控制測量第一章

控制測量第一章第1頁/共37頁2023/4/112水平控制網(wǎng)的技術設計2精密測角儀器和水平角觀測3電磁波測距4高程控制測量5緒論1內容提要第2頁/共37頁2023/4/113高斯投影7控制測量概算8橢球面上的測量計算9測量控制網(wǎng)的平差計算與數(shù)據(jù)管理10橢球面上的測量計算6第3頁/共37頁2023/4/114緒論

1第4頁/共37頁2023/4/115

測量誤差的概念誤差的來源誤差的分類偶然誤差的特性能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識目標能力目標

測量誤差的概念誤差的來源誤差的分類偶然誤差的特性能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識目標能力目標

測量誤差的概念誤差的來源誤差的分類偶然誤差的特性能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識目標能力目標

測量誤差的概念誤差的來源誤差的分類偶然誤差的特性能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識目標能力目標

測量誤差的概念誤差的來源誤差的分類偶然誤差的特性能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識目標能力目標

測量誤差的概念誤差的來源誤差的分類偶然誤差的特性能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識目標能力目標

掌握控制測量的基本任務、主要內容掌握控制測量的基準線、基準面了解控制測量新技術發(fā)展概況能夠對每種測量誤差采用一定的措施減弱或者消除能力目標控制測量的基本任務、主要內容掌握掌握控制測量的基準線、基準面知識目標重點難點第5頁/共37頁2023/4/116

控制測量學是研究精確測定和描繪地面控制點空間位置及其變化的學科。

控制測量：在一定區(qū)域內，按測量任務所要求的精度，測定一系列地面標志點（控制點）的水平位置和高程位置，建立控制網(wǎng)，這種測量工作稱為控制測量。

第6頁/共37頁2023/4/117控制測量分類按工作內容分平面控制測量高程控制測量測定控制點平面位置測定控制點高程位置按用途分大地控制測量工程控制測量全國范圍內,按國家統(tǒng)一頒布的法式、規(guī)范進行的控制測量為工程建設或地形圖測繪，在小區(qū)域內，在大地測量控制網(wǎng)的基礎上獨立建立控制網(wǎng)的控制測量第7頁/共37頁2023/4/1181.1控制測量學的基本任務和主要內容控制測量的基準線、基準面控制測量的現(xiàn)狀及發(fā)展概況第8頁/共37頁控制測量學的基本任務1、在設計階段建立用于測繪大比例尺地形圖的測圖控制網(wǎng)。2、在施工階段建立施工控制網(wǎng)。3、在工程竣工后的運營階段，建立以監(jiān)視建筑物變形為目的的變形觀測專用控制網(wǎng)。2023/4/119第9頁/共37頁2023/4/1110第10頁/共37頁2023/4/1111第11頁/共37頁2023/4/1112控制測量的作用1、為測繪地形圖，布設全國范圍內及局域性的大地

測量控制網(wǎng)，為取得大地點的精確坐標，建立合

理的大地測量坐標系以及確定地球的形狀、大小

及重力場等參數(shù)。2、控制測量學在防災、減災、救災及環(huán)境監(jiān)測、評

價與保護中發(fā)揮著特殊的作用。第12頁/共37頁2023/4/1113控制測量學的主要內容1、研究建立和維持工程和國家水平控制網(wǎng)和精密水

準網(wǎng)的原理和方法。2、研究獲得高精度測量成果的精密儀器和科學的使

用方法。3、研究地球表面測量成果向橢球面及平面的數(shù)學投

影變換及有關問題的測量計算。4、研究高精度和多類別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)及其聯(lián)合

網(wǎng)的數(shù)學處理的理論和方法。第13頁/共37頁2023/4/11141.2控制測量學的基本任務和主要內容控制測量的基準線、基準面控制測量的現(xiàn)狀及發(fā)展概況第14頁/共37頁2023/4/1115

地球的自然表面，包括海洋底部、高山高原在內的固體地球表面。難以用一個簡潔的數(shù)學表達式描述出來，所以不適合于數(shù)學建模。海洋面積約占地表面的71%，陸地面積約占29%，是一個不規(guī)則曲面。第15頁/共37頁2023/4/1116

