第七章 小地区控制测量

1、第七章第七章 小区域控制测量小区域控制测量一、目一、目 的的 提供控制基础和起算基准提供控制基础和起算基准实质：测定具有较高精度的平面坐标和高程的点位实质：测定具有较高精度的平面坐标和高程的点位 -控制点控制点 二、分二、分 类类 平面控制测量平面控制测量=国家平面控制测量：国家平面控制测量：一、二、三、四等=测图与测设平面控制：测图与测设平面控制：导线，小三角 高程控制测量高程控制测量=国家高程控制测量国家高程控制测量：一、二、三、四等=测图与测设高程控制：测图与测设高程控制：等外水准，三角高程三、原三、原 则则 : 从高级到低级从高级到低级 由整体到局部由整体到局部 逐级控制，逐级加密逐级

2、控制，逐级加密四、实施步骤四、实施步骤: : 技术设计技术设计 选点选点 造标埋石造标埋石 观测观测 数据处理数据处理 成果验收与上交成果验收与上交 成果应用成果应用五、五、国家三角网的布设国家三角网的布设 国家三角网国家三角网：用三角测量方法建立的国家平面控制网用三角测量方法建立的国家平面控制网 以高精度而稀疏的一等三角锁，尽可能沿经纬线以高精度而稀疏的一等三角锁，尽可能沿经纬线方向纵横交叉地迅速布满全国，形成统一的骨干大方向纵横交叉地迅速布满全国，形成统一的骨干大地控制网，然后在一等锁环内逐级（或同时）布设地控制网，然后在一等锁环内逐级（或同时）布设二、三、四等三角网。二、三、四等三角网。

3、 在此基础上，可布设一、二级小三角或一、二、在此基础上，可布设一、二级小三角或一、二、三级导线作为区域控制（或局部控制网）。三级导线作为区域控制（或局部控制网）。布设方案：布设方案：1 1、一等三角锁、一等三角锁 国家大地控制网的骨干，主要作用是控制二等以下各国家大地控制网的骨干，主要作用是控制二等以下各级三角测量，并为研究地球形状和大小提供资料。级三角测量，并为研究地球形状和大小提供资料。 尽可能没经纬线方向布设成纵横锁，且交叉构成网状尽可能没经纬线方向布设成纵横锁，且交叉构成网状图形。图形。 平均边长：平均边长：20-25km20-25km2 2、二等三角网二等三角网 以连续三角网的形式布

4、设在一等锁环内，四周与一等锁以连续三角网的形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接。衔接。 平均边长：平均边长：13km13km（10-1810-18） 全国需布设全国需布设6 6万个万个3 3、三、四等三角网、三、四等三角网 加密控制网，满足测图和工程建设的需要，采用插网加密控制网，满足测图和工程建设的需要，采用插网或插点方法布设，也可以越级布网。或插点方法布设，也可以越级布网。三等网平均边长：三等网平均边长：8km8km四等网平均边长：四等网平均边长：2-6km2-6km 国家三角锁、网的布设规格与精度要求国家三角锁、网的布设规格与精度要求六、国家高程控制网六、国家高程控制网水准网水准网国家

5、水准网：国家水准网： 按国家水准测量规范的技术要求建立起来按国家水准测量规范的技术要求建立起来的高程控制网。的高程控制网。作用：作用： 全国范围内施测各种比例尺地形图的高程全国范围内施测各种比例尺地形图的高程控制基础，以及一些科学研究如地壳垂直形变控制基础，以及一些科学研究如地壳垂直形变规律、各海洋平均海水面的高度变化，以及其规律、各海洋平均海水面的高度变化，以及其他有关地质和地貌的研究等。他有关地质和地貌的研究等。由高级到低级，从整体到局部：分成四个等级，由高级到低级，从整体到局部：分成四个等级，逐级控制，逐级加密逐级控制，逐级加密一等水准网：骨干，环线长一等水准网：骨干，环线长1000-1

6、500km1000-1500km二等水准网：基础，环线长二等水准网：基础，环线长500-750km500-750km精密水准测量精密水准测量三、四等水准网：为地形测图和工程建设服务。三、四等水准网：为地形测图和工程建设服务。精密水准测量：精密水准测量： 一等水准网，二等水准网基本规定：基本规定： 前后视距差应小于前后视距差应小于1m,1m,累积差应小于累积差应小于3m3m； 相邻测站上，奇站按相邻测站上，奇站按“后前前后后前前后”观测，偶观测，偶站按站按“前后后前前后后前”观测观测 同一测段的水准路线上测站数目应为偶数；同一测段的水准路线上测站数目应为偶数； 每一测段都要往、返测每一测段都要往

