第七章 小区域控制测量精选PPT.ppt
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1、第七章第七章 小区域控制测量小区域控制测量第1页,本讲稿共118页第五章第六章第五章第六章第七章第七章 小地区控制测量小地区控制测量第2页,本讲稿共118页第六章第六章 小地区控制测小地区控制测量量第七章第七章 小地区控制测量小地区控制测量 学习要点 控制测量概述 平面控制网的定位和定向 导线测量与导线计算 交会定点的计算 第3页,本讲稿共118页#控制测量概述控制测量概述控制测量概述控制测量概述一、一、控制测量的概念控制测量的概念二、二、平面控制测量平面控制测量三、三、高程控制高程控制四、四、全球定位系统全球定位系统第4页,本讲稿共118页一、一、控制测量的概念控制测量的概念1.1.目的与作
2、用目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网控制误差的积累控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准作为进行各种细部测量的基准2.2.控制测量分类控制测量分类按内容分:按内容分:平面控制测量、高程控制测量平面控制测量、高程控制测量按精度分:按精度分:一等、二等、三等、四等;一级、二级、三级一等、二等、三等、四等;一级、二级、三级按方法分:按方法分:天文测量、常规测量天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水三角测量、导线测量、水准测量准测量)、卫星定位测量、卫星定位测量小地区:小地区:不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。不
3、必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。控制点:控制点:具有精确可靠平面坐标参数或高程参数的测量基准点。具有精确可靠平面坐标参数或高程参数的测量基准点。控制网:控制网:由控制点分布和测量方法决定所组成的图形或路线。由控制点分布和测量方法决定所组成的图形或路线。3.3.有关名词有关名词控制测量:控制测量:为建立控制网所进行的测量工作。为建立控制网所进行的测量工作。7-1控制测量的概念控制测量的概念第5页,本讲稿共118页二、二、平面控制测平面控制测量量一、一、平面控制测量平面控制测量建立平面控制网,测定各平面控制建立平面控制网,测定各平面控制 点的坐标点的坐标X X、Y Y。等级关系等级关系
4、:布置形式布置形式:分一等、二等、三等、四等,前一等作为以后各等的控制基准,逐级控制(由整体到局部,由高级到低级)。小地区内布置一级、二级、三级和图根控制。见:见:图7-1 一等三角锁;图7-2 二等全面 三角网;图7-3边角网和导线网;各级GPD控制网控制网三角锁、三角网(三边网、边角网)、导线网、交会定点,等。第6页,本讲稿共118页1.1.平面控制测量的平面控制测量的等级关系等级关系1.常规(传统)平面控制测量的等级关系城市平面控制网的等级关系三角(三边)网城市导线控制范围二等三等三等四等四等一级小三角一级导线二级小三角二级导线三级导线城市基本控制小地区首级控制图根控制图根导线图根三角第
5、7页,本讲稿共118页2.2.一等三角锁二等连续一等三角锁二等连续一等三角锁二等连续一等三角锁二等连续网网网网图图7-11)一等三角锁一等三角锁为国家平面控制网的基础2.传统传统各级平面控制网平面控制网布置形式二等连续网二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。第8页,本讲稿共118页三、四等三角网和导线网三、四等三角网和导线网三、四等三角网和导线网三、四等三角网和导线网)三、四等三角网和导线网三、四等三角网和导线网根据测区的需要,在二等三角网的基础上进行加密,基本图形如下:图7-3(a)三角网或三边网图7-3(b)导线网第9页,本讲稿共118页首级控制首级控制首级控制首级控制 图根控
6、制图根控制图根控制图根控制3)在一、二级小三角或一、二、三级导线下,布置图根控制图根控制网。图根控制网的图形与一、二级小三角或一、二、三级导线的图形基本相同,其区别在于:图根控制网的控制面积小,边长较短,精度要求较低,平差方法采用简易平差。交会定点前方交会后方交会附合导线闭合导线支导线导线布置的一般形式单结点导线第10页,本讲稿共118页2.2.一等三角锁二等连续一等三角锁二等连续一等三角锁二等连续一等三角锁二等连续网网网网1)A级级GPD网网为国家平面控制网的基础3.各级GPD控制网控制网布置形式第11页,本讲稿共118页2.2.一等三角锁二等连续网一等三角锁二等连续网一等三角锁二等连续网一
