小地区控制测量2.pptx

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1、第1页/共57页1、控制测量的相关概念控制点：具有准确可靠坐标（：具有准确可靠坐标（X X，Y Y，HH）的基准点。）的基准点。控制网：由控制点按一定规律构成的几何图形。控制网：由控制点按一定规律构成的几何图形。控制测量：为建立测量控制网而进行的测量工作。控制测量：为建立测量控制网而进行的测量工作。2、控制测量的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控制测量误差的积累，使全测区精度均匀作为进行各种细部测量的基准(二)、控制测量的方法第2页/共57页 控制测量平面控制测量（确定平面坐标X、Y）高程控制测量（确定高程H）平面三角测量 导 线 测 量 GPS控制测量水 准 测 量

2、三角高程测量GPS高程测量国家一二三四等等外小三角测量分一二三级导线ABCDE等网国家一二三四等等外水准测量第3页/共57页二、国家控制网的概念(一)、国家平面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。等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等级作为以后各 等的控制基准。布置形式：三角网(三边网、边角网)、三角锁、导线网、交 会定点、GPS测量等。布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级布网，逐级 控制。第4页/共57页200Km200Km一等三角锁为国家平面控制网的基础;二等连续网填充一等三角锁成为国家平面控制网的

3、骨干。三、四等三角网是在二等三角网的进一步加密。第5页/共57页第6页/共57页第7页/共57页(二)、国家高程控制网 国家高程控制测量主要是用精密水准测量方法进行国家水准网的布测。国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建设的高程控制基础，并为地球科学研究提供精确的高程资料，如研究地壳垂直形变的规律，各海洋平均海水面的高程变化，以及其他有关地质和地貌的研究等。布设原则：由高级到低、从整体到局部。国家高程控制网：一、二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。小地区高程控制网：三、四等及图根水准。各级高程控制网均采用水准测量、高山地区可采用三角高程测量。第8页/共57页u国家高程控

4、制网第9页/共57页我国一等水准网由289条路线组成，其中284条路线构成100个闭合环，共计埋设各类标石近2万余座。全国一等水准网布设略图如图所示。第10页/共57页 二等水准网在一等水准网的基础上布设。我国已有1138条二等水准测量路线，总长为13.7万公里，构成793个二等环。三、四等水准测量直接提供地形测图和各种工程建设所必须的高程控制点。三等水准测量路线一般可根据需要在高级水准网内加密，布设附合路线，并尽可能互相交叉，构成闭合环。单独的附合路线长度应不超过200km；环线周长应不超过300km。四等水准测量路线一般以附合路线布设于高级水准点之间，附合路线的长度应不超过80km。第11

5、页/共57页三、小地区控制测量 小地区范围：面积在10km以内。为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网及高程控制网。一般采用小三角网或相应等级的导线网。包括：图根控制网第12页/共57页导线：由直线连接各控制点而形成的连续折线图形，称为 导线，其转折点称为导线点；导线边：连接导线点的直线边的直线称为导线边；导线转折角：相邻导线边构成的水平角称为导线转折角。导线测量：在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次 序连成折线，并测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法。第二节 经纬仪导线测量一、导线测量的相关概念第13页/共57页导线布点灵活，要求通视条件少，外业工作量小

6、，内业计算简便，扩展快。但精度一般不高，适用于视野开阔测区及带状测区的图根平面控制。第14页/共57页二、导线布设形式导线的布设形式：附合导线、闭合导线、支导线。AB1DC23附合导线235AB14闭合导线BA12支导线支导线的点数不宜超过支导线的点数不宜超过3 3个，仅作补点使用。个，仅作补点使用。第15页/共57页三、经纬仪导线测量外业 导线测量的外业工作包括：踏勘选点、测角、量边和起始方位角的测定。（一）踏勘选点及建立标志图上初选实地定点 埋设标志第16页/共57页导线点的选择及注意问题相邻点要通视、视野开阔、方便碎部测量、密度均匀（相邻边长比小于三倍）、土质坚硬、方便测角量边、能长期保

