《點(diǎn)的平面位置測設(shè)》課件

點(diǎn)的平面位置測設(shè)平面位置測設(shè)是確定點(diǎn)在地面上的具體位置的過程。該過程通常使用測繪儀器，如全站儀或GPS接收機(jī)，以確定目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。課程目標(biāo)掌握測設(shè)的基本原理理解測設(shè)的定義、誤差分析和精度控制。熟練運(yùn)用測設(shè)方法掌握距離測設(shè)、角度測設(shè)、坐標(biāo)法等測設(shè)方法，并能靈活運(yùn)用。提升測設(shè)實(shí)踐能力通過實(shí)踐操作，提高使用全站儀、GPS等測設(shè)儀器的技能。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識了解測設(shè)項(xiàng)目中的團(tuán)隊(duì)合作和協(xié)作的重要性。測設(shè)的基本概念11.測設(shè)定義測設(shè)是指根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將設(shè)計(jì)圖上的點(diǎn)位、線位、高程等要素，準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)到實(shí)地上的過程。22.測設(shè)目的測設(shè)的目的是將工程設(shè)計(jì)方案在實(shí)地中精確地體現(xiàn)出來，為工程施工提供準(zhǔn)確的坐標(biāo)和高程控制。33.測設(shè)步驟測設(shè)通常包括：測量、計(jì)算、放樣、檢查等步驟。44.測設(shè)精度測設(shè)精度是指測設(shè)結(jié)果與實(shí)際位置之間的誤差，測設(shè)精度直接影響工程質(zhì)量和安全。測設(shè)誤差及其性質(zhì)系統(tǒng)誤差由儀器、觀測方法或外界環(huán)境造成的誤差，具有規(guī)律性，可以消除或修正。偶然誤差由觀測者或隨機(jī)因素造成的誤差，具有隨機(jī)性，無法消除，只能減小。粗差明顯超出正常范圍的誤差，由觀測人員疏忽或誤操作造成，必須剔除。點(diǎn)的測設(shè)方法距離測設(shè)法利用測距儀測量出點(diǎn)到已知點(diǎn)的距離，確定其位置。常用的距離測設(shè)方法包括：直線距離法、極坐標(biāo)法和坐標(biāo)法。角度測設(shè)法利用測角儀測量點(diǎn)到已知點(diǎn)的方向角或方位角，確定其位置。常用的角度測設(shè)方法包括：方向角法、方位角法和直角坐標(biāo)法。坐標(biāo)法通過計(jì)算得到點(diǎn)在平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，確定其位置。常用的坐標(biāo)法包括：平面直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法和經(jīng)緯度法。其他方法根據(jù)實(shí)際情況，還可以采用其他方法測設(shè)點(diǎn)的平面位置，如：GPS定位法、全站儀測設(shè)法等。選擇合適的測設(shè)方法，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以確保測設(shè)精度和效率。距離測設(shè)法1直接測距法利用鋼卷尺、測距儀等直接測量兩點(diǎn)之間的距離，適用于短距離測量。2間接測距法通過測量其他量，例如角度和已知距離，間接計(jì)算出兩點(diǎn)之間的距離。3電子測距法利用電子測距儀或全站儀等設(shè)備，通過發(fā)射和接收電磁波，測量兩點(diǎn)之間的距離。角度測設(shè)法原理利用角度和距離數(shù)據(jù)計(jì)算點(diǎn)位的坐標(biāo)。角度測設(shè)法通常涉及在已知點(diǎn)上設(shè)置儀器，測量目標(biāo)點(diǎn)與已知點(diǎn)的角度，并使用三角函數(shù)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。應(yīng)用場景角度測設(shè)法適用于需要確定目標(biāo)點(diǎn)位置，但無法直接測量到目標(biāo)點(diǎn)距離的情況。測設(shè)步驟1.設(shè)置儀器：在已知點(diǎn)上安裝經(jīng)緯儀或全站儀。2.觀測角度：測量目標(biāo)點(diǎn)與已知點(diǎn)之間的水平角和豎直角。3.計(jì)算坐標(biāo)：利用三角函數(shù)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。坐標(biāo)法1確定坐標(biāo)系建立合適的平面直角坐標(biāo)系，以方便測設(shè)工作。2計(jì)算坐標(biāo)利用已知點(diǎn)坐標(biāo)和測設(shè)點(diǎn)的相對位置關(guān)系，計(jì)算出待測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)。