《普通测量学》课件07第七章 控制测量

1、第七章 控制测量7-1 概述7-2 导线测量7-6 全球定位系统（GPS）7-3 交会定点7-4 三、四等水准测量7-5 三角高程测量7-1 概述7.1.1 基本概念7.1.2 平面控制测量7.1.3 高程控制测量Home7.1.1 基本概念returndownup 控制测量：包括平面控制测量和高程控制测量。 控制网：测区内选定的若干控制点所构成的几何图形就称为控制网；它包括平面控制网和高程控制网。 国家控制网：在全国范围内建立的控制网。按一、二、三、四等四个等级、由高级到低级逐级加密点位建立的。 图根控制网：直接供测图使用的控制网，其节点称为图根点，测定图根点的平面位置和高程的工作称为图根控

2、制测量。7.1.2 平面控制测量概念：测定点位平面坐标（x，y）的工作，采用逐级控制、分级布设的原则，分为一、二、三、四个等级建立测量方法： 三角测量 导线测量 交会测量 GPS测量returndownup7.1.3 高程控制测量测量方法： 水准测量 三角高程测量 GPS高程测量概念：测定点的高程（H）的工作；采用逐级控制、分级布设的原则，分为一、二、三、四个等级建立.returndownup7-2 导线测量7.2.1 导线的布设形式6.2.2 导线测量的外业6.2.3 导线的内业计算 6.2.4 导线测量错误检查Home7.2.1 导线的布设形式导线：将相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折

3、线图形导线测量：依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后根据起算数据，推算各边的坐标方位角，最后求出导线点的平面坐标适用区域：隐蔽地区、带状地区、城建区、地下工程、公路、铁路和水利控制点测量downup7.2.1 导线的布设形式一、闭合导线：起讫于同一已知点的导线；适合已面状地区几何条件：downup7.2.1 导线的布设形式二、附合导线：布设在两个已知点之间的导线；多用于带状地区几何条件：ABCD12downupYXBC7.2.1 导线的布设形式三、支导线：由一已知点和方向出发，延伸出去的导线；只用做支点AB21支导线既不闭合也不附合，无任何几何条件，所以一般须进行往返测导线网

4、returndownup7.2.2 导线测量的外业踏勘选点a. 相邻点通视（平坦）b. 土质坚实稳定c. 点上的视野开阔d. 边长符合规范e. 导线点分布均匀建立标志a. 临时性标志b. 长期保存标志导线转折角测量全站仪、经纬仪导线边长测量全站仪、测距仪、钢尺临时性标志点之记永久性标志导线点在地形图上的符号returndownup7.2.3 导线的内业计算坐标方位角的推算坐标反算坐标的推算一、计算中的基本公式downup7.2.3 导线的内业计算目的：求得各个导线点的平面坐标准备工作：a. 全面检查导线测量的外业记录 b. 绘制导线略图计算步骤：角度闭合差的计算与调整坐标方位角的推算坐标增量闭

5、合差计算与调整导线点坐标的推算二、计算的基本步骤downup闭合导线测量计算步骤：1)绘制计算草图,在表内填写已知数据和观测数据；2）计算角度闭合差：3）调整角度闭合差,并计算改正后的角度：4）按调整后的角度推算各边的方位角： 5）计算坐标增量：6）坐标增量闭合差的计算：7）调整坐标增量闭合差：8）计算改正后的增量：9）按改正后的增量推算各点坐标。7.2.3 导线的内业计算f= 测-理= 测-（n-2)18007.2.3 导线的内业计算(闭合导线算例）returndownupYX8附和导线测量计算步骤：1）绘计算草图、计算表格：2）计算角度闭合差：3）调整角度闭合差,并计算改正后的角度4）按调

6、整后的角度推算各边的方位角：5）计算坐标增量：6）坐标增量闭合差的计算：7）调整坐标增量闭合差：8）计算改正后的增量：9）按改正后的增量推算各点坐标。7.2.3 导线的内业计算7.2.3 导线的内业计算(附合导线算例）returndownup 7.2.4 导线测量错误检查一个转折角测错的查找方法分别从导线两端的已知点出发，按支导线计算出各导线点的坐标，得到两套坐标；如果某一个导线点的两套坐标值非常接近，则该点的转折角最有可能测错downup一条边长测错的检查方法7.2.4 导线测量错误检查分别计算出导线的纵、横坐标增量闭合差则可得全长闭合差（f）的方向为：凡是与全长闭合差f平行的边长最有可能测

