-第五章控制測量課件

1、第六章 控制測量主要內(nèi)容：1.導線測量內(nèi)外業(yè)（難點：坐標的正反算、導線的計算）2.前方交會定點3.三角高程測量4.三、四等水準測量第一節(jié) 控制測量概述一、控制測量的概念二、平面控制測量三、高程控制測量一、控制測量的概念1.目的與作用 （1）為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng)。 （2）控制誤差的積累。 （3）作為進行各種細部測量的基準。2.控制測量分類 （1）按內(nèi)容分：平面控制測量、高程控制測量。 （2）按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級。 （3）按方法分：天文測量、常規(guī)測量(三角測量、導線測量、水準測量)、衛(wèi)星定位測量。 （1）控制點：對整個測區(qū)起控制作用的測量標

2、志點。 （2）控制網(wǎng)：由按一定規(guī)范布設(shè)，由一系列相互聯(lián)系的控制點所構(gòu)成的網(wǎng)狀幾何圖形。 （3）圖根控制網(wǎng)：直接為測圖而建立的控制網(wǎng)。 （4）圖根點：圖根控制網(wǎng)中的控制點。3.有關(guān)名詞 （5）控制測量：為建立控制網(wǎng)所進行的測量工作。二、平面控制測量建立平面控制網(wǎng)，測定各平面控制點的坐標X、Y。1.一般概念 等級關(guān)系：分一等、二等、三等、四等，前一等級 作為以后各等的控制基準；小地區(qū)內(nèi)布 置一級、二級、三級和圖根控制。布置形式：三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))、 導線網(wǎng)、交會定點、GPS測量等。布網(wǎng)原則：從整體到局部，由高級到低級，分級 布網(wǎng)，逐級控制。2.常規(guī)平面控制測量的等級關(guān)系城市平面控制網(wǎng)

3、的等級關(guān)系三角(三邊)網(wǎng)城市導線控制范圍 二等 三等三等 四等四等一級小三角一級導線二級小三角二級導線 三級導線城市基本控制小地區(qū)首級控制圖根控制圖根導線圖根三角一等三角鎖為全國平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)3.各級平面控制網(wǎng)布置形式二等連續(xù)網(wǎng)充填一等三角鎖，成為全國平面控制網(wǎng) 的骨干。一等三角鎖 二等連續(xù)網(wǎng) 三等、四等三角網(wǎng)和導線網(wǎng),根據(jù)測區(qū)的需要，在二等三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行加密，基本圖形如下：圖7-3 三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)圖7-4 導線網(wǎng) 4.常規(guī)平面控制測量的主要技術(shù)要求城市三角測量的主要技術(shù)要求城市導線控制測量的主要技術(shù)要求圖根導線的技術(shù)要求 測圖 附合導 平均邊 測距相對 測 角 測回數(shù) 導線全 方位角比

4、例尺 線長度 長(m) 中誤差 中誤差 DJ6 長相對 閉合差 (km) (mm) () 閉合差 1:500 500 75 一般地區(qū)1:1000 1000 110 1/3000 20 1 1/2000 60n1:2000 2000 180 三、高程控制測量建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點的高程H。主要方法：水準測量。另外方法：三角高程測量、電子全站儀高程測量。等級關(guān)系：分一等、二等、三等、四等，前一等作 為以后各等的控制基準；地形測量時， 布設(shè)圖根水準(也稱等外水準)。布網(wǎng)原則：從整體到局部，由高級到低級，分級 布網(wǎng)，逐級控制。城市水準網(wǎng)主要技術(shù)要求注：R為測段的長度；L為附合路線的長度，均以km

5、為單位。等級每公里高差中誤差 (mm)附合路線長度 (km) 水準儀級別測段往返測高差不符值(mm) 附合路線或環(huán)線閉合差(mm)二等 2400DS14 4三等 645DS31212四等1015DS32020等外208DS1040第二節(jié) 導線測量一、導線測量概述二、導線測量的外業(yè)三、導線測量的內(nèi)業(yè)計算導線測量是平面控制測量中最常 用的方法。一、導線測量概述導線的已知點和新建點組成的若 干條直線(即導線邊)聯(lián)結(jié)成一系 列折線或閉合多邊形。附合導線閉合導線單結(jié)點導線閉合導線和附合導線也稱為單導 線，結(jié)點導線和兩個環(huán)以上的導 線稱為導線網(wǎng)。導線測量概述導線測量時，通常只需要前后兩 點相互通視。一.單

