控制测量实用.pptx

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1、教学目的：通过本章的学习，让学生掌握小地区控制测量的方法。了解三角高程测量的基本知识。实验内容：导线测量第1页/共68页重点、难点：坐标正反算坐标方位角及其推算导线测量内业计算第2页/共68页控制测量(control survey)1.目的与作用 为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网(horizontal control network)和高程控制网(vertical control network)。控制误差的积累。作为进行各种细部测量的基准第3页/共68页 测量工作必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。n这里的“整体”是指控制测量(control survey);n其含义为控

2、制测量应按由高等级到低等级逐级加密进行，直至最低等级的图根控制测量(mapping control survey);n再在图根控制点上安置仪器进行碎部测量或测设工作。2.控制测量的意义 由整体到局部、由高级到低级，分级布网，逐级控制。第4页/共68页7.1控制测量概述控制测量类型平面控制测量确定控制点的平面直角坐标（x y）高程控制测量确定控制点的高程（H）平面控制测量等级：国家控制网有一、二、三、四等；一、二级；图根。方法：三角网、GPS、导线测量、交会法。高程控制测量等级：国家控制网有一、二、三、四等；图根。方法：水准测量、三角高程测量。第5页/共68页图根控制网 直接用于测图而建立的控制

3、网称为图根控制网。由于图根控制测量的特点是范围小，边长较短，精度要求相对较低，因而图根点标志一般采用木桩或埋设简易混凝土标石(如图5-1-4)，即可满足要求。第11页/共68页图5-1-4普通混凝土标石 第12页/共68页草草 图图导导 线线 点点相关位置相关位置P3李李 庄庄7.23m化肥厂化肥厂8.15m独立树独立树6.14m图5-1-5 导线点之标记图第13页/共68页3.图根高程控制网为了满足测图的需要，测定图根点的高程称为图根控制测量，图根高程控制网可以布设为水准网及三角高程网。图根水准测量按五等水准测量方法测定其高程。第17页/共68页7.2导线测量1.导线测量概述导线测量是平面控

4、制测量的一种常用的方法，主要用于带状地区、隐蔽地区、城建区、地下工程、线路工程等控制测量。所谓导线就是将测区内的相邻控制点连成一系列的折线。构成导线的控制点称为导线点，折线称为导线边。导线测量就是用测量仪器测定各转折角和各导线边长及起始边的方位角，根据已知数据和观测数据计算导线点（即控制点）坐标的工作。第20页/共68页第21页/共68页导线的布设形式.闭合导线:起止于同一个已知控制点的导线。.附合导线:布设在两个已知控制点之间的导线。.支导线:从一已知控制点出发，形成自由向前伸展，既不回到原出发点，也不附合到另一已知控制点上的导线。第22页/共68页导线测量的外业工作 1.踏勘选点及埋设点的

5、标志 导线踏勘之前，应了解测区的范围及地形起伏和已有控制点等情况，收集有关比例尺的地形图资料.根据已知点的分布和测区具体情况及工程要求,在已有的地形图上拟定导线的布设方案.然后到实地上进行踏勘选定导线点。选点时，应注意下列几点：.导线点应选在土质坚实、便于安置仪器和保存标志的地方。.相邻导线点间应互相通视良好，地形平坦,便于观测水平角和测量边长。.视野开阔,便于碎部测量.导线点应均匀分布在测区内，导线边长应大致相等，避免前后、边长相差太大。一般情况下，边长应不大于m，也不宜小于m。第23页/共68页2.水平角观测导线的转折角一般采用测回法观测。转折角有左、右角之分，在导线前进方向左侧的水平角称

6、为左转折角，简称左角。在导线前进方向右侧的水平角称为右转折角，简称右角。附合导线一般测量左角，闭合导线测量内角，支导线观测左、右角。第24页/共68页图根导线转折角观测技术要求第25页/共68页3.边长测量导线边长的测量可以采用钢尺量距，即用检定过的钢尺直接丈量每一条导线边的水平距离，应往返各丈量一次，往返丈量的相对较差不得超过13000，在比较困难的条件下，也不得超过11000。导线边长的测量也可以采用光电测距仪。第26页/共68页4.导线定向当在测区建立的导线是独立导线时，要用罗盘仪测定第一条边的磁方位角AB，并假定出第一个点A的坐标作为起算数据。当导线与高级控制点相连接时，如图7-3-1

