6第六章小区域控制测量

1、第六章 小地区控制测量 第六章 小区域控制测量 1#控制测量概述6-1控制测量概述2 在测量区域内选择若干个点，用高精度的方法测定其位置，这些点称为控制点。由控制点组成的几何图形，称为控制网。测定控制点点位（平面、高程）的工作，叫控制测量。 6.1 控制测量概述 在测量工作中，为了减少误差积累，保证测图精度，以及便于分幅测图，加快测图进度，满足碎部测量需要，就必须遵循“从整体到局部、“先控制后碎部及“由高级到低级的测量组织原则。 6.1.1 控制测量及其布设原则1. 平面控制测量3测定控制点平面位置（x,y）的工作，称为平面控制测量。 平面控制网根据观测方式方法来划分，可以分为三角网、三边网、

2、边角网、导线网、GPS平面网等。在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其连接成连续的三角形，从而构成三角形网，称三角网，如图：4 3. 控制网的布设原则 控制网的布设原则是：整体控制，全面加密或分片加密，高级到低级逐级控制。 整体控制，即最高一级控制网能控制整个测区，例如，国家控制网用一等锁环控制整个国土；对于区域网，最高一级控制网必须能控制整个测区。 全面加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密，例如国家控制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；分片加密，就是急用局部先加密，不一定全面布网。 高级到低级逐级控制就是用精度高一级控制网去控制精度低一级控制网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎

3、部测量的精度要求、工程规模及其精度要求。 目前，平面控制网分为一、二、三、四等，一、二、三级和图根级控制网。根据测区情况和仪器设备条件，将平面控制网和高程控制网分开独立布设，也可以将其合并为一个统一的控制网三维控制网。56.1.2控制网的分类 1.国家控制网 在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是由国家专门测量机构，用精密仪器和方法，进行整体控制，逐级加密的方式建立，高级点逐级控制低级点。6 二等三角网布设于一等三角锁环内，全面布设三角网，如下左图平均边长13km，测角中误差不 大于1.0，并作为下一级控制网的基础。 三、四等三角网是二等三角网的进一步加密，有插网和插点两种形式，如图。

4、三等网平均边长8km，测角中误差不大于1.8。四等平均边长26km，测角中误差不大于2.5，用以满足测图和各项工程建设的需要。 7(2)工程控制网 为各类工程建设而布设的测量控制网称为工程控制网。根据不同的工程阶段，工程控制网可以分为测图控制网、施工控制网和变形监测网。 (3) 小地区控制网 面积为15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程建设而建立的控制网，称为小地区控制网。 直接用于地形图测图而布设的控制点，称为图根控制点，又称图根点。测定图根点平面位置和高程的工作，称为图根控制测量。图根控制可用一级或两级控制，首级控制用什么方法，应根据城市与厂矿的规模而定。8首级控制 图根控制

5、在一、二级小三角或一、二、三级导线下,布置图根控制网。图根控制网的图形与一、 二级小三角或一、二、三级导线的图形根本相同，其区别在于：图根控制网的控制面积小，边长较短，精度要求较低，平差方法采用简易平差。交会定点前方交会后方交会附合导线闭合导线支导线导线布置的一般形式单结点导线(4) 图根控制网92.一等三角锁二等连续网1)A级GPS网为国家平面控制网的基础6.1.3 各级GPS控制网布置形式102.一等三角锁二等连续网)B、C级GPS网作为国家平面控制网的加密 或城市首级控制网6.1.3 各级GPS控制网布置形式113.图根导线的技术要求6.1.4 常规平面控制测量的主要技术要求 城市三角网