6、導線的布置形式一.單導線的布置形式1.閉合導線2.附合導線3.支導線1.閉合導線已知數(shù)據(jù)：AB，XB，YB觀測數(shù)據(jù)：連接角B； 導線轉(zhuǎn)折角0，1，,5； 導線各邊長DB1，D12，D51。1.閉合導線DB1D12D23D34D45D51B012345(XB,YB)AB12345閉合導線圖 A、B為已知點，1、2、3、4、5為新建導線點。2.附合導線圖2.附合導線AB1234CD已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB；CD,XC,YC。AB、CD為已知邊，點1、2、3、4為新建導線點。ABCD(XB,YB)觀測數(shù)據(jù)：連接角B 、C ； 導線轉(zhuǎn)折角1, 2, 3 ,4 ； 導線各邊長DB1，D12，D4C。(

7、XC,YC)BC1234附合導線圖DB1D12D23D34D4C3.支導線3.支導線圖AB12A、B為已知邊，點1、2為新建支導線點。觀測數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角B, 1 邊長DB1，D12已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YBAB(XB,YB)B1DB1D12B1二.導線測量的外業(yè)二.導線測量的外業(yè)1.踏勘選點（選點）2.導線邊長測量（測邊）3.導線角度測量（測角）4.導線連接測量（連測）導線測量外業(yè)的準備工作準備工作： 收集資料：測區(qū)舊地形圖、已知點(平面和程控制 點)資料、測量規(guī)范； 儀器工具：所用儀器(包括儀器的檢驗和校正)、工 具、記錄手簿、材料。1.踏勘選點及建立標志(1).踏勘測區(qū) 實地了解測區(qū)地形；

8、了解已知點狀況。(2).圖上(指原有舊圖)設(shè)計布網(wǎng)方案 導線網(wǎng)形、等級； 導線邊長、總長、點位密度等符合規(guī)范要求。1.踏勘選點及建立標志(3).實地選點(4).建立標志 (3).實地選點(考慮以下因素)：(4).建立標志 永久性標志 通視良好，便于測角；地面平坦，便于量距(用測距儀不考慮)；視野開闊，便于測圖(重要)；點位穩(wěn)定，便于保存；邊長適當，足夠密度； 便于安置儀器。臨時性標志木樁泥土地大鐵釘沙石路、瀝青、磚石縫鑿刻水泥地、巖石紅油漆標志油漆不易剝落處臨時性標志圖(5).繪制點位圖 在現(xiàn)場丈量23個攀距，便于以后尋找或確定點位。 用紅油漆標出攀距出發(fā)點，并寫點號與攀距尺寸。 畫出攀距關(guān)系

9、的平面示意圖，作為控制點資料。 攀距交會角度要好。(5).繪制點位圖 電桿房屋道路控制點 D512.36m D58.75m 點 號 D5 樁 別 大鐵釘埋設(shè)日期 2019年5月20日 備 注導線點的點位圖導線點的點之記大 慶 路中 山 路12.36m8.75m食品店 中西 18-1D5北2.導線邊長測量 測定導線各邊長(往返丈量)。精度要求：符合規(guī)范規(guī)定。2.導線邊長測量例：圖根導線測距方法： 鋼尺量距 電磁波測距3.導線角度測量 觀測導線各轉(zhuǎn)折角、連接角。DJ6一個測回(圖根導線)。邊長較短時，采用光學對點。全部測左角，或全部測右角；閉合導線測內(nèi)角。4.導線連接測量 導線定向（包括連接角和連

