《工程测量概论-孙现申》12工测网概述直角坐标变换公式-2h.ppt

工测网概述 直角坐标变换公式,军事工程测量学,二院一室 孙现申 (635306),向同学们问好！,工测网概述,几个概念,施工控制网,分类,用途,特点,要求,工测网概述,控制点,一、概述,在其它专业中也使用：施工进度控制点,控制点：精度比较高的测量点,与谁比？高多少？,平面控制点、高程控制点,测量控制网,按观测关系连接控制点,控制测量,控制网的作用,控制网的维数,控制作用，限制测量误差积累；,检核作用，检查粗差， 可靠性问题；,符合“从整体到局部”的工作方法。,高程网,平面网,三维网,工测网概述,建网技术,控制网分类,大地测量控制网，简称大地控制网，或大地网 工程测量控制网，简称工程控制网，或工测网,一、概述,控制网的建立过程,标准制定、方案设计、造标埋石、观测、数据处理,水准、三角高程,三角 经典,三边 作业简单,边角，导线 灵活简便，应用面很广, GPS, 其他,工测网概述,二、工测网,分类：,测图控制网 施工控制网 变形监测网（变形测量控制网） 竣工测量控制网 现状测量控制网,建筑测量控制网、道路测量控制网、桥梁测量控制网、隧道测量控制网、水利枢纽工程测量控制网、机场测量控制网 ,特点：工程性，一个具体的控制网对应一个具体的工程或其一部分。物体之间的关系常由控制网来体现。,为工程建设布设的测量控制网。,工测网概述,三、施工控制网,分类：建筑方格网、矩形控制网、道路控制网、隧道控制网、桥梁控制网、水利枢纽控制网、城市控制网、(飞机)场道控制网,为工程建筑物施工放样布设的测量控制网。,也可以按所使用的技术来划分。,工测网概述,三、施工控制网,施工控制网的用途,1.提供满足施工定位精度并便于放样的依据。,2.提供恢复施工桩位反复使用的功能。,3.为检查工程建筑物的竣工(包括施工过程中局部工程的竣工)测量提供控制。,4.提供测绘竣工图的控制。,5.提供施工过程中建筑物变形测量的控制点。,6.提供改建与扩建工程的测图和施工控制，必要时据以扩大现有的控制网。,工测网概述,三、施工控制网,施工控制网的特点 (相对于测图控制网而言),1.控制范围小、点位密度大、精度要求高。,2.点位布置主要根据放样的联测方便，并能达到放样的精度要求，布点不一定均匀。,3.相邻相对点位精度是其最主要的精度指标。,4.兼顾多种用途，如前述。,5.控制点使用频繁，保护要求较高。,6.控制网与施工图关系密切。,7.使用特殊的投影面。,8.使用局部平面直角坐标系。,工测网概述,三、施工控制网,对施工控制网的要求,1.精度要求。,2.位置要求。,3.配合施工总图布点。,4.配合施工程序。,5.点位稳定。,6.照顾到放样自动化和检测自动化所要求的措施。,7.建网费用少。,8.网的可靠性高。,9.照顾到将来测绘竣工图使用。,10.照顾到将来可供设备安装、运营管理、修测现势图使用。,11.照顾到改建、扩建工程的设计和施工时使用。,工测网概述,内 容 回 顾,工程控制网内容丰富,施工控制网,分类,用途,特点,要求,工程控制网的建立常常是工程测量中的关键技术问题,工程控制网的分类：纵向、横向,建立工程控制网的技术、方法、过程,思 考 与 练 习,一.名词解释：施工控制网 建筑限差 二.简述题： 1.试叙述工测网的分类 2.试叙述施工控制网的建网要求。 3.试叙述施工控制网的特点。,工测网概述,相 关 文 献,工测网概述,卓健成.工程控制测量建网理论M.成都:西南交通大学出版社,1996,Pelzer H.著, 张正禄译.现代工程测量控制网的理论和应用M.北京:测绘出版社,1989,工测网概述,名词解释, 控制点control point：以一定的精度测得几何、重力数据，为进一步测量和其他科学技术工作提供依据、控制精度的固定点。（GB/T 14911-1994, 3.34 ，测绘基本术语）,大地控制点geodetic control point：在全国或某一地区内布设的具有统一等级精度标准的大地坐标的控制点。 （GB/T 14911-1994, 3.35 ，测绘基本术语）,高程控制点vertical control point：测得高程值的控制点。（GB/T 14911-1994, 3.36 ，测绘基本术语）,平面控制点plane control point：测得平面坐标值的控制点。（GB/T 14911-1994, 3.37 ，测绘基本术语）,大地(控制)网geodetic (control) network由 一 系 列 大 地控制点所构成的测量控制网。（GB/T 17159-1997, 7.20，大地测量术语）,工测网概述,名词解释,水准点benchmark：用水准测量方法测定的高程控制点。 （GB/T 14911-1994, 3.39 ，测绘基本术语）,地形控制点topographic control point：为地形测量而布设的国家等级以外的控制点。（GB/T 14911-1994, 3.40 ，测绘基本术语）,测量控制网surveying control network：在地面上按一定规范布设并进行测量而得到的一系列相互联系的控制点所构成的网状结构。(GB/T 14911-1994, 3.41 ，测绘基本术语),大地控制网geodetic control network:由大地控制点构成的测量控制网。包括水平控制网和高程控制网。 (GB/T 14911-1994, 3.43 ，测绘基本术语),天文大地网astro-geodetic network:在全国范围内,按国家统一规范建立的国家高等级的水平控制网。同义 词 :( 国家 大地网) (GB/T 14911-1994, 3.42 ,测绘基本术语),工测网概述,名词解释,高程控制网vertical control network:由一系列高程控制点所构成的测量控制网。（GB/T 14911-1994, 3.44，测绘基本术语）,国家水准网national leveling network:在全国范围内由一系列国家等级的水准点(间或也有用其他方法侧得的高程点)所构成的测量控制网 （GB/T 14911-1994, 3.45，测绘基本术语）,水平控制网horizontal control network:由一系列测得大地经度和大地纬度的控制点所构成的测量控制网。（GB/T 14911-1994, 3.46，测绘基本术语）,平面控制网plane control network由一列平面控制点所构成的测量控制网。（GB/T 14911-1994, 3.47，测绘基本术语）,GPS控制网GPS control network:利用NAVSTAR全球定位系统(GPS)建立的测量控制网。（GB/T 14911-1994, 3.48，测绘基本术语）,工测网概述,名词解释,三角控制网triangulation network:由一系列连续三角形构成的测量控制网。（GB/T 14911-1994, 3.50，测绘基本术语）,导线控制网traverse network:通过导线测量构成的水平(或平面)控制网。（GB/T 14911-1994, 3.51，测绘基本术语）,变形监测网deformation monitoring network:为工程建(构)筑物的变形观测布设的专用测量控制网。（GB/T 14911-1994, 3.52，测绘基本术语）,三角锁triangulation chain:在地面上由一系列相邻的三角形构成链形的水平(或平面)控制网。（GB/T 14911-1994, 3.53，测绘基本术语）, 示误三角形triangle of error由于观测误差的影响，在用交会法确定一个待定点时三条交会线不交于同一点而形成的一个三角 形 。（GB/T 14911-1994, 3.61，测绘基本术语）,工测网概述,名词解释,施工坐标系:坐标轴与建筑物主轴线成某种几何关系的平面直角坐标系。（GB/T 50228-1996,2.0.13，工程测量基本术语标准，北京：中国计划出版社）,施工控制网:为工程建设的施工而布设的测量控制网。（GB/T 50228-1996,2.0.13，工程测量基本术语标准，北京：中国计划出版社）,或：供工程建筑物施工放样用的一种平面直角坐标系。其坐标轴与建筑物主轴线一致或平行，其坐标原点置于设计总平面图的西南角。（测绘词典P.477，上海:上海辞书出版社1981）,工测网概述,名词解释,控制测量control survey:在一定区域内，为地形测图和工程测量建立控制网所进行的测量。包括平面控制测量和高程控制测量。(GB/T 14911-1994, 3.8,测绘基本术语),平面控制测量plane control survey:测定控制点的平面坐标值所进行的测量。(GB/T 14911-1994, 3.9,测绘基本术语),高程控制测量vertical control survey:测定控制点的高程值所进行的测量。(GB/T 14911-1994, 3.10,测绘基本术语),高程测量vertical survey:确定地面点高 程的测量。主要有:水准测量、三角高程测量、气压高程测量及流体静力水准测量和GPS高程测量等。