6、的主要技术要求 等 级 平均边长 (km) 测角中误差 () 起始边边长相对 中误差 最弱边边长相对中误差 二 等 9 1.0 1/300000 1/120000 三 等 5 1.8 1/200000 (首级) 1/120000 (加密) 1/80000 四 等 2 2.5 1/120000 (首级) 1/80000 (加密) 1/45000 126.1.4 常规平面控制测量的主要技术要求 图根导线的技术要求 测图 附合导 平均边 测距相对 测 角 测回数 导线全 方位角 比例尺 线长度 长(m) 中误差 中误差 DJ6 长相对 闭合差 (km) (mm) () 闭合差 1:500 500 7

7、5 一般地区 1:1000 1000 110 1/3000 20 1 1/2000 60n 1:2000 2000 180 13三.高程控制测量二.高程控制测量建立高程控制网，测定各控制点的高程H。 ：水准测量另外方法：三角高程测量：现主要电子全站仪高程测量。 ：分一等、二等、三等、四等，前一等作 为以后各等的控制基准，逐级控制(由 整体到局部，由高级到低级)。 地形测量时，布设图根水准(也称等外 水准)。： 表 3.技术要求 1.主要方法2.等级关系14 国家高程控制网采用精密水准测量的方法。国家高程控制网同样按精度分为一、二、三、四个等级。 一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设

8、于一等水准网环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网是二等水准网的进一步加密，直接为各种测图和工程建设提供必需的高程控制点。 15 城市水准测量设计规格（长度单位：km） 水准点间距 (测段长度) 建筑区 1-2 其他地区 2-4 闭合或附合路线 的最大长度 二 等 400 三 等 45 四 等 15 水准测量主要技术要求 等 级 每公里高差中 误差 (mm)附合路线 长 度 （km）水准仪 级 别 测段往返测 高差不符值 （mm） 附合路线或 环线闭合差 （mm） 二 等 2 400 DS1 三 等 6 45DS3 四 等 10 15 DS3 图 根 20 8 DS3 注：表中R为测

9、段长度，L为环线或附合线路长度，均以公里为单位。 16#平面控制网的定位和定向6-2 导线控制点坐标计算一.坐标计算原理 二.导线计算的根本公式 17三.直角坐标与极坐标换算1.直角坐标增量的概念D12 12 12Xy0X12 Y12 2.坐标增量与极坐标关系 (坐标正算)： X12=D12cos12 Y12=D12sin123.两点的直角 坐标，求它 们的极坐标 (坐标反算)：X12=X2-X1 Y12=Y2-Y1 通式：X始终=X终-X始 Y始终=Y终-Y始 坐标增量特性：直线坐标增量的正负取决于直线的方位角所在象限，即直线的方向（指向)的象限。（不是 ）一.坐标计算原理18四.导线计算的

10、根本公式二.导线计算的根本公式1.推算各边方位角 2.计算各边坐标增量 X=Dcos Y=Dsin 3.推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y三个根本公式：如图，A、B为导线点，1、2、3.为新建导线点。观测了导线转折角B、1、2. 观测了导线各边长DB、D1、D2. 计算1、2、3.的坐标：D1 D2 D3 AB123 1 2 3 (,) (X1,Y1)22(X2,Y2)12 2333(X3,Y3)19一.导线的布置形式附合导线闭合导线单结点导线导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。 导线点组成的图形为一系列折线 或闭合多边形。 闭合导线和附合导线也称为单导 线，结点导线和两个环以上

11、的导 线称为导线网。 三.导线的布置形式AB12支导线20二.导线测量的外业四.导线测量的外业 主要工作： 选点：在现场选定控制点位置，建立标志。 测距：测量各导线边（新边）的距离。 测角：观测导线各连接角、转折角。掌握三步工作的方法与要求。21一.导线的布置形式（一）踏勘选点及建立标志四.导线测量的外业工作选点时应注意以下各点： 相邻导线点之间通视良好，便于角度和距离测量；点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处； 点位分布均匀，便于控制整个测区，进行细部测量。 绘制控制点的“点之记 22一.导线的布置形式（二）导线边长测量四.导线测量的外业工作 导线边长一般用电磁波测距仪或全站仪观测，