7、闭合导线，要测定连接角进行定向。附合导线是两端与高级控制点相连接，如图7-3-3所示，要测连接角B和C进行导线定向与校核。第27页/共68页导线测量的内业计算在进行导线内业计算之前，一是要全面检查外业观测数据有无遗漏，记录、计算是否正确，成果是否符合精度要求。当发现记录、计算有错时，不要改动原始数据，要认真反复校核。二是要根据已知数据和观测结果绘制外业成果注记图。当确定外业成果符合要求后，才进行内业的计算。第30页/共68页导线测量的内业计算思路：由水平角观测值由水平角观测值，计算方位角，计算方位角；由方位角由方位角、边长、边长D D，计算坐标，计算坐标 增量增量X X、Y Y；由坐标增量由坐

8、标增量X X、Y Y，计算，计算X X、Y Y。（计算前认真检查外业记录，满足规范（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内业计算）限差要求后，才能进行内业计算）第31页/共68页1）坐标正算1.坐标的正算和反算第32页/共68页2 2）坐标反算坐标反算第33页/共68页第34页/共68页例例1.A1.A点坐标为点坐标为(3706.783,4075.731(3706.783,4075.731）D DABAB=213.85=213.85米，米，ABAB=1345730=1345730，求求B B点坐标点坐标x xB B、y yB B。第35页/共68页解：根据公式可得出xAB=D

9、ABcosAB=213.85cos1345730=151.105（m）yAB=DABsinAB=213.85sin1345730=151.105（m）xB=xA+xAB=3706.783+（151.105）=2925.678（m）yB=yA+yAB=4705.731+151.325=4227.056（m）第36页/共68页例例2.2.已知已知A A、B B两点坐标分别为两点坐标分别为A A（1376.389,2045.2631376.389,2045.263），），B B（1407.471,1911.5781407.471,1911.578）求直线求直线ABAB的距离的距离D DABAB和和方

10、位角方位角ABAB 。第37页/共68页解：由于xAB为正值，yAB为负值，该直线位于第四象限，则：第38页/共68页1 1）、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。）、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。2 2）、角度闭合差）、角度闭合差(angle closing error)(angle closing error)的计算与调整。的计算与调整。（1 1）计算角度闭合差：）计算角度闭合差：=测-理 =测-(n-2)-(n-2)180180o o（2 2）计算限差：）计算限差：1.闭合导线内业计算 第39页/共68页当当f fff容容时，可将闭合差反号平均分配到各时，可将闭合差

11、反号平均分配到各观测角中，每个角度的改正值观测角中，每个角度的改正值 检核：改正后角值调整后的内角总和应等于理 ，即检核：第40页/共68页3 3）、按新的角值，推算各边坐标方位角。）、按新的角值，推算各边坐标方位角。4 4）、按坐标正算公式，计算）、按坐标正算公式，计算各边坐标增量。各边坐标增量。检核：检核：或者：或者：第41页/共68页5 5）、坐标增量闭合差计算与调整）、坐标增量闭合差计算与调整 XX理=0 =0 YY理=0=0（1 1）计算坐标增量闭合差：）计算坐标增量闭合差：闭合导线:第42页/共68页导线全长闭合差导线全长闭合差 :导线全长相对闭合差导线全长相对闭合差 (relat

12、ive length(relative length closing error of traverse):closing error of traverse):导线全长相对闭合差衡量导线的精度，即：一般要求，K K值不应超过1/20001/2000，困难地区不应超过1/10001/1000。1/20001/2000第43页/共68页若若K1/2000K1/2000（图根级），则将（图根级），则将f fx x、f fy y以相反符号，按边长以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量 改正后坐标增量为 检核：检核：（2

13、2）分配坐标增量闭合差。）分配坐标增量闭合差。第44页/共68页6 6）、坐标计算）、坐标计算 根据起始点的已知坐标（独立测区是假设坐标）和调整后的坐标增量，计算各导线点的坐标，计算公式为 由起始点依次计算各点坐标，最后还应再推算出起始点的坐标，其值应该与已知坐标相符，以检查计算是否正确。检核：第45页/共68页-Y第46页/共68页 2.2.附合导线内业计算附合导线与闭合导线的计算步骤基本相同。但由于几何条件不同，只是角度闭合差和坐标增量闭合差的计算方法有所不同，现叙述如下。以下图为例说明：第47页/共68页+）BD4231CA（1）计算角度闭合差：如图：以右转折角为例 计算 。同理：以左角