(GB/T 14911-1994, 3.11,测绘基本术语),工测网概述,名词解释,水准测量leveling:利用水准仪和水准标尺，根据水平视线原理测定两点间高差的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.12,测绘基本术语),三角高程测量trigonometric leveling:观测两点间的天顶距再根据已知距离来推求高差的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.13,测绘基本术语),三角测量triangulation:在地面上选定一系列点构成连续三角玛测定各三角形顶点的水平角，再根据起始边长、方位角、起始点坐标来推求各顶点水平位置的测量方法 。(GB/T 14911-1994, 3.14,测绘基本术语),三边测量trilateration:在地面上选定一系列点构成连续三角形，测定各三角形的边长和起始方位角，再根据起始点坐标来推求各顶点水平位置的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.14,测绘基本术语),工测网概述,名词解释,边角(三角)测量triangulateration:综合应用三角测量和三边测量来推求各顶点水平位置的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.16,测绘基本术语),导线测量traverse survey:将一系列的点依相邻次序连成折线形式，依次测定各折线边的长度、转折角(或同时测天顶距)，再根据起始数据以推求各点的水平位置(或同时推求高程)的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.17,测绘基本术语),高程导线测量height traverse survey:将一系列的点依相邻次序连成折线形式，依次测定各折线边长度、天顶距，再根据起始数据推求各点高程的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.18,测绘基本术语),交会高程测量vertical survey by intersection:根据多个已知高程点，用交会法和三角高程测量来侧定待定点高程的测量方法。(GB/T 14911-1994, 3.19,测绘基本术语),直角坐标变换公式,公式,参数求解,应用,原理简单、应用广,施工坐标系（建筑坐标系）是供工程建筑物施工放样用的一种平面直角坐标系。其坐标轴与建筑物主轴线一致或平行，其坐标原点置于设计总平面图的西南角。,高程系统：除统一的国家高程系统外，设计人员还常常为每一个独立建筑物规定一个独立高程系统（0）,直角坐标变换公式及其应用,在“工程测量的几个基本观点与方法：5独立的平面直角坐标系 ”,这个坐标系称为施工坐标系,直角坐标变换公式及其应用,直角坐标变换公式,x0、y0：平移参数,：旋转参数,k：尺度参数,直角坐标变换公式及其应用,根据两点坐标求(x0,y0)、k,已知两点1、2，它们在两坐标系中的坐标分别为(A1,B1)、(A2,B2)和(x1,y1)、(x2,y2),参数求解,直角坐标变换公式及其应用,根据多点坐标求(x0,y0)、k,已知点数为n（n2），各点在两个坐标系中的坐标为(xi,yi)、(Ai,Bi)，i=1，2，n,令,则,参数求解,直角坐标变换公式及其应用,根据多点坐标求(x0,y0)、k,则,从而可求出(x0,y0)、a、b及其精度,依,参数求解,直角坐标变换公式及其应用,根据多点坐标求(x0,y0)、k,进一步,及其精度？,参数求解,直角坐标变换公式及其应用,根据多点坐标求(x0,y0)、k 简易方案,若先对(Ai,Bi)做中心化处理，即令,则法方程式的系数阵为对角阵，可容易求得,参数求解,直角坐标变换公式及其应用,根据多点坐标求(x0,y0)、k 简易方案,或,参数求解,直角坐标变换公式及其应用,无定向导线、线性锁的坐标解算;平面控制网近似坐标计算,应用,自由设站法,已知控制点i(i=A,B, ),其坐标为(xi,yi),设站P,测sPi、rPi,i=A,B, ,计算(sPicosrPi,sPisinrPi),i=A,B, ,根据(xi,yi)和(sPicosrPi,sPisinrPi)(i=A,B, )求(xP,yP) 0，分别是点P的坐标和水平度盘零读数的方位角。,然后,直角坐标变换公式及其应用,自由设站法,设有两个以上的已知控制点i(i=1,2, ,n),其坐标为(xi,yi)。将仪器(全站仪或经纬仪)架设在便于工作的任选地方,仪器的纵、横轴交点记为P。测量P至诸已知点的水平距离si、水平方向ri,i=1,2, ,n。,为了进一步方便下一步的放样工作,还可以把水平度盘读数修正为0,则此后水平度盘读数即为