测绘学基础课程设计

PAGEPAGE21题目：测绘学基础课程设计学生姓名：学号：专业：班级：测绘学基础课程设计 1一.设计任务 31.1 3二.设计目的 32.1.1 32.1.2 32.1.3 32.1.4 3三.测区概况及相关资料 3四.首级控制网 44.1 44.1.1平面控制网 44.1.2方法一：导线测量 44.1.3方法二：三角测量 94.1.3方法比较 104.2.1高程控制网 114.2.2测站观测程序 11五.分幅及编号 125.1 125.2 125.3 12六.测图 136.1图根控制点加密 136.1.1前方交会 136.1.2侧方交会 136.1.3后方交会 146.2碎步点采集 156.3经纬仪测绘法 166.3.1 166.3.2 166.3.3 16七.图纸的整饰、拼接和检查 187.1拼接 187.2检查 197.3整饰 19八.预算 208.1工期 208.2人员 208.3费用预算 20一.设计任务1.1做校园平面图比例尺为1:1000的30×30mm测图二.设计目的2.1.1培养学生综合应用测量理论知识，分析和解决本专业中一般测量问题的能力；复习和巩固课程所学的理论知识，加强学生对该课程理论知识的理解和认识。2.1.2熟悉本专业中一般测量工作流程2.1.3熟悉用多种方法测量步骤，并进行比较，选出一种快捷，简单，省钱的测图方法2.1.4对一般测量工作作出预算，合理安排测量任务。三.测区概况及相关资料内蒙古科技大学坐落在首批全国文明城市、美丽的草原钢城—包头，包头市地处内蒙古高原的南端，阴山山脉横贯市区中部，形成北部高原、中部山地、南部平原三个地形区域。黄河流经该市南缘，而内蒙古科技大学处于包头市的南部，因而整个校区地势平坦，最大高差不超过5m。目前，学校占地121万平方米，建筑面积65万平方米，其中，教学行政用房31万平方米。校本部西校区属于我组测区。该区地势平坦，建筑物较多，且包含几条校主道。参照我组2012年6月所测地形图及其它历次测图资料，我组决定：图根平面控制网采用导线网布设，图根高程控制网采用环水准网布设，碎步测量采用全站仪测绘法，相关技术要求执行地形图测量规范规定。四.首级控制网4.1控制测量起着控制误差传递与积累的作用，并为数据采集测图工作提供依据。控制测量遵循“从整体到局部，线控制后碎部”的测量基本原则，首先在测区内建立满足精度与密度要求的控制网，再以控制网为基础，分别以各控制点作为测站施测其周围碎部点。4.1.1平面控制网图根平面控制点的布设，采用图根导线，图根三角锁方法，局部地区采用交会法布设4.1.2方法一：导线测量图根导线测量：1.闭合导线由某一高级控制点出发最后又回到该点，组成一个闭合多边形。它适用于面积较宽阔的独立地区作测图控制。2.闭合导线所示，自某一高级控制点出发最后附合到另一高级控制点上的导线，它适用于带状地区的测图控制，此外也广泛用于公路、铁路、管道、河道等工程的勘测与施工控制点的建立。成果计算：一、坐标计算的基本公式1．根据已知点的坐标及已知边长和坐标方位角计算未知点的坐标，即坐标的正算。如下图所示，设A为已知点，B为未知点，当A点的坐标(XA,YA)和边长DAB、坐标方位角AB均为已知时，则可求得B点的坐标XB、YB。由图可知：其中，坐标增量的计算公式为：式中XAB，YAB的正负号应根据cosAB、sinAB的正负号决定，所以又可写成：导线坐标计算示意图2．由两个已知点的坐标反算其坐标方位角和边长，即坐标的反算如图所示，若设A、B为两已知点，其坐标分别为XA、YA和XB、YB则可得：或DAB=上式中，XABXBXA，YABYB-YA。AB。AB求得后，又可算出两个DAB，并作相互校核。如果仅尾数略有差异，就取中数作为最后的结果。需要指出的是：按计算出来的坐标方位角是有正负号的，因此，还应按坐标增量X和Y的正负号最后确定AB边的坐标方位角。即：若按式计算的坐标方位角为：则AB边的坐标方位角AB应为：在第Ⅰ象限，即当X＞０，Y＞0时，在第Ⅱ象限，即当X＜０，Y＞０时，在第Ⅲ象限，即当X＜０，Y＜０时，在第Ⅳ象限，即当X＞0，Y＜0时，也就是当X＞0时，应给加360；当X0时，应给加180才是所求AB边的坐标方位角。二、坐标方位角的推算为了计算导线点的坐标，首先应推算出导线各边的坐标方位角(以下简称方位角)。如果导线和国家控制点或测区的高级点进行了连接，则导线各边的方位角是由已知边的方位角来推算；如果测区附近没有高级控制点可以连接，称为独立测区，则须测量起始边的方位角，再以此观测方位角来推算导线各边的方位角。如图所示，设A、B、C为导线点，AB边的方位角AB为已知，导线点B的左角为左现在来推算BC边的方位角BC。图6-6坐标方位角推算示意图由正反方位角的关系，可知：图6-6坐标方位角推算示意图BC=AB－180则从图中可以看出：BC=AB+左=AB180+左根据方位角不大于360的定义，当用上式算出的方位角大于360，则减去360即可。当用右角推算方位角时，如图所示：BA=AB－180则从图中可以看出BC＝BA＋180°＋右用(6-10)式计算BC时，如果AB180后仍小于右时，则应加360后再减右。