控制測量課件

第6章控制測量

本章主要內(nèi)容§6-1概述§6-2直線定向(★)§6-3平面控制測量計算原理(★)§6-4導(dǎo)線測量(★)§6-5交會測量§6-6三角高程測量(★)1/3/20231第6章控制測量本章主要內(nèi)容12/18/§6-1控制測量概述一、控制測量的作用與方法

1.控制測量概念

測定控制點位置的工作，稱為控制測量。主要內(nèi)容有：測定控制點平面位置(X，Y)的工作，稱為平面控制測量；測定控制點高程(H)的工作，叫高程控制測量。1/3/20232§6-1控制測量概述一、控制測量的作用與方法12/18/21/3/2023312/18/202231/3/2023412/18/202242.目的與作用

（1）為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)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。1/3/202352.目的與作用12/18/202253.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(dǎo)線測量、水準測量)、衛(wèi)星定位測量。（4）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、圖根控制。1/3/202363.控制測量分類12/18/20226二、平面控制測量二、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。等級關(guān)系：布置形式：分一等、二等、三等、四等，高等級作為低等級的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。小地區(qū)內(nèi)布置一級、二級、三級和圖根控制。三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))、導(dǎo)線網(wǎng)、交會定點，等。1/3/20237二、平面控制測量二、平面控制測量——建立平面控制網(wǎng)，測定各平2.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng)圖７-1一等三角鎖為國家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)各級平面控制網(wǎng)布置形式二等網(wǎng)充填一等三角鎖成為國家平面控制網(wǎng)的骨干。1/3/202382.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng)圖７-1一等三角鎖為國家平面控制網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)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：

三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)

導(dǎo)線網(wǎng)

1/3/20239三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)1/3/20231012/18/202210三.高程控制測量三、高程控制測量——建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點的高程H。：水準測量

另外方法：三角高程測量。

：分一等、二等、三等、四等，前一等作為以后各等的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。地形測量時，布設(shè)圖根水準(也稱等外水準)。主要方法等級關(guān)系1/3/202311三.高程控制測量三、高程控制測量——建立高程控制網(wǎng)，測定各控§6-2直線定向

確定直線方向與標準方向之間的關(guān)系稱為直線定向。要確定直線的方向，首先要選定一個標準方向作為直線定向的依據(jù)，然后測出這條直線方向與標準方向之間的水平角，則直線的方向便可確定，在測量工作中以子午線方向為標準方向，子午線分真子午線、磁子午線和軸子午線三種。1/3/202312§6-2直線定向確定直線方向與標準方向之間的關(guān)一、標準方向1.真子午線方向2.磁子午線方向3.中央子午線方向PO真北A磁北Am坐標縱軸1/3/202313一、標準方向PO真北A磁北Am坐標縱軸12/18/2022二、直線方向的表示法方位角——從標準方向起，順時針量到直線所成的夾角。從0—360。正反坐標方向角BA=AB1801/3/202314二、直線方向的表示法BA=AB18012/18/20§6-3平面控制測量計算原理一、坐標正算1/3/202315§6-3平面控制測量計算原理一、坐標正算12/18/20二、坐標反算

所謂坐標反算，就是已知直線兩端點坐標，求兩端點間水平距離和坐標方位角的計算過程。

坐標反算的計算步驟：第1步。計算坐標增量，并判斷線段所在象限；1.象限角的概念2.象限角與坐標方位角關(guān)系1/3/202316二、坐標反算1.象限角的概念12/18/202216第2步。計算水平距離和象限角；第3步。根據(jù)以上兩步計算結(jié)果，便可知線段在第幾象限，即可求出方位角。1/3/202317第2步。計算水平距離和象限角；12/18/202217三、坐標方位角推算

依據(jù)正算公式，計算各點的坐標需要知道各邊的坐標方位角。1/3/202318三、坐標方位角推算12/18/202218一.導(dǎo)線的布置形式附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線導(dǎo)線測量是平面控制測量中最常用的方法。導(dǎo)線點組成的圖形為一系列折線或閉合多邊形。閉合導(dǎo)線和附合導(dǎo)線也稱為單導(dǎo)線，結(jié)點導(dǎo)線和兩個環(huán)以上的導(dǎo)線稱為導(dǎo)線網(wǎng)。一、導(dǎo)線的布置形式§6-4導(dǎo)線測量1/3/202319一.導(dǎo)線的布置形式附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線導(dǎo)線測量是平面二、導(dǎo)線測量外業(yè)工作

