小地区控制测量新去计算器算例解析PPT教案

1、小地区控制测量新去计算器算例解析小地区控制测量新去计算器算例解析7-1 7-1 控制测量概述控制测量概述一一. .控制测量的概念控制测量的概念二二. .平面控制测量平面控制测量三三. .高程控制测量高程控制测量第1页/共73页一一. .控制测量的概念控制测量的概念1.1.目的与作用目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网控制误差的积累控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准作为进行各种细部测量的基准2.2.控制测量分类控制测量分类 按内容分：平面控制测量、高程控制测量按内容分：平面控制测量、高程控制测量 按精度分：一等、二等、三

2、等、四等；一级、二级、三级按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级 按方法分：天文测量、常规测量按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量、卫星定位测量第2页/共73页第3页/共73页大地水准原点：第4页/共73页第5页/共73页第6页/共73页第7页/共73页第8页/共73页第9页/共73页第10页/共73页第11页/共73页控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制点所构成的网状几何图形。

3、控制点所构成的网状几何图形。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根点：图根点： 图根控制网中的控制点。图根控制网中的控制点。3.3.有关名词有关名词一一. .控制测量的概念控制测量的概念控制测量：控制测量： 为建立控制网所进行的为建立控制网所进行的测量工作测量工作。第12页/共73页二二. .平面控制测量平面控制测量建立平面控制网，测定各平面控制点的坐建立平面控制网，测定各平面控制点的坐 标标X X、Y Y。1.1.一般概念一般概念等级关系：等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等分一等、二等、三等、四等，前一等级作为以后各等的控制基准；小地区级作为

4、以后各等的控制基准；小地区 内布置一级、二级、三级和图根控制。内布置一级、二级、三级和图根控制。布置形式：布置形式：三角锁、三角网三角锁、三角网( (三边网、边角网三边网、边角网) )、 导线网、交会定点、导线网、交会定点、GPSGPS测量等。测量等。布网原则：布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，布网，逐级控制。逐级控制。第13页/共73页2.2.常规常规平面控制平面控制测量测量的等级关系的等级关系城市平面控制网的等级关系城市平面控制网的等级关系三角三角(三边三边)网网城市导线城市导线控制范围控制范围 二等二等三等三等三等三等 四等四等四等四等一级

5、小三角一级小三角一级导线一级导线二级小三角二级小三角二级导线二级导线 三级导线三级导线城市基本控制城市基本控制小地区首级控制小地区首级控制图根控制图根控制图根导线图根导线图根三角图根三角第14页/共73页一等三角锁为全国平面控制网的基础一等三角锁为全国平面控制网的基础3.各级平面控制网布置形式各级平面控制网布置形式二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网 的骨干。的骨干。一等三角锁 二等连续网第15页/共73页三等、四等三角网和导线网三等、四等三角网和导线网,根据测区的需要，在二根据测区的需要，在二 等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：等三角

6、网的基础上进行加密，基本图形如下：图7-3 三角网或三边网图7-4 导线网 第16页/共73页4.4.常规常规平面控制平面控制测量测量的主要技术要求的主要技术要求城市三角测量的主要技术要求表表7-27-2第17页/共73页城市三边网的主要技术要求表表7-37-3第18页/共73页表表7-47-4城市导线控制测量的主要技术要求第19页/共73页图根导线的技术要求图根导线的技术要求 测图测图 附合导附合导 平均边平均边 测距相对测距相对 测测 角角 测回数测回数 导线全导线全 方位角方位角比例尺比例尺 线长度线长度 长长(m) (m) 中误差中误差 中误差中误差 DJDJ6 6 长相对长相对 闭合

