工程测量控制测量ppt课件

1、第六章 控制丈量一、概述 控制丈量的主要目的是限制各项丈量误差的传播和积累，是进展各项丈量任务的根底。 6.1 6.1 控制丈量概述控制丈量概述- 在丈量任务中，为了不使误差积累，必需遵照在丈量任务中，为了不使误差积累，必需遵照“从整体从整体到部分，到部分，“先控制后碎部的原那么。即先在测区内建立先控制后碎部的原那么。即先在测区内建立控制网，以控制网为根底，分别从各个控制点开场施测控制控制网，以控制网为根底，分别从各个控制点开场施测控制点附近的碎部点。点附近的碎部点。- 在丈量任务中，首先在测区内选择一些具有控制意义的在丈量任务中，首先在测区内选择一些具有控制意义的点，组成一定的几何图形，构成

2、测区的骨架，用相对准确的点，组成一定的几何图形，构成测区的骨架，用相对准确的丈量手段和计算方法，在一致坐标系中，确定这些点的平面丈量手段和计算方法，在一致坐标系中，确定这些点的平面坐标和高程，然后以它为根底来测定其他地面点的点位或其坐标和高程，然后以它为根底来测定其他地面点的点位或其他丈量任务。他丈量任务。 其中，这些具有控制意义的点称为控制点；由控制点组其中，这些具有控制意义的点称为控制点；由控制点组成的几何图形称为控制网；对控制网进展布设、观测、计算，成的几何图形称为控制网；对控制网进展布设、观测、计算，确定控制点位置的任务称为控制丈量。确定控制点位置的任务称为控制丈量。 控制丈量分为：控

3、制丈量分为： 平面控制丈量：确定控制点的平面位置平面控制丈量：确定控制点的平面位置(X(X、Y)Y)； 高程控制丈量：确定控制点的高程高程控制丈量：确定控制点的高程(H)(H)。 三维控制网三维控制网图根控制网和施工控制网图根控制网和施工控制网一、平面控制丈量 1、三角网丈量2、导线丈量3、交会丈量5、GPS丈量4、天文丈量n国家平面控制网国家平面控制网n城市平面控制网城市平面控制网n小区域控制网小区域控制网国家平面控制网国家平面控制网 我国原有国家平面控制网主要按三角网方法布我国原有国家平面控制网主要按三角网方法布设，按精度从高到低分为一、二、三、四等。设，按精度从高到低分为一、二、三、四等

4、。 城市平面控制网城市平面控制网 在城市地域，为满足在城市地域，为满足1：5001：2000比例尺地形比例尺地形测图和城市建立施工的需求，应进一步布设城市平面控制测图和城市建立施工的需求，应进一步布设城市平面控制网。城市平面控制网在国家控制网的控制下布设，按城市网。城市平面控制网在国家控制网的控制下布设，按城市大小布设不同等级的平面控制网，分为二、三、四等三角大小布设不同等级的平面控制网，分为二、三、四等三角网或三、四等导线网和一、二、三级导线网。网或三、四等导线网和一、二、三级导线网。 小区域控制网小区域控制网 在小于在小于10km2的范围内建立的控制网，称为小区域控的范围内建立的控制网，称

5、为小区域控制网。在这个范围内，水准面可视为程度面，采用平面直角制网。在这个范围内，水准面可视为程度面，采用平面直角坐标系计算控制点的坐标，不需将丈量成果归算到高斯平面坐标系计算控制点的坐标，不需将丈量成果归算到高斯平面上。小区域平面控制网应尽能够与国家控制网或城市控制网上。小区域平面控制网应尽能够与国家控制网或城市控制网联测，将国家或城市高级控制点坐标作为小区域控制网的起联测，将国家或城市高级控制点坐标作为小区域控制网的起算和校核数据。算和校核数据。二、高程控制丈量二、高程控制丈量 建立高程控制网常用的方法是水准丈量，而在山建立高程控制网常用的方法是水准丈量，而在山区或丘陵地域低精度的高程控制

6、丈量，以及图根高程区或丘陵地域低精度的高程控制丈量，以及图根高程控制丈量中，可以采用三角高程丈量方法。控制丈量中，可以采用三角高程丈量方法。n 国家水准网n 城市高程控制丈量n 小区域高程控制1、国家水准网、国家水准网 国家水准网遵照国家水准网遵照“从整体到部分、由高级到低从整体到部分、由高级到低级、逐级控制、逐级加密的原那么布设为一、二、级、逐级控制、逐级加密的原那么布设为一、二、三、四等。三、四等。2、城市高程控制丈量、城市高程控制丈量 在国家水准丈量的根底上，城市高程控制丈量分在国家水准丈量的根底上，城市高程控制丈量分为二、三、四等。为二、三、四等。3、小区域高程控制丈量、小区域高程控制