10、接邊測量）AB12345三.導線測量的內(nèi)業(yè)計算三.導線測量的內(nèi)業(yè)計算1.附合導線的計算2.閉合導線的計算3.支導線計算4.無定向附合導線的特點導線計算目的：計算各導線點的坐標。要求：合理分配測量誤差，評定導線測量的精度。三、導線測量的內(nèi)業(yè)計算思路：由水平角觀測值，計算方位角；由方位角、邊長D，計算坐標 增量X 、 Y；由坐標增量X 、 Y，計算X、Y。（計算前認真檢查外業(yè)記錄，滿足規(guī)范 限差要求后，才能進行內(nèi)業(yè)計算）1、坐標計算公式：（1） 坐標正算（由、D，求 X、Y） 已知A（ ）， ， 求B點坐標 。 OyxAB注：計算出的 AB ，應根據(jù)X 、 Y的正負， 判斷其所在的象限。（2） 坐

11、標反算（由X、Y，求、D， ）OyxAB已知A（ ）、B（ ）求 。2、附合導線的計算 如圖，A、B、C、D是已知點，起始邊的方位角 和終止邊的方位角 為已知。外業(yè)觀測資料為導線邊距離和各轉(zhuǎn)折角。例：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前進方向+）BD4231CA（1）計算角度閉合差：如圖：以右轉(zhuǎn)折角為例 計算 。一般公式：同理：以左角計算即：（各級導線的限差見規(guī)范）檢核：（2）閉合差分配（計算角度改正數(shù)）：式中：n 包括連接角在內(nèi)的導線轉(zhuǎn)折角數(shù)（3）計算改正后的角度改：計算檢核條件：（4）推算各邊的坐標方位角： （用改正后的改）計算出的 ， 否

12、則，需重算。（5）計算坐標增量X、Y：（6）計算坐標增量閉合差：由于 的存在，使導線不能和CD連接，存在導線全長閉合差 ：導線全長相對閉合差：（7）分配閉合差 ：檢核條件：（8）計算改正后的坐標增量：檢核條件：（9）計算各導線點的坐標值： 依次計算各導線點坐標，最后推算出的終點C的坐標，應和C點已知坐標相同。3.閉合導線的計算 閉合導線的計算步驟與附合導線基本相同，需要強調(diào)以下兩點：(1)角度閉合差的計算n邊形閉合導線內(nèi)角和的理論值應為：（2）坐標增量閉合差的計算根據(jù)閉合導線本身的特點：理論上實際上北214378.16m105.22m129.34m80.18m4.支導線計算 AB12AB(XB

13、,YB)B1SB1S12已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YBA、B為已知邊，點1、2為新建支導線點。 支導線沒有多余觀測值,因此不會產(chǎn)生閉合差,從而 無須進行任何改正。3.支導線計算 由于支導線沒有多余觀測值,因此沒有檢核條件，無 法檢驗觀測值的差錯，施測與計算時必須十分小心。觀測數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角B, 1 ；邊長SB1，S12。支導線的計算步驟 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12(1).推算各邊方向角前=后+(左)-180(2).計算各邊坐標增量 X=Scos Y=Ssin(3).推算各點坐標 X前=X后+X Y前=Y后+Y支導線的計算步驟6-4 控制點加密需要加密個別控制點時，可用交會定點的方法一

14、.前方交會二.后方交會一.前方交會的計算一.前方交會的計算 ABP 已知點： A(XA,YA)、B(XB,YB) 待定點： P 觀測數(shù)據(jù)：、,( =180-)前方交會計算公式直接計算待定點坐標的公式：ABP余切公式正切公式A、B、C、P處于共圓(也稱危險圓)時，無法確定 P點坐標。二.后方交會計算二.后方交會計算在待定點P觀測三個已知點的水平方向值Ra、Rb、 Rc(用以計算夾角、 ) ，以計算待定點P的坐 標。BCAP(XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)BCAP后方交會的圖形編號(三種情況)ABCPABCPABCP、取負值后方交會計算方法重心公式：ABCPRaRbRcA、B、C由A、B

15、、C坐標反算得。7-5 三、四等水準測量7-5 三、四等水準測量 三、四等水準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。一、三.四等水準測量及其技術(shù)要求 三、四等水準點的高程應從附近的一、二等水 準點引測；如在獨立地區(qū)，可采用閉合水準路 線； 三、四等水準點一般須長期保存，點位須建立 在穩(wěn)固處。三、四等水準測量可用精密水準測量方法進行， 而本節(jié)主要介紹用S3水準儀進行三、四等水準測 量的方法；三、四等水準測量的技術(shù)要求表7-11 三、四等水準測量測站技術(shù)要求 等 級視線長度(m)前、后視 距離差(m)前、后視距離累積差(m)紅、黑面讀 數(shù) 差(mm)紅、黑面高差之差(mm