7、差闭合差 (km) (mm) (km) (mm) () ) 闭合差闭合差 1:500 500 75 1:500 500 75 一般地区一般地区1:1000 1000 110 1:1000 1000 110 1/30001/3000 20 1 1/2000 20 1 1/2000 6060 n n1:2000 2000 180 1:2000 2000 180 第20页/共73页三三. .高程控制测量高程控制测量建立高程控制网，测定各控制点的高程建立高程控制网，测定各控制点的高程H H。主要方法：主要方法：水准测量水准测量另外方法：另外方法：三角高程测量、电子全站仪高程测量。三角高程测量、电子全站

8、仪高程测量。等级关系：等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等作分一等、二等、三等、四等，前一等作 为以后各等的控制基准；地形测量时，为以后各等的控制基准；地形测量时， 布设图根水准布设图根水准( (也称等外水准也称等外水准) )。布网原则：布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。布网，逐级控制。第21页/共73页城市水准网主要技术要求城市水准网主要技术要求注：注：R R为测段的长度；为测段的长度；L L为附合路线的长度，均以为附合路线的长度，均以kmkm为单位。为单位。等级每公里高差中误差 (mm)附合路线长度 (km) 水准仪级别测段往

9、返测高差不符值(mm) 附合路线或环线闭合差(mm)二等 2400DS14 4三等 645DS31212四等1015DS32020等外208DS1040LRLRLRL第22页/共73页7-2 7-2 导线测量导线测量一一. .导线测量概述导线测量概述二二. .导线测量的外业导线测量的外业三三. .导线测量的内业计算导线测量的内业计算第23页/共73页导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。导线测量概述导线测量概述导线的已知点和新建点组成的若 干条直线(即导线边)联结成一系 列折线或闭合多边形。附合导线闭合导线单结点导线闭合导线和附合导线也称为单导单导 线，线，结点导线和两个环以上的导 线称为导

10、线网导线网。导线测量时，通常只需要前后两 点相互通视。第24页/共73页一一. .单导线的布置形式单导线的布置形式1.1.闭合导线闭合导线2.2.附合导线附合导线3.3.支导线支导线第25页/共73页1.1.闭合导线闭合导线已知数据已知数据：AB，XB，YB观测数据：连接角B； 导线转折角0，1，,5； 导线各边长DB1，D12，D51。DB1D12D23D34D45D51B012345(XB,YB)AB12345闭合导线图 A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。第26页/共73页2.2.附合导线附合导线AB1234CD已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。AB、CD为已知边

11、，点1、2、3、4为新建导线点。ABCD(XB,YB)观测数据观测数据：连接角B 、C ； 导线转折角1, 2, 3 ,4 ； 导线各边长DB1，D12，D4C。(XC,YC)BC1234附合导线图附合导线图DB1D12D23D34D4C第27页/共73页3.3.支导线支导线AB12A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。观测数据观测数据：转折角B, 1 边长DB1，D12已知数据：AB,XB,YBAB(XB,YB)B1DB1D12第28页/共73页二二. .导线测量的外业导线测量的外业1.1.踏勘选点（选点）踏勘选点（选点）2.2.导线边长测量（测边）导线边长测量（测边）3.3.导线角度测量

12、（测角）导线角度测量（测角）4.4.导线连接测量（连测）导线连接测量（连测）第29页/共73页导线测量外业的准备工作导线测量外业的准备工作准备工作：准备工作： 收集资料：测区旧地形图、已知点(平面和程控制 点)资料、测量规范； 仪器工具：所用仪器(包括仪器的检验和校正)、工 具、记录手簿、材料。1.1.踏勘踏勘选点选点及建立标志及建立标志(1).踏勘测区 实地了解测区地形； 了解已知点状况。(2).图上(指原有旧图)设计布网方案 导线网形、等级； 导线边长、总长、点位密度等符合规范要求。第30页/共73页(3).实地选点(考虑以下因素)：(4).建立标志 永久性标志永久性标志 通视良好，便于测

