第6章控制测量学习教案

1、会计学1第第6章控制章控制(kngzh)测量测量第一页，共98页。6.1.1 控制测量控制测量6.1.2 国家国家(guji)控制测量控制测量 6.1.3 小地区控制测量小地区控制测量第1页/共97页第二页，共98页。6.1.1 控制(kngzh)测量第2页/共97页第三页，共98页。控制网分为平面控制网和高程(gochng)控制网两种： 测定控制点平面位置(x，y)的工作，称为平面控制测量。 测定控制点高程(gochng)(H)的工作，称为高程(gochng)控制测量。第3页/共97页第四页，共98页。6.1.2 国家(guji)控制测量在全国(qun u)范围内建立的控制网，称为国家控制网

2、。是用精密测量仪器和方法依照施测精度按一、二、三、四等四个等级逐级控制建立的。国家控制网也分为平面控制网和高程控制网两种。第4页/共97页第五页，共98页。(1)(1)布设形式布设形式 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，形成统一的骨干大地控制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，形成统一的骨干大地控制(kngzh)(kngzh)网，然后在一等锁环内逐级（或同时）布设二、三、四等三角网。网，然后在一等锁环内逐级（或同时）布设二、三、四等三角网。(2)(2)布设原则布设原则 a. a.分级布网分级布网(b(b wn) wn)，逐级

3、控制，逐级控制 b. b.要有足够的精度要有足够的精度 c. c.要有足够的密度要有足够的密度 d. d.应有统一的规格应有统一的规格第5页/共97页第六页，共98页。共包括三角点共包括三角点、导线点、导线点4843348433个，拉个，拉普拉斯点普拉斯点458458个，长度起始个，长度起始(q sh)(q sh)边边467467条，由此条，由此组成全国范围组成全国范围的参考框架，的参考框架，是国家各部门是国家各部门和全国各行业和全国各行业进行测绘工作进行测绘工作的基础。的基础。 全国一等全国一等(y dn)(y dn)三角锁三角锁网网第6页/共97页第七页，共98页。第7页/共97页第八页，

4、共98页。国家三角锁、网的布设规格国家三角锁、网的布设规格(gug)(gug)与精度要求与精度要求等级等级平均边长平均边长（kmkm）测角中误差测角中误差()()三角形最大三角形最大闭合差闭合差最弱边相对最弱边相对中误差中误差一等网20-250.72.51：150000二等网131.03.51：150000三等网81.87.01：80000四等网2-62.59.01：40000第8页/共97页第九页，共98页。一等三角锁是国家平面控制一等三角锁是国家平面控制(kngzh)网的骨干。网的骨干。二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制(kngzh

5、)网的全面基础。网的全面基础。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。建立国家平面控制建立国家平面控制(kngzh)网，主要采用三角测量的方法。此外，还可以采用大地四边形、大地多边形等形式。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网，主要采用三角测量的方法。此外，还可以采用大地四边形、大地多边形等形式。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(kngzh)（或局部控制（或局部控制(kngzh)网）。网）。第9页/共97页第十页，共98页。右图是国家水准网布设示意图，一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布

6、设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础(jch)。三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。建立国家高程控制网，采用精密水准测量的方法。第10页/共97页第十一页，共98页。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。一等(y dn)水准网：骨干，环线长1000-1500km二等水准网：基础，环线长500-750km精密水准测量三、四等水准网：为地形测图和工程建设服务。第11页/共97页第十二页，共98页。精密水准测量：一等精密水准测量：一等(y dn)(y dn)水准网，二等水准网水准网，二等水准网等级仪器类型视距/m前后视距差视距累积差基辅分划读数差/mm基辅分划

7、读数差/mm往返测高差不符值/mm一S0535 0.5 1.50.30.52L1/2二S1S055060 1.0 3.0 0.50.74L1/2第12页/共97页第十三页，共98页。6.1.3 小地区控制(kngzh)测量在城市或厂矿地区，一般应在上述国家控制点的基础上，根据测区的大小(dxio)、城市规划和施工测量的要求，布设不同等级的城市控制网，以供地形测图和施工放样使用。本章主要讨论小地区（10km2以下）控制网建立的有关问题。第13页/共97页第十四页，共98页。目前(mqin)小地区平面控制网的主要形式包括有：三角测量导线测量前方交会法GPS测量建筑方格网（略）（自学(zxu)）（略

