小地区控制测量解析PPT教案

1、小地区控制测量解析小地区控制测量解析l第一节第一节 控制测量概控制测量概念念l第二节第二节 导线测量导线测量l第三节第三节 小三角测量小三角测量l第四节第四节 交会法定点交会法定点l第五节第五节 高程控制测高程控制测量量第1页/共92页第2页/共92页6-1 控制测量概念控制测量概念第3页/共92页3、 控制测量：控制测量：第4页/共92页一、国家控制网一、国家控制网l国家控制网国家控制网: 又称基本控制网，即在全国范围内按又称基本控制网，即在全国范围内按统一的方案建立的控制网，统一的方案建立的控制网，它是用精密仪器精密方它是用精密仪器精密方法测定，并进行严格的数据处理，法测定，并进行严格的数

2、据处理，最后求定控制点最后求定控制点的平面位置和高程。的平面位置和高程。l国家控制网级别：国家控制网级别：按其精度按其精度 分为一、二、三、四等分为一、二、三、四等四个级别，而且是由高级向低级逐级加以控制。四个级别，而且是由高级向低级逐级加以控制。l国家平面控制网的建立：国家平面控制网的建立： 先在全国范围内，沿经先在全国范围内，沿经纬线方向布设一等网，作为平面控制骨干。在一等纬线方向布设一等网，作为平面控制骨干。在一等网内再布设二等全面网，作为全面控制的基础。为网内再布设二等全面网，作为全面控制的基础。为了其它工程建设的需要，再在二等网的基础上加密了其它工程建设的需要，再在二等网的基础上加密

3、三、四等控制网。三、四等控制网。（图图6-1）第5页/共92页第6页/共92页国家平面控制网测量方法国家平面控制网测量方法第7页/共92页二、城市控制网二、城市控制网l城市控制网城市控制网:是在国家控制网的基础上建立起是在国家控制网的基础上建立起来的来的l目的目的:在于为城市规划、市政建设、工业民用在于为城市规划、市政建设、工业民用建筑设计和施工放样服务。建筑设计和施工放样服务。l分级建立：分级建立：为了满足不同目的和要求，城市为了满足不同目的和要求，城市控制网也要分级建立。控制网也要分级建立。 国家控制网和城市控制网，均由专门的测国家控制网和城市控制网，均由专门的测绘单位承担。控制点的平面坐

4、标和高程，由绘单位承担。控制点的平面坐标和高程，由测绘管理部门统一，为社会各部门服务。测绘管理部门统一，为社会各部门服务。第8页/共92页三、三、 小区域控制网小区域控制网第9页/共92页表表6-1小区域控制网的建立小区域控制网的建立测测 区区 面面 积积首首 级级 控控 制制图根控制图根控制215 km2一级小三角或一级导一级小三角或一级导线线二级图根控制二级图根控制0.52 km2二级小三角或二级导二级小三角或二级导线线二级图根控制二级图根控制0.5 km2以下以下图根控制图根控制 第10页/共92页第11页/共92页表表6-2开阔地区图根点的密度开阔地区图根点的密度测图比例尺测图比例尺1

5、:5001:10001:20001:5000图根点图根点个数个数 km215050155每幅图图根点每幅图图根点个数个数910121520第12页/共92页62 导线测量导线测量第13页/共92页3、导线分类：、导线分类：第14页/共92页二、导线的布设形式二、导线的布设形式第15页/共92页附合导线附合导线 导线起始于一个高级控制点，最后附合到导线起始于一个高级控制点，最后附合到另一高级控制点的，称为另一高级控制点的，称为附合导线附合导线，具有，具有自自行检核条件，图形强度好行检核条件，图形强度好，是小区域控制测，是小区域控制测量的量的首选方案首选方案。图图6-3第16页/共92页l布设形式