根据上述推导，得到导线边坐标方位角的一般推算公式为：式中：前、后——是导线点的前边方位角和后边方位角。如图所示，以导线的前进方向为参考，导线点B的后边是AB边，其方位角为前；前边是BC边，其方位角为前。坐标方位角推算示意图坐标方位角推算标准图180前的正负号取用，是当后＜180时，用“+”号；当后＞180时，用“-”号。导线的转折角是左角(左)就加上；右角(右)就减去。4.1.3方法二：三角测量1.分级布网、逐级控制对于工测控制网，通常先布设精度要求最高的首级控制网，随后根据测图需要，测区面积的大小再加密若干级较低精度的控制网。用于工程建筑物放样的专用控制网，往往分二级布设。第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于变形观测或其他专门用途的控制网，通常无须分级。2.要有足够的精度以工测控制网为例，一般要求最低一级控制网（四等网）的点位中误差能满足大比例尺1:1000求。按图上0.lmm的绘制精度计算，这相当于地面上的点位精度为0.1×500=5（cm）。对于国家控制网而言，尽管观测精度很高，但由于边长比工测控制网长得多，待定点与起始点相距较远，因而点位中误差远大于工测控制网。3.要有足够的密度不论是工测控制网或专用控制网，都要求在测区内有足够多的控制点。如前所述，控制点的密度通常是用边长来表示的。《城市测量规范》中对于城市三角网平均边长的规定列于表2-3中。4.要有统一的规格为了使不同的工测部门施测的控制网能够互相利用、互相协调，也应制定统一的规范，如现行的《城市测量规范》和《工程测量规范》。三角网的主要技术要求等级平均边长（km）测角中误差（″）起算边相对中误差最弱边相对中误差二等9±1.01/3000001/120000三等5±1.81/200000(首级）1/120000(加密）1/80000四等2±2.51/120000（首级）1/80000(加密）1/45000一级小三角二级小三角10.5±5±101/400001/200001/200001/10000大地四边形在两相邻三角形内加测一条对角线所构成的图形，称为大地四边形，这种图形在工程控制网中应用颇广是推算边。两种图形中既含有若干图形条件（前者有3个）又含有一个极条件．对于大地四边形，只有三角形条件，此处只给出两种典型情况的图形权倒数公式。一种是图（a）所示的矩形大地四边形所示的菱形大地四边形（由两个等边三角形加测对角线所构成的图形）。按方向平差时它们的图形权倒数如下：矩形大地四边形4.1.3方法比较相比之下，本校园图只适合导线测量，若用三角测量，互相不能通视4.2.1高程控制网4.2.2测站观测程序往测时，奇数测站照准水准标尺分划的顺序为后——前——前——后往测时，偶数测站照准水准标尺分划的顺序为前——后——后——前返测时，奇、偶数测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数测站相同。按光学测微法进行观测，以往测奇数测站为例，一测站的操作程序如下：（1）置平仪器。气泡式水准仪望远镜绕垂直轴旋转时，水准气泡两端影像的分离，不得超过lcm，对于自动安平水准仪，要求圆气泡位于指标圆环中央。（2）将望远镜照准后视水准标尺，使符合水准气泡两端影像近于符合。随后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数。视距读取4位，第四位数由测微器直接读得。然后，使符合水准气泡两端影像精确符合，使用测微螺旋用楔形平分线精确照准标尺的基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数。测微分划读数取至测微器最小分划。（3）旋转望远镜照准前视标尺，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第Ⅰ摆位），用楔形平分线照准标尺基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数。然后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数。（4）用水平微动螺旋使望远镜照准前视标尺的辅助分划，并使符合气泡两端影像精确符合，用楔形平分线精确照准并进行标尺辅助分划与测微分划读数。（5）旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第Ⅱ摆位），用楔形平分线精确照准并进行辅助分划与测微分划读数。五.分幅及编号5.1为便于测绘、使用和管理地形图，需要将大面积的地形图进行分幅，并将分幅的地形图进行有系统的编号。按坐标格网划分的矩形分幅法。5.2矩形分幅大比例尺地形图的图幅通常采用矩形分幅。采用1：1000比例尺测图，图幅大小30×30mm5.3各种比例尺地形图的图号，均用该图图廓西南角的坐标以公里为单位表示。六.测图仪器：经纬仪，塔尺，标杆，钢尺，绘图板6.1图根控制点加密交会法控制点教秘：6.1.1前方交会

