房地产控制测量

第七章房地产控制测量§7.1控制测量概述§7.2导线测量§7.3交会测量§7.4高程控制测量§7.5全球定位系统（GPS）及其应用§7.6RTKGPS技术简介控制测量—为建立测量控制网而进行的测量工作。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。作用：①可控制全局；②为减少误差积累；③可分组进行作业。控制测量的原则：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；4、要有统一的规格。

内容：平面控制、高程控制。一、平面控制测量确定控制点平面位置的工作。国家平面控制网城市平面控制网小地区平面控制网常规方法：三角测量、导线测量平面控制网：

国家控制网——

一等三角锁200Km200Km一、二等点标石国家控制网—二等连续网三、四等三角网三等网平均边长8公里，四等网平均边长2～6公里

(a)插网法(b)插点法城市平面控制网：

二、三、四等网。一、二级小三角网、小三边网。一、二、三级导线网。图根控制网（导线网、交会定点）。城市导线网小地区范围：：面积在15km²以内内。为大比例尺测测图和工程建建设而建立的的平面控制网。。一般采用小三三角网或相应应等级的导线网。包括：首级控制网、、图根控制网网二、高程控制制测量布设原则：由由高级到低、、从整体到局局部。国家高程控制制网：一、二二、三、四等等。城市高程控制制网：二、三三、四等。小地区高程控控制网：三、、四等及图根根水准。各级高程控制网均均采用水准测量、高山地区可采采用水准三角高程测量量。国家家高高程程控控制制网网返回导线线————测测区区内内相相邻邻控制制点点连成成直直线线而而构成成的的连连续续折线线。导线线边边导线线测测量量————在在地地面面上上按按一一定定要要求求选选定定一一系列列的的点点依依相相邻邻次次序序连连成成折折线线，，并测测量量各各线线段段的的边边长长和和转转折折角角，，再根根据据起起始始数数据据确确定定各各点点平平面面位位置的的测测量量方方法法。。一、、导导线线的的布布设设形形式式与与等等级级导线线的的布布设设形形式式：：附合合导导线线、、闭闭合合导导线线、、支支导导线线。。AB1DC23AB12345附合合导导线线闭合合导导线线BA12支导导线线钢尺尺量量距距各各级级导导线线的的主主要要技技术术要要求求注：：表表中中n为为测测站站数数，，M为为测测图图比比例例尺尺的的分分母母二、、导导线线测测量量的的外外业业工工作作1.踏踏勘勘选选点点及及建建立立标标志志混凝凝土土桩桩（（永永久久性性））木桩桩（（临临时时性性））点之之记记2.导导线线边边长长测测量量光电电测测距距（（测测距距仪仪、、全全站站仪仪））、、钢钢尺尺量量距距3.导导线线转转折折角角测测量量一般般采采用用J6经经纬纬仪仪测测回回法法测测量量。。导线线转转折折角角有有左角角和右角角之分分。。当与与高高级级控控制制点点连连测测时时，，需需进进行行连连接接测测量量。。NBA32154三、、导导线线测测量量的的内内业业计计算算思路路：：①由由水水平平角角观观测测值值β，计计算算方方位位角角α；②由由方方位位角角α、边边长长D，，计计算算坐坐标标增量量ΔX、ΔY；；③由由坐标标增增量量ΔX、ΔY，，计计算算X、、Y。。（计计算算前前认认真真检检查查外外业业记记录录，，满满足足规规范范限差差要要求求后后，，才才能能进进行行内内业业计计算算））1.坐坐标标计计算算公公式式：：（1））坐坐标标正正算算（（由由α、D，，求X、、Y））已知知A（（）），，，，求B点点坐坐标标。OyxAB注：：计计算算出出的的αAB，应应根根据据ΔX、、ΔY的的正正负负，，判断断其其所所在在的的象象限限。。（2））坐坐标标反反算算（（由由X、、Y，，求α、D，）OyxAB已知知A（（））、、B（（））求。2、、附附合合导导线线的的计计算算如图图，，A、、B、、C、、D是是已已知知点点，，起起始始边边的的方位位角角和和终终止止边边的的方方位位角角为已已知知。。外外业业观观测测资资料料为为导导线线边边距距离离和和各各转转折折角角。。例：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向+）BD4231CA（1）计算算角度闭合合差：如图：以右右转折角为为例计算。。一般公式：：同理：以左左角计算CDa即：（各级导线线的限差见见规范）检核：（2）闭合合差分配（计算角度度改正数））：式中：n—包括连接角角在内的导导线转折角角数（3）计算算改正后的的角度β改：计算检核条条件：（4）推算各边的的坐标方位位角α：（用改正后后的β改）计算出的，，否则则，需重算算。