《小地区控制测量》PPT课件.ppt

第六章 小地区控制测量 第一节 控制测量概述 地形测图和地籍测量，实际上就是测定地面上各个特征点位置的工作。都需要遵循从控制到碎部的基本原则。 在测区内选择若干个具有控制意义的点，称为控制点。由控制点组成一定的几何图形，称为测量控制网。 用较精密的仪器和方法来测定控制网中的角度，边长和高差，通过计算，求得各控制点的平面位置和高程，这部分工作称为控制测量。,以控制点为测站，测定其周围地形特征点或界址点的位置，从而得到具有统一精度的地形图或地籍图，这部分工作称为碎部测量（或称为细部测量）。,一、平面控制测量,控制测量分为平面控制测量、高程控制测量和三维控制测量。,测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量，平面控制网是某参考面上，由相互联系的平面控制点所构成的测量控制网。范围较小时（一般半径小于10km），可把参考面看作平面，通常情况下是指参考椭球面。,在已有基本控制网的地区测绘大比例地形图，应进一步加密，以此测定测绘地形图所需直接使用的控制点，称为图根点。,二、高程控制测量,测定控制点高程的工作，称为高程控制测量，主要用水准测量的方法实施，但在高差大的山区则用三角高程测量的方法。,在我国全国范围内，根据从高级到低级，分级布网，逐级控制的原则，已布设了一、二、三、四各个等级的三角网、水准网，这些国家控制网的各控制点的坐标、高程，作为地形测量和工程建设的依据。 在进行局部地区测量时，一般要求与国家控制网系统连接统一，当国家控制点离测区较远，或不易寻找时，在不影响测绘和工程需要的前提下，可暂不与国家控制网相连，这种不与国家控制网连接的控制网，称独立控制网，采用假定坐标系统。,第二节 控制测量外业工作,一、平面控制网的布设形式 依控制网在空间布置的几何图形，平面控制网分成三角网和导线网两种基本形式。 （一）三角网 在地面上选择一系列彼此通视的控制点，把它们用三角形的形式联接起来，构成三角网。传统的三角测量，是高精度地量测极少量的边长，观测各三角形内角，再通过起始点坐标，起始边的方位角，推算出各边的边长和方位角，然后计算出各控制点平面位置。,（二）导线网 在地面上选定一系列的点，依相邻次序联成折线，这就是导线。观测各条边长及其折角，再通过起始点的坐标、起始边方位角推算出各边的方位角和各控制点坐标。,1、闭合导线,2、附合导线 如下图所示，由某一已知点A出发，经过1，2，3等导线点后终止于另一个已知点C，称为附合导线。,3、支导线： 从某一已知点起，支出12个点，既不闭合到原来的已知点，也不附合到另一个已知点，这条折线，称为支导线。由于支导线缺乏检核，一般规定支导线不得超过2个点。,三、导线测量的外业工作,1、导线布设形式的选择 2、导线点的选择与标定 选点时应注意如下几点： （1）、相邻导线点通视应良好，地面坚实平坦，便于量距、测角。 （2）、导线点应选在视野开阔，有一定控制意义的地方，便于施测碎部。 （3）、相邻导线边长度不宜相差悬殊，相邻导线边长度之比应不超过3。根据测图比例尺需要，一组导线平均边长为120米，二级导线平均边长为70米。,3、量距 用检定过的钢尺，往返丈量各导线边水平距离各一次 。也可用光电测距仪测定。,4、测角 对闭合导线一般测内角，对附合导线可依观测前进方向的左角（或右角）。用DJ6型光学经纬仪观测一个测回，两半测回之差不应超过40，对中误差在2mm之内，角度闭合差在限差范围之内。 为推算各导线边方位角，在导线与高级控制点连接时，要加测连接角，若导线为独立系统，则需用罗盘仪或其它方法测定起始边方位角。,第三节 导线测量内业工作,导线测量外业工作结束以后，全面检查外业记录，计算无误的情况下，绘制导线草图、注明导线点号、实测的转换角值、边长、起始边方位角和起始点的坐标，进行内业计算。,一、导线坐标计算的概念,坐标正算:,坐标反算,二、闭合导线坐标计算,(一)将检核过的已知数据填入表格。,（二）角度闭合差及其调整 闭合导线内角和在理论上应满足： 理（n2）180 （n为导线内角个数） 测得的导线内角总和与理论的内角总和之差，称为角度闭合差，以f 表示 f 测 理 角度闭合差容许值一般规定为： （n为内角个数）,若|f|f容|，则按下列原则进行调整。各角的调整值称为改正数。 （1） 符号相反，改正数的符号与闭合差的符号相反。 （2） 平均分配，将闭合差基本上平均分配到各个角。