7、存。第17页/共57页n 选点原则1、便于测绘地形2、便于测角3、便于量边4、边长适宜5、保证安全第18页/共57页（二）测角导线的转折角分为左角和右角，在前进方向左侧的水平角称为左角，在右侧的水平角称为右角。导线的等级不同，测角技术要求也不同。图根导线的转折角一般用DJ6级光学经纬仪测一个测回，两个半测回之间的角值较差不应超过 。对附合导线或支导线，一律测导线前进方向同一侧的角度，通常测左角，闭合导线一般测内角。连接角转折角转折角第19页/共57页（三）量边钢尺量距、视距法、光电测距（测距仪、全站仪）（四）起始边方位角的测定 当与高级控制点连测时，因为有已知边方位角，只需观测连接角便可推算各

8、边的方位角。对于不与高级已知点相连接的闭合导线，则用罗盘仪测出磁方位角或用陀螺经纬仪测出真方位角，从而计算出坐标方位角，进而推算各边的坐标方位角。（五）导线测量记录第20页/共57页第三节 经纬仪导线计算 导线计算的目的是推算各导线点的坐标。导线计算一般可分以下五个步骤来进行：角度闭合差的计算与调整；坐标方位角的推算；坐标增量计算坐标增量闭合差调整；坐标计算。第21页/共57页一、闭合导线的计算闭合导线满足两个几何条件：多边形的内角和或外角和条件。从起点坐标开始，逐点推算导线点的坐标，最后推算到起始点，推算出的坐标应该等于该点的已知坐标。第22页/共57页第23页/共57页 说明测角的误差在允

9、许的范围之内，可以进行闭合差的调整；说明测角的精度不符合规范要求。对于此种情况，应分析超限的原因，有针对性的检查、补测角度。角度闭合差调整的方法：反符号平均分配，即将角度闭合差按相反的符号平均分配到各测角中。角度改正数，（）角度闭合差，（）闭合导线内角（外角）的个数。第24页/共57页 注意：如果角度闭合差的数值不能被导线的折角个数整除而有余数时，即将余数调整分配在短边的邻角上，使调整后的角度和等于理论值。第25页/共57页导线边坐标方位角由起始边方位角根据调整后的角度计算：改正后的转角。检核坐标方位角的计算正确与否，最后应推算回到起始边，看推出的坐标方位角是否与已知边的已知坐标方位角相等。(

10、二)、坐标方位角的推算第26页/共57页(三)、坐标增量的计算A、B两点的坐标增量为：B点的坐标为：已知A点的坐标及AB的边长及方位角，计算B点的坐标。xyxAxByAyByABxABAB坐标正算第27页/共57页 例 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 根据公式得第28页/共57页坐标反算已知A、B两点的坐标，计算AB直线的长度和方位角。或者：第29页/共57页 例 已知A、B两点的坐标分别为试计算AB的边长及坐标方位角。根据公式得解 计算A、B两点的坐标增量第30页/共57页(四)、坐标增量闭合差的计算及其调整 由几何原理，闭合导线各边坐标增量的代数和的理

11、论值应为零，即：尽管对角度闭合差进行了调整，但是由于边长存在误差，因而，导致由边长和角度计算出的纵横坐标增量带有误差，其代数和不等于0，而等于某个数值，这两个数值称之为坐标增量闭合差。第31页/共57页测测导线全长闭合差：导线越长导线的全长闭合差就越大。用导线全长相对闭合差来评定导线测量的精度。导线全长闭合差K值的分母越大，导线测量的精度越高。第32页/共57页 如果导线全长相对闭合差满足 ，则可以按反符号与边长成正比的原则，对坐标增量闭合差进行调整。坐标增量改正数为：坐标增量满足的条件：改正后的坐标增量的代数和应该为0。第33页/共57页(五)、坐标计算 按上式推算出闭合导线最后一个点的坐标