7、丈量 普通以国家或城市等级水准点为根底，在整个测普通以国家或城市等级水准点为根底，在整个测去建立三、四等水准网或水准道路，用图根水准丈去建立三、四等水准网或水准道路，用图根水准丈量或三角高程丈量测定图根点的高程。量或三角高程丈量测定图根点的高程。三、控制丈量的普通作业步骤三、控制丈量的普通作业步骤1.技术设计：技术设计： 搜集资料，图上设计。搜集资料，图上设计。2.实地踏勘选点：实地踏勘选点： 应满足一定条件。应满足一定条件。3.埋设标石：埋设标石： 标石类型。标石类型。4.外业观测：外业观测： 观测数据、作业规范。观测数据、作业规范。5.内业计算：内业计算： 严密平差、近似平差。严密平差、近

8、似平差。 - 为了保证成果的质量，杜绝错误，必需坚持检核的原那么。没有对前一阶段任务的检查，就不能进展下一阶段任务。- 丈量规范四、平面控制点坐标计算根底四、平面控制点坐标计算根底1、坐标方位角的推算、坐标方位角的推算180左右后边前边 前一边的坐标方位角等于后一边的坐标方位角加左角或减右角，再180。 在计算中，假设计算结果大于360应减去360，计算结果为负值时应加360。 2、平面直角坐标正、反算、平面直角坐标正、反算1坐标正算知：知：A点坐标点坐标XA、YA , AB边坐标方位角边坐标方位角AB 程度间隔程度间隔SAB ，求：求：B点坐标点坐标XB、YBABABABABABABSyyS

9、xxsincos2. 2. 坐标反算坐标反算知知: A: A、B B点坐标点坐标XAXA、YAYA，XB XB 、YBYB求：求： AB AB边坐标方位角边坐标方位角AB AB 、 程度间隔程度间隔SABSABarctanABABAByx22sincosABABABABABABAByxSxy判别象限：),- (arctan22)2 , 0(AB第一象限第二象限第三象限第四象限ABABABxy arctan180arctanABABABxyABABABxyarctan180ABABABxyarctan3606.2 6.2 导线丈量导线丈量导线丈量的主要目的是确定一系列点的平面位置。导线丈量的主要

10、目的是确定一系列点的平面位置。 将控制点用折线衔接起来构成折线，称为导线，点间的折线边称为导线边，相邻导线边之间的夹角称为转机角；与坐标方位角知的导线边定向边相衔接的转机角，称为衔接角又称定向角。 经过观测导线边的边长，根据起算数据经计算而获得点的平面坐标，即为导线丈量。32ABCD145导线点、导线边、导线的转机角、衔接角1 1、单一导线：附合导线、闭合导线、支导线、单一导线：附合导线、闭合导线、支导线A123AA12132附合导线附合导线闭合导线闭合导线支导线支导线BBCDB一、导线的布设方式：单一导线和导线网一、导线的布设方式：单一导线和导线网2 2、导线网：、导线网：DA1324BCE

11、FGH二、导线的观测二、导线的观测1、转机角的观测、转机角的观测A123CDA12B2、导线边长观测、导线边长观测3、导线点的高程丈量、导线点的高程丈量3 3n5 5n1010n1616n24n等级等级导线导线长度长度(km)平均平均边长边长(km)测角测角中误差中误差（）测距测距中误差中误差(mm)测回数测回数方位角方位角闭合差闭合差（）导线全长相对导线全长相对闭合差闭合差DJ1DJ2DJ6三等三等1531.518812160 000四等四等101.62.51846140 000一级一级3.60.351524114 000二级二级2.40.281513110 000三级三级1.50.1212

12、151216 000城市导线丈量的主要技术目的城市导线丈量的主要技术目的4、三联角架法导线观测、三联角架法导线观测 在观测者精心安顿仪器的情况下，三联角架法可在观测者精心安顿仪器的情况下，三联角架法可以减弱仪器和目的对中误差对测角和测距的影响，从以减弱仪器和目的对中误差对测角和测距的影响，从而提高导线的观测精度，减少了坐标传送误差。而提高导线的观测精度，减少了坐标传送误差。1 1、附合导线的计算具有两个衔接角、附合导线的计算具有两个衔接角A123BCD1 2 3 4 5 1S2S3S4S1 1计算坐标方位角闭合差计算坐标方位角闭合差2 2判别能否在限差内判别能否在限差内3 3计算各转机角的矫正

