导线测量及其概算ppt课件

1、第七章第七章 国家控制网、工程控制网国家控制网、工程控制网的建立及其数据处置的建立及其数据处置国家平面控制网、工程控制网的建立平面坐标系的选择与确定导线丈量及其概算控制网平差上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容一、工程平面控制网的建立特点一、工程平面控制网的建立特点1.1.工测控制网与同等级的国家网比较，平均边长显著地缩短工测控制网与同等级的国家网比较，平均边长显著地缩短2. 2. 长度变形的要求长度变形的要求: 2.5cm/km: 2.5cm/km3. 3. 根据变形要求选择适宜的区域坐标系根据变形要求选择适宜的区域坐标系4.4.首级控制网往往是独立网，并在首级控制下分级布设首级控制网往往是

2、独立网，并在首级控制下分级布设5.5.将边长观测值先投影到某一水准面，再连同程度方向观测将边长观测值先投影到某一水准面，再连同程度方向观测值一并投影到高斯平面值一并投影到高斯平面6.6.用常规技术测定的工程控制网的平差解算是在高斯平面上用常规技术测定的工程控制网的平差解算是在高斯平面上进展。进展。7.7.工程控制网对相对点位误差工程控制网对相对点位误差 有特定要求。有特定要求。二、二、 确定平面坐标系的三大要素确定平面坐标系的三大要素投影面的高程投影面的高程中央子午线的经度或其所在的位置中央子午线的经度或其所在的位置起始点坐标和起始方位角起始点坐标和起始方位角三、工程丈量平面坐标系确实定方案三

3、、工程丈量平面坐标系确实定方案面积小于面积小于25km225km2的小测区，只需选定某一边长归算的高程面建的小测区，只需选定某一边长归算的高程面建立平面直角坐标系，可不经高斯投影矫正。立平面直角坐标系，可不经高斯投影矫正。2.2.当长度变形值不大于当长度变形值不大于2.5 cm/km (1/4000),2.5 cm/km (1/4000),可直接采用可直接采用 国家国家3 3带高斯平面直角坐标系。带高斯平面直角坐标系。3.3.当长度变形值大于当长度变形值大于2.5 cm/km,2.5 cm/km,可采用：可采用： 投影于平均高程面上的高斯投影恣意带平面直角坐标系投影于平均高程面上的高斯投影恣意

4、带平面直角坐标系 投影于抵偿高程面上的高斯投影投影于抵偿高程面上的高斯投影3 3带平面直角坐标系带平面直角坐标系 投影于抵偿高程面上的高斯投影恣意带平面直角坐标系投影于抵偿高程面上的高斯投影恣意带平面直角坐标系上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容四、两种地方独立坐标系的选择及其利弊四、两种地方独立坐标系的选择及其利弊1.平均高程面为投影面的恣意带高斯平面直角坐平均高程面为投影面的恣意带高斯平面直角坐标系标系 简称恣意带坐标系简称恣意带坐标系 优点：适用范围较大，高斯投影的方向改化优点：适用范围较大，高斯投影的方向改化较小。较小。 缺陷：投影后的坐标与缺陷：投

5、影后的坐标与3度带坐标的坐标值相度带坐标的坐标值相差较大。差较大。2.以抵偿面为投影面的以抵偿面为投影面的3带高斯平面直角坐标系带高斯平面直角坐标系简称抵偿坐标系简称抵偿坐标系 优点：坐标与国家坐标相接近优点：坐标与国家坐标相接近 缺陷：投影适用范围小，高斯投影的方向改化缺陷：投影适用范围小，高斯投影的方向改化较大，较大， 运用不方便。运用不方便。上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容五、用五、用GPSGPS技术改造原有控制网的两种方案技术改造原有控制网的两种方案方案方案1 1： 坚持现有的二等控制网，坚持现有的二等控制网， 用用GPSGPS加密加密, ,以取代现有。的三、四等控以取代现有。的三