（5）计算算坐标增量量ΔX、ΔY：（6）计算算坐标增量量闭合差：由于的的存在在，使导线线不能和CD连接，，存在导线全长长闭合差：：导线全长相相对闭合差差：（7）分配配闭合差：：检核条件：：（8）计算算改正后的的坐标增量量：检核条件：：（9）计算算各导线点点的坐标值值：依次计算各各导线点坐坐标，最后推算出出的终点C的坐标，，应和C点点已知坐标标相同。20536482904054202470816721561753125214093312560744-13-13-13-13-13-12-7720536352904042202465516721431753112214092012560625236442821107531002711774016901833944721603801125.3698.71114.63116.44156.25641.44+0.04-107.31+0.03-17.92+0.04+30.88+0.03-0.63+0.05-13.05-108.03-0.02-64.81-0.02+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

α距离Dm点号A1B234CD增量计算值改正后增量坐标值ΔxmΔymΔxmΔymxmym1536.86837.541429.59772.711411.70869.811442.621011.081442.021127.501429.021283.17-107.843.闭合导导线的计算算闭合导线的的计算步骤骤与附合导导线基本相相同，需要要强调以下下两点：(1)角度度闭合差的的计算n边形闭合合导线内角角和的理论论值应为：（2）坐标标增量闭合合差的计算算根据闭合导导线本身的的特点：理论上实际上北214378.16m105.22m129.34m80.18m辅助计算点号观测角（右角）°´"改正数˝改正角°´"1234坐标方位角α距离Dm点号1234增量计算值值改正后增量量坐标值ΔxmΔymΔxmΔymxmym1212闭合导导线坐坐标计计算表表10748308936308933505318431253000730020+13+13+12+12+50359591010748437300328934028936433600000125300030619152155317105.2280.18129.3478.16392.90-0.02-61.10-0.02+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+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00500.00500.00500.00四、查找导导线测量错错误的方法法1、个别测测角错误的的检查基本方法：：通过按一一定比例展展绘导线来来发现测角错误点。。闭合导线附合导线42131´4´AD2´233´45´5B(1)C(6)C´B´2、个别边边错误的检检查例：21341´4´5´5—导线全长闭闭合差f的坐标方位位角凡坐标方位位角与或或相相接近的的导线边，，是可能发生生量边错误误的边。五、城市图图根导线测测量的特点点及注意事项项图根控制点点—直接接用于测绘绘地形图的的控制点。。图根控制测测量—测测定图根点点平面位置置和高程的工作。由于城市街街区道路较较多，所以以图根控制制宜采用导线线测量，在在高级控制制点基础上上进一步加密密。图根支导线线测量时，，用DJ6经纬仪对对左、右折角各测一一测回，并并应满足，，边长往返丈丈量，K≤1/3000.图根支导线线平均边长长及边数利用电磁波波测距仪和和电子全站站仪，采用用极坐标法布设设图根点。。其中测角角的方向较较差不应超过30″，边长应遵遵循下表规规定。电磁波测距距仪极坐标标法边长返回交会定点用用来加密控控制点的方方法，分为测角交会和距离交会两类。BAPβαAABαβCAB前方交会DaDbP距离交会后方交会BPαγ侧方交会一、前方交交会1.基本公公式（余切切公式）BAPβα当A、B、、P逆时针针编号时：：当A、B、、P顺时针针编号时：：2、计算实实例为了提高精精度，通常常在三个已已知点上进进行观测，，得到P点点的两组坐坐标，其点点位较差为为：前方交会计计算实例点名x观测角角yAPBxAxBBPC中数略图辅助计算xP′xBxCxP″xPABα2β1Cα1β2Pα1β1β2α2yAyByP′yByCyP″yP37477.5437327.2037194.57437327.2037163.6937194.5437194.5616307.2416078.9016226.4216078.9016046.6516226.4216226.4240°41′57″75°19′02″58°11′35″69°06′23″二、后方交交会1.