13、角；地面平坦，便于量距(用测距仪不考虑)；视野开阔，便于测图(重要)；点位稳定，便于保存；边长适当，足够密度； 便于安置仪器。第31页/共73页临时性标志临时性标志木桩木桩泥土地大铁钉大铁钉沙石路、沥青、砖石缝凿刻凿刻水泥地、岩石红油漆标志红油漆标志油漆不易剥落处第32页/共73页(5).绘制点位图 在现场丈量23个攀距，便于以后寻找或确定点位。 用红油漆标出攀距出发点，并写点号与攀距尺寸。 画出攀距关系的平面示意图，作为控制点资料。 攀距交会角度要好。电杆房屋道路控制点 D512.36m D58.75m第33页/共73页 点 号 D5 桩 别 大铁钉埋设日期 1999年5月20日 备 注导线

14、点的点之记大 庆 路中 山 路12.36m8.75m食品店 中西 18-1D5北第34页/共73页2.2.导线边长测量导线边长测量 测定导线各边长(往返丈量)。精度要求：符合规范规定。精度要求：符合规范规定。30001平均返往DDD例：图根导线测距方法： 钢尺量距 电磁波测距第35页/共73页3.3.导线角度测量导线角度测量 观测导线各转折角、连接角。DJ6一个测回(图根导线)。边长较短时，采用光学对点。全部测左角，或全部测右角；闭合导线测内角。4.4.导线连接测量导线连接测量 导线定向（包括连接角和连接边测量）04 右左AB12345第36页/共73页三三. .导线测量的内业计算导线测量的内

15、业计算1.1.附合导线的计算附合导线的计算2.2.闭合导线的计算闭合导线的计算3.3.支导线计算支导线计算4.4.无定向附合导线的特点无定向附合导线的特点导线计算目的：计算各导线点的坐标。要求：合理分配测量误差，评定导线测量的精度。第37页/共73页三、导线测量的内业计算三、导线测量的内业计算思路：由水平角观测值，计算方位角；由方位角、边长D，计算坐标 增量X 、 Y；由坐标增量X 、 Y，计算X、Y。（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内业计算）第38页/共73页1 1、坐标计算公式：、坐标计算公式：（1 1） 坐标正算（由坐标正算（由、D，求求 X X、Y Y） 已知A

16、（ ）， ， 求B点坐标 。 AAyx ,ABABD,BByx ,ABABABABABABABABDyyyDxxxsincosABABABABxxyxxxAxBxOAyyxABxABABAByABDBy第39页/共73页注：计算出的注：计算出的 ABAB ，应根据，应根据X X 、 Y Y的正负，的正负， 判断其所在的象限。判断其所在的象限。（2 2） 坐标反算（由坐标反算（由X X、Y Y，求求、D， ）AxBxOAyyxABxABABAByABDBy22)()(ABABAByyxxD已知A（ ）、B（ ）AAyx ,BByx ,求求 。ABABD,ABABABABABxxyyxyarcta

17、narctan第40页/共73页2、附合导线的计算 如图，如图，A A、B B、C C、D D是已知点，起始边的是已知点，起始边的方位角方位角 和终止边的方位角和终止边的方位角 为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。)(始AB)(终CD例：例：C110836017.128302.1429 CDCCmymx3390214 DCD4235213175 6512167 B824423654.87386.1536 ABBBmymxABA8463205 8074202 4504290 125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前

18、进方向前进方向第41页/共73页CCCDCBBBABB1801801801801801804434432334222312121+）理1806ABCDBCDD4231CABAB2134C（1）计算角度闭合差：理测f如图：以右转折角为例 计算 。理一般公式：理始终180n180n终始理同理：以左角计算理180n始终理第42页/共73页180nf）（终始左右即：允ff （各级导线的限差见规范）检核：（2）闭合差分配（计算角度改正数）：nfVi/式中：n 包括连接角在内的导线转折角数第43页/共73页（3）计算改正后的角度改：iV测改fVi（4）推算各边的坐标方位角： （用改正后的改）左右后前180