6、：布设形式：起、止于同起、止于同一已知点，中间经过一一已知点，中间经过一系列的导线点，形成一系列的导线点，形成一闭合多边形，这种导线闭合多边形，这种导线称称。闭合导线也有图。闭合导线也有图形自行检核，是小区域形自行检核，是小区域控制测量的控制测量的常用形式常用形式。l缺点：缺点：但由于它起、止但由于它起、止于同一点，产生图形整于同一点，产生图形整体偏转不易发现，体偏转不易发现，因而因而图形强度不及附合导线。图形强度不及附合导线。图图6-4第17页/共92页支导线支导线l布设形式：布设形式：从一已知点从一已知点控制点开始，既不附合控制点开始，既不附合到来另一已知点，又不到来另一已知点，又不回到原

7、来起始点的，称回到原来起始点的，称支导线。支导线。l缺点：缺点：支导线没有图形支导线没有图形自行检核条件，自行检核条件，因此发因此发生错误不易发现，生错误不易发现，一般一般只能用在无法布设附合只能用在无法布设附合或闭合导线的少数特殊或闭合导线的少数特殊情况，并且要情况，并且要对导线边对导线边长和边数进行限制长和边数进行限制。图图6-5第18页/共92页导线网导线网l可以布设成可以布设成结点导线结点导线和和导线环导线环 图图6-6 结点导线结点导线 图图6-7 导线环导线环第19页/共92页三、导线测量的技术要求三、导线测量的技术要求l 表表6-3是是工程测量规范工程测量规范中对小区域和图根导中

8、对小区域和图根导线测量的技术要求。线测量的技术要求。l说明说明（图根导线）（图根导线） 表中表中,图根导线的平均边长和导线的总长度是图根导线的平均边长和导线的总长度是根据测图比例尺所定的。根据测图比例尺所定的。 例：例：测图中又规定点位中误差不大于图上测图中又规定点位中误差不大于图上0.5，对，对1：500地形图上地形图上0.5对应的实际点位误对应的实际点位误差为差为0.25m。如果把。如果把0.25m视为导线的全长闭合视为导线的全长闭合差，根据全长相对闭合差则导线的全长为差，根据全长相对闭合差则导线的全长为500m。第20页/共92页等级等级测图测图比例比例尺尺附附合导合导线长线长度度m平均

9、平均边长边长m往返丈量往返丈量较差相对较差相对中误差中误差测角测角中误中误差差导线全长导线全长相对中误相对中误差差测回数测回数角度角度闭合差闭合差DJ6DJ2一级一级 25002501/2000051/100002410二级二级 18001801/150008170001316三级三级 12001201/1000012150001224图根图根1:50050075130002012000 1601:10001000110130002012000 1601:20002000180130002012000 160nnnnnn表表6-3 小区域和图根导线测量的技术要求小区域和图根导线测量的技术要求第

10、21页/共92页导线测量的外业工作导线测量的外业工作l导线测量工作分为外业和内业导线测量工作分为外业和内业l外业工作主要是布设导线，通过实地测量获外业工作主要是布设导线，通过实地测量获取导线的有关数据，其具体工作包括以下几取导线的有关数据，其具体工作包括以下几方面：方面：v 选点选点v 测角测角v 量边量边v 连测连测第22页/共92页（一）选点（一）选点选点时应注意下列几点：选点时应注意下列几点： l l相邻点间通视要良好，地势平坦，视野开阔。相邻点间通视要良好，地势平坦，视野开阔。其目的在于方便量边、测角和有较大的控制范其目的在于方便量边、测角和有较大的控制范围。围。 l l点位应放在土质

11、坚硬又安全的地方点位应放在土质坚硬又安全的地方，其目的在，其目的在于能稳固地安置经纬仪和有利于点位的保存。于能稳固地安置经纬仪和有利于点位的保存。 l l 导线边长应符合导线边长应符合表表6-3的要求，的要求，导线边长应大导线边长应大致相等，相邻边长差不宜过大，点的密度要符致相等，相邻边长差不宜过大，点的密度要符合表合表6-2的要求，且均匀分布于整个测区。的要求，且均匀分布于整个测区。 第23页/共92页图图6-8 导线桩导线桩 图图6-9永久性控制桩永久性控制桩l l标志的形式：标志的形式： 临时性标志：临时性标志：如图如图6-8所示，打入所示，打入7760cm的木桩，的木桩，在桩顶钉一钉子

