控制测量概述ppt课件.ppt

第一节 控制测量概述一、控制测量的概念1 1控制网 在测区范围内选择若干有控制意义的点（称为控制点），按一定的规律和要求构成网状几何图形，称为控制网。 控制网分为平面控制网和高程控制网。2 2控制测量 测定控制点位置的工作，称为控制测量。 测定控制点平面位置（x x、y y）的工作，称为平面控制测量。 测定控制点高程（H H）的工作，称为高程控制测量。 控制网有国家控制网、城市控制网和小地区控制网等。 二、国家控制网 在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是全国各种比例尺测图的基本控制，并为确定地球形状和大小提供研究资料。 国家平面控制网，主要布设成三角网，采用三角测量的方法。 国家高程控制网，布设成水准网，采用精密水准测量的方法。*国家三角网*国家水准网三、城市控制网 在城市地区，为测绘大比例尺地形图、进行市政工程和建筑工程放样，在国家控制网的控制下而建立的控制网，称为城市控制网。 城市平面控制网一般布设为导线网。 城市高程控制网一般布设为二、三、四等水准网。 直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。 测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。 图根控制点的密度（包括高级控制点），取决于测图比例尺和地形的复杂程度。 平坦开阔地区图根点的密度一般不低于下表的规定。 测图比例尺测图比例尺1 1：5005001 1：1 0001 000 1 1：2 0002 000 1 1：5 0005 000图根点密度图根点密度（点（点/km/km2 2）150150505015155 5 地形复杂地区、城市建筑密集区和山区，可适当加大图根点的密度。四、小地区控制测量 在面积小于15km15km2 2范围内建立的控制网，称为小地区控制网。 建立小地区控制网时，应尽量与国家（或城市）的高级控制网连测，将高级控制点的坐标和高程，作为小地区控制网的起算和校核数据。 如果不便连测时，可以建立独立控制网。 小地区平面控制网，应根据测区面积的大小按精度要求分级建立。 在全测区范围内建立的精度最高的控制网，称为首级控制网；直接为测图而建立的控制网，称为图根控制网。 首级控制网和图根控制网的关系如下表所示。测区面积测区面积/km/km首级控制网首级控制网图根控制网图根控制网1 11010一级小三角一级小三角或一级导线或一级导线两级图根两级图根0.50.52 2二级小三角二级小三角或二级导线或二级导线两级图根两级图根0.50.5以下以下图根控制图根控制 小地区高程控制网，也应根据测区面积大小和工程要求采用分级的方法建立。 在全测区范围内建立三、四等水准路线和水准网，再以三、四等水准点为基础，测定图根点的高程。第二节 导线测量的外业工作 将测区内相邻控制点用直线连接而构成的折线图形，称为导线。 构成导线的控制点，称为导线点。 ABxBA 123CDxCD 导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值，再根据起算数据，推算出各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。 用经纬仪测量转折角，用钢尺测定导线边长的导线，称为经纬仪导线； 若用光电测距仪测定导线边长，则称为光电测距导线。 一、导线的布设形式1闭合导线2附合导线3支导线1 1闭合导线A AB B1 12 23 34 4x xBA 从已知控制点B B和已知方向BABA出发，经过1 1、2 2、3 3、4 4最后仍回到起点B B，形成一个闭合多边形，这样的导线称为闭合导线。 导线闭合导线本身存在着严密的几何条件，具有检核作用。2 2附合导线A AB Bx xBA 1 12 23 3C CD Dx xCD 从已知控制点B B和已知方向BABA出发，经过1 1、2 2、3 3点，最后附合到另一已知点C C和已知方向CDCD上，这样的导线称为附合导线。 这种布设形式，具有检核观测成果的作用。3 3支导线A AB Bx xAB 1 12 2 由一已知点B B和已知方向BABA出发，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的导线，称为支导线。二、导线测量的等级与技术要求 等等级级测图测图比例尺比例尺附合附合导线导线长度长度/m平均平均边长边长/m往返丈量往返丈量较差较差相对误差相对误差导线全长导线全长相对相对闭合差闭合差测回数测回数方位角方位角闭合差闭合差 /DJ2DJ6一一级级2500 250 1/20000 51/1000024 二二级级1800 180 1/15000 81/700013 三三级级1200 120 1/10000 121/500012 图图根根1:500500751/20001 1:1000 1000 110 1:2000 2000 180测角测角中误差中误差/n01 n61 n42 n06 注：n为测站数。