测量教案6章_控制测量[121页]课件

1、第6章 控制测量 6.1 控制测量概述测量并计算控制点x，y，H坐标控制测量x，y坐标平面控制测量H坐标高程控制测量高级低级，一、二、三、四等逐级布设。1) 平面控制测量国家平面控制网三角测量法西部困难地区导线测量法一等三角锁沿经、纬线布设成纵横交叉三角锁系锁长200250km，构成120个锁环一等三角锁由近于等边三角形组成，边长2030km二等三角测量两种布网方案(1) 纵横锁系布网纵横交叉两条二等基本锁，平均边长2025km二等锁环分成四个大致相等部分,由二等补充网填充。(2) 全面布网一等锁环内布设全面二等三角网，平均边长13km在一等锁两端，二等网中间测起算边长、天文经纬度、方位角国家

2、一、二等网天文大地网,19511961年布设1975年修补测工作全部结束三、四等三角网为在二等三角网内进一步加密。解放军测绘学院大地测量专业学生在建造的三角测量木质觇标上留影青藏高原导线城市测量规范规定城市平面控制网测量可采用GNSS卫星定位测量、导线测量边角组合测量等方法测量。2) 高程控制测量水准测量一、二、三、四等三角高程测量四等、五等及以下GNSS拟合高程测量五等及以下全国范围，按国家统一规范测定高程水准点构成网水准点上设有固定标志，以便长期保存国家水准网按逐级控制、分级布设原则分一、二、三、四等一等水准国家高程控制骨干沿地质构造稳定和坡度平缓交通线布满全国构成网。二等水准国家高程控制

3、网的全面基础沿铁路、公路和河流布设二等水准环线布设在一等水准环内。6.2 导线测量建立平面控制网的常用方法之一。1) 导线的布设相邻控制点连成直线构成折线导线控制点导线点导线测量导线边平距，相邻导线边水平角起算数据推算各边方位角导线点平面坐标地物分布复杂建筑区，视线障碍多隐蔽区和带状区布设形式闭合导线、附合导线、支导线三种导线布设形式(1) 闭合导线起讫于同一已知点的导线从高级控制点A、BA边方向出发经1、2、3、4点，返回起点A，形成闭合多边形3个检核条件1个多边形内角和条件和2个坐标增量条件。(2) 附合导线两个已知点间的导线从高级点B、AB边方向出发，经5、6、7、8点附合到另一高级点C

4、和已知边方向CD3个检核条件1个坐标方位角条件和2个坐标增量条件。(3) 支导线由已知点C、 CD边方向出发延伸出去的导线C、9、10支导线只有必要起算数据，无检核条件仅限于图根导线使用支导线点数一般不应超过3个!青藏高原导线2) 导线测量外业踏勘选点、建立标志、全站仪测角、测距(1) 踏勘选点及建立标志收集测区原有地形图，高等级控制点成果资料中小比例尺地形图上初步设计导线布设路线按设计方案实地踏勘选点 相邻导线点间通视良好，便于测角、测距 点位选在土质坚实，便于保存处 点位视野开阔，便于测绘周围地物地貌 导线边长应符合规范规定最长不超过平均边长2倍，邻边长悬殊不应太大 导线均匀分布在测区，便

5、于控制整个测区。导线点位埋设土质地面打木桩，桩顶钉小钉临时性标志碎石或沥青路面，凿十字纹大铁钉代替木桩(测钉)混凝土场地或路面，凿十字纹，涂红漆需长期保存导线点，埋设混凝土导线点标石应分等级统一编号，便于测量资料统一管理为便于观测时寻找点位附近房角或电线杆等明显地物用红油漆标明指示导线点位置为每个导线点绘制点之记注记地名、路名、导线点编号导线点距离邻近明显地物点的距离测钉测绘店有售广州市天河软件园小区道路导线点施工测量控制点广西柳州市智晶测绘器材厂(QQ4000889208)各等级不锈钢测量标志(可定制)等级测量点不锈钢标志(可定制)等级测量点不锈钢标志(可定制)导线点点之记导线点在地形图上的

