長安大學(xué)《測量學(xué)》第七章 控制測量.ppt

1、第七章 控制測量,長安大學(xué)公路學(xué)院,1,7-1 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)。 控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。測定控制點(diǎn)平面位置的工作，稱為平面控制測量；測定控制點(diǎn)高程的工作，稱為高程控制測量。,1,7-1 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(diǎn)：具有精確可靠平面坐標(biāo)或高程的測量基準(zhǔn)點(diǎn)。 控制網(wǎng)：由控制點(diǎn)分布和測量方法決定所組成的圖形。 控制測量：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量

2、工作。,1,7-1 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(diǎn)的坐標(biāo)X、Y。 高程控制測量：測定各高程控制點(diǎn)的高程H。 按精度分：一等、二等、三等、四等；一級(jí)、二級(jí)、三級(jí) 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,1,7-1 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(diǎn)：高級(jí)點(diǎn)逐級(jí)控制低級(jí)點(diǎn)。,二等三角網(wǎng),一等三角網(wǎng),1,7-2 控制測量的等級(jí)與技術(shù)要求,一、平面控制

3、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7-2,1,7-2 控制測量的等級(jí)與技術(shù)要求,一、平面控制測量 平面控制測量等級(jí)選用 表7-3,1,7-2 控制測量的等級(jí)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(diǎn)間平均邊長參照值 表7-4,GPS測量的主要技術(shù)要求,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-6,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-7,1,7-2 控制測量的等級(jí)與技術(shù)

4、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7-8,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-9,1,7-2 控制測量的等級(jí)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 7-10,1,7-2 控制測量的等級(jí)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,1,7-2 控制測量的等級(jí)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)

5、要求,光電測距儀的選用 表7-12,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-13,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-14,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-15,1,7-2 控制測量的等級(jí)與技術(shù)要求,二、高程控制測量,高程控制測量等級(jí)選用 表7-16,1,7-2 控制測量的等級(jí)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

6、,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-18,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-19,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-20,1,7-2 控制測量的等級(jí)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7-21,1,7-2 控制測量的等級(jí)與技術(shù)要求,二、高程控制測量 2.高程控

7、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7-22,1,7-3 導(dǎo)線測量,將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)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(diǎn)，稱為導(dǎo)線點(diǎn)，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(diǎn)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,1,7-3 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(dú)立地區(qū)。 A、B為已知點(diǎn)，1、2、3、4、5為新建導(dǎo)線點(diǎn)。 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，S1

8、2，S51。,1,7-3 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(diǎn)1、2、3、4為新建導(dǎo)線點(diǎn)。 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。,1,7-3 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(diǎn)數(shù)不宜超過2個(gè)，僅作補(bǔ)點(diǎn)使用。 A、B為已知邊，點(diǎn)1、2為新建支導(dǎo)線點(diǎn)。 已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB 觀測數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角B, 1 邊長SB1，S12,1,7-3 導(dǎo)線測量,二、導(dǎo)線測量的外業(yè) 1.踏勘選點(diǎn)

9、及建立標(biāo)志：在現(xiàn)場選定控制點(diǎn)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。,1,7-3 導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式 1坐標(biāo)方位角的推算 注意：若計(jì)算出的方位角360，則減去360；若為負(fù)值，則加上360。,1,7-3 導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式 2坐標(biāo)正算 由A、B兩點(diǎn)邊長DAB和坐標(biāo)方位角 AB，計(jì)算坐標(biāo)增量。見圖有：,其中，XAB=XB-XA YAB=YB-YA,1,7-3 導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式 3、坐標(biāo)反算公式 由A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)來計(jì)算AB、DAB,AB的具體計(jì)算方法如下：,

10、（1）計(jì)算：,1,7-3 導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式 3、坐標(biāo)反算公式,（2）計(jì)算：,（3）根據(jù)XAB、YAB的正負(fù)號(hào)判斷AB所在的象限。,1,7-3 導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式 3、坐標(biāo)反算公式,1,7-3 導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整 (1)計(jì)算角度閉合差 (2)計(jì)算限差 (3)若在限差內(nèi)，則平均分配原則，計(jì)算改正數(shù),1,7-3 導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整 (4)計(jì)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(jì)算各邊的坐標(biāo)增量 按坐標(biāo)正算公式，計(jì)算各邊坐標(biāo)增量。 4坐標(biāo)增量

11、閉合差的計(jì)算與調(diào)整,1,7-3 導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整 （1）計(jì)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。,1,7-3 導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整 （1）計(jì)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(jí)），則將fx、fy以相反符號(hào)，按邊長成正比分配到 各坐標(biāo)增量上去。并計(jì)算改正后的坐標(biāo)增量。,1,7-3 導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整 5.各點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 根據(jù)起始點(diǎn)的已知坐標(biāo)和經(jīng)改正的新的坐標(biāo)增量，來依次計(jì) 算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)