*二、导线测量的等级与技术要求 等等级级测图测图比例尺比例尺导线导线长度长度/m平均平均边长边长/m测距相对测距相对中误差中误差导线全长导线全长相对相对闭合差闭合差测回数测回数方位角方位角闭合差闭合差 /DJ2DJ6一一级级4000 500 1/30000 51/1000024 二二级级2400 250 1/14000 81/700013 三三级级1200 100 1/7000121/500012 图图根根1:50050075301/20001 1:1000 1000 110 1:2000 2000 180测角测角中误差中误差/n01 n61 n42 n06 注：n为测站数。*三、施工场区导线测量技术要求 等等级级导线导线长度长度/m平均边长平均边长/m测距相测距相对中误对中误差差导线全长导线全长相对相对闭合差闭合差测回数测回数方位角方位角闭合差闭合差 /DJ2DJ6一一级级2000100300 1/30000 51/150003- 二二级级1000100200 1/1400081/1000024 测角测角中误差中误差/n01 n61 注：n为测站数。*等等级级测图测图比例尺比例尺附合附合导线导线长度长度/m平均平均边长边长/m测距测距中误差中误差/mm导线全长导线全长相对闭合相对闭合差差测回数测回数方位角方位角闭合差闭合差/DJ2DJ6一一级级3600 300 1551/1400024 二二级级2400 200 1581/1000013 三三级级1500 120 15121/6000012 图图根根1:500900801/40001 1:1000 1800 1501:2000 3000 250n10 n16 n24 n40 光电测距导线的主要技术要求注：n为测站数。测角测角中误差中误差 /三、图根导线测量的外业工作1 1踏勘选点 （1 1）相邻点间应相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距。 （2 2）点位应选在土质坚实，便于安置仪器和保存标志的地方。 （3 3）导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部测量。 （4 4）导线边长应大致相等，其平均边长应符合技术要求。 （5 5）导线点应有足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区 。*2建立标志临时性标志永久性标志永久性标志 导线点应统一编号。 为了便于寻找，应量出导线点与附近明显地物的距离，绘出草图，注明尺寸，该图称为“点之记” 。 3 3导线边长测量 导线边长可用钢尺直接丈量，或用光电测距仪直接测定。4 4转折角测量 导线转折角的测量一般采用测回法观测。 图根导线，一般用DJDJ6 6经纬仪测一测回，当盘左、盘右两半测回角值的较差不超过4040时，取其平均值。5 5连接测量 导线与高级控制点进行连接，以取得坐标和坐标方位角的起算数据，称为连接测量。1 12 23 34 45 5A AB BD DB B1 1B B1 1第三节 导线测量的内业计算 导线测量内业计算的目的就是计算各导线点的平面坐标x x、y y。一、坐标计算的基本公式 1 1坐标正算 根据直线起点的坐标、直线长度及其坐标方位角计算直线终点的坐标，称为坐标正算。* 直线两端点A A、B B的坐标值之差，称为坐标增量，用x xABAB、y yABAB表示。* 坐标增量的计算公式为：ABABABABDxxx cos ABABABABDyyy sin *OyxABxAyADABxAB xByBxAByAB象限象限坐标方位角坐标方位角 x x y y 坐标增量正、负号的规律如下表所示。则B B点坐标的计算公式为：ABABxxx ABABADx cos ABAByyy ABABADy sin 0 090909090180180180180270270270270360360*456380m62.135 ABABD ，m82.658m56.435 AAyx， 例例6-1 已知AB边的边长及坐标方位角为，；若A点的坐标为，试计算终点B的坐标。解ABABABDxx cos 456380cosm62.135m56.435 m68.457 ABABABDyy sin 456380sinm62.135m82.658 m62.792 22ABABAByxD ABABABxy arctan 2 2.坐标反算 根据直线起点和终点的坐标，计算直线的边长和坐标方位角，称为坐标反算。* 按上式计算坐标方位角时，计算出的是象限角，因此，应根据坐标增量x x、y y的正、负号，按表 决定其所在象限，再把象限角换算成相应的坐标方位角。OyxABxAyADABxAB xByBxAByABm72.525m50.304m29.814m99.342 BBAAyxyx，m13.291 9042262 例例6-26-2 已知A A、B B两点的坐标分别为试计算ABAB的边长及坐标方位角。