第八章小区域控制测量方法ppt课件

1、第八章 小区域控制丈量方法8.1 控制丈量概述8.2 导线丈量8.3 交会法丈量8.4 三四等水准丈量8.5 三角高程丈量.8.1 控制丈量概述丈量的根本原那么:从整体到部分,由高级到低级,先控制,后碎部。.8.1 控制丈量概述.在测区范围内,选择少量有控制意义的骨干点与知点构成一定的几何图形,用较高精度的仪器、方法测定其坐标，为地形测图或施工放样提供根据，这任务过程就叫控制丈量。8.1 控制丈量概述.6.1 控制丈量概述一、控制丈量的相关概念控制点：具有准确可靠坐标X，Y，H的基准点。控制网：由控制点按一定规律构成的几何图形。控制丈量：为建立丈量控制网而进展的丈量任务。 二、控制丈量的目的与

2、作用为测图或工程建立的测区建立一致的平面和高程控制网控制丈量误差的积累，使全测区精度均匀作为进展各种细部丈量的基准.6.1 控制丈量概述三、控制丈量的分类按内容分：平面控制丈量、高程控制丈量按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级按方法分：天文丈量、常规丈量(三角丈量、导线丈量、水准丈量)、卫星定位丈量按范围分：国家控制网、城市控制网、小区域控制网四、控制丈量的原那么1、分级布网、逐级控制由高级到低级；2、要有足够的精度；3、要有足够的密度。.控制丈量平面控制丈量确定平面坐标X、Y高程控制丈量确定高程H平面三角丈量导 线 测 量GPS控制丈量水 准 测 量三角高程丈量GPS高程丈量国

3、家一二三四等等外小三角丈量分一二三级导线A B C D E 等网国家一二三四等等外水准丈量.6.1 控制丈量概述五、平面控制丈量确定控制点平面位置的任务。1、平面控制网常规的布设方法有三角网、三边网和导线网。三角网：测定各三角形的一切内角，再根据起始边长、方位角、起始点坐标来推求各顶点的平面位置的丈量方法称为三角丈量，此时的控制网称为三角网。三边网：测定各三角形的边长和起始方位角，再根据起始点坐标来推求各顶点的平面位置的丈量方法称为三边丈量，此时的控制网称为三边网。导线网：将地面上一系列的点依相邻次序连成折线方式，依次测定各折线的长度和相邻边的夹角，再根据起始数据推求各点的平面位置的丈量方法，

4、称为导线丈量，对应的控制网称为导线网。 .6.1 控制丈量概述2、平面控制网的分类国家平面控制网一等三角锁为国家平面控制网的根底;二等延续网填充一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。200Km200Km.6.1 控制丈量概述2、平面控制网的分类城市平面控制网二、三、四等网一、二级小三角网、小三边网一、二、三级导线网图根导线网城市导线网.6.1 控制丈量概述.6.1 控制丈量概述.6.1 控制丈量概述2、平面控制网的分类小地域平面控制网小地域范围：面积在10km以内。为大比例尺测图和工程建立而建立的平面控制网。普通采用小三角网或相应等级的导线网。包括：首级控制网、图根控制网.六、高程控制网 国家高

5、程控制丈量主要是用水准丈量方法进展国家水准网的布测。国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建立的高程控制根底，并为地球科学研讨提供准确的高程资料，如研讨地壳垂直形变的规律，各海洋平均海水面的高程变化，以及其他有关地质和地貌的研讨等。 6.1 控制丈量概述.6.1 控制丈量概述六、高程控制网布设原那么：由高级到低、从整体到部分。国家高程控制网：一、二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。小地域高程控制网：三、四等及图根水准。各级高程控制网均采用水准丈量、高山地域可采用三角高程丈量。.6.1 控制丈量概述国家高程控制网.国家水准网分4个等级布设，一、二等水准丈量道路是国家的精细高

6、程控制网。一等水准丈量道路构成的一等水准网是国家高程控制网的骨干，同时也是研讨地壳和地面垂直运动以及有关科学问题的主要根据，每隔1520年沿一样的道路反复观测一次。构成一等水准网的环线周长根据不同地形的地域，普通在1 0002000km之间。在一等水准环内布设的二等水准网是国家高程控制的全面根底，其环线周长根据不同地形的地域在500750km之间。一、二等水准丈量统称为精细水准丈量。国家水准网的布设采用由高级到低级、从整体到部分逐级控制、逐级加密的原那么。6.1 控制丈量概述.我国一等水准网由289条道路组成，其中284条道路构成100个闭合环，合计埋设各类标石近2万余座。全国一等水准网布设略