7、错returndownup7-3 交会定点7.3.1 交会测量概述7.3.2 图形类型交会测量7.3.3 观测值类型交会测量Home7.3.1 交会测量概述概念：通过测量交会点与周边已知点所构成的三角形的水平角来计算交会点的平面坐标；常用来加密小地区平面控制点分类： 1. 按交会图形 前方交会、侧方交会、后方交会 2. 按观测值类型 测角交会、测边交会、边角交会returndownup7.3.2 图形类型交会测量计算步骤：计算已知边的边长和坐标方位角计算待定边的边长和坐标方位角计算待定点的坐标检核计算计算公式为：注意： 为保证交会点的精度，在选定P点时,应使交会角在30120度之间，最好近于9

8、0度！ 用公式计算时，点位编号应保证A，B，P三点构成旋转的方向为逆时针方向且与实际情况相符!downup一、前方交会测量7.3.2 图形类型交会测量概念：分别在一个已知点（A）和待定点（P）上安置仪器，观测水平角，和检查角，进而确定P点的坐标计算方法：计算出=180-（ + ）按照前方交会的计算方法步骤求出P点的平面坐标并进行检核 downup二、侧方交会测量7.3.2 图形类型交会测量概念：仅在待定点P上安置仪器，观测水平角，和检查角，进而确定P点的平面坐标计算公式为：注意：在选定P时，应避免其落在危险圆上！returndownup三、后方交会测量7.3.3 观测值类型交会测量一、测边交会

9、downup7.3.3 观测值类型交会测量二、测边角后方交会returndownup7-4 三、四等水准测量7.4.1 四等水准测量技术要求7.4.2 四等水准测量实施方法Home7.4.1四等水准测量技术要求downup技术要求：视距长度 80m视距差 5m视距累积差 10m视线最低高度0.2m基、辅分划（黑、红面）读数差 3.0mm基、辅分划（黑、红面）高差较差5.0mm闭合差 后红中后黑上下中前黑上下中前红中7.4.2四等水准测量实施方法BA前视尺前进方向C后视尺一、测站观测程序（后前前后、黑黑红红） 后视黑面：读上、下、中丝 前视红面：读中丝 前视黑面：读上、下、中丝 后视红面：读中丝

10、downup二、测站计算与检核步骤 视距计算：读数校核与高差计算：计算的校核：downup7.4.2四等水准测量实施方法三、填表计算例题7.4.2四等水准测量实施方法7-5 三角高程测量7.5.1 测量原理7.5.2 观测与计算Home7.5.1 三角高程测量原理大地水准面returndownup7.5.2 三角高程观测与计算观测步骤： 安置仪器，量取仪器高（），量取目标高（） 照准目标，观测竖直角和距离（斜距或水平距离）returndownup7-6 全球定位系统7.6.1 GPS的发展及产生7.6.4 GPS定位原理Home7.6.2 GPS的组成7.6.3 GPS的特点7.6.5 GPS

11、误差来源和影响7.6.6 其他卫星导航系统（1）卫星多普勒定位技术接收到子午卫星的信号，就可籍助已知的卫星轨道信号，进行单点定位和双点联测点位。 缺点：卫星数少， 间隔的时间过长，不能进行连续的观测 。定位精度也比较低。（2）GPS全球定位系统它是一种可以定时和测距的空间交会定点的导航系统；可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。7.6.1 GPS的发展及产生 空间卫星座24颗卫星发射信号提供卫星轨道、时间数据及辅助资料信息 用户设备接收并处理卫星信号记录处理数据提供导航定位信息 地面监控中央控制系统实现时间同步跟踪卫星定位7.6.2 GPS的组成GPS工作卫星的图片

12、7.6.2 GPS的组成7.6.2 GPS的组成7.6.2 GPS的组成双频RTK GPS测量系统 7.6.2 GPS的组成7.6.3 GPS的特点用途广泛自动化程度高观测速度快定位精度高经济效益高7.6.4 GPS定位原理GPS系统定位分为：静态定位、动态定位常用的几种定位方法：测距码伪距法、载波相位法、多普勒测量法、射电干涉法7.6.4 GPS定位原理测距码伪距法7.6.4 GPS定位原理测距码伪距法12347.6.4 GPS定位原理测距码伪距法与卫星有关的误差卫星钟差 卫星星历误差地球自转的影响 相对论效应的影响信号误差电离层和对流层折射的影响多路效径应的影响观测误差和接收设备的误差 观

13、测误差 接收机钟差天线相位中心的位置偏差 7.6.5 GPS误差来源和影响7.6.5 GPS误差来源和影响 1） 俄罗斯GLONASS2）欧盟 GALILEO 3）中国的北斗系统7.6.6 其他卫星导航系统GLONASS Global Navigation Satellite System（全球导航卫星系统）开发者俄罗斯（前苏联）系统构成卫星星座地面控制部分用户设备（1）俄罗斯GLONASS7.6.6 其他卫星导航系统GLONASS constellation卫星7.6.6 其他卫星导航系统（1）俄罗斯GLONASS GLONASS与GPS的比较参 数GLONASSNAVSTAR GPS系统中