基本公公式（仿权权公式）式中：ABCαγβCBAαγβ注意事项：：1）α、β、γ必须分别与与A、B、C的按上图图所示关系系对应，这这三个角可可按方向观观测法获得得，其总和和应等于360°。2）∠A、、∠B、∠∠C为三个个已知点构构成的三角角形内角，，其值根据据三条已知知边的方位位角计算。。3）如出现现上图（b）的情况况，计算时时α、β、γ均以负值代代入计算。。4）P点不能能位于或接近近三个已知点点的外接圆上上，否则P点点坐标为不定定解或计算精精度低。后方交会计算算实例示意图图野外图图ABCαγβCBAαγβxAxBxCxA-xBxB-xCxA-xC∠A∠B∠C∑yAyByCyA-yByB-yCyA-yCPAPBPC∑αβγαBAαCBαCAxPyP1432.5661946.7231923.566-514.15723.167-490.99046°10′05.8″90°17′16.1″43°32′′38.1″180°00′00.0″4488.2664463.5193925.00824.707583.511963.2181.29315-0.7471281.791712.337731644.5554064.45879°25′′24″216°52′′04″63°42′′32″177°14′′55.8″87°32′′11.9″131°04′′50.0″三、、距离交交会1.基本本公式1）计算算直线AB的坐坐标方位位角：2）计算算A、B间的水水平距离离：3）利用用余弦定定理计算算∠A:4）求AP边的的坐标方方位角：：5）P点点的坐标标为：距离交会会计算实实例三角形编号ⅠⅡAP(Db)AB(DAB)BP(Da)BP(Db)BC(DAB)CP(Da)边名边长点名坐标标xy略图P点最后后坐标776.1621119.647321.180301.065312.266248.177260.722312.266479.593776.161524.7671119.6441217.407919.750A(A)B(B)P(P)B(A)C(B)P(P)479.593700.433776.1631217.4071355.9911119.650ⅠⅡCBAP返回小地区控控制测量量一般采采用三四等水水准测量量和三角高程程测量。一、三、、四等水水准测量量用于国家家高程控控制网加加密、建建立小地地区首级级高程控控制。布设设形形式式：：符合合水水准准路路线线、、结结点点网网的的形形式式；；闭合合水水准准路路线线形形式式；；水水准准支支线线。。三、、四四等等水水准准的的主主要要技技术术要要求求等级级水准准仪仪型号号视线线长长度度m前后后视视距距差差m前后后视视距距累累积积差差m视线线离离地地面面最最低低高高度度m基本本分分划划、、辅辅助助分分划划（（黑黑红红面面））读读数数差差mm基本本分分划划、、辅辅助助分分划划（（黑黑红红面面））高高差差之之差差mm等级级水准准仪仪型号号水准准尺尺线路路长长度度km与已已知知点点联联测测附合合成成环环线线观测测次次数数每千千米米高高差差中中误误差差mm往返返较较差差、、附附合合或或环环线线闭闭合合差差平地地mm山地地mm三四五图根根DS1DS3DS3DS10DS3因瓦瓦双面面双面面单面面单面面≤50≤16≤5往返返各各一一次次往返返各各一一次次往返返各各一一次次往返返各各一一次次往返返各各一一次次往返返各各一一次次往一一次次往一一次次往一一次次往一一次次6101520三四五图根根DS1DS3DS3DS10DS310075100≤10010035大致致相相等等6100.30.22.03.01.05.03.01.5L为为往往返返测测段段、、附附合合或或环环绕绕的的水水准准路路线线长长度度（（单单位位为为km））,n为为测测站站数数。。三四等等水准准测量量的观观测和和记录录方法法1）双双面尺尺法①后视视黑面面，读读取下下、上上、中中丝读读数，，记入入（1）（（2））（3）中中；②前视视黑面面，读取下下、上上、中中丝读读数，，记入入（4）（（5））（6）中中；黑面尺尺红面尺尺2）单单面尺尺法按变动动仪器器高法法进行行检核核。观观测顺顺序为为“后—前前—变动仪仪器高高—前——后”，变变高前前按三三丝读读数，，以后后按中中丝读读数。。