7、图如下图。6.1 控制丈量概述国家高程控制网. 二等水准网在一等水准网的根底上布设。我国已有1条二等水准丈量道路，总长为13.7万公里，构成793个二等环。 三、四等水准丈量直接提供地形测图和各种工程建立所必需的高程控制点。三等水准丈量道路普通可根据需求在高级水准网内加密，布设附合道路，并尽能够相互交叉，构成闭合环。单独的附合道路长度应不超越200km；环线周长应不超越300km。四等水准丈量道路普通以附合道路布设于高级水准点之间，附合道路的长度应不超越80km。6.1 控制丈量概述国家高程控制网.城市和工程建立高程控制网依次分为二、三、四等3个等级。首级高程控制网，普通要求布设成闭合环形，加

8、密时可布设成附合道路和结点图形。各等级水准丈量的精度和国家水准丈量相应等级的精度一致。 城市和工程建立水准丈量是各种大比例尺测图、城市工程丈量和城市地面沉降观测的高程控制根底，又是工程建立施工放样和监测工程建筑物垂直形变的根据。 水准丈量的实施，其任务程序是：水准网的图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准丈量观测、平差计算和成果表的编制。水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进展调查研讨，搜集和分析测区已有的水准丈量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。假设测区的面积较大，那么应先在1：25000 1：100000比例尺的地形图上进展图上设计。6.1 控制丈量概述城市高程控

9、制网. 城市和工程建立高程控制丈量图上设计应遵照以下原那么：1水准道路应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量防止跨越河流、湖泊、沼泽等妨碍物。2水准道路假设与高压输电线或地下电缆平行，那么应使水准道路在输电线或电缆50m以外布设，以防止电磁场对水准丈量的影响。3布设首级高程控制网时，应思索到便于进一步加密。4水准网应尽能够布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合道路。水准点间的间隔：普通地域为24km；城市建筑区和工业区为12km。5应与国家水准点进展联测，以求得高程系统的一致。6留意测区已有水准丈量成果的利用。 6.1 控制丈量概述. 根据上述要求，首先应在图上初步

10、拟定水准网的布设方案，再到实地选定水准道路和水准点位置。在实地选线和选点时，除了要思索上述要求外，还应留意使水准道路避开土质松软地段，确定水准点位置时，应思索到水准标石埋设后点位的稳定平安，并能长期保管，便于施测。为此，水准点应设置在地质上最为可靠的地点，防止设置在水滩、沼泽、沙土、滑坡和地下水位高的地域；埋设在铁路、公路近旁时，普通要求离铁路的间隔应大于50m，离公路的间隔应大于20m，应尽量防止埋设在交通忙碌的岔道口；墙上水准点应选在永久性的大型建筑物上。6.1 控制丈量概述 城市和工程建立高程控制丈量.1.控制网的设计2.编写任务大纲3.踏勘选点和埋石4.外业观测5.数据处置6.技术总结

11、 控制丈量的过程.6.2 导线丈量一、导线丈量的相关概念导线：由直线衔接各控制点而构成的延续折线图形，称为导线，其转机点称为导线点；导线边：衔接导线点的直线边的直线称为导线边；导线转机角：相邻导线边构成的程度角称为导线转机角。导线丈量：在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次序连成折线，并丈量各线段的边长和转机角，再根据起始数据确定各点平面位置的丈量方法。 主要用于带状地域、隐蔽地域、城建区、地下工程、公路、铁路等控制点的丈量。.导线布点灵敏，要求通视条件少，外业任务量小，内业计算简便，扩展快。但精度普通不高，适用于视野不开阔测区及带状测区的图根平面控制。.二、导线的布设方式与等级导线的布设方

12、式：附合导线、闭合导线、支导线。AB1DC23附合导线235AB14闭合导线BA12支导线6.2 导线丈量多用于面积较宽阔的独立地域。多用于带状地域及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。支导线的点数不宜超越2个，仅作补点运用。.钢尺量距各级导线的主要技术要求等级附合导线 长度（km）平均边长（m）测角中误差测回数角度闭合差导线全长相对闭合差DJ6DJ2一级2.52505421/10000二级1.81808311/7000三级1.212012211/5000图根1.0M1.5测图最大视距2011/2000注：表中n为测站数，M为测图比例尺的分母.6.2 导线丈量三、导线丈量的外业观测 导线丈量的