6、、四等控制点。制点。方案方案2 2：利用原有的起算数据建立：利用原有的起算数据建立GPSGPS首级网，首级网， 再用再用GPSGPS加密。本质上用加密。本质上用GPSGPS技术作全面技术作全面改造。改造。7-2 7-2 工程丈量平面坐标系的选择与确定工程丈量平面坐标系的选择与确定( (续续) )七、控制网优化设计简介七、控制网优化设计简介1、概述、概述 最优化就是在一样的条件下从一切能够方最优化就是在一样的条件下从一切能够方案中选择最正确的一个。案中选择最正确的一个。2、控制网的设计目的、控制网的设计目的 控制网设计的目的，指的是控制网应到达的质量控制网设计的目的，指的是控制网应到达的质量规范

7、，它是设计的根据和目的，同时又是评定网的规范，它是设计的根据和目的，同时又是评定网的质量的目的。质量规范包括精度规范、可靠性规范、质量的目的。质量规范包括精度规范、可靠性规范、费用规范、可区分规范及灵敏度规范等，其中常用费用规范、可区分规范及灵敏度规范等，其中常用的主要是前的主要是前3个规范。个规范。精度规范精度规范 按间接给出未知点的坐标协因数阵按间接给出未知点的坐标协因数阵Qxx和和点位精度及点位误差椭圆。点位精度及点位误差椭圆。可靠性规范可靠性规范 网的可靠性，指控制网可以发现观测网的可靠性，指控制网可以发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差结果的影响值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平

8、差结果的影响的才干。的才干。七、控制网优化设计简介七、控制网优化设计简介3、优化设计的方法、优化设计的方法 1)、解析法：解析法具有计算机时较少，实际上较严、解析法：解析法具有计算机时较少，实际上较严密等优点；但其数学模型难于构造，具有最优解有时密等优点；但其数学模型难于构造，具有最优解有时不符合实践或可行性差。不符合实践或可行性差。 2)、模拟法：模拟法是对阅历设计的初步网形和观测、模拟法：模拟法是对阅历设计的初步网形和观测精度，模拟一组数据与观测值输入计算机，按间接精度，模拟一组数据与观测值输入计算机，按间接(参参数数)平差，组成误差方程和法方程，求逆而得到未知参平差，组成误差方程和法方程

9、，求逆而得到未知参数的协因数阵数的协因数阵(或方差协方差阵或方差协方差阵)，计算未知参数及其，计算未知参数及其函数的精度，估算本钱，或进一步计算可靠性等信息；函数的精度，估算本钱，或进一步计算可靠性等信息；与预定的精度、本钱和可靠性要求等相比较；根据计与预定的精度、本钱和可靠性要求等相比较；根据计算所提供的信息和设计者的阅历，对控制网的基准、算所提供的信息和设计者的阅历，对控制网的基准、网形、观测精度等进展修正。网形、观测精度等进展修正。八、高斯投影坐标的邻带换算八、高斯投影坐标的邻带换算高斯投影的换带计算普通采用高斯投影反正算法。高斯投影的换带计算普通采用高斯投影反正算法。即把点的旧带平面坐

10、标即把点的旧带平面坐标x旧，旧，y旧经高斯投影反算得椭球旧经高斯投影反算得椭球面坐标面坐标B，L，再将，再将B，L经高斯投影正算得该点在新带的经高斯投影正算得该点在新带的坐标坐标x新，新，y新。详细做法为：新。详细做法为： x旧，旧，y旧经投影反算得旧经投影反算得B，l旧旧 L=L0旧旧+l旧旧 l新新=L-L0新新 B， l新经投影正算得新经投影正算得x新，新，y新新这里这里L0旧，旧，L0新分别表示旧带和新带中央子午线经度。新分别表示旧带和新带中央子午线经度。这种换带方法也适用于恣意中央子午线的换带。这种换带方法也适用于恣意中央子午线的换带。邻带换算的算例邻带换算的算例 某点的54坐标高斯

11、平面坐标为： x =3879.63m，y=20349981.60m， 试换算为中央子午线为115的地方坐标系坐标。解：由给定的y坐标知，该点在第20带， y坐标自然值为 -150018.40m。 用 x旧=3879.63，y旧=-150018.40经投影反算得 B=342625.1132，l旧=-13755.9409 L0旧=206-3=117 L=L0旧+l旧=117 -13755.9409=1152204.0591 l新=L-L0新=1152204.0591-115=02204.0591 用B=342625.1132 ， l新=02204.0591经投影正算得：x新=3879.63m，y新