水準面：假設一個靜止不動的海水面延伸并穿過陸地，包圍整個地球，形成的一個閉合曲面（曲面上重力相等）。特點：有無窮多個、各個水準面之間既不能相切也不能相交。第16頁/共37頁2023/4/1117大地水準面：與平均海水面相重合，不受潮汐、風浪及大氣壓變化影響，并延伸到大陸下面處處與鉛垂線相垂直的水準面。特點：不規(guī)則封閉曲面、重力等位面、無棱角、無褶皺。第17頁/共37頁2023/4/1118說明:一描述地球形狀的一個重要物理參考面，也是海拔高程系統(tǒng)的起算面。大地水準面作為外業(yè)測量的基準面，而與其相垂直的鉛垂線則是外業(yè)的基準線。對水準尺的黑面尺底刻劃均為0，而紅面尺，則一根尺底為4.687m，另一根尺底刻劃為4.787m。這一數(shù)值用K表示，稱為同一水準尺紅、黑面常數(shù)差。第18頁/共37頁2023/4/1119全球大地水準面圖

第19頁/共37頁2023/4/1120大地體：靜止海水面向陸地延伸形成的封閉曲面所包圍的地球實體。代表了地球的形狀和大小。經(jīng)過長期測量實踐表明，大地體與一個以橢圓的短軸為旋轉軸的旋轉橢球的形狀十分近似，所以測繪工作便取大小與大地體很接近的旋轉橢球作為地球的參考形狀和大小。第20頁/共37頁2023/4/1121我國目前采用的旋轉橢球體的參數(shù)值為：長半徑a=6378140m短半徑b=6356755m扁率a=(a–b)/a=1/298.257第21頁/共37頁2023/4/1122正常橢球：大地水準面的規(guī)則形狀。目前，均采用水準橢球作為正常橢球。參考橢球：與局部大地水準面吻合的旋轉橢球面。起始子午面第22頁/共37頁2023/4/1123說明:一參考橢球面是測量內業(yè)計算的基準面，而與其相垂直的法線則是內業(yè)計算的基準線。對水準尺的黑面尺底刻劃均為0，而紅面尺，則一根尺底為4.687m，另一根尺底刻劃為4.787m。這一數(shù)值用K表示，稱為同一水準尺紅、黑面常數(shù)差。第23頁/共37頁2023/4/1124我國的參考橢球1、1954北京坐標系橢球參數(shù)：克拉索夫斯基橢球，長半徑a=6378245米，扁率α=1/298.3

定位：從前蘇聯(lián)遠東控制網(wǎng)引入。2、1980西安坐標系橢球參數(shù)：IAG1967橢球，長半徑a=6378137米，扁率α

=1/298.257

定位：由我國的天文大地網(wǎng)數(shù)據(jù)。第24頁/共37頁2023/4/1125我國目前采用的是1975年“國際大地測量與地球物理聯(lián)合會”推薦的橢球參數(shù)，稱為“1980年國家大地坐標系”（簡稱80系），大地原點位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。第25頁/共37頁大地高H地面點沿法線到參考橢球面的距離

地面點沿實際重力線到大地水準面的距離

地面點沿正常重力線到似大地水準面的距離2023/4/1126第26頁/共37頁2023/4/1127第27頁/共37頁2023/4/11281.3控制測量學的基本任務和主要內容控制測量的基準線、基準面控制測量的現(xiàn)狀及發(fā)展概況第28頁/共37頁2023/4/11291、精密測角儀器的發(fā)展50年代——垂直度盤自動歸零補償器、光學對中器的改進。60年代——讀數(shù)的數(shù)字化與自動化；2、測距儀的發(fā)展普通光源——激光測距儀——紅外測距儀全站型電子速測儀第29頁/共37頁2023/4/11303、精密水準儀的發(fā)展平板玻璃測微器自動安平水準儀激光水準儀數(shù)字水準儀第30頁/共37頁2023/4/11314、計算機在測量上的應用用于控制測量的數(shù)據(jù)處理用于現(xiàn)代化數(shù)據(jù)采集測繪資料檔案管理信息系統(tǒng)的建立第31頁/共37頁2023/4/11325、三維激光掃描儀工作原理

三維激光掃描儀向目標發(fā)射激光脈沖，依次掃描被測區(qū)域，快速獲得地面景觀的三維坐標和反射光強，利用軟件進行三維建模，生成地面景觀的三維圖象和可量測點陣數(shù)據(jù)，并可方便地轉化為多種輸出格式的圖形產品。第32頁/共37頁2023/4/11336、GPS（GlobalPositioningSystem)系統(tǒng)N=?10個點