13、外业任务包括：踏勘选点、埋石造标、测角、测边和测定方向。 1.踏勘选点及建立标志图上初选实地定点 埋设标志.导线点的选择及留意问题相邻点要通视、视野开阔、方便碎部丈量、密度均匀相邻边长比小于三倍、土质巩固、方便测角量边、能长期保管。. 选点原那么1相邻点间应相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距。2点位应选在土质坚实，便于安顿仪器和保管标志的地方。3导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部丈量。4导线边长应大致相等，其平均边长应符合技术要求。5导线点应有足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区 。6.2 导线丈量.标志的设立假设是永久导线点还要作好点之记。暂时图根点等级导线点A15I级.6.2 导线

14、丈量三、导线丈量的外业观测1.踏勘选点及建立标志混凝土桩永久性木桩暂时性.6.2 导线丈量点之记.6.2 导线丈量三、导线丈量的外业观测2.导线转机角丈量导线的转机角分为左角和右角，在前进方向左侧的程度角称为左角，在右侧的程度角称为右角。导线的等级不同，测角技术要求也不同。图根导线的转机角普通用DJ6级光学经纬仪测一个测回，两个半测回之间的角值较差不应超越 。对附合导线或支导线，一概测导线前进方向同一侧的角度，通常测左角，闭合导线普通测内角。 衔接角转机角转机角.3、导线边长丈量钢尺量距、视距法、光电测距测距仪、全站仪 当导线跨越河流或其它妨碍时，可采用作辅助点间接求间隔法。河EFGHPb矫正

15、内角,再计算FG边的边长：时6.2 导线丈量.6.2 导线丈量三、导线丈量的外业观测4.测定方向：当与高级控制点连测时，需进展衔接丈量以推求方位，包括测定连测角和连测边。NBA3214.6.2 导线丈量四、导线丈量的内业计算导线计算的目的是推算各导线点的坐标。导线计算普通可分以下四个步骤来进展：角度闭合差的计算与调整；坐标方位角的推算；坐标增量计算以及增量闭合差调整；坐标计算。思绪：由程度角观测值，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。.1、附合导线的内业计算如图，A、B、C、D是知点，起始边的方位角 和终止边的方位角 为知。外业观测资料为导线边间

16、隔和各转机角。D4231CAB6.2 导线丈量.1计算角度闭合差：如图：以左转机角为例计算 。普通公式：同理：以右角计算+6.2 导线丈量.即：各级导线的限差见规范检核：2闭合差分配计算角度矫正数 ：式中：n 包括衔接角在内的导线转机角个数6.2 导线丈量1计算角度闭合差：.3计算矫正后的角度改：计算检核条件：4推算各边的坐标方位角：用矫正后的改计算出的 ，否那么，需重算。6.2 导线丈量.5计算坐标增量X、Y：6计算坐标增量闭合差：由于 的存在，使导线不能和CD衔接，存在导线全长闭合差 ：导线全长相对闭合差：6.2 导线丈量.由于 的存在，使导线不能和CD衔接，存在导线全长闭合差 ：导线全长

17、相对闭合差：6.2 导线丈量.7分配闭合差 ：检核条件：8计算矫正后的坐标增量：检核条件：6.2 导线丈量.9计算各导线点的坐标值： 依次计算各导线点坐标，最后推算出的终点C的坐标，应和C点知坐标一样。6.2 导线丈量. 如图，A、B、C、D是知点，外业观测资料为导 线边间隔和各转机角见图中标注。6.2 导线丈量2、附合导线的坐标计算例如.3.闭合导线的计算 闭合导线的计算步骤与附合导线根本一样，需求强调以下两点：(1)角度闭合差的计算n边形闭合导线内角和的实际值应为：6.2 导线丈量.2坐标增量闭合差的计算根据闭合导线本身的特点：实际上因此6.2 导线丈量.263.40m201.60m231

18、.40m200.40m241.00m1234x5闭合导线坐标计算算例.点号观测角（左角）改正数改正角坐标方位角距离m增量计算值改正后增量坐标值点号x/my/mx/my/mx/my/m1234=2+35678910111213辅助计算1234512123451闭合导线坐标计算表.辅助计算点号观测角右角 改正数 矫正角 1234坐标方位角 间隔 D m点号1234增量计算值矫正后增量坐标值x my mx my mxmym1212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

19、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 -45.82+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

20、.00486.76500.00500.00500.00500.00. 交会定点是用来加密控制点的常用方法，分为测角交会和间隔交会两类。BAPAB前方交会DaDbP间隔交会ABC后方交会ABP侧方交会6.4 交会定点.xyA(xA,yA)B(xB,yB)P(xP,yP)一、角度前方交会ODABxx A、B为坐标知的控制点，P为待定点。在A、B点上安顿经纬仪，观测程度角、，根据A、B两点的知坐标和、角，经过计算可得出P点的坐标，这就是角度前方交会。 DAPDBP.1角度前方交会的计算方法1计算知边AB的边长和方位角 根据A、B两点坐标xA，yA、xB，yB，按坐标反算公式计算两点间边长DAB和坐标