3測設(shè)點(diǎn)位根據(jù)計(jì)算得到的坐標(biāo)，將點(diǎn)位準(zhǔn)確地定位到實(shí)際地形上。坐標(biāo)法是一種精確度較高的測設(shè)方法，尤其適用于點(diǎn)位密集的工程項(xiàng)目。它需要進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算，但可以有效地保證測設(shè)精度。平差計(jì)算平差計(jì)算是測量學(xué)中重要的組成部分，用于處理測量過程中產(chǎn)生的誤差，最終獲得較為精確的測量結(jié)果。平差計(jì)算的核心在于利用數(shù)學(xué)模型和統(tǒng)計(jì)方法，將觀測值與理論值之間的誤差進(jìn)行分配，并對測量結(jié)果進(jìn)行修正。1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備整理觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的預(yù)處理2建立模型根據(jù)測量任務(wù)和觀測方式選擇合適的數(shù)學(xué)模型3誤差分配利用最小二乘法原理分配誤差，并進(jìn)行修正4結(jié)果檢驗(yàn)對平差結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其精度和可靠性平差計(jì)算方法有多種，包括直接平差、間接平差和條件平差，需要根據(jù)具體情況選擇合適的平差方法。最小二乘法的原理誤差最小化最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，通過最小化觀測值與理論值的誤差平方和來求解未知參數(shù)。誤差分布假設(shè)誤差服從正態(tài)分布，最小二乘法可以有效地估計(jì)參數(shù)值，并獲得最佳的擬合效果。方程組求解通過建立誤差函數(shù)，并求解其最小值，可以得到一組最優(yōu)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳擬合。最小二乘法的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)最小二乘法用于地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理，例如空間數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)和分析。導(dǎo)航系統(tǒng)最小二乘法用于導(dǎo)航系統(tǒng)中定位和路徑規(guī)劃，提高導(dǎo)航精度。工程測量最小二乘法用于工程測量中數(shù)據(jù)的平差和計(jì)算，提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。機(jī)器學(xué)習(xí)最小二乘法是機(jī)器學(xué)習(xí)中常用的算法，用于模型訓(xùn)練和參數(shù)優(yōu)化。平差的求解建立觀測方程根據(jù)觀測值和未知參數(shù)之間的關(guān)系建立觀測方程，即用觀測值表示未知參數(shù)。構(gòu)建誤差方程將觀測方程中的觀測值替換為實(shí)際觀測值，得到誤差方程，即用誤差表示觀測值與實(shí)際值之間的偏差。求解誤差方程利用最小二乘法求解誤差方程，得到未知參數(shù)的最優(yōu)估計(jì)值。計(jì)算精度指標(biāo)根據(jù)求解結(jié)果計(jì)算精度指標(biāo)，評估平差結(jié)果的精度。平差計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)平差計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)是評價(jià)平差結(jié)果精度和可靠性的重要步驟。通過檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)平差過程中的誤差來源，判斷平差結(jié)果是否合理。0.05顯著性水平檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)95%置信度結(jié)果可靠性3檢驗(yàn)指標(biāo)殘差、方差等直接平差法直接平差直接平差法是一種常用的測量平差方法，它直接利用觀測值之間的函數(shù)關(guān)系來進(jìn)行平差計(jì)算。直接平差法通過對觀測值進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算出最優(yōu)解，并對觀測值的誤差進(jìn)行分析。應(yīng)用場景直接平差法適用于觀測值之間存在函數(shù)關(guān)系，且觀測值誤差服從正態(tài)分布的情況。在測量平差中，直接平差法常用于測量網(wǎng)的平差計(jì)算，例如三角網(wǎng)平差、導(dǎo)線網(wǎng)平差等。間接平差法11.觀測值改正間接平差法通過調(diào)整觀測值來消除誤差。22.參數(shù)估計(jì)間接平差法計(jì)算未知參數(shù)的最佳估計(jì)值。33.精度評價(jià)間接平差法可以評估測設(shè)結(jié)果的精度。