6、表示符号(2) 导线边长与转折角测量全站仪测量导线边长，并对所测边长施加气象改正。导线转折角是导线点上由相邻导线边构成的水平角导线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右侧的水平角称为右角。若观测无误差在同一导线点测得的左角与右角之和应等于360o。3) 闭合导线计算导线计算目的是求各导线点的平面坐标。导线点坐标计算前应检查导线测量外业记录数据是否齐全，有无遗漏、记错、算错成果是否符合规范要求？检查无误且符合规范要求后，绘制导线略图将已知数据和观测成果标注于图上。二级闭合导线略图(1) 角度闭合差的计算与调整n边形内角和理论值理=(n2)180on边形闭合导线内角1、2、nAB

7、边用了两次，加上B-1、1-2、2-3、3-B四条边构成六边形，角度和理论值=(62)180o=720o水平角观测误差测理角度闭合差f=测理二级全站仪导线限差ff限，f“反号平均分配”计算角度改正数vv=-f/nv加至各观测角i(2) 导线边方位角的推算取“”取“”(3) 导线边坐标增量的计算与坐标增量闭合差的调整导线边坐标增量xij=Dijcosij，yij=Dijsinij闭合导线x，y坐标增量代数和的理论值=0 x理=0，y理=0坐标增量闭合差的计算fx=x测x理=x测fy=y测y理=y测导线全长闭合差导线全长相对闭合差的定义二级导线K限=1/10000KK限时，可以分配坐标增量闭合差f

8、x、 fy原则是反号与边长成比例分配边长Dij的坐标增量改正数，坐标增量平差值(4) 导线点的坐标推算i点坐标推算j点坐标公式 (5) 南方MSMT手机软件导线平差程序计算闭合导线 新建二级导线平差文件 执行文件“输入数据及计算”命令输入已知控制点的坐标输入观测数据、平差计算、导出Excel成果文件在PC机启动MS-Excel打开成果文件4) 附合导线计算差异角度闭合差f、坐标增量闭合差fx，fy(1) 角度闭合差f的计算由AB，转折角B，1，2，3，4，C推算方位角CD角度闭合差f=CDCD(2) 导线边坐标增量闭合差的计算导线边长坐标增量之和理论值x理=xCxB，y理=yCyBfx理=x测

9、x理=x测(xCxB)fy理=y测y理=y测(yCyB) (3) 南方MSMT手机软件导线平差程序计算附合导线 新建图根导线平差文件 执行文件“输入数据及计算”命令输入已知控制点的坐标输入观测数据、平差计算、导出Excel成果文件在PC机启动MS-Excel打开成果文件6.3 交会定点测量交会定点是加密平面控制点方法之一。测角前方交会和后方交会1) 前方交会在已知点A、B安置全站仪向待定点观测水平角交会角尽可能位于30o120o之间，最好近于90oP点坐标计算公式余切公式要求ABP旋转方向为逆时针方向适于fx-5800P计算器计算。使用fx-5800P计算前方交会点P的平面坐标前方交会点名编号

10、要求ABP旋转方向为逆时针方向前方交会A、B、P编号不同对P点坐标的影响。2) 角度后方交会将全站仪安置在任意未知点P观测至少3个已知点的方向值，计算测站点的坐标。后方交会自由设站危险圆不在同一直线上的三个已知点A、B、C构成的圆，P点位于危险圆时，无法计算。P点坐标计算公式方向观测值计算水平角公式三个系数值计算公式(2) 南方MSMT手机软件后方交会程序计算 新建角度后方交会文件 执行测量命令点击 按钮，手机蓝牙连接南方NTS-362R6LNB全站仪S105744输入A点已知坐标，全站仪望远镜瞄准A点觇标点击 按钮蓝牙读取水平盘读数。同理，分别输入B、C、D点已知坐标望远镜分别瞄准B、C、D