1.踏勘選點與建立標志

選點時應(yīng)注意事項：P94混凝（永久點）木樁（臨時點）1/3/202320二、導(dǎo)線測量外業(yè)工作混凝（永久點）木樁（臨時點）12/18/2.導(dǎo)線邊長測量光電測距（測距儀、全站儀）、鋼尺量距。3.導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測量（記錄格式見表6-6）一般采用J6經(jīng)緯儀測回法測量，３個以上方向組成的角也可用方向法。導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角有左角和右角之分。當與高級控制點連測時，需進行連接測量。1/3/2023212.導(dǎo)線邊長測量12/18/2022211/3/20232212/18/202222三、導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)工作就是內(nèi)業(yè)計算，又稱導(dǎo)線平差計算，即用科學(xué)的方法處理測量數(shù)據(jù)，合理地分配測量誤差，最后求出各導(dǎo)線點的坐標值。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算思路：

①由水平角觀測值β，計算方位角α；②由方位角α、邊長D，計算坐標增量ΔX、ΔY；③由坐標增量ΔX、ΔY，計算X、Y。1/3/202323三、導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理12/18/202223導(dǎo)線計算具體步驟

（1）繪制計算草圖，在圖上填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)。

（2）角度閉合差的計算與改正。

（3）按改正后角值，推算各邊坐標方位角。

（4）按坐標正算公式，計算各邊坐標增量。

（5）坐標增量閉合差的計算與改正。

（6）坐標計算。1/3/202324導(dǎo)線計算具體步驟12/18/202224（一）閉合導(dǎo)線計算

1.準備工作觀測數(shù)據(jù)和起算數(shù)據(jù)填寫到表6-7。

2.角度閉合差計算與分配1/3/202325（一）閉合導(dǎo)線計算12/18/2022253.推算各邊的坐標方位角按式(6-6)或式(6-7)推算。4.坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整（1）計算坐標增量；（2）計算坐標增量閉合差；（3）計算導(dǎo)線全長閉合差f和導(dǎo)線全長相對閉合差K；（4）調(diào)整坐標增量閉合差；（5）計算改正后的坐標增量。5．計算導(dǎo)線點的坐標1/3/2023263.推算各邊的坐標方位角12/18/2022261/3/20232712/18/202227（二）附合導(dǎo)線計算附合導(dǎo)線的計算步驟與閉合導(dǎo)線相同，僅在角度閉合差的計算與坐標增量閉合差的計算方面稍有差別。1/3/202328（二）附合導(dǎo)線計算12/18/2022281．角度閉合差的計算與調(diào)整（1）計算角度閉合差上式相加得：

1/3/2023291．角度閉合差的計算與調(diào)整12/18/202229若觀測左角，則按下式計算：（2）調(diào)整角度閉合差

當角度閉合差在容許范圍內(nèi)，如果觀測的是左角，則將角度閉合差反號平均分配到各左角上；如果觀測的是右角，則將角度閉合差同號平均分配到各右角上。1/3/202330若觀測左角，則按下式計算：12/18/2022302．坐標增量閉合差的計算

附合導(dǎo)線的坐標增量代數(shù)和的理論值應(yīng)等于終、始兩點的已知坐標值之差，即：

縱、橫坐標增量閉合差為：1/3/2023312．坐標增量閉合差的計算12/18/2022311/3/20233212/18/202232（三）支導(dǎo)線的計算支導(dǎo)線中沒有檢核條件，因此沒有閉合差產(chǎn)生，導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角和計算的坐標增量均不需要進行改正。所以外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計算時一定要十分小心，以免出錯。支導(dǎo)線的計算步驟為：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)各邊坐標方位角和邊長計算坐標增量。3．根據(jù)各邊的坐標增量推算各點的坐標。1/3/202333（三）支導(dǎo)線的計算12/18/202233§6-5交會測量當測區(qū)內(nèi)已有控制點的密度不能滿足工程施工或測圖要求，而且需要加密的控制點數(shù)量又不多時，可以采用交會法加密控制點，稱為交會定點。交會定點的方法有角度交會和距離交會兩類。1/3/202334§6-5交會測量當測區(qū)內(nèi)已有控制點的密度不能滿足一、前方交會1/3/202335一、前方交會12/18/202235二、后方交會1/3/202336二、后方交會12/18/202236三、測邊交會1/3/202337三、測邊交會12/18/202237§6-6三角高程測量三角高程測量是高程測量的一種方法，當?shù)匦胃叩推鸱^大而不便于實施水準測量時，可采用三角高程測量的方法測定兩點間的高差，從而推算各點的高程。1/3/202338§6-6三角高程測量三角高程測量是高程測量一、三角高程測量原理1/3/202339一、三角高程測量原理12/18/202239二、三角高程測量的精度等級在三角高程測量中，如果A、B兩點間的水平距離（或斜距）是用測距儀或全站儀測定的，稱為光電測距三角高程，采取一定措施后，其精度可達到四等水準測量的精度要求。如果A、B兩點間的水平距離是用鋼尺測定的，稱為經(jīng)緯儀三角高程，其精度一般只能滿足圖根高程的精度要求。1/3/202340二、三角高程測量的精度等級12/18/202240三、三角高程測量的施測與計算