14、计算同理：以左角计算第48页/共68页附合导线角度闭合差为：第49页/共68页当f fff容时，可将闭合差反号平均分配到各观测角中，每个角度的改正数 检核：改正后角值 调整后的内角总和应等于理 ，即检核：第50页/共68页3 3）、按新的角值，推算各边坐标方位角。）、按新的角值，推算各边坐标方位角。4 4）、按坐标正算公式，计算各边坐标增量。）、按坐标正算公式，计算各边坐标增量。检核：检核：或者：或者：第51页/共68页5 5）坐标增量闭合差的计算 附合导线坐标增量闭合差为 写成一般公式为：f fx x=X=X测-XX理=X=X测 -（X X终-X-X始）f fy y=Y=Y测 -Y-Y理 =

15、Y=Y测 -（Y Y终-Y-Y始）附合导线角度闭合差、坐标增量闭合差的调整方法和其他计算均与闭合导线相同。第52页/共68页 附和导线坐标增量示意图第53页/共68页导线全长相对闭合差导线全长相对闭合差 K K (relative length(relative length closing error of traverse):closing error of traverse):导线全长闭合差导线全长闭合差 :导线全长相对闭合差衡量导线的精度，即：一般要求，K K值不应超过1/20001/2000，困难地区不应超过1/10001/1000。1/20001/2000第54页/共68页（2 2

16、）分配坐标增量闭合差。）分配坐标增量闭合差。若若K1/2000K1/2000（图根级）（图根级），则将，则将f fx x、f fy y以相反符以相反符号，按边长成正比分配号，按边长成正比分配到各坐标增量到各坐标增量上去。并上去。并计算改正后的坐标增量。计算改正后的坐标增量。改正后坐标增量为改正后坐标增量为 检核：检核：第55页/共68页图5-3-5 导线增量闭合差几何意义第56页/共68页6 6）、坐标计算）、坐标计算 根据起始点的已知坐标（独立测区是假设坐标）和调整后的坐标增量，计算各导线点的坐标，计算公式为 由起始点依次计算各点坐标，最后还应再推算出起始点的坐标，其值应该与已知坐标相符，以

17、检查计算是否正确。检核：第57页/共68页第58页/共68页三角高程测量是一种间接测定两点之间高差的方法使用于山区或不便于进行水准测量的地区。要求观测两点之间的水平距离D(或斜距S)以及两点之间的竖直角。7.5 7.5 高程控制测量第59页/共68页三角高程测量原理A点高程已知，在测站A观测 AB水平距离D和 垂直角，则：或B点的高程：v第60页/共68页地球曲率和大气折光对高差的影响距离较远时（距离大于300m)，考虑地球曲率差和大气折光差对高差的影响，应对观测得到的高差加“两差”改正：球差改正：气差改正：两差改正：o第61页/共68页球差改正：气差改正：两差改正：三角高程测量中的“球气差”

18、改正经研究，因大气折光引起的视线曲率半径约为地球曲率半径的7倍，取k=1/7上式中地球半径R=6371 km，水平距离D以km为单位第62页/共68页直反觇高程计算公式 在已知高程点A A安置经纬仪，观测待定高程点B B，计算待定点B B的高程H HB B ，称为直觇。在待定高程点B B安置经纬仪，观测已知高程点A A，计算待定点B B的高程H HB B，称为反觇。直反觇计算待定点的B B的高程公式分别为HB=HA+hAB=HA+(DtgAB+iA-vB+f)HB=HA-hBA=HA-(DtgBA+iB-VA+f)对向观测取平均值可以消除球气差。第63页/共68页施测方法（1 1）安置经纬仪于

19、测站A A上，量仪器高i i和觇标高v v，读数至毫米，量取两次的结果之差不超过1cm1cm，取其平均值记入下表。（2 2）用经纬仪照准B B点觇标顶端，观测竖直角。图根经纬仪三角高程测量竖直角观测限差见表5 51313。（3 3）将经纬仪搬至B B点，同法对A A点进行观测。（4 4）高差及高程的计算，见下表。第64页/共68页第65页/共68页 三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改三角高程测量两点距离较远时，应考虑加两差改正；正；两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响；两点间对向观测高差取平均，能抵消两差影响；三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精三角高程测量通常组成附合或闭合路线，以检验精度；度；三角高程测量通常用于代替等外水准测量，而不用三角高程测量通常用于代替等外水准测量，而不用于代替等级水准测量；于代替等级水准测量；据有关资料称，用电子全站仪进行三角高程测量，据有关资料称，用电子全站仪进行三角高程测量，能代替四等水准测量。能代替四等水准测量。三角高程测量的特点三角高程测量的特点第66页/共68页本章结束本章结束第67页/共68页感谢您的观看。第68页/共68页