7、等三角锁二等连续网)B、C级级GPS网网作作为国家平面控制网的加密或城市首级控制网3.各级GPD控制网控制网布置形式第12页,本讲稿共118页3.3.3.3.图根导线的技术要求图根导线的技术要求图根导线的技术要求图根导线的技术要求4.4.常规平面控制测量常规平面控制测量的主要技术要求(P162 表7-1表表7-1 7-1 城市三角网的主要技术要求城市三角网的主要技术要求等 级平均平均边长边长(km)(km)测角中测角中误差误差()()起始边边长起始边边长相对相对中误差中误差最弱边最弱边边长相对边长相对中误差中误差二 等9 1.01/3000001/120000三 等5 1.81/2000001
8、/200000(首级首级)1/1200001/120000(加密加密)1/80000四 等2 2.51/1200001/120000(首级首级)1/800001/80000(加密加密)1/45000 第13页,本讲稿共118页3.3.3.3.图根导线的技术要求图根导线的技术要求图根导线的技术要求图根导线的技术要求4.4.常规平面控制测量常规平面控制测量的主要技术要求(表7-1,表7-2,表7-3,)图根导线的技术要求 测图 附合导 平均边 测距相对 测 角 测回数 导线全 方位角比例尺 线长度 长(m)中误差 中误差 DJ6 长相对 闭合差 (km)(mm)()闭合差 1:500 500 75
9、 一般地区1:1000 1000 110 1/3000 20 1 1/2000 60n1:2000 2000 180 表7-4第14页,本讲稿共118页三三三三.高程控制测量高程控制测量高程控制测量高程控制测量二.高程控制测量建立高程控制网,测定各控制点的高程建立高程控制网,测定各控制点的高程H H。:水准测量另外方法:三角高程测量、电子全站仪高程测量。:分一等、二等、三等、四等,前一等作 为以后各等的控制基准,逐级控制(由 整体到局部,由高级到低级)。地形测量时,布设图根水准(也称等外 水准)。:P163 表7-5技术要求技术要求主要方法主要方法等级关系等级关系第15页,本讲稿共118页表表
10、7-5 7-5 城市水准测量设计规格城市水准测量设计规格(长度单位:km)水准点间距(测段长度)建筑区1-2其他地区2-4闭合或附合路线的最大长度二 等400三 等45四 等15 表表表表7-6 7-6 7-6 7-6 水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求等 级每公里高差中 误差(mm)附合路线长 度(km)水准仪级 别测段往返测高差不符值(mm)附合路线或环线闭合差(mm)二 等 2400DD1 三 等 645DD3 四 等 1015DD3 图 根 208DD3 注:表中R为测段长度,L为环线或附合线路长度,均以公里为单位。第16页,本讲稿共118
11、页表表7-5 7-5 城市水准测量设计规格城市水准测量设计规格(长度单位:km)水准点间距(测段长度)建筑区1-2其他地区2-4闭合或附合路线的最大长度二 等400三 等45四 等15 表表表表7-6 7-6 7-6 7-6 水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求等 级每公里高差中 误差(mm)附合路线长 度(km)水准仪级 别测段往返测高差不符值(mm)附合路线或环线闭合差(mm)二 等 2400DD1 三 等 645DD3 四 等 1015DD3 图 根 208DD3 注:表中R为测段长度,L为环线或附合线路长度,均以公里为单位。第17页,本讲稿共
12、118页四、四、GPDGPD技术简要技术简要技术简要技术简要三、三、全球定位系统(GPS)GPS)1.1.系统基本构成 三大部分:空间卫星座 地面监控 用户设备第18页,本讲稿共118页GPDGPD图示图示图示图示 空间卫星座空间卫星座24颗卫星发射信号卫星轨道、时间数据及辅助资料信息 用户设备用户设备接收设备接收卫星信号 地面监控地面监控中央控制系统时间同步跟踪卫星定位第19页,本讲稿共118页三、全球定位系统(GPS)24 24 颗卫星分布在颗卫星分布在 6 6 个轨道上个轨道上,运行周期运行周期1212小小时。时。测定测定 3D 3D 位置和钟差位置和钟差必需有必需有 4 4 颗星。颗星