12、或刻画在桩顶钉一钉子或刻画“十十”字，以示点位。字，以示点位。 永久性标志：永久性标志：如图如图6-9所示，即埋设混凝上桩，在桩中心所示，即埋设混凝上桩，在桩中心的钢筋顶面上刻的钢筋顶面上刻“十十”字，以示点位。字，以示点位。 第24页/共92页 绘制点之记绘制点之记图图6-10第25页/共92页（二）测角（二）测角l l 测角测角: 就是测导线的转折角就是测导线的转折角。 转折角以导线点序号前进方向分为左角和右角。转折角以导线点序号前进方向分为左角和右角。 对附合导线和支导线测左角或测右角均可，但全线必须统一。对附合导线和支导线测左角或测右角均可，但全线必须统一。 对闭合导线，测闭合多边形的

13、内角。对闭合导线，测闭合多边形的内角。l l 导线角度测量的有关技术要求：导线角度测量的有关技术要求：可参考可参考表表6-3。l l 图根导线测量图根导线测量: 一般用一般用J6经纬仪测一个测回。上、下半测经纬仪测一个测回。上、下半测 回角差不大于回角差不大于40时，即可取平均值作为角值。时，即可取平均值作为角值。 测回法观测：测回法观测：当测站上只有两个观测方向当测站上只有两个观测方向,即测单角时使用；即测单角时使用； 方向测回法观测：方向测回法观测：当测站上有三个观测方向时，可以不归零；当测站上有三个观测方向时，可以不归零； 当观测方向超过三个时，方向测回法观测一定要归零。当观测方向超过三

14、个时，方向测回法观测一定要归零。第26页/共92页（三）（三） 量边量边第27页/共92页（四）连测（四）连测1. 目的目的：在于把已知点的坐标系传递到导线上来，：在于把已知点的坐标系传递到导线上来，使导线点的坐标与已知点的坐标形成统一系统。使导线点的坐标与已知点的坐标形成统一系统。由于导线与已知点和已知方向连接的形式不同，由于导线与已知点和已知方向连接的形式不同，2. 连测的内容连测的内容： 在在图图63、图图6-4、图图65中只测连接角，中只测连接角， 在在图图6-11中，除了测连接角外还要测连接边。中，除了测连接角外还要测连接边。 l l与国家网连测：与国家网连测：连测工作可与导线测角、

15、量边同时进行，要求相同；连测工作可与导线测角、量边同时进行，要求相同； l l 独立坐标系的导线连测：独立坐标系的导线连测： 则要假定导线任一点的坐标值和某一条边的坐则要假定导线任一点的坐标值和某一条边的坐标方位角已知，方能进行坐标计算。标方位角已知，方能进行坐标计算。 第28页/共92页图图6-11第29页/共92页五、五、 导线测量的内业工作导线测量的内业工作第30页/共92页 图图6-12是是实测图根闭合实测图根闭合导线示意图，导线示意图，图中各项数图中各项数据是从外业观测手簿中获据是从外业观测手簿中获得的。得的。 已知已知:A2边的坐标方位角边的坐标方位角为为 975808 ；A xA

16、=5032.70，yA=4537.66图图6-12（一）（一） 闭合导线计算闭合导线计算第31页/共92页现结合本例说明闭合导线计算步骤如下：现结合本例说明闭合导线计算步骤如下：第32页/共92页表表6-4 闭合坐标导线计算表闭合坐标导线计算表f n=-58/4= -14(-15)第33页/共92页2) 角度容许闭合差的计算（公式可查规范角度容许闭合差的计算（公式可查规范） = （ 图根导线）图根导线） 若：若：f F，则，则 认为导线的角度测量是认为导线的角度测量是符合要求的，否则要对计算进行全面检查，符合要求的，否则要对计算进行全面检查，若计算没有问题，就要对角度进行重测若计算没有问题，就