11、点觇标，点击 按钮读数点击 按钮。 导出Excel成果文件 点击 按钮，启动手机WPS Office打开导出的Excel成果文件。在PC机启动MS-Excel打开成果文件2) 边角后方交会边角后方交会需要观测至少两个已知点的方向和平距 (1) 测站点坐标计算原理全站仪安置在任意未知点P对安置在已知点A的棱镜测距设水平盘读数为HRA，平距为HDA对安置在已知点B的棱镜测距设水平盘读数为HRB，平距为HDB。下面介绍使用复数坐标变换的方法推导边角后方交会点平面坐标的计算公式。设A、B两点在测站坐标系的坐标复数为 测站坐标系与高斯坐标系尺度参数与旋转角测站坐标系高斯坐标系的旋转尺度复数z根据复数定理

12、一，解算测站点的测量坐标zP复数。(2) 使用fx-5800P计算器计算边角后方交会案例已知点A点高斯坐标复数存入A变量已知点B点高斯坐标复数存入B变量A点测站坐标复数存入C变量B点测站坐标复数存入D变量AB边高斯坐标平距存入E变量，方位角存入F变量AB边测站坐标平距存入G变量，方位角存入H变量尺度参数r存入R变量，旋转参数存入S变量复数公式计算P点高斯平面坐标：(2) 南方MSMT手机软件后方交会程序计算 新建边角后方交会文件 执行测量命令点击 按钮，手机蓝牙连接南方NTS-362R6LNB全站仪S105744输入A点高斯坐标，全站仪望远镜瞄准A点棱镜中心点击 按钮蓝牙启动全站仪测距同理，输

13、入B点高斯坐标，望远镜瞄准B点棱镜中心点击 按钮蓝牙启动全站仪测距点击 按钮计算测站点高斯坐标。 导出Excel成果文件 点击 按钮，启动手机WPS Office打开导出的Excel成果文件。6.4 三角高程测量当地形高低起伏、两点间高差较大不便于水准测量时常用三角高程测量测量两点间平距/斜距及竖直角(1) 地球曲率改正数f1(2) 大气折光改正数 f2受重力影响地球表面低层空气密度高层空气密度当竖直角观测视线穿过密度不均匀介质时将形成一条上凸曲线使视线的切线方向向上抬高测得的竖直角偏大该现象为大气垂直折光 将受大气垂直折光影响视线看成半径为R/k的近似圆曲线k为大气垂直折光系数气差改正公式球

14、气差改正(两差改正)1) 三角高程测量的严密计算公式(1) 未考虑球气差改正f的三角高差计算公式用平距DhAB=DABtanAB+iAvB用斜距ShAB=SABsinAB+iAvB适用于两点相距200m的三角高差计算(2) 考虑球气差改正f的三角高差计算公式用平距DhAB=DABtanAB+iAvB+f用斜距ShAB=SABsinAB+iAvB+f球气差改正大气垂直折光系数:k0.080.14间，f 0k随地区、气候、季节、地面覆盖物视线超出地面高度不同而变化人类还没有办法测定它的精确数值一般取k=0.14计算球气差改正f折光系数k不能精确测定，使球气差改正f带有误差距离D越长，误差越大。城市测量规范规定减小两差改正误差的另一个方法在A、B两点同时进行对向观测，两点k值相同两差改正f 也相等，往返测高差分别为hAB=DABtanAB+iAvB+fhBA=DBAtanBA+iBvA+f取往返测高差的平均值可以抵消掉 f 的影响。使用fx-5800P计算AB边长往返测三角高差案例使用fx-5800P计算CD边长往返测三角高差案例2005年珠峰高程复测第一阶段：精密水准测量海拔5600m之下水准测量法 从拉孜(西藏藏族自治区西南部,此次测量起点)到5600m珠峰半