14、的卫星数213213轨道平面数36轨道倾角64.8 55轨道高度19100km20180km轨道周期（恒星时）11h15min12h卫星信号的区分FDMACDMAL1频率16021615MHz频道间隔0.5625MHz1575MHzL2频率12461256MHz频道间隔0.4375MHz1228MHz7.6.6 其他卫星导航系统（1）俄罗斯GLONASS卫星运行状况从1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星起，至1995年12月14日共发射了73颗卫星。由于卫星寿命过短，加之俄罗斯前一段时间经济状况欠佳，无法及时补充新卫星，故该系统不能维持正常工作。到目前为止（2006年3月20日）

15、,GLONASS系统共有17颗卫星在轨。其中有11颗卫星处于工作状态，2颗备用，4颗已过期而停止使用。俄罗斯原计划到2009年使GLONASS系统的工作卫星数量至少达到24颗，开始发挥导航定位功能。7.6.6 其他卫星导航系统（1）俄罗斯GLONASS（2）欧洲的GALILEO系统1990年提出美国在2015年关闭48小时GPS信号可给欧洲造成10亿欧元的损失，（国际太空2002年6月）1994年正式成立一个欧洲GNSS（Global Navigation Satellite System)发展委员会1999年12月GALILEO项目正式启动计划2008年投入使用。2001年10月中国与欧洲建

16、立了联合工作组7.6.6 其他卫星导航系统研究与布设进展2005年12月28日第一颗Galileo试验卫星（Galileo In-Orbit Validation Elements-GlOVE-A）成功进入高度为2.3万Km的预定轨道。2006年1月12日，GlOVE-A已开始向地面发送信号。这标志着总投资为34亿欧元（约合41亿美元）的计划已进入实施阶段。到2013年欧洲将发射30颗服役期约为20年的正式卫星，完成伽利略卫星星座的部署工作。伽利略系统建成后，美欧两大相互兼容的导航定位系统将大大有助于提供导航定位的精度和可靠性。7.6.6 其他卫星导航系统（2）欧洲的GALILEO系统伽利略卫

17、星伽利略系统星座7.6.6 其他卫星导航系统（2）欧洲的GALILEO系统GALILEO系统的特点原理与美国的GPS相同30颗卫星组成，分布在3个轨道面上，每个轨道面上9颗工作卫星1颗备用卫星。轨道高度23616Km，倾角56，轨道相隔120,周期：14小时4分3频L1，L2，L3低价格的接收机，但更高的精度、更好的可靠性用户分三级，最低级用户（免费用户）单点定位精度不低于6米7.6.6 其他卫星导航系统（2）欧洲的GALILEO系统（3）中国的北斗星系统名称：“北斗一号”双星导航系统构成：由两颗同步卫星组成，运行半径36000公里，在东经70和140度的赤道上空原理：主动式、二维定位系统，有

18、L，S两个波段频率的信号，地面中心站计算用户坐标，再通过卫星转发给用户精度：精度取决于高程，高程精度较高时，定位精度为20米7.6.6 其他卫星导航系统7.6.6 其他卫星导航系统（3）中国的北斗星系统“北斗卫星导航系统”系统是由空间卫星、地面控制中心站和北斗用户终端三部分构成。空间部分包括两颗地球同步轨道卫星（GEO）组成。卫星上带有信号转发装置，完成地面控制中心站和用户终端之间的双向无线电信号的中继任务。7.6.6 其他卫星导航系统（3）中国的北斗星系统习题1、导线的布设形式有哪些？2、导线测量的外业有哪些内容，内业处理的步骤是什么？3、闭合导线填表计算。4、附和导线填表计算。115.10

19、100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006习题124.08164.10208.5394.18147.44AB567CDABCDXB=1230.88YB= 673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248BC8习题T = = D1400012000点号转折角 (右) 改正后转折角 方向角 边 长 D(米) 坐 标增量(米)X Y改 正 后增量(

20、米)X Y坐标(米) X Y点号A1234A1 97 03 00105 17 06101 46 24123 30 06112 22 24+12+12 +12+12+1248 43 18 131 40 06 206 22 48 284 36 12 341 05 54 48 43 18 485.47 +0.09 -0.08x = +0.09y =0.08= x + y =0.120 539 59 00理=5400000= 测理=60容=605 =134 540 00 0097 03 12105 17 18101 46 36123 30 18112 22 36115.10 100.09 108.32 94.38 67.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.89-2-2-2-2-1+2+2+2+1+1612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A闭合导线坐标计算+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.79-48.11-91.32-