12、=33802.920+500000=533802.920m 7-3 7-3 导线丈量及其概算导线丈量及其概算一、导线丈量一、导线丈量1.导线丈量外业的内容导线丈量外业的内容边长观测、程度角观测、垂直角观测、归心元素测定边长观测、程度角观测、垂直角观测、归心元素测定2.导线丈量的主要技术要求导线丈量的主要技术要求3.导线丈量本卷须知导线丈量本卷须知 应在大气稳定和成像明晰的气候条件下观测；应在大气稳定和成像明晰的气候条件下观测； 测距仪开机后应有一定的预热时间；测距仪开机后应有一定的预热时间； 晴天作业时，仪器应打伞；晴天作业时，仪器应打伞； 测线应高出地面和分开妨碍物测线应高出地面和分开妨碍物

13、1m以上，等级丈量以上，等级丈量1.5m以上；以上； 一定要量取仪器高和反光镜高觇标高，量两次至毫米；一定要量取仪器高和反光镜高觇标高，量两次至毫米； 导线点只需两个方向时，应观测左、右角奇左、偶右；导线点只需两个方向时，应观测左、右角奇左、偶右； 垂直角观测用垂直角观测用“中丝法、中丝法、“三丝法皆可，三丝法皆可，14测回。测回。一、导线丈量续一、导线丈量续4.4.三联脚架法测导线三联脚架法测导线详细作法详细作法优点：减少了架脚架对中的次数，并可减少整平任务量优点：减少了架脚架对中的次数，并可减少整平任务量 各点对中误差只对本点坐标有影响，而不会在坐各点对中误差只对本点坐标有影响，而不会在坐

14、 标推导中积累传送给其他点。标推导中积累传送给其他点。 三联脚架法可大大提高测导线丈量的精度和效率。三联脚架法可大大提高测导线丈量的精度和效率。5.5.归心元素的测定归心元素的测定 普通采用投影图解法测定普通采用投影图解法测定二、导线丈量质量检验二、导线丈量质量检验1.1.方位角闭合差检验方位角闭合差检验 T1 T1、T2T2为知方位角，由为知方位角，由T1T1开场按观测左角推算开场按观测左角推算T2T2的方位的方位角闭合差：角闭合差： 闭合差的限差：闭合差的限差：12(1) 180TWTnTi2Wnm限2.2.导线环内角和检验导线环内角和检验 导线环内角和闭合差：导线环内角和闭合差： 闭合差

15、的限差：闭合差的限差：(2) 180TWni2Wnm限3.3.坐标条件闭合差检验坐标条件闭合差检验 附合道路坐标闭合差：附合道路坐标闭合差： 闭合差的限差：闭合差的限差：cossinxAiByAiBWxDTxWyDTyii22222222222(cos)() 2(sin)() xiyiWiDniWiDnimmT myymmT mxx二、导线丈量质量检验续二、导线丈量质量检验续4.4.导线全长相对闭合差检验导线全长相对闭合差检验 坐标闭合差限差计算比较费事，普通作导线全长相对闭坐标闭合差限差计算比较费事，普通作导线全长相对闭合差检验：合差检验： 22DxyWWW导线全长绝对闭合差:DWfD导线全

16、长相对闭合差:5.5.测角中误差估算检验测角中误差估算检验 当角度闭合差有一定数量时：当角度闭合差有一定数量时： /WWmnk按角度闭合差计算测角中误差:三、导线丈量成果外业概算步骤三、导线丈量成果外业概算步骤 导线丈量外业成果经过概算后方可进展平差计算。导导线丈量外业成果经过概算后方可进展平差计算。导线网外业概算的大体步骤：线网外业概算的大体步骤：1.外业成果资料的检查验收；外业成果资料的检查验收；2.编制知数据表，绘制控制网略图；编制知数据表，绘制控制网略图；3.在制控制网略图上抄录观测数据；在制控制网略图上抄录观测数据；4.计算近似程度边长和近似平面坐标；计算近似程度边长和近似平面坐标；