如果已知A、B两点的坐标，为了计算未知点P的坐标，只要观测∠A和∠B即可。这种测定未知点P的平面坐标的方法称为前方交会。6.1.2侧方交会

若观测∠A和∠P或∠B和∠P，同样可以测定未知点P的平面坐标，这种方法称为侧方交会。6.1.3后方交会

若在未知点P上瞄准A、B、C三个已知点，测得∠α和∠β，也可确定未知点P的平面坐标，这种方法称为后方交会。已知条件A、B两点坐标分别为(xA,yB)、(xB,yB)，求p点的坐标。待求数据p点的坐标(Xp,Yp)观测数据

为确定P点的位置，经纬仪分别安置A、B两点，用测回法观测∠A、∠B

坐标计算

根据A、B两点的坐标和∠A、∠B，P点坐标为

6.2碎步点采集6.2.1施测碎部时，首先注意：正确选定地物点、地貌点。作业员对测站周围的地貌特征应进行分析：总的地貌是什么？细小的变化在哪里？先测什么后测什么？这样观测立尺认识统一，心中有数。能按比例尺表示的地物，应选在地物拐角上，地物轮廓的变换点上。不能按比例尺表示的地物，应选在地物的中心位置上。地形点应选择在地形特征点上。6.2.2碎部测图中，立尺员跑点应有次序，不要东跑西跑。观测员要尽可能测完一个地物再测另外一个，并立即绘出其轮廓线。地形点应边测边连，测完后地性线也连出来了，以免遗漏弄错。6.2.3碎部测图时，观测员和立尺员应充分利用旗语、摆动标尺等约定的联络信号。否则，观测员和立尺员失去联络，测站上无法指挥立尺员，就会影响碎部测图的顺利进行。立尺员在跑尺过程中，应注意调查地理名称和量测陡坎、冲沟等比高，以供图上描绘和注记。对本测站上无法测绘的局部隐蔽地区的地形，立尺员要向观测员介绍，以便研究处理的方法。6.2.4测图过程中，测站上每测量一定数量的地形点之后，应重新瞄准零方向检查定向。还要及时检查图上碎部点之间的相对位置与实地有无矛盾，描绘的图形是否与实地一致等。对重要碎部点的观测数据，应记入碎部点记录手簿以备查考。本测站所测绘的地物、地貌，特别是与相邻测站所测的地物、地貌的衔接情况，要全面对照实地检查一遍，立尺员要根据所看到的碎部点的地形情况，参加对图上描绘的地物、地貌的检查，以防错误或遗漏。6.2.5为了避免漏测或重复，两测站所测的范围应以人工的或天然的地面线作为分界，如道路、河流、山脊等。对分界线上的地物点、地貌特征点必须在两个测站上分别测定，以作检查。6.3经纬仪测绘法经纬仪测绘法的实质是按极坐标定点进行测图,观测时先将经纬仪安置在测站上绘图板安置于测站旁用经纬仪测定碎部点的方向与已知方向之间的夹角、测站点至碎部点的距离和碎部点的高程。然后根据测定数据用量角器和比例尺把碎部点的位置展绘在图纸上,并在点的右侧注明其高程,再对照实地描绘地形。此法操作简单/灵活/适用于各类地区的地形困测绘。操作步骤如下：6.3.1安置仪器于测站点A(控制点)上量取仪器高I填入手簿。6.3.2定向置水平度盘读数为0°00′00″后视另一控制点B。6.3.3立尺立尺员依次将尺立在地物、地貌特征点上。立尺前立尺员应弄清实测范围和实地情况选定立尺点并与观测员、绘图员共同商定跑尺路线。观测转动照准部,瞄准标尺,读视距间隔,中丝读数,竖盘读数及水平角。记录将测得的视距间隔、中丝读数、竖盘读数及水平角依次填入手簿。对于有特殊作用的碎部点,应在备注中加以说明计算依视距,竖盘读数上或竖直角度用计算器计算出碎部点的水平距离和高程。展绘碎部点用细针将量角器的圆心插在图上测站点A处,转动量角器将量角器上等于水平角值的刻划线对准起始方向线,此时量角器的零方向便是碎部点方向,然后用测图比例尺按测得的水平距离在该方向上定出点的位置,并在点的右侧注明其高程。同法,测出其余各碎部点的平面位置与高程,绘于图上,并随测随绘等高线和地物。为了检查测图质量,仪器搬到下一测站时,应先观测前站所测的某些明显碎部点,以检查由两个测站测得该点平面位置和高程是否相同,如相差较大,则应查明原因纠正错误,再继续进行测绘。计算及注意事项：竖直角:a=90o－L+x=90o－L（顺时针注记）水平距离:D＝Kcos2a高差:h＝Dtana＋i－v;碎部点高程:H碎=HA+h1、每观测20~30个碎部点，应检查起始方向归零差应<4'，否则，应重新定向，并检查已测碎部点。2、立尺人员应将视距尺竖直，综合取舍碎部点，地形复杂时绘制草图。