13、。单点伪距位置精度单点伪距位置精度 5 5 100 100 米。米。静态相对定位,位置精度几毫米。第20页,本讲稿共118页3 3、GPDGPD定位测定位测量的特点量的特点3 3、GPSGPS定位测量的特点定位测量的特点相邻测站之间不必通视,布网灵活;定位精度高,差分距离相对误差约为110ppm;全天候观测,不受天气影响;观测、记录、计算高度自动化;实时定位的优越性,广泛应用于众多领域。室内、地下及地面空间不够开阔地带,不能 接收到卫星信号,观测受到限制。第21页,本讲稿共118页2 2、GPDGPD定位原理定位原理(1)(2)(1)(2)2 2、GPSGPS定位原理定位原理(1)(1)测边后
14、方交会测边后方交会 0-XYZ0-XYZ为空间三维坐标系统;为空间三维坐标系统;A(x A(xa a,y,ya a,z,za a)、B(x B(xb b,y,yb b,z,zb b)为为 待定点;待定点;D1 D1,D2D2,D3D3,D4D4为空间已知点为空间已知点 (卫星卫星),坐标分别为,坐标分别为x x1 1y y1 1z z1 1,x x2 2y y2 2z z2 2,x,x3 3y y3 3z z3 3 ,x x4 4y y4 4z z4 4 。如果测定了如果测定了A A、B B点与各卫星的点与各卫星的 距离距离DiDi,就可以计算,就可以计算A A、B B点的点的 三维坐标。三维
15、坐标。(2)(2)采用同步观测,能获得两点采用同步观测,能获得两点 间高精度的差分观测值:间高精度的差分观测值:(6-1-16-1-1)第22页,本讲稿共118页GPDGPD定位原理定位原理(3)(3)(3)(3)通过与测区原有大地控制网的联测,求得通过与测区原有大地控制网的联测,求得GPSGPS坐标与大地坐标与大地 坐标之间的转换参数,从而求得观测点的测量坐标坐标之间的转换参数,从而求得观测点的测量坐标第23页,本讲稿共118页GPDGPDGPDGPD定位方法定位方法定位方法定位方法 测量中地位测量中地位测量中地位测量中地位4 4、GPSGPS技术在测量中的地位技术在测量中的地位1)GPS定
16、位点之间无须通视;4)已基本取代常规的大地控制测量方法,使经典的 等级控制测量技术基本淘汰。2)有利于长距离、大跨距的测量定位,如控制测 量以及海岛、海峡的联系测量。3)测量方便。第24页,本讲稿共118页第25页,本讲稿共118页GPS测量测量第26页,本讲稿共118页GPSGPS测量测量测量测量第27页,本讲稿共118页#平面控制网的定位和定平面控制网的定位和定向向7-2平面控制网的定位和定向一一.方位角的定义方位角的定义二二.坐标方位角坐标方位角三三.直角坐标与极坐标换算直角坐标与极坐标换算四四.导线计算的基本公式导线计算的基本公式第28页,本讲稿共118页一一一一.方位角定义方位角定义
17、方位角定义方位角定义一一.方位角的定义方位角的定义方位角方位角从标准方向起,顺时针量到直线所成的 夹角。从0360 。简称:方向角地面同一直线,由于起始的标准方向不同,其方位角的名称和数值也不同。标准方向标准方向 方位角名称方位角名称 测定方法测定方法真北方向真北方向(真子午线方向)真方位角真方位角A A 天文方法测定磁北方向磁北方向(磁子午线方向)磁方位角磁方位角AmAm 罗盘仪测定坐标纵轴坐标纵轴(中央子午线方向)坐标方位角坐标方位角 计算而得标准方向O OP PP PO O真真北北A A磁磁北北Am坐坐标标纵纵轴轴第29页,本讲稿共118页1.1.1.1.正反方向角正反方向角正反方向角正
18、反方向角二二.坐标方位角坐标方位角 XYABABBAABBA=AB180 例例1 1已知 CD=782024,JK=3261230 ,求 DC,KJ:解:解:DC=258 2024 KJ=146 12301.1.正反方向角正反方向角第30页,本讲稿共118页2.2.2.2.方向角与象限角的关方向角与象限角的关方向角与象限角的关方向角与象限角的关系系系系2.2.方向角与象限角的关系方向角与象限角的关系0XY(2)方向角与象限角的关系(表7-9)第象限 =R第象限 =180 -|R|=180 +R第象限 =180 +R 第象限 =360 -|R|=360 +RP1R11P2R22P3R33P4R4
19、4(1)象限角直线与X轴的夹角,R=0 90 。第31页,本讲稿共118页2.2.2.2.方向角与象限角的关方向角与象限角的关方向角与象限角的关方向角与象限角的关系系系系2.2.方向角与象限角的关系方向角与象限角的关系0XY(2)方向角与象限角的关系(表7-9)第象限 =R第象限 =180 -R第象限 =180 +R 第象限 =360 -RP1R11P2R22P3R33P4R44(1)象限角直线与X轴的夹角,R=0 90 。第32页,本讲稿共118页三三三三.直角坐直角坐直角坐直角坐标与极坐标标与极坐标标与极坐标标与极坐标换算换算换算换算三三.直角坐标与极坐标的换算直角坐标与极坐标的换算 D1