12、。,1,7-3 導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整 2推算各邊的坐標(biāo)方位角 3計(jì)算各邊的坐標(biāo)增量 4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整 5. 各點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,1,7-3 導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 說明：與閉合導(dǎo)線基本相同，以下是兩者的不同點(diǎn): 1角度閉合差的計(jì)算 （2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將f反符號(hào)平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將f同符號(hào)平均分配到各觀測角上。,方法1：,（1）計(jì)算方位角閉合差：,1,7-3 導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 （1）計(jì)算角度閉合差： （2）滿足精度要求，將f反符號(hào)平均分配到各觀測角上。,方法2：,右角：,1,7-3 導(dǎo)線測

13、量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 2、坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算,1,7-4 三角測量,將測區(qū)各控制點(diǎn)組成相互連接的若干個(gè)三角形而構(gòu)成三角網(wǎng)，這些三角形的頂點(diǎn)，稱為三角點(diǎn)。 三角測量:由三角點(diǎn)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(diǎn)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,1,7-4 三角測量,一、三角網(wǎng)的布設(shè)形式,1,7-4 三角測量,二、三角測量的外業(yè),1,7-5 交會(huì)定點(diǎn),需要加密個(gè)別控制點(diǎn)時(shí)，可用交會(huì)定點(diǎn)的方法。 交會(huì)定點(diǎn)的方法 一、前方交會(huì) A，B已知點(diǎn)， ， P：未知點(diǎn)， ；測角，

14、,1,7-5 交會(huì)定點(diǎn),推導(dǎo)： 則,1,7-5 交會(huì)定點(diǎn),前方交會(huì)計(jì)算實(shí)例 計(jì)算坐標(biāo)時(shí)，務(wù)必使實(shí)測圖形的編號(hào)應(yīng)與推導(dǎo)公式時(shí)的編號(hào)一致。計(jì)算實(shí)例見p153頁表7-25。,1,7-5 交會(huì)定點(diǎn),二、測邊交會(huì) 已知點(diǎn)A、B、C按逆時(shí)針方向編號(hào)，它們之間的邊長 分別用和表示，a、b、c為測定的邊長。,1,7-5 交會(huì)定點(diǎn),二、測邊交會(huì) 已知點(diǎn)A、B、C按逆時(shí)針方向編號(hào)，它們之間的邊長 分別用和表示，a、b、c為測定的邊長。 計(jì)算的兩組坐標(biāo)，如果點(diǎn)位較差在限差之內(nèi)，則取其平均值作為最后結(jié)果。,1,7-5 交會(huì)定點(diǎn),三、測邊角后方交會(huì) A、B為兩個(gè)已知點(diǎn)，p點(diǎn)為未知點(diǎn)。 在P點(diǎn)安置全站儀，測得P點(diǎn)至A、B

15、 兩點(diǎn)的距離分別為a,b,測得PA與PB 兩方向的水平夾角為。,1,7-7 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(jí)控制。 三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)的高程應(yīng)從附近的一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)引測；如在獨(dú)立地區(qū)，可采用閉合水準(zhǔn)路線； 三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)一般須長期保存，點(diǎn)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。,1,7-7 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,1,7-7 三、四等

16、水準(zhǔn)測量,三、四等水準(zhǔn)測量記錄、計(jì)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(hào),點(diǎn)號(hào),后視距,前視距,視距差d(m),d(m),方向及尺號(hào),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= 4.787 K106= 4.687,1

17、,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,-0.0745,1,7-7 三、四等水準(zhǔn)測量,2計(jì)算與校核 （1）視距計(jì)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

18、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。,1,7-7 三、四等水準(zhǔn)測量,2計(jì)算與校核 （2）高差計(jì)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(jì)算校核：（17）=（14）-（13） 平均高差：（18）=（15）+（16）0.100,1,7-7 三、四等水準(zhǔn)測量,2計(jì)算與校核 （3）計(jì)算的校核 高差部分按頁分別計(jì)算后視紅、黑面讀數(shù)總和與前視讀數(shù)總 和之差，

19、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）0.100,1,7-7 三、四等水準(zhǔn)測量,3成果計(jì)算 1.檢驗(yàn)測段(兩水準(zhǔn)點(diǎn)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(hào)按測段的長度成正比例進(jìn)行分配,1,7-8 三角高程測量,三角高程測量是一種間接測定兩點(diǎn)之間高差的方法 要求觀測兩點(diǎn)之間的水平距離D(或斜距S)以及兩點(diǎn)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)。,1,7-8 三角高程測量,一、三角高程測量原理 A點(diǎn)高程已知，在測站A