解 计算A A、B B两点的坐标增量ABABxxx m99.342m50.304 m49.38 ABAByyy m29.814m72.525 m57.288 22ABABAByxD 22m)57.288(m)49.38( ABABABxy arctan m49.38m57.288arctan 二、闭合导线的坐标计算1234x5m00.500m00.50011 yx8172108 810184 2072121 1194135 107090 0042335 1 1准备工作 将校核过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”中，起算数据用双线标明。*点点号号观测角观测角（左角）（左角）改正改正数数改正角改正角坐标坐标方位角方位角距离距离m增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值点点号号x/m y/m x/m y/mx/my/m1234=2+35678910111213辅辅助助计计算算12345121234518172108 810184 1194135 107090 2072121 60.20140.26300.24140.20040.2310042335 00.50000.5000500540 180)2(mnf 180)25(050054005 nf06p 506 413 p ff 01 01 01 01 01 05 8072108 800184 1094135 156090 2562121 0000540 8015263 6110168 7105123 807533 0042335 30.18321.2875.23559.11195.191 92.8389.261 02.5046.16624.129 30. 009. 0 m30. 0m xWxm09. 0m yWy22yxDWWW 22m09. 0m30. 0 m31. 0 DWWDK80.1137m80.1137m31. 0 36001 20001p KW5 5 7 7 6 2 2 2 2 1 35.183 90.83 14.28 87.261 68.235 04.50 54.111 47.166 01.192 26.129 0035.68321.65553.41999.30700.50010.41623.15427.20474.37000.500闭合导线坐标计算表2 2角度闭合差的计算与调整 （1 1）计算角度闭合差 n n边形闭合导线内角和的理论值为：180)2(n真式中 n n 导线边数或转折角数。180)2(nf测理测 实测的内角之和 与理论值 的差值，称为角度闭合差，用 表示，即测理 f （2 2）计算角度闭合差的容许值 图根导线角度闭合差的容许值f fp p的计算公式为：nf06p 如果 如果p ff ，说明所测水平角不符合要求，应对水平角重新检查或重测。p ff ，说明所测水平角符合要求，可对所测水平角进行调整。* （3 3）计算水平角改正数 将角度闭合差反号平均分配到各观测水平角中，也就是每个水平角加相同的改正数v v，v v的计算公式为：nfv 计算检核： fv 水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反，即在本例中：nfv 505 01 计算检核：0101010101 v05 f * （4 4）计算改正后的水平角 改正后的水平角 改等于所测水平角加上水平角改正数，即 vii 计算检核： 180)2(n本例为540540。* 改正后的闭合导线内角之和应为*i 以 为例：2 v 22)01(8172108 8072108 点号点号 观测角（左角）观测角（左角） 改正数改正数改正角改正角坐标方位角坐标方位角1234=2+351234512辅助辅助计算计算8172108 810184 1194135 107090 2072121 0500540 180)2(mnf 180)25(050054005 nf06p 506 413 p ff 01 01 01 01 01 05 8072108 800184 1094135 156090 2562121 0000540 0042335 8015263 6110168 7105123 807533 0042335 闭合导线坐标计算表（1）1234x5m00.500m00.50011 yx8172108 810184 2072121 1194135 107090 0042335 3 3推算各边的坐标方位角 根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角，推算其它各导线边的坐标方位角。2122318080721081800042335 8015263 * 计算检核： 最后推算出起始边坐标方位角，它应与原有的起始边已知坐标方位角相等，否则应重新检查计算。15112180（推算）2562121180807533 0042335 （已知）（已知）12 4 4坐标增量的计算及其闭合差的调整 （1 1）计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长，计算各边的坐标增量。