21、方位角AB。2计算待定边AP、BP的边长按三角形正弦定律，得6.4 交会定点.3计算待定边AP、BP的坐标方位角。4计算待定点P的坐标。由点A推算点P坐标由点B推算点P坐标.一、前方交会2.适用于计算器的根本公式余切公式BAP6.4 交会定点 在运用上式时，要留意知点和待定点必需按A、B、P逆时针方向编号，在A点观测角编号为，在B点观测角编号为。.当A、B、P顺时针编号时：6.4 交会定点一、前方交会2.适用于计算器的根本公式余切公式.3角度前方交会的观测检核 为了提高精度，通常从三个知点A、B、C分别向P点观测程度角1、1、2、2，作两组前方交会。计算出P点的两组坐标BPAC普通规范规定，两

22、组坐标较差e不大于两倍比例尺精度时，取其平均值作为P点的最后坐标，用公式表示为：.前方交会法坐标计算表略图已知数据点号x/my/mA116.942683.295B522.909794.647C781.305435.018观测数据计算结果 注：测图比例尺分母M=1 000。xyABCP.二、间隔交会 A、B为知控制点，P为待定点，丈量了边长DAP和DBP，根据A、B点的知坐标及边长DAP和DBP，经过计算求出P点坐标，这就是间隔交会。DBPDAPB(xB,yB)yA(xA,yA)(xP,yP)OxP6.4 交会定点.1间隔交会的计算方法1计算知边的边长和坐标方位角 根据知点A、B的坐标，按坐标反

23、算公式计算边长DAB和坐标方位角AB。DAPDBPPxyOAB2计算BAP和ABP 按三角形余弦定理，得DAB. 3计算待定边AP、BP的坐标方位角。 4计算待定点P的坐标。6.4 交会定点.2间隔交会的观测检核 从三个知点A、B、C分别向P点丈量三段程度间隔DAP、DBP、DCP，作两组间隔交会。 计算出P点的两组坐标。 当两组坐标较差满足下式要求时，取其平均值作为P点的最后坐标。6.4 交会定点.间隔交会坐标计算表略图已知数据/mxA 1 807.041yA719.853xB1 646.382yB830.660 xC1 765.500yC998.650观测数据/mDAP105.983DBP

24、159.648DCP177.491DAP与DBP交会 DBP与DCP交会 DAB/mDBC/mBAPCBPxP/myP/m辅助计算 195.165205.936-1.0841805.957105.977825.830159.5751805.957-4.829825.8311805.957825.830注：测图比例尺分母M=1 000。ABCPDAPDBPDCP. 小地域控制丈量普通采用三四等水准丈量和三角高程丈量。一、三、四等水准丈量 用于国家高程控制网加密、建立小地域首级高程控制。布设方式： 符合水准道路、结点网的方式； 闭合水准道路方式；水准支线。6.4 三、四等水准丈量.三、四等水准的主

25、要技术要求等级水准仪 型号视野长度m前后视距差m前后视距累积差m视野离地面最低高度m 根本分划、辅助分划黑红面读数差mm 根本分划、辅助分划黑红面高差之差mm 等级水准仪 型号水准尺线路长度km与知点联测附合成 环线观测次数每千米高差中误差mm往返较差、附合或环线闭合差平地mm山地mm三四五图根DS1DS3DS3DS10DS3因瓦双面双面单面单面50165往返各一次往返各一次往返各一次往返各一次往返各一次往返各一次往一次往一次往一次往一次6101520三四五图根DS1DS3DS3DS10DS310075 10010010035大致相等6100.30.22.03.01.05.03.01.5L为往

26、返测段、附合或环绕的水准道路长度单位为km,n为测站数。.三四等水准丈量的作业方法1、每站观测程序见图1顺序：“后前前后黑黑红红；普通一对尺子交替运用。2读数：黑面“三丝法上、下、中丝读数，红面仅读中丝。 后视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数后视尺前视尺.测站编号点号后尺前尺下丝上丝下丝上丝后视距前视距视距差d(m)d(m)方向及尺号水准尺读数 m黑面红面K+黑-红平均高差m备注K为尺常数：K5=4.787K6=4.687三、四等水准丈量记录双面尺前后-前368715161413171812BM.1-TP.1TP.1-TP.21.5360.94758.9+0.11.9541.37358.1-0.21.0300.44258.8+0.11.2760.69458.3-0.1后5前6后-前后6前5后-前1.