12、同时观测垂直角将斜距化为平距。图根导线的边长也可以用经过检定的钢卷尺往返或两次丈量 （三）导线转折角测量 导线的转折角是在导线点上由相邻两导线边构成的水平角。(导线的转折角分为左角和右角，在导线前进方向左侧的水平角称为左角，在右侧的称右角。) 23三.导线测量的内业计算 五.导线测量的内业计算 目的：计算各导线点的坐标。 要求：评定导线测量的精度， 合理分配测量误差。 24例1：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向 如图，A、B、C、D是点，外业观测资料为导 线边距离和各转折角见图中标注。25205 36 48290 40 54202 4

13、7 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 44-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 27236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 01125.3698.71114.63116.44156.25641.44 +0.04 -107.31 +0.03 -17.92 +0.04 +30.88 +0.03 -0.63 +0.05 -13.05-108.03 -0.02 -

14、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点号观测角 （右角） 改 正 数 改正角 A1B234CD辅助计算坐标 方位角 距离 D m点号A1B234CD增量计算值改正后增量坐标值x my mx my mx my m1536.86837.541429.59772.711411.70869.811442.621011.081442.021127.501429.0212

15、83.17-107.8426例2 闭合导线的计算北214378.16m105.22m129.34m80.18m27辅助计算点号观测角 （左角） 改 正 数 改正角 1234坐标 方位角 距离 D m点号1234增量计算值改正后增量坐标值x my mx my mx my m1212闭 合 导 线 坐 标 计 算 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 17

16、105.2280.18129.3478.16392.90 -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 -45.82+0.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00500.00500.00500.0028#交会定点的计算6-3交会定点的计算加密个别控制点的方法一.前方交会的计算

17、ABP 点： A(XA,YA)、B(XB,YB) 待定点： P 观测数据：、,( =180-)29一、测角前方交会法 : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 观测值：两个点处的水平角和。 求:P点的坐标XP , Yp , 方法一：先求距离D1，D2 PBA然后再按极坐标法计算P点的坐标D1D2D030计算坐标方位角 ： PBA计算坐标 D1D231将D1， ap, D2 , bp,代入下式，整理后得： PBAD2D1方法二余切公式 32二、距离交会法（测边交会） : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 观测值：两个点到待定点P的距离D1和D2，计算待定点坐标的方法如下: BA再按极坐标

18、法计算P点的坐标 先求ab，再求和 apPD1D2D0 33二、距离交会法（测边交会） : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 观测值：两个点到待定点P的距离D1和D2，计算待定点坐标的方法如下: BA再按极坐标法计算P点的坐标 先求ab，再求和 apPD1D2D0 34二、距离交会法（测边交会） : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 观测值：两个点到待定点P的距离D1和D2，计算待定点坐标的方法如下: BA再按极坐标法计算P点的坐标 先求ab，再求和 apPD1D2D0 35四.前方交会计算在待定点P观测三个点的水平方向值Ra、Rb、 Rc(用以计算夹角、 ) ，计算待定点P的坐标

19、。B C A P (XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)36前方交会的图形编号前方交会的图形 ABCP PA PC PB 匀质三角形的重心非匀质三角形的重心37前方交会计算重心公式前方交会计算方法之一重心公式： RaRbRcA、B、C由A、 B、C坐标反算得。ABCP38前方交会的图形编号前方交会的图形编号(三种情况) ABCP ABCP ABCP39二.前方交会计算当A、B、C、P处于共圆(也称危险圆)时，无法确定 P点坐标。BCAP 40#三、四等水准测量及高程计算6-4 三、四等水准测量及高程计算 三、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。一.三、四

20、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，点位要建立 在稳固处。三、四等水准测量可用D3水准仪进行41三、四等水准测量的技术要求三、四等水准测量的技术要求 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 65 3 6 2 3四 等 80 5 10 3 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 DS