1.測量內(nèi)容與方法

（1）對向觀測（2）量取儀器高和覘標高（3）垂直角測量（4）距離測量1/3/202341三、三角高程測量的施測與計算12/18/2022412.地球曲率和大氣折光影響

地球曲率對高差測量影響不能忽視。而對水平距離的影響則在10km以內(nèi)可以忽略不計。所以對遠距離三角高程測量，應(yīng)進行“地球曲率影響改正”（f1），簡稱“球差改正”

1/3/2023422.地球曲率和大氣折光影響12/18/202242

遠距離三角高程測量時，還應(yīng)進行“大氣折光改正”（f2），簡稱“氣差改正”。上述兩項綜合改正叫兩差改正（f）：

1/3/202343遠距離三角高程測量時，還應(yīng)進行“大氣折光改正”（f2），第6章控制測量

本章主要內(nèi)容§6-1概述§6-2直線定向(★)§6-3平面控制測量計算原理(★)§6-4導(dǎo)線測量(★)§6-5交會測量§6-6三角高程測量(★)1/3/202344第6章控制測量本章主要內(nèi)容12/18/§6-1控制測量概述一、控制測量的作用與方法

1.控制測量概念

測定控制點位置的工作，稱為控制測量。主要內(nèi)容有：測定控制點平面位置(X，Y)的工作，稱為平面控制測量；測定控制點高程(H)的工作，叫高程控制測量。1/3/202345§6-1控制測量概述一、控制測量的作用與方法12/18/21/3/20234612/18/202231/3/20234712/18/202242.目的與作用

（1）為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)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。1/3/2023482.目的與作用12/18/202253.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(dǎo)線測量、水準測量)、衛(wèi)星定位測量。（4）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、圖根控制。1/3/2023493.控制測量分類12/18/20226二、平面控制測量二、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。等級關(guān)系：布置形式：分一等、二等、三等、四等，高等級作為低等級的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。小地區(qū)內(nèi)布置一級、二級、三級和圖根控制。三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))、導(dǎo)線網(wǎng)、交會定點，等。1/3/202350二、平面控制測量二、平面控制測量——建立平面控制網(wǎng)，測定各平2.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng)圖７-1一等三角鎖為國家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)各級平面控制網(wǎng)布置形式二等網(wǎng)充填一等三角鎖成為國家平面控制網(wǎng)的骨干。1/3/2023512.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng)圖７-1一等三角鎖為國家平面控制網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)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：

三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)

導(dǎo)線網(wǎng)

1/3/202352三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)1/3/20235312/18/202210三.高程控制測量三、高程控制測量——建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點的高程H。：水準測量

另外方法：三角高程測量。

：分一等、二等、三等、四等，前一等作為以后各等的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。地形測量時，布設(shè)圖根水準(也稱等外水準)。主要方法等級關(guān)系1/3/202354三.高程控制測量三、高程控制測量——建立高程控制網(wǎng)，測定各控§6-2直線定向

確定直線方向與標準方向之間的關(guān)系稱為直線定向。要確定直線的方向，首先要選定一個標準方向作為直線定向的依據(jù)，然后測出這條直線方向與標準方向之間的水平角，則直線的方向便可確定，在測量工作中以子午線方向為標準方向，子午線分真子午線、磁子午線和軸子午線三種。1/3/202355§6-2直線定向確定直線方向與標準方向之間的關(guān)一、標準方向1.真子午線方向2.磁子午線方向3.中央子午線方向PO真北A磁北Am坐標縱軸1/3/202356一、標準方向PO真北A磁北Am坐標縱軸12/18/2022二、直線方向的表示法方位角——從標準方向起，順時針量到直線所成的夾角。從0—360。正反坐標方向角BA=AB1801/3/202357二、直線方向的表示法BA=AB18012/18/20§6-3平面控制測量計算原理一、坐標正算1/3/202358§6-3平面控制測量計算原理一、坐標正算12/18/20二、坐標反算

所謂坐標反算，就是已知直線兩端點坐標，求兩端點間水平距離和坐標方位角的計算過程。

坐標反算的計算步驟：第1步。計算坐標增量，并判斷線段所在象限；1.象限角的概念2.象限角與坐標方位角關(guān)系1/3/202359二、坐標反算1.象限角的概念12/18/202216第2步。計算水平距離和象限角；第3步。根據(jù)以上兩步計算結(jié)果，便可知線段在第幾象限，即可求出方位角。1/3/202360第2步。計算水平距離和象限角；12/18/202217三、坐標方位角推算