12、后，还因该推算出起始点的坐标，如果推算出的坐标与起始点的坐标相等，则说明计算无误，否则应分析原因，予以检查纠正。第34页/共57页1234x5闭合导线坐标计算算例第35页/共57页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 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 x/m/my y/m/mx x/m/my y/m/mx x/m/my y/m/m1 12 23 34=2+34=2+35 56 67 78 89 910101111121213辅辅助助计计算算1234512123451闭合导线坐标计算表第36页/共57页辅助计算

13、点号观测角（右角）改正数 改正角 1234坐标方位角 距离 D m点号1234增量计算值改正后增量坐标值x my mx my mxmym1212作业：闭 合 导 线 坐 标 计 算 表107 48 3089 36 3089 33 50125 30 0073 00 20105.2280.18129.3478.16500.00 500.00第37页/共57页二、经纬仪附合导线的计算附合导线内业计算与闭合导线内业计算基本相同。不同点：由于附合导线的几何形式与闭合导线不同引起角度 闭合差和坐标增量闭合差计算不一样。第38页/共57页(一)、角度闭合差的计算和调整如图所示，始边的坐标方位角为 ，终边的方

14、位角为 ,观测的转角为右角：第39页/共57页写成一般公式：若观测角为左角时：由于角度观测误差的影响，推算出的终边方位角和已知方位角不完全相等，而产生闭合差第40页/共57页 当角度闭合差 在允许范围内时 ,可按分配导线闭合差的原则调整每个观测角值。注意：当用右角计算时，改正数与 同号；当用左角计算时，改正数与 反号；(二)、坐标方位角的推算改正后的转角。第41页/共57页(三)、坐标增量的计算计算方法和闭合导线相同。(四)、坐标增量闭合差的调整测测终终始始附合导线坐标增量闭合差附合导线坐标增量闭合差的调整分配与闭合导线的方法相同。(五)、坐标计算 附合导线坐标计算与闭合导线的方法相同。最后算

15、出的终点的坐标应与已知值相同，作为校核。第42页/共57页 205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 44-13-13-13-13-13-12-77 205 36 35390 40 42 202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 25236 44 28211 07 53100 27 11 77 40 16 90 18 33 94 47 21 60 38 01125.36 98.76114.63116.44156.25641.44 +4-107.31 +3 -17.92

16、 +4 +30.88 +3 -0.63 +5-13.05-108.03 -2-64.81 -2 +97.12 -2+141.29 -2+116.44 -3+155.70+445.74-107.27-17.89 +30.92-0.60-13.00-64.83 +97.10+141.27+116.42+155.67+445.63点号观测角（右角）改正数 改正角 A1B234CD辅助计算坐标方位角 距离 D m点号A1B234CD增量计算值改正后增量坐标值x my mx my mxmym1536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811442.621011.081

17、442.02 1127.501429.02 1283.17-107.84第43页/共57页 小地区高程控制测量一般采用四等水准测量、等外水准测量和三角高程测量。布设形式：附合水准路线、闭合水准路线形式水准支线；结点网的形式。第四节 高程控制测量一、四等和等外水准测量的施测二、等和等外水准测量的内业计算 这部分内容在第二章中详细的讲述过。第44页/共57页三、三角高程测量原理三角高程测量是根据两点间的水平距离和垂直角，计算两点间的高差。ABivDhAB大地水准面HAHBA、B两点间的高差hAB为：B点的高程HB为：第45页/共57页三角高程测量的对向观测 三角高程测量一般应进行对向观测，亦称直、

18、反觇观测。三角高程测量对向观测，所求得的高差较差不应大于0.4D（m），其中D为水平距离，以km为单位。若符合要求，取两次高差的平均值作为最终高差。直觇 A-B、反觇 B-A 对向观测第46页/共57页注意：当两点距离较长（大于注意：当两点距离较长（大于300m300m）时，须考虑地）时，须考虑地球曲率和大气折光的合成影响，称为球气差：球曲率和大气折光的合成影响，称为球气差：1、加球气差改正数：2、可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影响。即有：第47页/共57页第五节 井下高程测量一、概述井下高程测量的目的：解决各种采掘工程在竖直方向上的几何 问题。井下高程测量的内容和任务：在井下建立