44.應(yīng)用廣泛間接平差法廣泛應(yīng)用于各種測設(shè)工程。條件平差法條件方程建立觀測值與未知參數(shù)之間的約束關(guān)系。獨(dú)立觀測值選擇相互獨(dú)立的觀測值作為平差的基本觀測值。最小二乘法根據(jù)最小二乘原理求解未知參數(shù)。全站儀測距測角的誤差分析全站儀測距測角的誤差會直接影響到測設(shè)結(jié)果的精度。全站儀測距誤差主要來自儀器本身誤差、大氣折射誤差以及目標(biāo)點(diǎn)反射誤差。測角誤差主要來自儀器本身誤差、大氣折射誤差以及目標(biāo)點(diǎn)反光板誤差。全站儀測距測角誤差分析是確保測設(shè)結(jié)果精度的關(guān)鍵步驟，也是提高測設(shè)效率的重要手段。全站儀測角誤差分析全站儀測角誤差主要受儀器本身精度、觀測者操作水平、環(huán)境因素等影響。誤差來源誤差類型誤差影響儀器誤差零點(diǎn)誤差、刻劃誤差測角精度降低觀測誤差讀數(shù)誤差、瞄準(zhǔn)誤差觀測精度降低環(huán)境誤差溫度、氣壓、濕度測角結(jié)果偏差全站儀測距誤差分析全站儀測距誤差主要來自儀器本身誤差、大氣折射誤差和目標(biāo)反射誤差等因素。通過對全站儀測距誤差進(jìn)行分析，可以有效提高測量的精度和可靠性。點(diǎn)位幾何圖形的精度分析點(diǎn)位幾何圖形的精度分析是測繪工程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它涉及到對點(diǎn)位坐標(biāo)、距離、角度等要素的精度進(jìn)行評估，從而判斷測繪成果的可靠性。精度分析可以幫助我們了解點(diǎn)位幾何圖形的誤差分布，并根據(jù)誤差大小來判斷測繪成果是否滿足精度要求。在實(shí)際應(yīng)用中，我們通常使用誤差橢圓來表達(dá)點(diǎn)位的精度，它可以直觀地反映出點(diǎn)位在水平和垂直方向上的誤差分布情況。誤差橢圓的計(jì)算誤差橢圓是一種用于表示點(diǎn)位精度的方法，它反映了點(diǎn)位在水平面上誤差的分布情況。誤差橢圓的長短軸分別代表著點(diǎn)位在兩個(gè)正交方向上的標(biāo)準(zhǔn)差，橢圓的面積反映了點(diǎn)位的精度。計(jì)算誤差橢圓需要知道點(diǎn)位的坐標(biāo)誤差協(xié)方差矩陣，該矩陣可以通過全站儀測距測角的誤差分析得到。誤差橢圓的應(yīng)用點(diǎn)位精度評價(jià)誤差橢圓可用于評價(jià)點(diǎn)位的精度，直觀地展示點(diǎn)位誤差的分布情況。工程設(shè)計(jì)誤差橢圓可用于工程設(shè)計(jì)，例如確定橋梁、隧道等工程的中心線位置。精度控制誤差橢圓可用于控制測量精度，確保測量結(jié)果符合工程要求。數(shù)據(jù)分析誤差橢圓可用于分析測量誤差的來源，提高測量精度。點(diǎn)位的精度評價(jià)11.中誤差分析點(diǎn)位坐標(biāo)的精度通常以中誤差來表示，反映點(diǎn)位的隨機(jī)誤差程度。22.誤差橢圓誤差橢圓可以直觀地顯示點(diǎn)位在平面上的精度分布，反映點(diǎn)位在不同方向上的精度差異。33.點(diǎn)位精度等級根據(jù)精度要求，點(diǎn)位可以分為不同的精度等級，例如，一等點(diǎn)、二等點(diǎn)等。44.精度評價(jià)方法常用方法包括后方交會精度評定、前方交會精度評定等，以及點(diǎn)位相對精度評價(jià)?？偨Y(jié)：點(diǎn)的平面位置測設(shè)方法本課程介紹了點(diǎn)的平面位置測設(shè)的基本概念、方法和誤差分析。學(xué)習(xí)了距離測設(shè)法、角度測設(shè)法、坐標(biāo)法等常用的測設(shè)方法。課程還講解了最小二乘法平差計(jì)算，以及直接平差法、間接平差法和條件平差法。實(shí)踐操作演示本節(jié)將演示全站儀測設(shè)點(diǎn)的具體步驟，包括儀器架設(shè)、目標(biāo)瞄準(zhǔn)、距離和角度測量、數(shù)據(jù)記錄等操作。通過演示，學(xué)生可以直觀地了解全站儀的使用方法，并掌握測設(shè)點(diǎn)的基本技能。案例分析案例1某建筑工地需要確定一個(gè)新建筑的平面位置。通過全站儀測設(shè)，工程師利用坐標(biāo)法精確地確定了建筑物四個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)。案例2城市規(guī)劃部門需要對一個(gè)新的公園進(jìn)行規(guī)劃，需要精確地測設(shè)出公園邊界線的坐標(biāo)。討論與總結(jié)回顧要點(diǎn)點(diǎn)位測設(shè)基本概念常用測設(shè)方法精度分析與誤差控制思考與探索如何提高測設(shè)精度？如何選擇合適的測設(shè)方法？團(tuán)隊(duì)協(xié)作分享經(jīng)驗(yàn)，互相學(xué)習(xí)。共同解決遇到的問題。思考題1.誤差橢圓的形狀和大小受哪些因素影響？2.如何提高點(diǎn)的平面位置測設(shè)精度？3.全站儀測設(shè)點(diǎn)位時(shí)，如何進(jìn)行誤差分析？4.簡述最小二乘法在點(diǎn)位測設(shè)中的應(yīng)用。參