控制测量学课件第一讲分解.ppt

控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 授课人：钱如友授课人：钱如友授课人：钱如友授课人：钱如友 TelTelTelTel：15955008659159550086591595500865915955008659 授课对象：测绘授课对象：测绘授课对象：测绘授课对象：测绘1 1 1 12 2 2 2级级级级控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学课程介绍（教材、课程介绍（教材、学时、课程性质）学时、课程性质）控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学讲课内容（共讲课内容（共2424次课，次课，4848学时）学时）绪论、精密角度测量、电磁波测距（绪论、精密角度测量、电磁波测距（3 3次次,第一、四、五章第一、四、五章）地球椭球面上的测量计算（地球椭球面上的测量计算（7 7次，第二章次，第二章）高斯投影及常用坐标系（高斯投影及常用坐标系（6 6次，第三章次，第三章）平面控制测量（平面控制测量（2 2次，第六章次，第六章）高程控制测量（高程控制测量（5 5次，第七章次，第七章）复习课（复习课（1 1次次）这学期的这学期的17-18周安排了控制测量的集中实习。周安排了控制测量的集中实习。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学对大家的要求！对大家的要求！勤于思，勤于习，勤于问勤于思，勤于习，勤于问全身心地投入，真正成为学习的主体全身心地投入，真正成为学习的主体课前预习，课后通读教材，当天课程当天消化课前预习，课后通读教材，当天课程当天消化课间提问都是从最后面一排开始，包含在平时成绩课间提问都是从最后面一排开始，包含在平时成绩里面。里面。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学几个思考问题？几个思考问题？n测量外业的基准面与基准线是什么？测量内测量外业的基准面与基准线是什么？测量内业计算的基准面与基准线是什么？业计算的基准面与基准线是什么？n我们通常以什么样的形式来表示空间点的位我们通常以什么样的形式来表示空间点的位置？测量的坐标系有哪些？我国目前所采用置？测量的坐标系有哪些？我国目前所采用的坐标系统有哪些？的坐标系统有哪些？各坐标系统如何进行转各坐标系统如何进行转换？换？n我们所测的高程属于哪一高程系统？高程系我们所测的高程属于哪一高程系统？高程系统有哪些？统有哪些？n如何在大范围内进行精密测量？如何在大范围内进行精密测量？控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学第一讲第一讲 绪论绪论1.1 1.1 控制测量学的任务和基本内容控制测量学的任务和基本内容(掌握）掌握）1.2 1.2 控制测量的特点控制测量的特点(选学）选学）1.3 1.3 控制测量的基本方法控制测量的基本方法(掌握）掌握）1.41.4 控制测量的发展与展望控制测量的发展与展望(了解）了解）控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学1.11.1控制测量学的任务和基本内容控制测量学的任务和基本内容控制测量的概念：在一定区域内，按测量任控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所务所要求的精度要求的精度，测定测定一系列地面标志点一系列地面标志点（控制点控制点）的）的水平位置和高程位置水平位置和高程位置，建立控建立控制网制网，作为地形测量和工程测量的依据，这，作为地形测量和工程测量的依据，这种测量工作称为控制测量种测量工作称为控制测量。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学的任务控制测量学的任务确定点的位置确定点的位置位置怎么描述？位置怎么描述？控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学的任务控制测量学的任务位置怎么描述？位置怎么描述？用文字用文字用图形（示意图、地图）用图形（示意图、地图）用数字（坐标）用数字（坐标）坐标系怎么确定？坐标系怎么确定？