③前视视红面面，读读取中中丝读读数，，记入入（7）；；④后视视红面面，读读取中中丝读读数，，记入入（8）。。测站计计算和和检核核1）双双面尺尺法计计算和和检核核①视距计计算前、后后视距距差：：三等水准测测量，，不得得超过3m，四等水准测测量，，不得得超过过5m。前、后后视距距累积积差：：三等水准测测量，，不得得超过6m，四等水准测测量，，不得得超过过10m。③计算算黑面面、红红面的的高差差三等水准测测量，，不得得超过过3mm，四等水准测测量，，不得得超过过5mm。式内内0.100为为单、、双号号两根根水准准尺红红面零零点注注记之之差，，以米米(m)为为单位位。④计算算平均均高差差②同一一水准准尺红红、黑黑面中中丝读读数的的检核核同一水水准尺尺红、、黑面面中丝丝读数数之差差，应应等于于该尺尺红、、黑面面的常常数差差K(4.687或4.787)，三等水准测测量，，不得得超过过2mm，四等水准测测量，，不得得超过过3mm。测站编编号点号后尺前尺下丝上丝下丝上丝后视距距前视距距视距差差d(m)Σd(m)方向及及尺号号水准尺尺读数数（m）黑面红面K+黑黑-红红平均高高差（m））备注K为尺尺常数数：K5=4.787K6=4.687三、四四等水水准测测量记记录（（双面面尺法法）（1））（4））（2））（5））（9））（10）（11）（12）后前后-前前（3））（6））（8））（7））（15）（16）（14）（13）（17）（18）12BM.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-前前后6前5后-前前1.2420.736+0.5066.0305.422+0.6081.6640.985+0.6796.3505.773+0.577-1+1-2+0.5070+1-1+2+0.6780每页校校核：：Σ（9）=117.0—Σ（10）=117.1=-0.1=2站站（12））Σ[（3）+（8）]=15.286—Σ[（6）+（7）]=12.916=+2.37Σ[（15）+（16））]=+2.37Σ（18）=+1.1852Σ（18）=+2.37总视距距Σ（9）+Σ（10）]=234.1m2）单单面尺尺法的的计算算校核核四等水水准测测量记记录、、计算算表（（变更更仪器器高法法）测站编编号1后尺前尺下丝上丝下丝上丝后视距距前视距距视距差差d(m)Σd(m)水准尺尺读数数（m）后视前视高差差+-平均高高差备注（1））（4））（2））（5））（3））（6））（9））（10）（11）（12）（8））（7））（15）（14）（13）1.6811.3071.4940.8490.4730.6610.5411.37237.437.6-0.2-0.20.8310.833+0.832（（5）AB大地水准面αDHAhABHBDtanαvi二、三角角高程测测量三角高程程测量原原理A、B两两点间的的高差：：若用测距距仪测得得斜距：：直觇A-B、反觇觇B-A———对向向观测等级仪器测回数三丝法中丝法指标较差˝竖直角较差˝对向观测高差较差mm附合或环型闭合差mm四等五等图根DJ2DJ2DJ61321≤7≤400D≤7≤10≤10测距仪三三角高程程测量的的主要技技术要求求三角高程程测量的的观测与与计算电磁波测测距三角角高程（（四等、、五等））、经纬纬仪三角角高程；；可布设三三角高程程网或高高程导线线，也可可布置为为闭合或或附合的的高程路路线。返回一、GPS系统的的构成GPS空间部分分GPS空空间系统统21+3颗GPS星座座载波L1:频率率1575.42MHz载波L2:频率率1227.60MHz地面控制制部分GPS一个主控控站、三三个注入入站和五五个监测测站GPS用户设备备部分按用途分分：导航型、、测地型型、授时时型按载波频频率分：：单频接收收机、双双频接收收机北京博飞飞GPS接收机机轻巧的主主机二、GPS定位位的基本本原理卫星（xs,ys,zs）与接收收机（x,y,z）之之间的距距离ρ建立的关关系式为为：实际上因因接收机机钟差改改正是未知数数，接收收机必须须同时至少测测定四颗颗卫星的的距离才能解算算出接收收机的三维坐标标。基本原理理：空间距离离后方交交会ρ2ρ3ρ4ρ1定位原理理和方法法：1、伪距距定位（（精度较较低）测量GPS卫星星的伪噪噪声码从从卫星到到达用户户接收机机天线的的传播时时间，进进而计算算出距离离。2、载波波相位定定位（精精度较高高）测定来自自GPS卫星的的载波信信号和接接收机产产生的同同频参考考信号之之间的相相位差Δф。GPS控控制网返回RTK概概述RTK（（RealTimeKinematic）技技术是GPS实实时载波波相位差差分的简简称。