16、)三 等 75 3 5 2 3四 等 100 5 10 3 5表7-5 三、四等水準測量主要技術(shù)要求等級 每公里高 附合路 水準儀 測段往返測 附合路線或 差中誤差 線長度 級別 高差不符值 環(huán)線閉合差 (mm) (km) (mm) (mm)三等 6 45 DS3 12R 12L四等 10 15 DS3 20R 20L注：R為測段的長度；L為附合路線的長度，均以km為單位。二、三.四等水準測量作業(yè)方法二、三四等水準測量作業(yè)方法1.采用雙面尺法作測站檢核2.每站觀測次序： 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)

17、 中絲讀數(shù)后視尺前視尺三 、四等水準測量記錄測站編號點號后尺前尺下絲上絲下絲上絲后視距前視距視距差d(m)d(m)方向及尺號水準尺讀數(shù) （ m）黑面紅面K+黑-紅平均高差（m）備注K為尺常數(shù)：K5=4.787K6=4.687三、四等水準測量記錄（雙面尺法）（1）（4）（2）（5）（9）（10）（11）（12）后前后-前（3）（6）（8）（7）（15）（16）（14）（13）（17）（18）12BM.1-TP.1TP.1-TP.21.5360.94758.9+0.11.9541.37358.1-0.21.0300.44258.8+0.11.2760.69458.3-0.1后5前6后-前后6前5后

18、-前1.2420.736+0.5066.0305.422+0.6081.6640.985+0.6796.3505.773+0.577-1+1-2+0.5070+1-1+2+0.6780三、四等水準測量成果整理三、三四等水準測量成果整理附合水準路線、閉合水準路線的計算方法與等外水準路線相同。結(jié)點水準路線、水準網(wǎng)的平差計算，要考慮“權(quán)”。7-6 三角高程測量7-6 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)或不便于進行水準測量的地區(qū)。一、三角高程測量原理二、較遠距離的三角高程測量三、三角高程測量的其他特點一

19、.三角高程測量原理一、三角高程測量原理A點高程已知，在測站A觀測 AB水平距離D和 垂直角，則：或B點的高程：二.較遠距離的三角高程測量二、較遠距離的三角高程測量距離較遠時，考慮地球曲率差和大氣折光差對高差的影響，應對觀測得到的高差加“兩差”改正：球差改正：氣差改正：兩差改正：o球差改正：氣差改正：兩差改正：三角高程測量中的“球氣差”改正經(jīng)研究，因大氣折光引起的視線曲率半徑約為地球曲率半徑的7倍，取k=1/7上式中地球半徑R=6371 km ，水平距離D以km為單位三.三角高程測量的其他特點三角高程測量兩點距離較遠時，應考慮加兩差改正；兩點間對向觀測高差取平均，能抵消兩差影響；三角高程測量通常

20、組成附合或閉合路線，以檢驗精度；三角高程測量通常用于代替等外水準測量，而不用 于代替等級水準測量；據(jù)有關(guān)資料稱，用電子全站儀進行三角高程測量，能 代替四等水準測量。三、三角高程測量的其他特點1.附合導線的計算 附： 計算器的角度及坐標計算計算器的角度運算計算器直角坐標與極坐標換算功能計算器的角度運算計算器的角度運算例：1234562=250952(1). CASIO、SHARP計算器角度輸入、運算、顯示：計算器：CASIO -570AD 角度運算輸入、操作顯 示12”34”56”=212.12.5666666712.5822222225.16444444SHIFT”25952.該計算器在度、分、秒顯示狀態(tài)或以度為單位的 顯示狀態(tài)下，均能進行角度運算。SHARP EL5812 角度運算例：1234562=250952(2).計算器SHARP EL5812 角度運算輸入、操作顯 示該計算器在以度為單位的顯示狀態(tài)下，才能進行 有關(guān)角度的運算。12.3456=212.345612.5822222225