19、与地面统一的高程系统。确定井下各主要巷道内水准点和永久水准点的高程，以建立井下高程控制网。第48页/共57页巷道掘进时，给定其在竖直面内的方向。确定巷道底板的高程。检查主要巷道及其运输线的坡度。在主要水平运输巷道中，一般应采用精度不低于DS3级的水准仪和普通水准尺进行水准测量；在其他巷道中，可根据巷道坡度的大小、采矿工程的要求等具体情况，采用水准测量或三角高程测量测定。第49页/共57页 当巷道倾角小于5时采用水准测量；倾角在58之间可采用水准测量，也可采用三角高程测量，当倾角大于8时则采用三角高程测量。井下高程测量分三种类型，即：（1）通过立井导入高程；（2）水准测量；（3）三角高程测量。第

20、50页/共57页 在进行井下高程测量之前，应在井底车场和主要巷道内预先设置好水准点。从井底车场高程起算点开始，沿井底车场和主要巷道逐段向前敷设，永久水准点每隔300800m设置一组，每组至少应由三个点组成，其间距以30 80m为宜，永久导线点也可作为高程点使用。水准点可设在巷道的顶板、底板或两帮上，也可以设在井下固定设备的基础上。设置时应考虑使用方便并选在巷道不宜变形的地方。设在巷道顶、底板的水准点构造与永久导线点相同。井下所有高程点应统一编号，并将编号明显地标记在点的附近。第51页/共57页二、井下水准测量1、井下高程测量的基本要求 井下水准测量，主要用于测量水平巷道内的高程点及经纬仪导线点

21、的高程。井下每组高程点的高差，应采用往返测量的方法确定，往返测量高差的较差不应大于 如条件允许，可布设闭、附合水准路线，其闭合差不应大于第52页/共57页三、井下三角高程测量 当井下巷道坡度较大时，一是观测比较困难，而是视线短。水准测量，由于测站太多误差积累相当快。因此，在倾斜巷道中应采用三角高程测量。井下三角高程测量通常与导线测量同时进行。井下三角高程测量由水准点开始，沿倾斜巷道进行。它的作用是把矿井各水平的高程联系起来，通过倾斜或急倾斜巷道传递高程，测出巷道中导线点的高程。第53页/共57页如右图所示：测站点A的仪器中心至B点 标志的倾斜距离。仪器高。倾斜角。仰角为正，俯角为负。觇牌标高。

22、注意：测点在顶板上时，和 的数值前应冠以负号。安置经纬仪于A点，对中整平。在B点悬挂垂球用望远镜瞄准垂球线上的标志b点，测出倾角，用钢尺丈量仪器中心到b点的距离l,量取仪器高i及觇标高v。由图可以看出，B对A点的高差可按下式计算：第54页/共57页仪器高和觇标高应在观测开始前和结束后各量一次，两次丈量的互差不得大于4，取其平均值作为丈量结果。丈量仪器高时，可使望远镜竖直，量出测点至镜上中心的距离。当井下经纬仪导线为光电测距导线时，在A点安置仪器，在B点安置反射棱镜，并对中整平。用测距仪测出仪器至反射棱镜中心斜距 ，经气象、加常数等项改正后，得改正后斜距 ,A、B两点间的高差可按下式计算：折光系数；测线处地球曲率半径。第55页/共57页闭合和附合高程路线的闭合差，可按边长成正比分配。复测支线终点的高程，应取两次测量的平均值。高差经改正后，可根据起始点的高程推算各点的高程。三角高程测量要往返进行。相邻两点往返测量的高差互差不应大于 （l为导线水平边长，m）；三角高程导线的高程闭合差不应大于 （L为导线长度，km）当高差的互差符合要求后，应取往返测高差的平均值作为一次测量结果。限差的要求总结如下：(1)仪器高和觇标高两次互差不能超过4；(2)三角高程往返测量相邻点高差互差为不大于 ；(3)高程闭合差不大于 ；第56页/共57页Company Logo感谢您的观看！第57页/共57页