20、2121 1 1 12 2 2 2Xy0X12Y122.2.已知两点的极坐标关系,求它 们的直角坐标关系(坐标正算坐标正算坐标正算坐标正算):X12=D12cos12 Y12=D12sin12(7-2-3)3.3.已知两点的直角 坐标关系,求它 们的极坐标关系 (坐标反算坐标反算坐标反算坐标反算):(7-2-5)(7-2-6)1.1.在坐标系中表示两个点的关系:极坐标表示:D12,12;直角坐标表示:X12,Y12 (X12=X2-X1,Y12=Y2-Y1)第33页,本讲稿共118页四四四四.导线计算的基本公式导线计算的基本公式导线计算的基本公式导线计算的基本公式四四.导线计算的基本公式导线计
21、算的基本公式1.推算各边方向角:2.计算各边坐标增量 X=Dcos Y=Dsin3.推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y三个基本公式:三个基本公式:如图,A、B为已知导线点,1、2、3.为新建导线点。观测了导线转折角B、1、2.观测了导线各边长DB、D1、D2.计算1、2、3.的坐标:D1D2D3A AB B1 12 23 3123(,)(X1,Y1)22(X2,Y2)12121212 232333(X3,Y3)第34页,本讲稿共118页#导线测量和计算导线测量和计算导线测量和计算导线测量和计算7-3导线测量与导线计算一一.导线的布置形式导线的布置形式二二.导线测量外业导线测量外业三三
22、.导线坐标计算导线坐标计算第35页,本讲稿共118页一一.导线的布置形式导线的布置形式附合导线闭合导线单结点导线导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。导线点组成的图形为一系列折线 或闭合多边形。闭合导线和附合导线也称为单导单导 线线,结点导线和两个环以上的导 线称为导线网导线网。一一.导线的布置形式导线的布置形式AB12支导线支导线第36页,本讲稿共118页二二二二.导线测量的外业导线测量的外业导线测量的外业导线测量的外业二二.导线测量的外业导线测量的外业主要工作:主要工作:选点:选点:在现场选定控制点位置,建立标志。测距:测距:测量各导线边(新边)的距离。测角:测角:观测导线各连接角、转折
23、角。掌握三步工作的方法与要求。第37页,本讲稿共118页一一.导线的布置形导线的布置形式式(一)踏勘选点及建立标志二二.导线测量的外业工作导线测量的外业工作选点时应注意下列各点:选点时应注意下列各点:相邻导线点之间通视良好,便于角度和距离测量;相邻导线点之间通视良好,便于角度和距离测量;点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处;点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处;点位分布均匀,便于控制整个点位分布均匀,便于控制整个测测区,区,进进行行细细部部测测量。量。绘制控制点的“点之记”第38页,本讲稿共118页一一.导线的布置形导线的布置形式式(二)导线边长测量二二.导线测量的外业工作导线
24、测量的外业工作 导线边长导线边长一般用一般用电电磁波磁波测测距距仪仪或全站或全站仪观测仪观测,同,同时观测时观测垂直角将斜距化垂直角将斜距化为为平距。平距。图图根根导线导线的的边长边长也可以用也可以用经过检经过检定定的的钢钢卷尺往返或两次丈量卷尺往返或两次丈量 (三)导线转折角测量 导线的转折角是在导线点上由相邻两导线边构成的水平导线的转折角是在导线点上由相邻两导线边构成的水平角。角。(导线的转折角分为左角和右角,在导线前进方向左侧的导线的转折角分为左角和右角,在导线前进方向左侧的水平角称为左角,在右侧的称右角。水平角称为左角,在右侧的称右角。)第39页,本讲稿共118页三三.导线测量的内业计
25、算导线测量的内业计算三三.导线测量的内业计算导线测量的内业计算目的:目的:计算各导线点的坐标。要求:要求:评定导线测量的精度,合理分配测量误差。第40页,本讲稿共118页3.3.3.3.支导线计算支导线计算支导线计算支导线计算(一一)支导线计算支导线计算 A AB B1 12 2 ABAB(X(XB B,Y YB B)B1DB1D12 支导线没有多余观测值,因此不会产生闭合差,从而 无须进行任何改正。由于支导线没有多余观测值,因此没有检核条件,无 法检验观测值的差错,施测与计算时必须十分小心。已知数据:AB,XB,YB 或 XA,YA,XB,YBA、B为已知边,点1、2为新建支导线点。观测数据
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