在本例中，导线边1-21-2的坐标增量为：121212cos Dx 0042335cosm60.201 m30.183 121212sin Dy 0042335sinm60.201 m92.83 *点点号号坐标坐标方位角方位角距离距离m增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值点点号号x/m y/m x/m y/mx/my/m156789101112131122334455112辅辅助助计计算算0042335 8015263 6110168 7105123 807533 0042335 60.20140.26300.24140.20040.23130.18392.8321.2889.261 75.23502.5059.11146.16695.191 24.129 30. 009. 0 m30. 0m xWxm09. 0m yWy22yxDWWW 22m09. 0m30. 0 m31. 0 DWWDKm80.1137m31. 0 36001 20001p KW80.11375 5 7 7 6 2 2 2 1 2 35.183 90.83 14.28 87.261 68.235 04.50 54.111 47.166 01.192 26.129 0000.50000.50035.68321.65553.41999.30700.50010.41623.15427.20474.37000.500闭合导线坐标计算表（2） 00ththyx mmyWxWyx （2 2）计算坐标增量闭合差 闭合导线，纵、横坐标增量代数和的理论值应为零，即 实际计算所得的x xm m 、 y ym m 不等于零，从而产生纵坐标增量闭合差W Wx x和横坐标增量闭合差W Wy y，即*34521xyOx12x23x34x45x51y12y23y34y45y51()()()()()()()()()()3451xyO1WDWyWx2* （3 3）计算导线全长闭合差W WD D和导线全长相对闭合差W WK K 22yxDWWW 将W WD D与导线全长相比，以分子为1 1的分数表示，称为导线全长相对闭合差W WK K，即DDKWDDWW 1 不同等级的导线，其导线全长相对闭合差的容许值W WK KP P不同，图根导线的W WK KP P为1/2 0001/2 000。 如果W WK K W WK KP P ，说明成果不合格，此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查，必要时须重测。 如果W WK K W WK KP P ，说明测量成果符合精度要求，可以进行调整。 iyyiixxiDDWvDDWvm60.201m80.1137m30. 0 1212DDWvyy （4 4）调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将W Wx x 、W Wy y反号，并按与边长成正比的原则，分配到各边对应的纵、横坐标增量中去。 以v vxixi、v vyiyi分别表示第i i边的纵、横坐标增量改正数，即 在本例中，导线边1-21-2的坐标增量改正数为 1212DDWvxx m05. 0 m60.201m80.1137m09. 0 m02. 0 * yyxxWvWv计算检核： 纵、横坐标增量改正数之和应满足下式：* yiiixiiivyyvxxm05. 0m30.183 121212yvyy （5 5）计算改正后的坐标增量 各边坐标增量计算值加上相应的改正数，即得各边的改正后的坐标增量。 在本例中，导线边1-21-2改正后的坐标增量为：121212xvxx m35.183 m02. 0m92.83 m90.83 计算检核： 改正后纵、横坐标增量之代数和应分别为零。 00yx* 1111iiiiiiyyyxxx5 5计算各导线点的坐标 根据起始点1 1的已知坐标和改正后各导线边的坐标增量，按下式依次推算出各导线点的坐标：1212xxx m35.183m00.500 m35.683 2323xxx m)14.28(m35.683 m21.655 3434xxx m)68.235(m21.655 m53.419 4545xxx m)54.111(m53.419 m99.307 计算检核: 推算起始点1 1的坐标，其值应与原有的已知值相等。5151xxx （推算）（推算）m01.192m99.307 m00.500 已知）已知）(1x *点点号号观测角观测角（左角）（左角）改正改正数数改正角改正角坐标坐标方位角方位角距离距离m增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值点点号号x/m y/m x/m y/mx/my/m1234=2+35678910111213辅辅助助计计算算12345121234518172108 810184 1194135 107090 2072121 60.20140.26300.24140.20040.2310042335 00.50000.5000500540 180)2(mnf 180)25(050054005 nf06p 506 413 p ff 01 01 01 01 01 05 8072108 800184 1094135 156090 2562121 0000540 8015263 6110168 7105123 807533 0042335 30.18321.2875.23559.11195.191 92.8389.261 02.5046.16624.129 30. 