8、）（略）第14页/共97页第十五页，共98页。直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。中小城市一般以四等网作为首级控制网。面积在15km2以下的小城镇，可用一级导线网作为首级控制。面积在0.5km2以下的测区，图根控制网可作为首级控制。厂区可布设建筑方格网。具体施测方案和要求可参考(cnko)1993年工程测量规范（GB50026-93），课本中列举了部分平面控制网的主要技术要求，如表6.1、表6.2、表6.3和表6.4所示。第15页/共97页第十六页，共98页。表表6.1 三角测量主要三角测量主要(zhyo)技术要求技术要求第16页/共

9、97页第十七页，共98页。表表6.2 图根三角测量主要图根三角测量主要(zhyo)技术要求技术要求表表6.3 图根导线测量图根导线测量(cling)主要技术要求主要技术要求第17页/共97页第十八页，共98页。表表6.4 导线导线(doxin)测量主要技术要求测量主要技术要求第18页/共97页第十九页，共98页。表表6.5 一般一般(ybn)地区解析图根点的个数地区解析图根点的个数第19页/共97页第二十页，共98页。城市或厂矿地区的高程控制分为二、三、四等水准测量和图根水准测量等几个等级，它是城市大比例尺测图及工程(gngchng)测量的高程控制，其主要技术要求如表6.6和表6.7所示。同样

10、，应根据城市或厂矿的规模确定城市首级水准网的等级，然后再根据等级水准点测定图根点的高程。目前(mqin)小地区高程控制测量的主要形式有：三、四等水准测量三角高程测量第20页/共97页第二十一页，共98页。表表6.6 水准测量的主要技术水准测量的主要技术(jsh)要求要求第21页/共97页第二十二页，共98页。表表6.7 图根水准测量的主要技术图根水准测量的主要技术(jsh)要求要求第22页/共97页第二十三页，共98页。6.2.1 坐标坐标(zubio)方位角的推算方位角的推算6.2.2 坐标坐标(zubio)正算正算6.2.3 坐标坐标(zubio)反算反算第23页/共97页第二十四页，共9

11、8页。 如图，B、A为已知点，AB边的坐标方位角AB 为已知，通过连测求得A-B边与A-1边的连接角为，测出了各点的右(或左)角A、1、2和3，现在要推算A-1、1-2、2-3和3-A边的坐标方位角。所谓右(或左)角是指位于(wiy)以编号顺序为前进方向的右(或左)边的角度。 由图可以写出推算坐标方位角的一般(ybn)公式为（前视边与后视边的方位角关系）： 前= 后+左180 或 前= 后-右1806.2.1 坐标坐标(zubio)方位角的推算方位角的推算第24页/共97页第二十五页，共98页。6.2.2 坐标坐标(zubio)正算（极坐标正算（极坐标(zubio)化为直角坐标化为直角坐标(z

12、ubio)） 极坐标化为直角坐标又称坐标正算，即已知两点间的水平距离(jl)D和坐标方位角，计算两点间的坐标增量x，y：x12 = x2 - x1 = D12 cos12 y12 = y2 - y1 = D12 sin12 根据(gnj)上式计算时，sin 和 cos 函数值有正、有负，因此算得的增量同样是有正、负号。第25页/共97页第二十六页，共98页。 直角坐标(zubio)化为极坐标(zubio)又称坐标(zubio)反算，即已知两点的直角坐标(zubio)(或坐标(zubio)增量x，y)，计算两点间的水平距离D和坐标(zubio)方位角。第26页/共97页第二十七页，共98页。可得

13、到 ： D12 = ( x122 + y122 )1/2 R12 = arc tan ( y12 / x12 ) 需要(xyo)特别说明的是：坐标方位角的值域为0至360，而arc tan函数的值域为-90至90，两者是不一致的。故当按上式的反正切函数计算坐标方位角时，计算器上得到的是象限角值，因此，应根据坐标增量x，y的正、负号，决定其所在象限，把象限角R换算成相应的坐标方位角。第27页/共97页第二十八页，共98页。象限XYR 与与的关系的关系I+ + + = RII- -+ + = 180- -RIII- - - = 180+ +RIV+ +- - = 360- -R第28页/共97页第