17、5.控制点三角高程计算和三角高程平差；控制点三角高程计算和三角高程平差；6.程度方向值归算至高斯平面；程度方向值归算至高斯平面；7.地面斜边观测值归算至高斯平面；地面斜边观测值归算至高斯平面；8.导线网质量检验；导线网质量检验；9.计算资用坐标。计算资用坐标。三角高程计算三角高程计算一条边上的往、返测高差计算公式：一条边上的往、返测高差计算公式：2212121212121222212121212121sincos(1)sincos(1)mmHhdiaC dRHhdiaC dR)/(2 )0.12kRk球气差系数C： C=(1-大气垂直折光系数 一般取220.1m0.05 m0.05 mkmkm

18、kmWdWdWd 往返限附合限闭合限三角高程计算应检验的工程三角高程计算应检验的工程程度方向值归算至高斯平面程度方向值归算至高斯平面1.程度方向观测值归心计算 详细公式与计算见有关控制丈量书2.三差矫正计算 将程度方向归算至椭球面上，包括垂线偏向矫正、标高差矫正及截面差矫正，习惯上称此三项矫正为三差矫正3.方向改化计算大地线描写形曲线与其弦线之间的夹角，叫方向改化。椭球面网归算到平面上，一切的方向都必需加方向改化22()2()2abmabbamabyxxRyxxR 对于二等及一等来说，平面坐标计算至对于二等及一等来说，平面坐标计算至10m和和1m，才可，才可满足方向改化的计算，第一次近似坐标精

19、度普通不够。满足方向改化的计算，第一次近似坐标精度普通不够。地面斜边观测值归算至高斯平面地面斜边观测值归算至高斯平面1.1.计算近似地面平距计算近似地面平距2.2.测边归心矫正计算测边归心矫正计算3.3.计算椭球面边长计算椭球面边长4.4.计算间隔改化，获得高斯面边长计算间隔改化，获得高斯面边长220()ddH 0( coscos)dee 302,24AAARdDSRHRHR测距光线两端大地高平均值； 测边方向的椭球曲率半径242224()()22424mmyyyDSSRRR222myDSSR三、四等计算采用：终了谢谢！谢谢！电磁波测距导线的主要技术要求城市电磁波测距导线的主要技术要求城市等级

20、附合导线长度km平均边长m每边测距中误差mm测角中误差导线全长相对闭合差三等四等一级二级三级153 0001 60030020012018181515151.52.558121/60 0001/40 0001/14 0001/10 0001/6 000GPSGPS网的主要技术要求网的主要技术要求等级平均间隔kma (mm)b (110-6)最弱边相对中误差二等91021/120000三等51051/80000四等210101/45000一级110101/20000二级115201/10000注：当边长小于注：当边长小于200m时，边长中误差小于时，边长中误差小于20mm。

21、各等级各等级GPS网相邻点间弦长精度网相邻点间弦长精度22bda 测距的主要技术要求工测规范测距的主要技术要求工测规范测距的主要技术要求工测规范测距的主要技术要求工测规范平面控制网等级测距仪精度等级观测次数总测回数一测回读数较差mm单程各测回较差mm往返较差往反二、三等116572(a+bD)81015四 等114-6576-81015一级12101542030二、三级11-2101522030注：测回指照准目的一次，读数24次的过程气候数据的测定要求气候数据的测定要求等 级最小读数测定的时间间隔气候数据的取用温度 气压Pa二、三、四等网的起始边和边长0.250一测站同时段观测的始末测段两端的平均值一级网的起始边和边长0.5100每边测定一次观测一端的数据二、三级网的起始边和边长0.5100一时段始末各测定一次取平均值用于各边三差矫正三差矫正普通情况下：普通情况下：一等加三差矫正；一等加三差矫正；二等加垂线偏向矫正和标高差矫正；二等加垂线偏向矫正和标高差矫正；三等和四等普通不加三差矫正三等和四等