009. 0 m30. 0m xWxm09. 0m yWy22yxDWWW 22m09. 0m30. 0 m31. 0 DWWDK80.1137m80.1137m31. 0 36001 20001p KW5 5 7 7 6 2 2 2 2 1 35.183 90.83 14.28 87.261 68.235 04.50 54.111 47.166 01.192 26.129 0035.68321.65553.41999.30700.50010.41623.15427.20474.37000.500闭合导线坐标计算表三、附合导线坐标计算8244236 AB 4504290 CD AB 108360m17.1283m02.1429 CDCCyx 8463205 8074202 6512167 5213175 3390214 AB1234CDm54.837m86.1536 BByx点点号号观测角观测角（右角）（右角）改正改正数数改正角改正角坐标坐标方位角方位角距离距离m增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值点点号号x/m y/m x/m y/mx/my/m1234=2+35678910111213AABB11223344CCDD辅辅助助计计算算8463205 4504290 8074202 6512167 5213175 3390214 36.12576.9863.14444.11625.1568244236 108360 86.153654.83702.142917.1283附合导线坐标计算表1 1角度闭合差的计算与调整（1 1）计算角度闭合差 根据起始边ABAB的坐标方位角及观测的各右角，推算CDCD边的坐标方位角。BABB 18011112180 B21223180 32334180 4344180 CCCCD 1804将以上各式相加，则) CD AB 1806 m 写成一般公式为： m0fin180 n0 fin 式中 起始边的坐标方位角； 终边的推算坐标方位角。 若观测左角，则m0fin180n附合导线的角度闭合差f f为：finfin f点号点号 观测角（右角）观测角（右角） 改正数改正数改正角改正角坐标方位角坐标方位角1234=2+35AB1234CD辅助辅助计算计算8463205 4504290 8074202 6512167 5213175 3390214 44701256 m1806 ABCD446360 CDCDf 711 nf06p 606 714 p ff 8244236 108360 31 31 31 31 31 21 5363205 2404290 5564202 3412167 2113175 0290214 72601256 3570211 1172100 610477 338190 127494 77 108360446360 附合导线坐标计算表（1）*（2 2）调整角度闭合差 如果观测的是左角，则将角度闭合差反号平均分配到各左角上； 如果观测的是右角，则将角度闭合差同号平均分配到各右角上。* 0finth0finthyyyxxx )()(0finth0finthyyyyyWxxxxxWyx2 2坐标增量闭合差的计算 附合导线的坐标增量代数和的理论值应等于终、始两点的已知坐标值之差，即式中 x0、y0起始点的纵、横坐标； xfin、yfin终点的纵、横坐标。纵、横坐标增量闭合差为：点点号号坐标坐标方位角方位角距离距离m增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值点点号号x/m y/m x/m y/mx/my/m15678910111213AABB11223344CCDD辅辅助助计计算算36.12576.9863.14444.11625.1568244236 108360 86.153654.83702.142917.12833570211 1172100 610477 338190 127494 31.107 92.17 88.30 63. 0 05.13 81.64 12.97 29.141 44.116 70.155 03.108 74.445 m03.108m xm84.107 BCxxm19. 0 xW) m74.445ym63.445 BCyy) m11. 0 yW22yxDWWW m22. 0 DWWDK44.641m44.641m22. 0 29001 20001p KW4 3 4 3 5 2 2 2 2 3 27.107 83.64 89.17 10.97 92.30 27.141 60. 0 42.116 00.13 67.155 84.107 63.445 59.142970.141162.144202.144271.77281.86908.101150.1127附合导线坐标计算表（2）精品课件精品课件！精品课件精品课件！三、支导线的坐标计算 1 1根据观测的转折角推算各边的坐标方位角。 2 2根据各边坐标方位角和边长计算坐标增量。 3 3根据各边的坐标增量推算各点的坐标。