19、计算出的计算出的 ， 否则，需重算。否则，需重算。终终第44页/共73页（5）计算坐标增量X、Y：iiiiiiDYDXsincos（6）计算坐标增量闭合差：)()(始终始终yyyfxxxfyx由于 的存在，使导线不能和CD连接，存在导线全长闭合差 ：yxff ,Df22yxDfff导线全长相对闭合差：DDfDDfK1第45页/共73页iyyiixxiDDfvDDfv（7）分配闭合差 ：yxff ,yyxxfvfv（8）计算改正后的坐标增量：yiiixiiivyyvxx改改BCBCyyyxxx理理第46页/共73页（9）计算各导线点的坐标值：改改iiiiiiyyyxxx11 依次计算各导线点坐标

20、，依次计算各导线点坐标，第47页/共73页205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 44711180 nf终始测714606 容f19. 0 xf11. 0yf22. 022yxfff2900144.64122. 0K20001容K-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 25236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 0

21、1125.3698.71114.63116.44156.25641.44 +0.04-107.31 +0.03 -17.92 +0.04+30.88 +0.03 -0.63 +0.05 -13.05-108.03 -0.02 -64.81 -0.02 +97.12 -0.02+141.29 -0.02+116.44 -0.03+155.70+445.74-107.27-17.89+30.92-0.60-13.00-64.83+97.10+141.27+116.42+155.67+445.63点点号号观测角观测角（右角）（右角） 改改正正数数 改正改正角角 A1B234CD辅辅助助计计算算坐标坐

22、标方位方位角角 距离距离 D m点点号号A1B234CD增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym1536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811442.621011.081442.021127.501429.021283.17-107.84第48页/共73页3.3.闭合导线的计闭合导线的计算算 闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，需要强调以下两点：需要强调以下两点：(1)(1)角度闭合差的计算角度闭合差的计算n n边形闭合导线内角和的理论值应为：边形闭合导线内角和的理论值应

23、为：1802）（理n1802）（测理测nf第49页/共73页（2 2）坐标增量闭合差的计算）坐标增量闭合差的计算根据闭合导线本身的特点：根据闭合导线本身的特点：00理理yx理论上理论上实际上实际上测测yfxfyx北北21430003125 036389 0384107 053389 020073 78.16m105.22m129.34m80.18m第50页/共73页辅辅助助计计算算点点号号观测角观测角（左角）（左角） 改改正正数数 改正改正角角 1234坐标坐标方位方位角角 距离距离 D m点点号号1234增量计算增量计算值值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym12

24、12闭闭 合合 导导 线线 坐坐 标标 计计 算算 表表107 48 3089 36 3089 33 5053 18 43125 30 0073 00 20+13+13+12+12+50359 59 10107 48 4373 00 3289 34 0289 36 43360 00 00125 30 00306 19 15215 53 17105.2280.18129.3478.16392.90 -0.02 -61.10 -0.02 +47.90 -0.03 +76.61 -0.02 -63.32 +0.02 +85.66 +0.02 +64.30 +0.02-104.21 +0.01 -45

25、.82+0.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.0005180)2( nf测012406 容f09. 0测xfx07. 0测yfy11. 022yxfff3500190.39211. 0K20001容K第51页/共73页4.4.支导线计算支导线计算 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12已知数据：AB,XB,YBA、B为已知边，点1、2为新建支导线点。 支导线没有多余观测值,因此不会

26、产生闭合差,从而 无须进行任何改正。 由于支导线没有多余观测值,因此没有检核条件，无 法检验观测值的差错，施测与计算时必须十分小心必须十分小心。观测数据：转折角B, 1 ；边长SB1，S12。第52页/共73页支导线的计算步骤 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12(1).推算各边方向角前=后+(左)-180(2).计算各边坐标增量 X=Scos Y=Ssin(3).推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y第53页/共73页四、查找导线测量错误的方法四、查找导线测量错误的方法1 1、个别测角错误的检查、个别测角错误的检查基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测基本方法：通过按一定比例展