17、要对角度进行重测n06 Fn06 F第34页/共92页 3) 角度闭合差的调整：角度闭合差的调整：根据误差理论，设法消除根据误差理论，设法消除f f这项工作叫这项工作叫 。调整前提是假定调整前提是假定所所有角的观测误差是相等的有角的观测误差是相等的，nffii测改第35页/共92页3推算导线各边的坐标方位角推算导线各边的坐标方位角 前后左右右后前左后前1801802344036015468218008581802oo3152271360080891180234o1906152481360180344A2424951125180AAAa已知第36页/共92页注意两点：注意两点：前o0 后2428

18、085974951125180AAAa 第37页/共92页表表6-4 闭合坐标导线计算表闭合坐标导线计算表第38页/共92页4、坐标增量计算（、坐标增量计算（表表6-4 ）图图6-1312D、sincos12121212DyDx第39页/共92页5.坐标增量闭合差计算及其调整坐标增量闭合差计算及其调整表表6-400理理yx测理测测理测yyyfxxxfyxxfyf第40页/共92页导线全长的绝对闭合差导线全长的绝对闭合差 表表6-4DfxfyfDf22yxDfff(6-5)DfKD容K容KK 图图6-14 第41页/共92页u 坐标增量闭合差的调整坐标增量闭合差的调整：(6-7)iyixvv 、

19、iiyiyixixDDfvDDfv.yiyxixfvfv，第42页/共92页6导线点坐标计算导线点坐标计算表表6-42222AAAAyyyxxx(6-8)图图6-15第43页/共92页（二）附合导线计算（二）附合导线计算 （表表6-5CDBA、图图 6-16第44页/共92页观测了附和导线的左角：观测了附和导线的左角：cA和、321BACD1805180180180180180332332122311121BACCCDCAABAAaaaaaaaaaaa右起终左起终180.180.naanaa（6-9）式中式中：n 为测角个数为测角个数。第45页/共92页由于存在测量误差，致使由于存在测量误差，

20、致使 ，二者之差，二者之差叫附合导线角度闭合差，如用叫附合导线角度闭合差，如用 表示，则：表示，则：fCDCDaaCDBACDCDaaaaf1805nF24Ffnfifi (6-10)第46页/共92页1 坐标增量闭合差的计算坐标增量闭合差的计算表6-5ACACACACyyyxxx测测yyxxACACACyyxxACACAC)()(ACyACxyyyfxxxf测测（6-11）第47页/共92页 表表 6-5 附合导线坐标计算表附合导线坐标计算表第48页/共92页6-5 高程控制测量高程控制测量第49页/共92页第50页/共92页三、四等水准测量的观测方法、计算和检核三、四等水准测量的观测方法、

21、计算和检核第51页/共92页（一）双面标尺法（一）双面标尺法第52页/共92页2. 一个测站上的计算与检核一个测站上的计算与检核（表（表6-11）第53页/共92页（2）同一根标尺黑红面零点差检核计算：）同一根标尺黑红面零点差检核计算：表表6-11(7)-(6)(13)(8)-(3)(14)KK2mm(三等)或3mm(四等)第54页/共92页（3）高差计算与检核：）高差计算与检核：表表6-11100. 0)16( )15(21(18)第55页/共92页3. 测段计算与检核测段计算与检核表6-11)18()16()15(21)7()6()8()3(21h)18(100. 0)16()15(21h

22、第56页/共92页双面标尺法测站、测段的双面标尺法测站、测段的记录、计算记录、计算见见 表表6-11 四等水准测量记录薄四等水准测量记录薄 第57页/共92页表表6-11第58页/共92页（二）变动仪器高法（二）变动仪器高法第59页/共92页表表6-12第60页/共92页二、三角高程测量二、三角高程测量第61页/共92页l l 在在A点上安置经纬仪，在点上安置经纬仪，在B点上立一标尺或觇标，点上立一标尺或觇标， l l觇标高度为觇标高度为 v 经纬仪中丝在标尺上的读经纬仪中丝在标尺上的读数数 l l测得的竖直角测得的竖直角为为 ， l l A点的仪器高点的仪器高 为仪器横轴至地面点为仪器横轴至