这这是一种种将GPS与数数传技术术相结合合，实时时解算进进行数据据处理，，在1~2s的的时间里里得到高高精度位位置信息息的技术术。它自20世纪90年代代初问世世以来，，极大的的拓展了了GPS的使用用空间，，使GPS从只只能进行行控制测测量的局局面中摆摆脱出来来，开始始广泛应应用于工工程测量量。一、RTK的工工作原理理RTK的的工作原原理是将将一台接接收机置置于基准准站上，，另一台台或几台台接收机机置于流流动站上上，基准准站和流流动站同同时接收收同一时时间相同同GPS卫星发发射的信信号，基基准站所所获得的的观测值值与已知知位置信信息进行行比较，，得到GPS差差分改正正值。然然后将这这个改正正值及时时的通过过无线电电无线电电数据链链电台传传递给共共视卫星星的流动动站，以以精化其其GPS观测值值，得到到经差分分改正后后流动站站较准确确的实时时位置。。二、RTK的系统组组成下面以美美国天宝宝导航有有限公司司生产的的4800GPS双频频接收机机为例，，说明RTK的的系统组组成，天天宝RTK系统统由下列列两部分分组成：：1、RTK系统基准准站的组组成和作作用如下图所所示，RTK系系统基准准站由基基准站GPS接接收机及及卫星接接收天线线、无线线电数据据链电台台及发射射天线、、直流电电源等组组成。其其作用是是求出GPS实实时相位位差分改改正值。。然后将将改正值值及时地地通过数数传电台台传递给给流动站站以精化化其GPS观测测值，得得到经差差分改正正后流动动站较准准确的实实时位置置。图8-1Trimble4800GPS—RTK基基准站配配置图GPS－－RTK作业能能否顺利利进行，，关键的的问题是是无线电电数据链链的稳定定性和作作用距离离是否满满足要求求。它和和无线电电数据链链电台本本身的性性能，发发射天线线的类型型，参考考站的选选址，设设备的架架设，环环境无线线电的干干扰情况况等有直直接的关关系。由于数据据链电台台采用400～～480MHZ高频载波波发送数数据，而而高频无无线电信信号是沿沿直线传传播的，，这就要要求参考考站发射射天线和和流动站站接收天天线之间间无遮挡挡信号的的障碍物物，这些些障碍物物在陆地地上主要要由地形形、建筑筑物、无无线电信信号发射射台等；；在海上上则主要要是地球球曲率的的影响。。为了尽量量避免参参考站设设备之间间相互干干扰，在在作业时时，大于于25W的数据据链电台台发射天天线距离离GPS接收天天线至少少2m，，最好6m以上上；发射射天线与与电台的的连接电电缆必须须展开，，以免形形成新的的干扰源源。RTK数数据链无无线电发发射机（（TRIMMRKⅡ））的工作作频率为为UHF频段（（400～480MHZ），当功功率一定定时，发发射距离离随天线线高度增增加而增增加，如如下式所所示：式中：4.24——为为天宝经经验值；；H1——电台台的天线线高；H2——流动动站的天天线高；；（8-1）例：天宝宝4800GPS接收收机使用用的TRIMMRKⅡⅡ无线电电数据链链电台发发射功率率为25W，电电台天线线高为9m，流流动站的的天线高高为2m，试计计算流动动站工作作的最远远距离？？解：已知知H1=9m，H2=2m，根据据公式可可计算出出流动站站在开阔阔地带工工作的最最远距离离为：注：该距距离是在在无任何何遮挡物物的空旷旷地带的的理论值值，实际际上要根根据实地地情况来来确定，，要留有有余量，，根据经经验，在在城市要要将电台台天线架架设在高高楼顶上上，才可可能达到到10公公里左右右的距离离。由于无线线电数据据链电台台发射功功率为25W，，耗电量量大，故故直流电电源的电电流选择择应大一一些，一一般选择择12V60A或12V120A为为宜，这这样，可可保证一一定的工工作时间间。2、RTK流动站的的组成和和作用如下图所所示，从从基准站站接收到到的信号号由流动动站的UHF电电台接收收，流动动站同时时也接收收相同的的卫星信信号，用用配备的的TSC1控制制器进行行实时解解算。3、RTK流动站的的组成和和作用为了保证证流动站站的测量量精度和和可靠性性，应在在整个测测区选择择高精度度的控制制点进行行检测校校对，选选择的控控制点应应有代表表性，均均匀地分分布在整整个测区区。1.基基准站站可以以安置置在已已知点点上，，也可可以不不安置置在已已知点点上。。若安安置在在已知知点上上，则则输入入已知知点的的坐标标，进进行坐坐标的的转换换（WGS—84转转换成成BJ54或其其它坐坐标系系）。。2.基基准站站若安安置在在未知知点上上（在在城市市测量量中，，有时时为了了控制制更远远和更更大的的范围围，根根据RTK的特特点，，可将