测量学章控制测量

第7章控制测量问题：怎么确定一个点的坐标？有哪些外业操作和内业计算？可以检核吗？多个点坐标怎么得到？第7章控制测量控制测量概述导线测量交会定点三、四等水准测量三角高程测量控制测量的概念控制测量的任务：在一定范围的地面上，通过建立（平面和高程）控制网，精确测定控制点的位置——X、Y、H

控制测量的作用：

1、各项测量的基础

2、具有控制全局的作用

3、限制测量误差的传递和积累§7.1控制测量概述一、为什么要做控制测量？测量工作应遵循的原则从整体到局部，先控制后碎部，由高精度到低精度逐级加密，层层检查遵循测量工作原则的目的减小误差积累，保证测图精度可以分幅测绘，加快测图进度防止错漏发生，保证成果正确二、控制测量

平面控制测量：测定点位的平面位置(x,y)

GPS卫星定位、导线测量、三角测量、三边测量、边角测量、

高程控制测量：测定点位的高程H水准测量、三角高程测量、GPS高程测量三、国家基本控制网国家平面控制网采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、三、四等。主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导线测量。国家一、二等网合称为天文大地网。我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，1975年修补测工作全部结束，全网约有5万个大地点。国家高程控制网采用逐级控制、分级布设的原则，分为一、二、三、四等其中一、二等水准测量称为精密水准测量。一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。全长为93000多km，包括100个闭合环，环的周长为800~1500km。二等水准是国家高程控制网的全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300~700km，全长为137000多km，包括822个闭合环。沿一、二等水准路线还要进行重力测量，提供重力改正数据。三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等环不超过300km四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80km。四、城市控制网在城市地区建立的控制网成为城市控制，一般分级布设为城市大比例尺测图、城市规划、市政工程建设等服务分为城市平面控制网和城市高程控制网四、工程控制网为工程建设而布设的测量控制网称为工程控制网按用途可分为：测图控制网、施工控制网、变形监测控制网按类型可分为：平面控制网和高程控制网五、图根控制网为大比例尺测图而建立的控制网称为图根控制网按类型可分为：平面控制网和高程控制网§7.2导线测量一、导线由测量人员根据测量任务在测区内选定若干控制点，组成的多边形或折线称导线，这些点称导线点。导线测量的目的主要是确定导线点的平面坐标——平面控制测量二、形式闭合导线起讫于同一已知点的导线，称为闭合导线。它有3个检核条件：一个多边形内角和条件和两个坐标增量条件。AB12345三角点（已知控制点）导线点附合导线布设在两个已知点之间的导线，称为附合导线。它有3个检核条件：一个坐标方位角条件和两个坐标增量条件。ABCD1234三角点（已知控制点）导线点支导线由一已知点出发，即不附合也不闭合，支导线只有必要的起算数据，没有检核条件，它只限于在图根导线中使用，且支导线的点数一般不应超过3个。支导线1-11-2三、导线测量的外业工作1.踏勘选点，布网设计（通视、点位易于保存、视野开阔、均匀分布在测区）2.埋石（埋桩）、编号、作点之记3.测量导线边长4.观测水平角（联接角和折角）1∠AB1为联接角∠1、∠2∠3、∠4、∠5∠5B1均为折角AB2345例：四、导线测量的内业工作（以闭合导线为例）1.整理外业数据，绘制略图按照实际方位、折角、距离绘出略图AB23451NαABβ1β2β3β4β5β62.角度闭合差的计算与调整闭合图形条件：∑β理=（n-2）180°

闭合图形条件：∑β测=β1+β2+β3+…βn

闭合差：fβ

=∑β测－∑β理容许误差：f容=±40″如果fβ＜f容，则进行调整，方法：将闭合差反其符号，平均分配到各水平角上改正后内角和：∑β测′

=β1′

+β2′

+…βn′=∑β理3.用改正后的导线内角推算各边的坐标方位角注意：一定要推算到原已知方位角上进行验算！4.坐标增量的计算坐标增量导线边长方位角5.坐标增量闭合差的计算理论值：计算值：闭合差：导线全长闭合差：6.坐标增量相对闭合差的计算7.坐标增量闭合差的调整例：验算8.计算改正后的坐标增量例：验算8.计算各导线点的坐标注意：一定要计算到原已知坐标点上进行验算！！闭合导线计算完毕，附合导线计算方法与闭合导线方法雷同，但有两处不同。计算附合导线坐标的两处不同ABCD1234αABαCD已知方位角已知方位角折角（水平角）β3β4β5β6βB2.坐标增量闭合差的计算不同1.角度闭合差的计算不同3.算例§7.4交会定点通过测量交会点与周边已知坐标点所构成三角形的角度或边长计算交会点的平面坐标，它是加密小地区平面控制点的方法之一按交会的图形分：前方交会(forwardintersection)侧方交会(sideintersection)后方交会(resection)按观测值类型分测角交会(angularintersection)测边交会(linearintersection)边角交会(linear-angularintersection)只介绍测角交会的坐标计算方法测边交会和边角交会的坐标计算方法可由测角交会方法推出§7.5三、四等水准测量小地区一般以三等或四等水准网作为首级高程控制地形测量时再用图根水准测量或三角高程测量进行加密三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水准点引测，布设成附合或闭合水准路线点位应选在土质坚硬、便于长期保存和使用的地方，并应埋设水准标石也可用埋设了标石的平面控制点作为水准点水准点应绘制点之记

三、四等水准测量的技术要求三、四等水准测量仪器及水准尺三、四等水准测量的方法三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。1)一站观测顺序①在测站上安置水准仪，后视水准尺黑面用上、下视距丝读数，记入表7-12中(1)、(2)位置旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中，用中丝读数，记入表7-12中(3)位置②前视水准尺黑面，用上、下视距丝读数，记入表7-12中(4)、(5)位置旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中，用中丝读数，记入表7-12中(6)位置③前视水准尺红面，旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中用中丝读数，记入表7-12中(7)位置④后视水准尺红面，旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中用中丝读数，记入表7-12中(8)位置。以上观测顺序简称为后、前、前、后。2)一站计算与检核①视距计算与检核后视距离(9)={(1)-(2)}÷10前视距离(10)={(4)-(5)}÷10计算前、后视距差(11)：(11)=(9)-(10)三等水准，(11)不超过3m，对于四等水准，(11)不超过5m。计算前、后视视距累积差(12)：(12)=上站(12)+本站(11)三等水准，(12)不超过6m，四等水准，(12)不超过10m。②水准尺读数检核同一水准尺黑面与红面读数差的检核：(13)=(6)+K-(7)(14)=(3)+K-(8)K为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差本例，106尺的K=4787mm，107尺的K=4687mm三等水准，(13)、(14)不超过2mm；四等水准，(13)、(14)不超过3mm。③高差计算与检核按前、后视水准尺红、黑面中丝读数分别计算一站高差：黑面高差(15)={(3)-(6)}÷1000红面高差(16)={(8)-(7)}÷1000红黑面高差之差(17)=(15)-{(16)±0.1}=(14)-(13)对于三等水准，(17)不超过3mm，对于四等水准，(17)不超过5mm。红、黑面高差之差在容许范围以内时，取其平均值作为该站的观测高差：(18)={(15)+(16)}/2三、四等水准测量成果处理内容：根据已知点高程和水准路线的观测高差，求出待定点的高程值前面所讲的图根水准测量成果处理方法是一种近似的成果处理方法，它不能用于三、四等水准测量的成果处理《城市测量规范》规定，各等级高程控制网(指一、二、三、四等水准网)应采用条件平差或间接平差进行成果