13、数并检查计算各转机角的矫正数并检查4 4计算矫正后的各转机角计算矫正后的各转机角)40( nff 容许 nfv v fv 三、导线丈量的近似平差计算三、导线丈量的近似平差计算01180nBACDifng5 5计算各边坐标方位角计算各边坐标方位角6 6计算各边的纵、横坐标增量计算各边的纵、横坐标增量7 7计算纵、横坐标闭合差及导计算纵、横坐标闭合差及导线全长闭合差线全长闭合差8 8计算导线全长相对闭合差计算导线全长相对闭合差并判别能否在限差内并判别能否在限差内 sincosSySx BAyBAxyyyfxxxf 22yxsfff 200011 KSfsA123BCD1 2 3 4 5 1S2S3

14、S4S9 9计算各边的纵、横坐标计算各边的纵、横坐标增量的矫正数并检查增量的矫正数并检查1010计算各点的坐标计算各点的坐标ixxSSfvi iyySSfvi xxfv yyfv ijxijijvxxx ijyijijvyyy 点点 名名观观 测测 角角坐标方位角坐标方位角边边 长长S Sxxyyxy yM M( ( ) )( ( ) )（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）237 59 30237 59 30A(PA(P1 1) ) +7 +7 99 01 00 99 01 002 507.692 507.691 215.631 215.63157 00 37157 00 372

15、25.85225.85 +4 +4-207.91-207.91 -4 -4 +88.21 +88.21P P2 2 +7 +7167 45 36167 45 362 299.822 299.821 303.801 303.80144 46 20144 46 20139.03139.03 +2 +2-113.57-113.57 -2 -2 +80.20 +80.20P P3 3 +7 +7123 11 24123 11 242 186.272 186.271 383.981 383.98 87 57 51 87 57 51172.57172.57 +3 +3 +6.13 +6.13 -3 -3+

16、172.46+172.46P P4 4 +7 +7189 20 36189 20 362 192.432 192.431 556.411 556.41 97 18 34 97 18 34 100.07100.07 +2 +2 -12.73 -12.73 -1 -1 +99.26 +99.26P P5 5 +7 +7179 59 18179 59 182 179.722 179.721 655.661 655.66 97 17 59 97 17 59102.48102.48 +2 +2 -13.02 -13.02 -2 -2+101.65+101.65B(PB(P6 6) ) +7 +7129

17、27 24129 27 242 166.722 166.721 757.291 757.29 46 45 30 46 45 30=740.00740.00=-341.10-341.10=+541.78+541.78N N888 45 18888 45 18n n-0 0=191=19114001400220.130.120.18xysxyfmfmfffm 340.97BAxxm541.66BAyym42 ;40697ff 容；01811740.0041004000sfKsp2、附合导线一个衔接角、附合导线一个衔接角A123BC有坐标条件，无方位角条件，但有起算方位角有坐标条件，无方位角条件，但

18、有起算方位角4、闭合导线的计算、闭合导线的计算A132B有坐标条件，也有坐标方位角条件，此时坐标方位角条件为有坐标条件，也有坐标方位角条件，此时坐标方位角条件为多边形内角和条件。多边形内角和条件。180)2( nf yfxfyx5 5、支导线的计算、支导线的计算A12B无坐标条件，无方位角条件无坐标条件，无方位角条件6.3 6.3 交会丈量交会丈量交会丈量是加密控制点常用的方法。交会丈量是加密控制点常用的方法。依观测值是角度还是边长，交会法分为：依观测值是角度还是边长，交会法分为： 测角交会测角交会 测边交会测边交会 边角交会边角交会一、测角交会的方式一、测角交会的方式ABP ABCP 前方交

19、会后方交会1 1、前方交会、前方交会P ),(AAyxA),(BByxB1)1)根据根据A A、B B点的坐标反算点的坐标反算ABAB边的坐边的坐标方位角和边长标方位角和边长 AB ABS2)2)计算计算APAP边的坐标方位角和边长边的坐标方位角和边长 ABAPABAPSS)sin(sin 3)3)根据坐标正算公式计算根据坐标正算公式计算P P点的坐标点的坐标 APAPAPAPAPAPSyySxx sincos (1)(1)计算公式计算公式极坐标法极坐标法P ),(AAyxA),(BByxB ctgctgyyctgxctgxxBABAP ctgctgxxctgyctgyyBABAP 2 2前方