原点放在哪里原点放在哪里坐标轴怎么定向坐标轴怎么定向 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学的任务控制测量学的任务必然涉及怎么认识我们的地球这一问题必然涉及怎么认识我们的地球这一问题地球形状、大小地球形状、大小重力场重力场 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学1.11.1控制测量学的任务和基本内容控制测量学的任务和基本内容控控制制测测量量分分类类按工作按工作内容分内容分平面控制测量平面控制测量高程控制测量高程控制测量测定控制点平面位置测定控制点平面位置测定控制点高程位置测定控制点高程位置按用途按用途分分大地控制测量大地控制测量工程控制测量工程控制测量全国范围内全国范围内,按国家统一颁按国家统一颁布的法式、规范进行的控布的法式、规范进行的控制测量制测量为工程建设或地形图测绘，为工程建设或地形图测绘，在小区域内，在大地测量在小区域内，在大地测量控制网的基础上独立建立控制网的基础上独立建立控制网的控制测量控制网的控制测量控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量的任务控制测量的任务 1在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图 的的测图控制网。测图控制网。2在施工阶段建立在施工阶段建立施工控制网。施工控制网。3在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建 筑物变形为目的的筑物变形为目的的变形观测专用控制网变形观测专用控制网。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制网的设计阶段：可行性论证，确定网的等控制网的设计阶段：可行性论证，确定网的等级、性质、网型，估计网的技术和经济指标，级、性质、网型，估计网的技术和经济指标，编写技术设计。编写技术设计。施测阶段：根据技术设计进行选点、造标、埋施测阶段：根据技术设计进行选点、造标、埋石、观测、数据处理等。石、观测、数据处理等。使用阶段：主要是对控制点的成果进行有效管使用阶段：主要是对控制点的成果进行有效管理，还包括对控制网点的保管、维护和补测。理，还包括对控制网点的保管、维护和补测。控制测量学的基本内容控制测量学的基本内容 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学1.2 1.2 控制测量的特点控制测量的特点 控控制制测测量量与与大大地地测测量量关关系系极极为为密密切切，一一般般来来讲讲，控控制制测测量量是是依依附附于于大大地地测测量量的的，从从布布网网原原理理、技技术术要要求求、观观测测方方法法，到数据处理的基本思想都大体一致。到数据处理的基本思想都大体一致。大大地地测测量量具具有有全全局局性性、基基础础性性的的特特点点；而而控控制制测测量量相相对对于于大大地地测测量量来来说说，具具有有局局部部性性和和对对于于某某项项（些些）工工程程的的服服务针对性较强的特点。务针对性较强的特点。除除较较小小面面积积（2525平平方方公公里里）的的控控制制测测量量外外，控控制制测测量量和和大大地地测测量量，在在建建立立水水平平控控制制网网中中，都都必必须须考考虑虑地地球球曲曲率率的的影响。影响。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学1.3 1.3 控制测量的基本方法控制测量的基本方法 1、水平控制网的布设方法水平控制网的布设方法 导线测量法导线测量法 三角测量法三角测量法 天文定位测量法天文定位测量法 GPS定位测量定位测量控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学导线测量法导线测量法 基本概念基本概念在地面上按要求选定一系列点，相邻点间互相通视，并连在地面上按要求选定一系列点，相邻点间互相通视，并连成一条折线称为成一条折线称为导线导线；若将若干条导线纵横交错构成网状，；若将若干条导线纵横交错构成网状，则称则称导线网导线网；网点称为；网点称为导线点导线点。导线中至少需要一个已知。导线中至少需要一个已知点和一个起始方位角，通过观测相邻点间的边长和各点的点和一个起始方位角，通过观测相邻点间的边长和各点的转折角，转折角，再将这些地面观测成果最终归算到高斯平面上再将这些地面观测成果最终归算到高斯平面上，最后推算出各点的坐标。最后推算出各点的坐标。优点：优点：除节点外，每个点只需前后两个相邻点通视，除节点外，每个点只需前后两个相邻点通视，布布设比较灵活设比较灵活，容易越过地形或地物障碍；，容易越过地形或地物障碍；各导线边长直各导线边长直接测定，精度高而均匀，纵向误差小接测定，精度高而均匀，纵向误差小。缺点：缺点：控制面积狭窄，几何条件少，导线横向误差大。控制面积狭窄，几何条件少，导线横向误差大。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 导线测量法导线测量法 原理原理P0P2P3P1（X1，Y1）123D12D23T10 xo控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学三角测量法三角测量法 基本概念基本概念地面上按一定要求选定一系列点，使它们与周围相邻的点地面上按一定要求选定一系列点，使它们与周围相邻的点互相通视并按三角形的形式联结起来，如此构成的网称为互相通视并按三角形的形式联结起来，如此构成的网称为三角网三角网，网点称为，网点称为三角点三角点。