主要技術(shù)要求表7-13,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,普通鋼尺丈量距離的主要技術(shù)要求表7-14,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量,高程控制測量的技術(shù)要求表7-15,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量,高程控制測量等級選用表7-16,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量1.高程控制測量的主要技術(shù)要求,水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求表7-17,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量1.高程控制測量的主要技術(shù)要求,光電測距三角高程測量的主要技術(shù)要求表7-18,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,水準(zhǔn)測量觀測的主要技術(shù)要求表7-19,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,光電測距三角高程測量觀測的主要技術(shù)要求表7-20,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,圖根水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求表7-21,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,圖根三角高程測量的主要技術(shù)要求表7-22,.,7-3導(dǎo)線測量,將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點連成直線而構(gòu)成的折線圖形，稱為導(dǎo)線。構(gòu)成導(dǎo)線的控制點，稱為導(dǎo)線點，折線邊稱為導(dǎo)線邊導(dǎo)線測量就是依次測定各導(dǎo)線邊的長度和各轉(zhuǎn)折角；根據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各邊的坐標(biāo)方位角，從而求出各導(dǎo)線點的坐標(biāo)。一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式l閉合導(dǎo)線2附合導(dǎo)線3支導(dǎo)線,.,7-3導(dǎo)線測量,一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式1閉合導(dǎo)線多用于面積較寬闊的獨立地區(qū)。A、B為已知點，1、2、3、4、5為新建導(dǎo)線點。已知數(shù)據(jù)：，XB，YB觀測數(shù)據(jù)：連接角B；導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角0，1，5；導(dǎo)線各邊長SB1，S12，S51。,.,7-3導(dǎo)線測量,一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式2.附合導(dǎo)線多用于帶狀地區(qū)及公路、鐵路、水利等工程的勘測與施工。AB、CD為已知邊，點1、2、3、4為新建導(dǎo)線點。已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB；CD,XC,YC。觀測數(shù)據(jù)：連接角B、C；導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角1,2,3,4；導(dǎo)線各邊長SB1，S12，S4C。,.,7-3導(dǎo)線測量,一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式3.支導(dǎo)線支導(dǎo)線的點數(shù)不宜超過2個，僅作補點使用。A、B為已知邊，點1、2為新建支導(dǎo)線點。已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB觀測數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角B,1邊長SB1，S12,.,7-3導(dǎo)線測量,二、導(dǎo)線測量的外業(yè)1.踏勘選點及建立標(biāo)志：在現(xiàn)場選定控制點位置，建立標(biāo)志。2量邊：測量各導(dǎo)線邊（新邊）的距離。3測角：觀測導(dǎo)線各轉(zhuǎn)折角。4連測：觀測導(dǎo)線連接角和連接邊。,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計算中的基本公式1坐標(biāo)方位角的推算注意：若計算出的方位角360，則減去360；若為負(fù)值，則加上360。,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計算中的基本公式2坐標(biāo)正算由A、B兩點邊長DAB和坐標(biāo)方位角AB，計算坐標(biāo)增量。見圖有：,其中，XAB=XB-XAYAB=YB-YA,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計算中的基本公式3、坐標(biāo)反算公式由A、B兩點坐標(biāo)來計算AB、DAB,AB的具體計算方法如下：,（1）計算：,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計算中的基本公式3、坐標(biāo)反算公式,（2）計算：,（3）根據(jù)XAB、YAB的正負(fù)號判斷AB所在的象限。,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計算中的基本公式3、坐標(biāo)反算公式,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算1角度閉合差的計算與調(diào)整(1)計算角度閉合差(2)計算限差(3)若在限差內(nèi)，則平均分配原則，計算改正數(shù),.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算1角度閉合差的計算與調(diào)整(4)計算改正后新的角值：2推算各邊的坐標(biāo)方位角按新的角值，推算各邊坐標(biāo)方位角。3計算各邊的坐標(biāo)增量按坐標(biāo)正算公式，計算各邊坐標(biāo)增量。4坐標(biāo)增量閉合差的計算與調(diào)整,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算4坐標(biāo)增量閉合差的計算與調(diào)整（1）計算坐標(biāo)增量閉合差：導(dǎo)線全長閉合差:導(dǎo)線全長相對閉合差：（2）分配坐標(biāo)增量閉合差。,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算4坐標(biāo)增量閉合差的計算與調(diào)整（1）計算坐標(biāo)增量閉合差：（2）分配坐標(biāo)增量閉合差：若K1/2000（圖根級），則將fx、fy以相反符號，按邊長成正比分配到各坐標(biāo)增量上去。并計算改正后的坐標(biāo)增量。,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算4坐標(biāo)增量閉合差的計算與調(diào)整5.