依據(jù)正算公式，計算各點的坐標需要知道各邊的坐標方位角。1/3/202361三、坐標方位角推算12/18/202218一.導(dǎo)線的布置形式附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線導(dǎo)線測量是平面控制測量中最常用的方法。導(dǎo)線點組成的圖形為一系列折線或閉合多邊形。閉合導(dǎo)線和附合導(dǎo)線也稱為單導(dǎo)線，結(jié)點導(dǎo)線和兩個環(huán)以上的導(dǎo)線稱為導(dǎo)線網(wǎng)。一、導(dǎo)線的布置形式§6-4導(dǎo)線測量1/3/202362一.導(dǎo)線的布置形式附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線導(dǎo)線測量是平面二、導(dǎo)線測量外業(yè)工作

1.踏勘選點與建立標志

選點時應(yīng)注意事項：P94混凝（永久點）木樁（臨時點）1/3/202363二、導(dǎo)線測量外業(yè)工作混凝（永久點）木樁（臨時點）12/18/2.導(dǎo)線邊長測量光電測距（測距儀、全站儀）、鋼尺量距。3.導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測量（記錄格式見表6-6）一般采用J6經(jīng)緯儀測回法測量，３個以上方向組成的角也可用方向法。導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角有左角和右角之分。當與高級控制點連測時，需進行連接測量。1/3/2023642.導(dǎo)線邊長測量12/18/2022211/3/20236512/18/202222三、導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)工作就是內(nèi)業(yè)計算，又稱導(dǎo)線平差計算，即用科學(xué)的方法處理測量數(shù)據(jù)，合理地分配測量誤差，最后求出各導(dǎo)線點的坐標值。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算思路：

①由水平角觀測值β，計算方位角α；②由方位角α、邊長D，計算坐標增量ΔX、ΔY；③由坐標增量ΔX、ΔY，計算X、Y。1/3/202366三、導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理12/18/202223導(dǎo)線計算具體步驟

（1）繪制計算草圖，在圖上填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)。

（2）角度閉合差的計算與改正。

（3）按改正后角值，推算各邊坐標方位角。

（4）按坐標正算公式，計算各邊坐標增量。

（5）坐標增量閉合差的計算與改正。

（6）坐標計算。1/3/202367導(dǎo)線計算具體步驟12/18/202224（一）閉合導(dǎo)線計算

1.準備工作觀測數(shù)據(jù)和起算數(shù)據(jù)填寫到表6-7。

2.角度閉合差計算與分配1/3/202368（一）閉合導(dǎo)線計算12/18/2022253.推算各邊的坐標方位角按式(6-6)或式(6-7)推算。4.坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整（1）計算坐標增量；（2）計算坐標增量閉合差；（3）計算導(dǎo)線全長閉合差f和導(dǎo)線全長相對閉合差K；（4）調(diào)整坐標增量閉合差；（5）計算改正后的坐標增量。5．計算導(dǎo)線點的坐標1/3/2023693.推算各邊的坐標方位角12/18/2022261/3/20237012/18/202227（二）附合導(dǎo)線計算附合導(dǎo)線的計算步驟與閉合導(dǎo)線相同，僅在角度閉合差的計算與坐標增量閉合差的計算方面稍有差別。1/3/202371（二）附合導(dǎo)線計算12/18/2022281．角度閉合差的計算與調(diào)整（1）計算角度閉合差上式相加得：

1/3/2023721．角度閉合差的計算與調(diào)整12/18/202229若觀測左角，則按下式計算：（2）調(diào)整角度閉合差

當角度閉合差在容許范圍內(nèi)，如果觀測的是左角，則將角度閉合差反號平均分配到各左角上；如果觀測的是右角，則將角度閉合差同號平均分配到各右角上。1/3/202373若觀測左角，則按下式計算：12/18/2022302．坐標增量閉合差的計算

附合導(dǎo)線的坐標增量代數(shù)和的理論值應(yīng)等于終、始兩點的已知坐標值之差，即：

縱、橫坐標增量閉合差為：1/3/2023742．坐標增量閉合差的計算12/18/2022311/3/20237512/18/202232（三）支導(dǎo)線的計算支導(dǎo)線中沒有檢核條件，因此沒有閉合差產(chǎn)生，導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角和計算的坐標增量均不需要進行改正。所以外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計算時一定要十分小心，以免出錯。支導(dǎo)線的計算步驟為：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)各邊坐標方位角和邊長計算坐標增量。3．根據(jù)各邊的坐標增量推算各點的坐標。1/3/202376（三）支導(dǎo)線的計算12