三角网中至少需要四个已知元。三角网中至少需要四个已知元素，通过观测各三角形的内角，才能推算各点的坐标。素，通过观测各三角形的内角，才能推算各点的坐标。优点：布设的图形程网型，控制面积大；测角精度高，几优点：布设的图形程网型，控制面积大；测角精度高，几何条件数多，相邻点相对点误差较小。何条件数多，相邻点相对点误差较小。缺点：缺点：除起始边和起始方位角外，其余各边及方位角都除起始边和起始方位角外，其余各边及方位角都是用水平角推算出来的，由于测角误差的传播，各边长及是用水平角推算出来的，由于测角误差的传播，各边长及其方位角的精度不均匀，并距离起始边和起始方位角越远，其方位角的精度不均匀，并距离起始边和起始方位角越远，精度越低。精度越低。三角网布设难度大，效率也低。三角网布设难度大，效率也低。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 三角测量法三角测量法 原理原理P3P1（X1，Y1）T12xyoP2（X2，Y2）A1B1C1D12控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学天文定位测量的方法是在地面测站上，用天文测量仪器观天文定位测量的方法是在地面测站上，用天文测量仪器观测天体的瞬间位置，并记录相应的时刻，然后依据一定的测天体的瞬间位置，并记录相应的时刻，然后依据一定的公式，算出测站点的天文经度，天文纬度以及测站点至某公式，算出测站点的天文经度，天文纬度以及测站点至某一照准点方向的天文方位角，测定了天文经度、天文纬度一照准点方向的天文方位角，测定了天文经度、天文纬度的地面点，称为的地面点，称为天文点天文点；测定了天文经、纬度和至某一照；测定了天文经、纬度和至某一照准点方向的天文方位角的大地点，称为准点方向的天文方位角的大地点，称为拉普拉斯点。拉普拉斯点。优点：各点独立测定，受地形条件影响小。优点：各点独立测定，受地形条件影响小。缺点：缺点：测定点的精度不高。测定点的精度不高。一般在夜间测量，工作难一般在夜间测量，工作难度大，不方便。度大，不方便。具体应用：确定大地原点的起始数据、具体应用：确定大地原点的起始数据、控制水平角观测误控制水平角观测误差的积累。差的积累。天文定位测量法天文定位测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学大地原点大地原点控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学现代大地测量方法有现代大地测量方法有卫星大地测量卫星大地测量、甚长基线干涉测量甚长基线干涉测量和和惯性测量惯性测量，其中用卫星定位测量建立控制网、以测定地面，其中用卫星定位测量建立控制网、以测定地面测站点位置的方法应用最为广泛。在建立或加强国家水平测站点位置的方法应用最为广泛。在建立或加强国家水平控制网中，控制网中，它可取代常规的大地测量方法。同时也标志着它可取代常规的大地测量方法。同时也标志着大地测量或控制测量已进入了一个全新的时代。大地测量或控制测量已进入了一个全新的时代。GPSGPS定位测量定位测量控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2、建立、建立高程控制网的方法高程控制网的方法 几何水准测量方法几何水准测量方法 三角高程测量方法三角高程测量方法 GPS高程测量方法高程测量方法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 垂线偏差和大地水准面差距垂线偏差和大地水准面差距 大地水准面的大地水准面的铅垂线铅垂线与椭球面的与椭球面的法线法线必然必然不不重合重合（见后图）（见后图）,两者之间的夹角两者之间的夹角u u称为称为垂线垂线偏差偏差。u u在子午线和卯酉线上的投影分量通在子午线和卯酉线上的投影分量通常分别以常分别以 和和 表示。表示。大地水准面与椭球面大地水准面与椭球面在某一点上的高差称为大地水准面差距，用在某一点上的高差称为大地水准面差距，用N N表示表示。控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 垂线偏差和大地水准面差距垂线偏差和大地水准面差距控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学1.41.4 控制测量控制测量发展与展望发展与展望卫星定位技术已被广泛用于各种类型工程控制网。卫星定位技术已被广泛用于各种类型工程控制网。特别是随着大地水准面精化的深入开展，控制网从特别是随着大地水准面精化的深入开展，控制网从二维发展到三维，彻底改变了传统工程控制网的缺二维发展到三维，彻底改变了传统工程控制网的缺陷。陷。我国新一代地心坐标系统的建立和维护。我国我国新一代地心坐标系统的建立和维护。我国2000 国家大地坐标系国家大地坐标系(CGCS2000)已经启用。已经启用。