矿山测量课件5.小地区控制测量

模块五小地区控制测量技能

任务一掌握控制测量的基本知识一、控制测量的意义和方法1、意义为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网和高程控制网。控制测量误差的积累。作为进行各种碎部测量的基准。概念解释：

小地区（小区域）：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。

控制点：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。

控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。

控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。2、控制测量方法

按内容分：

平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y。高程控制测量：测定各高程控制点的高程H。

按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级

按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位（GPS）测量等

按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量二、国家控制网的概念

1.平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网组成。2.高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网组成。

国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。

图形1：国家一、二等平面控制网布置形式一等三角网二等三角网3.小地区（15km2以内）控制测量小地区平面控制：国家城市控制点——首级控制——图根控制。小地区高程控制：国家或城市水准点——三、四等水准——图根点高程。

任务二平面控制测量及实训一、经纬仪导线测量导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形。适用范围：主要用于带状地区(如：公路、铁路和水利)、隐蔽地区、城建街区、地下工程等控制点的测量。

1、导线布设形式

1）闭合导线

多用于面积较宽阔的独立地区。2）附合导线

多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程。3）支导线

支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。还有导线网，多用于测区情况较复杂地区。

图形：导线的布设形式

附合导线闭合导线支导线单结点导线（导线网）2、导线测量外业

1）踏勘选点及建立标志2）测水平角——转折角(左角、右角)、连接角3）量水平边长4）起始方位角的测定5）导线测量记录

附合导线外业:已知数据：

AB,XB,YB；

CD,XC,YC。点1、2、3、4为新建导线点。DB1D12D23D34D4CAB1234CD

观测数据：连接角

B

、

C

；导线转折角

1,

2,

3,

4

；导线各边长DB1，D12，……，D4C。

AB

CD(XB,YB)(XC,YC)

B

C

1

2

3

4附合导线图3．导线的内业计算——计算各导线点的坐标

（一）几个基本公式1、坐标方位角的推算注意：若计算出的方位角>360°，则减去360°；若为负值，则加上360°。或：例题:方位角的推算

1

2

3

4

595

130

65

128

122

1230

12345已知：α12=300，各观测角β如图，求各边坐标方位角α23、α34、α45、α51。解：α23=α12-β2±1800=800

α34=α23-β3±1800=1950

α45=2470

α51=3050

α12=300（检查）（二）闭合导线平差计算步骤

1、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。2、角度闭合差(angleclosingerror)的计算与调整。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（1）计算角度闭合差：

=

测-

理

=

测-(n-2)

180

（2）计算限差：（3）若在限差内，则平均分配原则，计算改正数：

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（4）计算改正后新的角值：

3、按新的角值，推算各边坐标方位角。

或

注意：若计算出的方位角>360°，则减去360°；若为负值，

则加上360°。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

4、坐标增量的计算由A、B两点边长DAB和坐标方位角αAB，计算坐标增量。见图有：

DAB

ABABXy0

XAB

YAB其中，ΔXAB=XB-XA

ΔYAB=YB-YA

XAB=DAB

cos

AB

YAB=DAB

sin

AB5、坐标增量闭合差计算与调整115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（1）计算坐标增量闭合差：导线全长相对闭合差(relativelengthclosingerroroftraverse):

导线全长闭合差:（2）分配坐标增量闭合差。

若K<1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

6、坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。K=

=<

D1400012000例题：闭合导线坐标计算表点号转折角

(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(米)

X

Y坐标(米)XY点号A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12+12+12+12484318

1314006206224828436123410554484318485.47

+0.09

-0.08

x=+0.09

y=

0.085395900

理=540

00

00

=

测

理=

60

容=

40

5=

89

54000009703121051718101463612330181122236115.10100.09108.3294.3867.58+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+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.79-48.11-91.32-21.8800（三）附合导线平差计算说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点:1、角度闭合差的分配与调整（2）满足精度要求，若观测角为左角，则将fα反符号平均分配到各观测角上；若观测角为右角，则将fα同符号平均分配到各观测角上。（1）计算方位角闭合差：

2、坐标增量闭合差的计算二、经纬仪测角交会法1、前方交会法前方交会是采用经纬仪在已知点A、B上分别向新点P观测水平角α和β，从而可以计算P点的坐标。2、侧方交会法

此法实质上与前方交会法相同，也是利用两个高级控制点测定另一未知点的坐标。如图，A、B为已知点，P为未知点。为此，可在已知点A和未知点P上安置仪器，观测水平角∠A和∠P。利用∠A、∠P和已知点A、B的坐标，便可推算P点的坐标。3、后方交会法如图，设A、B、C、Ｄ为已知点，P为未知点。为了测定P点的坐标，将仪器安置在P点，测出γ１、γ２、γ３角，利用γ１、γ２、γ３角值及A、B、C、Ｄ四个已知点的坐标，就可算出P点的坐标。任务三高程控制测量及实训

一、四等及等外水准测量适用：平坦地区的高程控制测量。1、精度技术要求：

表一：四等、等外水准测量测站技术要求

等级视线长度(m)前、后视距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读数差(mm)红、黑面高差之差(mm)四等

≤80≤5≤10≤3≤5等外

≤100≤10≤50≤4≤6表二：四等、等外水准测量主要技术要求等级每公里高水准路水准仪往返测高附合路线或差中误差线长度级别差不符值环线闭合差

(mm)(km)(mm)(mm)四等

1015S3

20

R±20

L等外

205S10

-----±40

L注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。2、施测方法

每站观测程序（见图）（1）顺序：“后前前后（黑黑红红）”；一般一对尺子交替使用。（2）读数：黑面“三丝法”（上、下、中丝）读数，红面仅读中丝。

后视(黑面)

上丝读数，下丝读数，中丝读数前视(黑面)

上丝读数，下丝读数，中丝读数前视(红面)

中丝读数后视(红面)

中丝读数后视尺前视尺图表：四等水准测量记录表3.四等和等外水准测量的内业计算

水准测量的内业计算包括对外业记录的检查、计算并分配闭合差，最后算出各待定点的高程。⑴检查和整理外业手簿⑵水准路线闭合差的计算与分配以及高程计算二、三角高程测量

（一）适用于：

地形起伏大的地区、煤矿井下斜巷进行高程控制。（二）原理B点的高程：注意：当两点距离较大（大于300m）时：

1、加球气差改正数：

2、可采用对向观测后取平均值的方法，抵消球气差的影响。（三）观测与计算测竖直角、量仪器高、量觇标高（棱镜高）。