各點坐標(biāo)的計算根據(jù)起始點的已知坐標(biāo)和經(jīng)改正的新的坐標(biāo)增量，來依次計算各導(dǎo)線點的坐標(biāo)。,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算1角度閉合差的計算與調(diào)整2推算各邊的坐標(biāo)方位角3計算各邊的坐標(biāo)增量4坐標(biāo)增量閉合差的計算與調(diào)整5.各點坐標(biāo)的計算,.,7-3導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計算說明：與閉合導(dǎo)線基本相同，以下是兩者的不同點:1角度閉合差的計算（2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將f反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將f同符號平均分配到各觀測角上。,方法1：,（1）計算方位角閉合差：,.,7-3導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計算（1）計算角度閉合差：（2）滿足精度要求，將f反符號平均分配到各觀測角上。,方法2：,右角：,.,7-3導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計算2、坐標(biāo)增量閉合差的計算,.,7-4三角測量,將測區(qū)各控制點組成相互連接的若干個三角形而構(gòu)成三角網(wǎng)，這些三角形的頂點，稱為三角點。三角測量:由三角點構(gòu)成三角形（三角網(wǎng)），測量所有的三角形內(nèi)角，加測12條基線，由起算數(shù)據(jù)、角度及1-2條基線進(jìn)行三角點的定位（坐標(biāo)）。小三角測量：建立小區(qū)域控制網(wǎng)的三角測量稱為小三角測量。一、三角網(wǎng)的布設(shè)形式,.,7-4三角測量,一、三角網(wǎng)的布設(shè)形式,.,7-4三角測量,二、三角測量的外業(yè),.,7-5交會定點,需要加密個別控制點時，可用交會定點的方法。交會定點的方法一、前方交會A，B已知點，P：未知點，；測角，,.,7-5交會定點,推導(dǎo)：則,.,7-5交會定點,前方交會計算實例計算坐標(biāo)時，務(wù)必使實測圖形的編號應(yīng)與推導(dǎo)公式時的編號一致。計算實例見p153頁表7-25。,.,7-5交會定點,二、測邊交會已知點A、B、C按逆時針方向編號，它們之間的邊長分別用和表示，a、b、c為測定的邊長。,.,7-5交會定點,二、測邊交會已知點A、B、C按逆時針方向編號，它們之間的邊長分別用和表示，a、b、c為測定的邊長。計算的兩組坐標(biāo)，如果點位較差在限差之內(nèi)，則取其平均值作為最后結(jié)果。,.,7-5交會定點,三、測邊角后方交會A、B為兩個已知點，p點為未知點。在P點安置全站儀，測得P點至A、B兩點的距離分別為a,b,測得PA與PB兩方向的水平夾角為。,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,三、四等水準(zhǔn)測量一般用于建立小地區(qū)測圖以及一般工程建設(shè)場地的高程首級控制。三、四等水準(zhǔn)點的高程應(yīng)從附近的一、二等水準(zhǔn)點引測；如在獨立地區(qū)，可采用閉合水準(zhǔn)路線；三、四等水準(zhǔn)點一般須長期保存，點位須建立在穩(wěn)固處。三、四等水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求詳見表7-16、表7-17和表7-19。,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,1測站觀測程序后視(黑面)上絲讀數(shù)，下絲讀數(shù)，中絲讀數(shù)前視(黑面)上絲讀數(shù)，下絲讀數(shù)，中絲讀數(shù)前視(紅面)中絲讀數(shù)后視(紅面)中絲讀數(shù),后視尺,前視尺,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,三、四等水準(zhǔn)測量記錄、計算表（雙面尺法）,三、四等水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法）,（9）,（10）,后-前,（15）,（16）,（17）,（18）,37.4,37.6,后-前,+0.833,5.239,-0.175,+1,+0.8325,+1,下絲,下絲,后尺,前尺,上絲,上絲,測站編號,點號,后視距,前視距,視距差d(m),d(m),方向及尺號,水準(zhǔn)尺讀數(shù)（m）,K+黑-紅,平均高差（m）,備注,黑面,紅面,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,（11）,（12）,后,前,（14）,（13）,K為尺常數(shù)：K105=4.787K106=4.687,1,2,BM.1-ZD.1,ZD.1-ZD.2,1.571,0.739,后105,前106,1.197,0.363,-0.2,-0.2,1.384,6.171,0,0.551,-1,+0.932,2.121,2.196,后105,前106,1.747,1.821,37.4,37.5,-0.1,-0.3,后-前,1.934,6.621,0,2.008,6.796,-0.074,-1,-0.0745,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,2計算與校核（1）視距計算后視距離（9）=100（1）-（2）前視距離（10）=100（4）-（5）前后視距差值（11）=（9）-（10），此值應(yīng)符合表7-19的要求。視距差累積值（12）=前站（12）+本站（11），其值應(yīng)符合表7-19的要求。,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,2計算與校核（2）高差計算前視黑、紅讀數(shù)差：（13）=K106+（6）-（7）后視黑、紅讀數(shù)差：（14）=K105+（3）-（8）黑面高差：（15）=（3）-（6）紅面高差：（16）=（8）-（7）紅、黑面高差之差：（17）=（15）-（16）0.100計算校核：（17）=（14）-（13）平均高差：（18）=（15）+（16）0.100,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,2計算與校核（3）計算的校核高差部分按頁分別計算后視紅、黑面讀數(shù)總和與前視讀數(shù)總和之差，它應(yīng)等于紅、黑面高差之和。對于測站數(shù)為偶數(shù)（3）+（8）-（6）+（7）=（15）+（16）=2（18）對于測站數(shù)為奇數(shù)（3）+（8）-（6）+（7）=（15）+（16）=2（18）0.100,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,3成果計算1.檢驗測段(兩水準(zhǔn)點之間的線路)往返測高差不符值(往、返測高差之差)及附合或閉合線路的高差閉合差2.如果在容許范圍以內(nèi)，則測段高差取往、返測的平均值，線路的高差閉合差則反其符號按測段的長度成正比例進(jìn)行分配,.,7-8三角高程測量,三角高程測量是一種間接測定兩點之間高差的方法要求觀測兩點之間的水平距離D(或斜距S)以及兩點之間的垂直角。使用于山區(qū)或不便于進(jìn)行水準(zhǔn)測量的地區(qū)。,.,7-8三角高程測量,一、三角高程測量原理A點高程已知，在測站A觀測A