14、二十九页，共98页。6.3.1 导线的定义6.3.2 导线测量(cling)的外业工作6.3.3 导线测量(cling)的内业工作第29页/共97页第三十页，共98页。1. 定义定义将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为导线将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为导线。这些控制点称为导线点。这些控制点称为导线点。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值；导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值；根据起算数据根据起算数据(shj)，推算各边的坐标方位角，从，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标而求出各导线点的坐标 。用经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为经用

15、经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为经纬仪导线；若用光电测距仪测定导线边长，则称为纬仪导线；若用光电测距仪测定导线边长，则称为电磁波测距导线。电磁波测距导线。特点特点 自由、灵活、计算方便。自由、灵活、计算方便。第30页/共97页第三十一页，共98页。 闭合(b h)导线：以高级控制点C、D中的C点为起始点，并以CD边的坐标方位角CD为起始坐标方位角，经过4、5、6、7点仍回到起始点C，形成一个闭合(b h)多边形的导线。第31页/共97页第三十二页，共98页。 附合导线：以高级控制点A、B中的B点为起始点，以AB边的坐标(zubio)方位角AB为起始坐标(zubio)方位角，经过1、

16、2、3、8点，附合到另外两个高级控制点CD中的C点，并以CD边的坐标(zubio)方位角CD为终边坐标(zubio)方位角，这样的导线称为附合导线。第32页/共97页第三十三页，共98页。支导线：从一个高级控制点和一条高级边的坐标方位角出发延伸出去的导线称为支导线。由于支导线缺少对观测数据的检核支导线：从一个高级控制点和一条高级边的坐标方位角出发延伸出去的导线称为支导线。由于支导线缺少对观测数据的检核(jin h)，故其边数及总长都有限制。，故其边数及总长都有限制。第33页/共97页第三十四页，共98页。1. 踏勘选点及建立踏勘选点及建立(jinl)标志标志2. 量边量边3. 测角测角4. 连

17、测连测第34页/共97页第三十五页，共98页。选点前，应调查、搜集测区已有地形图和高一级的控制点的成果资料，把控制点展绘在地形图上，然后在地形图上拟定导线的布设方案，最后到野外去踏勘，实地核对、修改、落实点位。如果测区没有地形图资料，则需详细踏勘现场，根据已知控制点的分布、测区地形条件及测图和施工需要等具体情况，合理(hl)地选定导线点的位置。第35页/共97页第三十六页，共98页。实地选点时，应注意下列几点：(1) 相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距；(2) 点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器；(3) 视野开阔，便于施测碎部；(4) 导线各边的长度应大致相等，除特殊情形外

18、，对于二、三级导线，其边长应不大于350m，也不宜小于50m；(5) 导线点应有足够的密度，分布较均匀(jnyn)，便于控制整个测区。第36页/共97页第三十七页，共98页。 导线点选定后，要在每一点位上打一大木桩，其周围浇灌一圈混凝土，桩顶钉一小钉，作为临时性标志，若导线点需要保存的时间较长，就要埋设(mi sh)混凝土桩或石桩，桩顶刻“十”字，作为永久性标志。导线点应统一编号。第37页/共97页第三十八页，共98页。为了便于(biny)寻找，应量出导线点与附近固定而明显的地物点的距离，绘一草图，注明尺寸，称为“点之记”，如图所示。第38页/共97页第三十九页，共98页。导线边长可用光电测距

19、仪测定，测量时要同时观测竖直角，供倾斜改正之用。若用钢尺丈量(zhngling)，钢尺必须经过检定。对于一、二、三级导线，应按钢尺量距的精密方法（见4.1节）进行丈量(zhngling)。对于图根导线，用一般方法往返丈量(zhngling)或同一方向丈量(zhngling)两次，取其平均值，并要求其相对误差不大于1/3000。钢尺量距结束后，应进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，三项改正后的结果作为最终成果。第39页/共97页第四十页，共98页。用测回法施测导线左角(位于导线前进方向左侧的角)或右角(位于导线前进方向右侧的角)。一般在附合导线或支导线中，是测量导线左角，在闭合导线中均测内角。若闭