20、交会余切公式前方交会余切公式: :留意：留意： 图中图中A A、B B、P P是按逆时针编号是按逆时针编号其中其中A A、B B是知点，是知点，P P是未知点。是未知点。P1 1 3三点前方交会三点前方交会),(AAyxA),(BByxB为了防止外业观测发生错误，为了防止外业观测发生错误，并提高并提高P P点的精度，在普通测点的精度，在普通测量规范中，都要求布设三个已量规范中，都要求布设三个已知点的前方交会。知点的前方交会。2 2 ),(CCyxC),(AAyxA),(BByxB1 1 ),(PPyxP),(BByxB),(CCyxC2 2 ),(PPyxP )(1.0222mmMSyx PP

21、yPPxyyxx 22PPPPPPyyyxxx ),(AAyxA),(BByxBPP 30 1504 4交会角：在测角交会图形中，由未知点交会角：在测角交会图形中，由未知点交会点至相邻两知点间方向的夹角交会点至相邻两知点间方向的夹角222sinsinsinABpSmMgg2 2、后方交会、后方交会1 1计算公式计算公式 利用前方交会的余切公式利用前方交会的余切公式ABCP 1 2 ab。会的余切公式进行计算则可按前方交和、由212122112122222121180;180;cossincossinsin)sin(sinsinsinsin)(360ktgctgkabk12CBACCBBAApP

22、PPxPxPxPxCBACCBBAApPPPyPyPyPy ctgctgCPctgctgBPctgctgAPCBA 1112利用仿权公式计算：利用仿权公式计算：ABCP 1 2 ab12BAACCBCBCABABCACABRRRRRRCBA;3 3后方交会的危险圆：过三个知点构成的圆后方交会的危险圆：过三个知点构成的圆 凡位于危险圆上的凡位于危险圆上的P点，无论采点，无论采用何种计算公式，均无解。用何种计算公式，均无解。 ABCP 1 2 ab危险圆二、测边交会二、测边交会1 1、计算公式、计算公式 1 1利用前方交会余切公式利用前方交会余切公式 由余弦公式解得：角由余弦公式解得：角A A和角

23、和角B B 2 2利用极坐标公式利用极坐标公式 由角由角A A、ABAB的方位角，间隔的方位角，间隔a,a,坐标坐标正算公式解得。正算公式解得。2 2、本卷须知、本卷须知测边交会在实践作业时也应组成两套图形解算交会点。测边交会在实践作业时也应组成两套图形解算交会点。a ab bA AP PB BSABSAB6.4 6.4 高程控制丈量高程控制丈量高程控制丈量：水准丈量和三角高程丈量高程控制丈量：水准丈量和三角高程丈量一、水准丈量概述一、水准丈量概述 水准丈量的主要目的是测出一系列水准点的高水准丈量的主要目的是测出一系列水准点的高程。经过水准点的高程，可以了解地表的外形、地程。经过水准点的高程，

24、可以了解地表的外形、地壳的变化，以及指点工程的设计、施工、监测。水壳的变化，以及指点工程的设计、施工、监测。水准丈量必需有一致的高程系。我国一致的高程系是准丈量必需有一致的高程系。我国一致的高程系是1985年国家高程系。年国家高程系。 水准丈量的等级分为：水准丈量的等级分为：一、二等水准丈量一、二等水准丈量科学研讨、提供高程起算数据科学研讨、提供高程起算数据三、四等水准丈量三、四等水准丈量工程建立、提供高程起算数据工程建立、提供高程起算数据普通水准丈量普通水准丈量工程建立、测图等。工程建立、测图等。二、水准道路：在水准点之间进展水准丈量所经过二、水准道路：在水准点之间进展水准丈量所经过的道路的

25、道路 1、单一水准道路 因线路中知点的个数不同又分为三种： 附合水准道路 闭合水准道路 支水准道路 AB123A12132附合水准道路附合水准道路闭合水准道路闭合水准道路支水准道路支水准道路A32、水准网、水准网 由几条单一水准道路由几条单一水准道路相互衔接构成网形，网相互衔接构成网形，网中单一水准道路相联接中单一水准道路相联接的水准点称为结点。的水准点称为结点。根据水准网中知点个数的根据水准网中知点个数的不同又分为：不同又分为：附和水准网附和水准网独立水准网独立水准网DA132C4BE附和水准网附和水准网独立水准网独立水准网A3617542三、水准丈量的观测三、水准丈量的观测一、二等水准丈量采用精细水准仪和因瓦水准尺，用光学测微法读数，进展往返观测。三等水