7、、返测 一测段的往返测应在不同气象条件下进行一测段的往返测应在不同气象条件下进行精密水准测量：精密水准测量：一等水准网，二等水准网一等水准网，二等水准网七、七、GPSGPS技术技术Global Positioning System(GPS):全球定位系统优点：点间无须通视，全天候观测，数据实时处理GPS系统组成部分： 空间GPS卫星 地面监控系统 用户接收机一、导线测量的布设形式一、导线测量的布设形式根据测区的情况要求，导线可布设成以下三种：根据测区的情况要求，导线可布设成以下三种：1 1、闭合导线、闭合导线 需要测量角度、需要测量角度、边长和连接角。边长和连接角。2 2、附合导线、附合导线

8、需要测量需要测量角度和两个连角度和两个连接角。接角。3 3、支导线、支导线 支导线必须进行支导线必须进行往返测量（包括角度往返测量（包括角度和边长）。支导线又和边长）。支导线又称自由导线。称自由导线。(6)(6)导线点应尽量靠近路线位置。导线点应尽量靠近路线位置。1 1、选、选 点点实地选点时应注意下列几点：实地选点时应注意下列几点： (1) (1)导线点应选在地势较高、视野开阔的地点，便于施测导线点应选在地势较高、视野开阔的地点，便于施测周围地形；周围地形；(2)(2)相邻两导线点间要互相通视，便于测量水平角：相邻两导线点间要互相通视，便于测量水平角： (3) (3)导线应沿着平坦、土质坚实

9、的地面设置，以便于丈量导线应沿着平坦、土质坚实的地面设置，以便于丈量距离；距离； (4) (4)导线边长要选得大致相等，相邻边长不应悬殊过大，导线边长要选得大致相等，相邻边长不应悬殊过大，以避免因调焦而改变视准轴的位置从而影响角度测量的精度；以避免因调焦而改变视准轴的位置从而影响角度测量的精度；(5)(5)导线点位置须能安置仪器，便于保存。导线点位置须能安置仪器，便于保存。导导 线线 点点 之之 标标 记记 图图草草 图图导导 线线 点点相关位置相关位置P3李李 庄庄7.23m化肥化肥厂厂8.15m独立独立树树6.14m6DJ2 2、测、测 角角: : 导线的水平角即转折角，是用经纬仪按测回法

10、进行导线的水平角即转折角，是用经纬仪按测回法进行观测的。在导线点上可以测量导线前进方向的左角或右观测的。在导线点上可以测量导线前进方向的左角或右角。图根导线，用角。图根导线，用 经纬仪测一个测回经纬仪测一个测回;3 3、量、量 距距: : 导线采用普通钢尺丈量导线边长或用全站仪进行导线采用普通钢尺丈量导线边长或用全站仪进行导线边长测量。相对误差导线边长测量。相对误差1/3000; 1/3000; |40 左右4 4、联测、联测:导线与高级控制点连接，必须观测连接角、连接边，作为传递坐标方位角和坐标之用 ；导线测量的最终目的是要获得各导线点的平面直角坐导线测量的最终目的是要获得各导线点的平面直角

11、坐标，因此外业工作结束后就要进行内业计算，以求得导线标，因此外业工作结束后就要进行内业计算，以求得导线点的坐标。点的坐标。 一、坐标计算的基本公式一、坐标计算的基本公式 1根据已知点的坐标及已知边长和坐标方位角计算未根据已知点的坐标及已知边长和坐标方位角计算未知点的坐标，即坐标的正算。知点的坐标，即坐标的正算。BAABABBAABABcossinXXDYYDABABABsinYD2由两个已知点的坐标反算其坐标方位角和边长，由两个已知点的坐标反算其坐标方位角和边长，即坐标的反算。即坐标的反算。1ABABABtanYX22ABABAB()()DXY ABABABcosXD 需要指出的是：按坐标反算

12、公式计算出来的坐标需要指出的是：按坐标反算公式计算出来的坐标方位角是有正负号的，因此，还应按坐标增量方位角是有正负号的，因此，还应按坐标增量X和和Y的正负号最后确定的正负号最后确定AB边的坐标方位角。边的坐标方位角。 也就是当也就是当 X时，应时，应给给 AB加加360 ；当；当 X时，应给时，应给 AB加加180 才是才是所求所求AB边的坐标方位角边的坐标方位角 AB 。 ABABABarctanYX 二、坐标方位角的推算二、坐标方位角的推算 为了计算导线点的坐标，首先应推算出导线各边为了计算导线点的坐标，首先应推算出导线各边的坐标方位角（以下简称方位角）。的坐标方位角（以下简称方位角）。