20、合导线按顺时针方向编号，则其右角就是内角。对于图根导线，一般用DJ6级光学经纬仪测一个测回。若盘左、盘右测得角值的较差不超过40，则取其平均值作为一测回成果。测角时，为了便于(biny)瞄准，可用测钎、觇牌作为照准标志。第40页/共97页第四十一页，共98页。如图6.15，导线与高级控制点连接(linji)，必须观测连接(linji)角A、1、连接(linji)边DA1，作为传递坐标方位角和坐标之用。如果附近无高级控制点，则应用罗盘仪施测导线起始边的磁方位角，并假定起始点的坐标作为起算数据。第41页/共97页第四十二页，共98页。（一）内业计算（一）内业计算(j sun)前的检查工作前的检查工

21、作（二）闭合导线坐标计算（二）闭合导线坐标计算(j sun)（三）附合导线坐标计算（三）附合导线坐标计算(j sun)（四）支导线坐标计算（四）支导线坐标计算(j sun)第42页/共97页第四十三页，共98页。应全面检查导线测量外业记录，数据是否齐全，有无记错、算错，成果是否符合精度要求，起算数据是否准确；绘制导线略图，把各项数据注于图上相应位置；确定内业计算中数字取位的要求。内业计算中数字的取位，对于(duy)四等以下各级导线，角值取至秒，边长及坐标取至毫米(mm)。对于(duy)图根导线，角值取至秒，边长和坐标取至厘米(cm)。第43页/共97页第四十四页，共98页。现以下图中的实测数据

22、为例，说明闭合导线坐标计算的步骤：1、准备工作；2、角度(jiod)闭合差的计算与调整；3、各边坐标方位角的推算；4、坐标增量的计算；5、坐标增量闭合差的调整；6、计算各导线点的坐标。第44页/共97页第四十五页，共98页。1、准备、准备(zhnbi)工作工作将校核(xio h)过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表” 中，起算数据用下划线标明。第45页/共97页第四十六页，共98页。导线(doxin)略图第46页/共97页第四十七页，共98页。点点号号角角 度度观测值观测值改正后改正后角角 度度方位角方位角水水 平平距距 离离坐标增量坐标增量改正后坐标增量改正后坐标增量坐坐 标标

23、 mXYXYXY 导 线 坐 标 计 算 表123412102-48-0978-51-1584-23-2793-57-4538-15-00112.0187.58137.7189.50200.00500.00第47页/共97页第四十八页，共98页。n边形闭合导线内角和的理论值为： 理 = ( n - 2 )180 由于(yuy)观测角度不可避免地含有误差，致使实测的内角之和测不等于理论值理，而产生角度闭合差f为： f = 测 -理 各级导线角度闭合差的容许值f容，见课本表6.3及表6.4。f超过f容，则说明所测角度不符合要求，应重新检测角度；若f不超过f容，可将闭合差反符号平均分配到各观测角度中

24、.改正后之内角和应为( n - 2 )180（本例应为360），以作计算校核。第48页/共97页第四十九页，共98页。点点号号角角 度度观测值观测值改正后改正后角角 度度方位角方位角水水 平平距距 离离坐标增量坐标增量改正后坐标增量改正后坐标增量坐坐 标标 mXYXYXY导 线 坐 标 计 算 表123412102-48-0978-51-1584-23-2793-57-4538-15-00112.0187.58137.7189.50200.00500.00理 = ( n - 2 )180=360f = 测 - 理=36f容 = 40 n = 80360-00-36f f容(合格(hg)-9-9

25、-9-9102-48-0078-51-0684-23-1893-57-36360-00-00第49页/共97页第五十页，共98页。根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角按下列(xili)公式推算其它各导线边的坐标方位角： 前 = 后 +左180 或 前 = 后 -右180本例观测右角，按下式推算出导线各边的坐标方位角，列入表的第5栏。第50页/共97页第五十一页，共98页。在推算过程中必须注意(zh y)： 如果推算出的前360，则应减去360； 如果推算出的前 h红，100mm前取正号计算； 当h黑f2，故f恒为正值。表6.16 三角(snjio)高程测量地球曲率和大气折光改正(k=0.