27、绘导线来发现测 角错误点。角错误点。42131 4 AD2 233 45 5B(1)C(6)C B 2 第54页/共73页2 2、个别边错误的检查、个别边错误的检查例：例：21341 4 5 5xfyffxyfffarctanf 导线全长闭导线全长闭合差合差f f 的坐标的坐标方位角方位角凡坐标方位角与凡坐标方位角与 或或 相接近的导线边，相接近的导线边，是可能发生量边错误的边。是可能发生量边错误的边。180ff第55页/共73页需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法一一. .前方交会前方交会二二. .后方交会后方交会第56页/共73页一一. .前方交

28、会的计算前方交会的计算 ABP 已知点： A(XA,YA)、B(XB,YB) 待定点： P 观测数据：、,( =180-)第57页/共73页直接计算待定点坐标的公式：直接计算待定点坐标的公式：ABPcotcot)(cotcotcotcot)(cotcotBABAPABBAPxxyyyyyxxx余切公式tantantantan)(tantantantantantan)(tantanBABAPABBAPxxyyyyyxxx正切公式第58页/共73页A、B、C、P处于共圆(也称危险圆)时，无法确定 P点坐标。二二. .后方交会计算后方交会计算在待定点P观测三个已知点的水平方向值Ra、Rb、 Rc(用

29、以计算夹角、 ) ，以计算待定点P的坐 标。BCAP(XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)BCAP第59页/共73页后方交会的图形编号(三种情况)ABCPABCPABCP、取负值第60页/共73页后方交会计算方法后方交会计算方法重心公式重心公式：ABCPRaRbRcabcabcRRRRRRCCCPBBBPAAAPCBAtantantantancotcot1tantantantancotcot1tantantantancotcot1CBACCBBAAPCBACCBBAAPPPPyPyPyPyPPPxPxPxPxA、B、C由A、B、C坐标反算得。第61页/共73页6-5 三、四等水准测量 三、

30、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。一、一、三三. .四等水准测量及其技术要求四等水准测量及其技术要求 三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水 准点引测；如在独立地区，可采用闭合水准路 线； 三、四等水准点一般须长期保存，点位须建立 在稳固处。三、四等水准测量可用精密水准测量方法进行， 而本节主要介绍用S3水准仪进行三、四等水准测 量的方法；第62页/共73页表7-11 三、四等水准测量测站技术要求 等 级视线长度(m)前、后视 距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读 数 差(mm)红、黑面高差之差(mm)三 等 75 3 5 2 3四 等 100

31、 5 10 3 5表7-5 三、四等水准测量主要技术要求等级 每公里高 附合路 水准仪 测段往返测 附合路线或 差中误差 线长度 级别 高差不符值 环线闭合差 (mm) (km) (mm) (mm)三等 6 45 DS3 12R 12L四等 10 15 DS3 20R 20L注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。LLRR第63页/共73页二、二、三四等水准测量作业方法三四等水准测量作业方法1.1.采用双面尺法作测站检核采用双面尺法作测站检核2.2.每站观测次序：每站观测次序： 后视后视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视(

32、(黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数 后视后视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数后视尺前视尺第64页/共73页三三 、四等水准测量记录四等水准测量记录第65页/共73页测测站站编编号号点点号号后后尺尺前前尺尺下丝下丝上丝上丝下丝下丝上丝上丝后视距后视距前视距前视距视距差视距差d(m)d(m)方向方向及尺及尺号号水准尺读水准尺读数数 （ m）黑黑面面红面红面K+黑黑-红红平均平均高差高差（m）备备注注K为尺为尺常数：常数：K5=4.787K6=4.687三、四等水准测量记录（双面尺法）三、四等水准测量记录（双面尺法）（1）（4）