13、180左右后前180前的正负号取用：是当前的正负号取用：是当后后180时，用时，用“+”号；当号；当后后180时，用时，用“”号。导线的转折号。导线的转折角是左角角是左角(左左)就加上；右角就加上；右角(右右)就减去。就减去。三、闭合导线的坐标计算三、闭合导线的坐标计算角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整 2 180fn测（）式中：式中：n 闭合导线的转折角数；闭合导线的转折角数； 测测观测角的总和。观测角的总和。ifVn iiiV各内角的改正数之和应等于角度闭合差，但符号相反，各内角的改正数之和应等于角度闭合差，但符号相反，即即V=f。改正后的各内角值之和应等于理论值，即。改正后的各

14、内角值之和应等于理论值，即i=(n-2)180。40nf 容ff容重新进行角度测量判断：ff容角度闭合差的分配三、闭合导线的坐标计算三、闭合导线的坐标计算 2坐标方位角推算坐标方位角推算 推算方位角时应用改正后角度推算方位角时应用改正后角度3 3坐标增量的计算坐标增量的计算ii 1i 1,ii 1,iii 1i 1,ii 1,icossinXXDYYDi 1,ii 1,ii 1,ii 1,ii 1,ii 1,icossinXDYDiiiV 4坐标增量闭合差的计算与调整坐标增量闭合差的计算与调整00XY 理理xyXfYf算算22DxyfffDD1/fKDD f若若KK允允，则表明导线的精度符合要

15、求，则表明导线的精度符合要求，否则应查明原因进行补测或重测。否则应查明原因进行补测或重测。k1/2000允4坐标增量闭合差的计算与调整坐标增量闭合差的计算与调整iixXiyYifVDDfVDD 设设XiXi、YiYi分别为纵、横坐标增量的改正数，分别为纵、横坐标增量的改正数，即即 :iiiiiXiYXXVYYV 算算则改正后的坐标增量应为：则改正后的坐标增量应为： 所有坐标增量改正数的总和，其数值应等于坐标增所有坐标增量改正数的总和，其数值应等于坐标增量闭合差而符号相反，即：量闭合差而符号相反，即： XX1X2XnxYY1Y2YnyVVVVfVVVVf 4坐标增量闭合差的计算与调整坐标增量闭合

16、差的计算与调整改正后的坐标增量应为：改正后的坐标增量应为：iiiiiXiYXXVYYV 算算5 5坐标推算坐标推算 用改正后的坐标增量，就可以从导线起点的已知用改正后的坐标增量，就可以从导线起点的已知坐标依次推算其它导线点的坐标，即坐标依次推算其它导线点的坐标，即：ii 1i 1,iii 1i 1,iXXXYYY闭合导线的内闭合导线的内业计算步骤业计算步骤闭合导线的外业步骤闭合导线的外业步骤踏勘选点及建立标志量边测角和连测 相对误差相对误差1/3000|40 左右角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整 iiiV坐标方位角的计算坐标方位角的计算坐标增量、闭合差的计算与调整坐标增量、闭合差的

17、计算与调整k1/2000允坐标推算坐标推算四、附合导线的坐标计算四、附合导线的坐标计算 附合导线的坐标计算方法与闭合导线基本上相同，附合导线的坐标计算方法与闭合导线基本上相同，但由于布置形式（见下图）不同，且附合导线两端与已但由于布置形式（见下图）不同，且附合导线两端与已知点相连，因而只是角度闭合差与坐标增量闭合差的计知点相连，因而只是角度闭合差与坐标增量闭合差的计算公式有些不同。下面介绍这两项的计算方法：算公式有些不同。下面介绍这两项的计算方法： 1.1.角度闭合差的计算角度闭合差的计算附合导线角度闭合差的一般形式可写为：附合导线角度闭合差的一般形式可写为：40nf 容ff容重新进行角度测量

18、角度闭合差的分配CDniiABnf211180ff容ff容2坐标增量闭合差的计算坐标增量闭合差的计算XBAYBA()()fXXXfYYY 算算 附合导线坐标增量闭合差的调整方法以及导线附合导线坐标增量闭合差的调整方法以及导线精度的衡量均与闭合导线相同。精度的衡量均与闭合导线相同。icibiaivvv3161432121ccccvvvvvvCDBAcccc18062/4/3/2/11/21cibiaivvv一、辅助导线法一、辅助导线法二二、前方交会法、前方交会法ABBABAPABABBABAPABctanctan()ctanctanctanctan()ctanctanXXYYXYYXXY(1)导线坐标正算公式导线坐标正算公式(2)导线坐标反算公式导线坐标反算公式 (3) 坐标方位角的推算：坐标方位角的推算：一、导线的形式一、导线的形式二、导线测量外业工作二、导线测量外业工作三、导线测量内业计算三、导线测量内业计算基本公式：基本公式：选点选点测角测角量（测）距量（测）距闭合导线闭合导线附合导线附合导线支导线支导线 2.闭合导线坐标计算闭合导线坐标计算 (1) 计算角度闭合差计算角度闭合差f并进行调整；并进行调整； (2) 推算各边的坐标方位角；推算各边的坐标方位角； (3) 计算各边