23、地面点A的高度的高度 , l l A、B间的高差为间的高差为: l l B点的高程为点的高程为： （ A点的高程已知）则：点的高程已知）则： l l 当当 时，计算更简便。时，计算更简便。viDhABtan(6-12)viDHhHHAABABtanvi 如图如图6-25所示所示，假设：，假设：A、B之间的水平距离之间的水平距离D是已知的，是已知的，itanDHhHHAABAB图图6-25第62页/共92页当两点间距离大于当两点间距离大于300m时，应考虑地球曲率时，应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响和大气折光对高差的影响。第63页/共92页l l 用三角高程测量作图根高程测量时，应组成用三角

24、高程测量作图根高程测量时，应组成闭合或附合的三角高程路线。闭合或附合的三角高程路线。nhFh1 . 0hhFf hf第64页/共92页2. 光电三角高程测量光电三角高程测量第65页/共92页 图图6-26 光电三角高程测量光电三角高程测量 fvizShBAAABcos往fviShBAAABsin往(6-13)由由A向向B观测时可得：观测时可得：第66页/共92页l l 光电三角高程测量的计算公式为：光电三角高程测量的计算公式为：RDrpf243.02fvizShBAAABcos往fviShBAAABsin往(6-13)第67页/共92页 则由则由B向向A观测时可得：观测时可得：fviShABB

25、BAsin返（6-14） )(21BAABABhhhABABhHH第68页/共92页6-3 小三角测量小三角测量第69页/共92页第70页/共92页图图6-17第71页/共92页二二. . 小三角测量的等级及技术要求小三角测量的等级及技术要求第72页/共92页等级等级平均平均边长边长m测测 角角中误差中误差三角形三角形最大最大闭合差闭合差 三角形三角形个数个数 起始边起始边相对相对中误差中误差最弱边最弱边相对相对中误差中误差测回数测回数J 2J 6 一级一级1000515671/400001/2000024二级二级5001030671/200001/1000012 图根图根1.7最大最大视距视

26、距2060/21/100001/10000 1 表表6-6各级小三角测量的主要技术要求各级小三角测量的主要技术要求第73页/共92页 项项 目目J 2J 6半测归零差半测归零差1218一测回中一测回中2C互差互差18 同方向各测回互差同方向各测回互差1224表表6-7 小三角测量中水平角观测的限差小三角测量中水平角观测的限差 第74页/共92页 三、小三角测量的外业三、小三角测量的外业第75页/共92页(1) 三角形应接近等边三角形，困难地区三角形内角三角形应接近等边三角形，困难地区三角形内角也不应大于也不应大于120或小于或小于30；(2) 三角形的边长应符合规范的规定；三角形的边长应符合规

27、范的规定；(3) 三角点应选在地势较高，视野开阔，便于测图和三角点应选在地势较高，视野开阔，便于测图和加密的地方，选在便于观测和便于保存点位的地方，加密的地方，选在便于观测和便于保存点位的地方，三角点间应通视良好；三角点间应通视良好；(4) 基线应选在地势平坦而无障碍便于量距的地方，基线应选在地势平坦而无障碍便于量距的地方，使用测距仪时还应避开发热体和强电磁场的干扰。使用测距仪时还应避开发热体和强电磁场的干扰。选点注意注意以下几点：选点注意注意以下几点：第76页/共92页小三角网的起始边最好能直接丈量小三角网的起始边最好能直接丈量,采用测距仪不难采用测距仪不难实现。实现。6-18第77页/共92页2. 角度观测角度观测m允mnwwm3(6-12)第78页/共92页 项项 目目J 2J 6半测归零差半测归零差1218一测回中一测回中2C互差互差18 同方向各测回互差同方向各测回互差1224表表6-7 小三角测量中水平角观测的限差小三角测量中水平角观测的限差 第79页/共92页3、基线测量、基线测量第80页/共92页4.起始边定