,有余数时，短边所夹的角可考虑多分配一些，并适当凑整,(三)坐标方位角的推算,根据已知边的坐标方位角和测得的连接角推算起始边的坐标方位角：,。,A1 BA180 再根据起始边坐标方位角，推算其它各边的坐标方位角： 12 A11801 23 121802 34 231803 4A 341804,A1 4A180A,注：上式中的i均是改正后的内角，最后重新推算出的起始边坐标方位角A1 ，应与原来的数值相等，以检查计算上有无错误。若算得的各边坐标方位角超过360时，应减去360；不够减时，应加上360再减。 上面推算是按逆时针方向进行的，各内角为左角，故可写与一般式为： n,n+1 n-1,n180n 即前一边的坐标方位角等于后一边的坐标方位角加左角减180。,若按顺时针方向进行推算，转折角变为右角，则公式可写成： n,n+1 n-1,n180n (四)坐标增量的计算 两点坐标之差称为坐标增量。,XAB DABcos(AB) YAB DABsin(AB) 坐标增量的符号由坐标方位角所在象限的正弦、余弦函数值符号所决定。,(五)坐标增量闭合差的计算及其调整 从解析几何可知闭合多边形纵、横坐标增量的代数和在理,论上应各等于零。即： X理0 Y理0,但由于存在误差，一般纵、横坐标增量总和都不等于零，而等于某一数值，即：,X测fX Y测fY 式中fX 、fY分别称为纵、横坐标增量闭合差，则导线全长闭合差为：,坐标增量闭合差,若以fD除以导线全长D，即得相对闭合差K，以分子为1的形式表示为：,相对闭合差一般要求不大于1/2000。 坐标增量闭合差的调整方法：将fX、fY改变符号，与边长成比例分配到各坐标增量上，此值称为增量改正数，其一般式为：,纵、横坐标增量改正数的总和，应等于坐标增量闭合差，而符号相反，因凑整误差而引起的不等，可适当调整增量的改正值，使之相等，即：,改正后的坐标增量分别为： XiXi测VXi YiYi测VYi (六)导线点坐标的计算 根据起始点坐标和改正后的坐标增量，依次推算各未知点坐标。即：,最后推算回到起始点的坐标应与原坐标值完全相等，此作为坐标值计算校核。,例:,三、附合导线的内业计算 附合导线的计算，原则上与闭合导线相同，但有两点不同： 1、角度闭合差的计算 附合导线的角度闭合差要用推算坐标方位角的方法来计算。,附合导线计算原理,A1 MAA180 12 A11180 2B 122180 ）BN 2BB180 BN MA4180 写成一般式为： 终始（n2）180 式中n为待求导线点点数，2为连接角数。 则角度闭合差： f终终 （n2）180 始 终 角度闭合差容许值为：f容,2、坐标增量闭合差的计算 附合导线各边的纵、横坐标增量的代数和在理论上应等于起、终两个已知点的坐标增量（即坐标差）。即： X测XBXA（XAB） Y测YBYA（YAB） 附合导线坐标增量闭合差为： fX X测 XAB fY Y测 YAB,第四节 高程控制测量 高程控制的主要形式是水准网，一般在测区内进行三、四等水准测量，然后以三、四等水准点为起标点，沿三角点、图根点进行图根水准测量，测出各控制点的高程。 一、四等水准测量 （一）主要技术要求 四等水准测量的精度要求高于普通水准测量，其形式可以布设成闭合或附合路线，总长度不超过16Km，一般要求每隔1Km埋设一个水准点，每站最大视线长度为100m，前后视距差小于3m，其视距累积差小于10m，红黑面读数差为3mm，黑面与红面高差之差不,大于5mm，最后的高差闭合差为 或 （山区），式中L为路线全长，以公里计，n为测站数。,(二) 三、四等水准测量的方法 三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。下面介绍双面尺法的观测程序。,1) 一站观测顺序, 在测站上安置水准仪，使圆水准气泡居中，后视水准尺黑面，用上、下视距丝读数，记入 (1)、(2)位置；旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中，用中丝读数，记入中(3)位置。 前视水准尺黑面，用上、下视距丝读数，记入表中(4)、(5)位置；旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中，用中丝读数，记入表中(6)位置。 前视水准尺红面，旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中，用中丝读数，记入表中(7)位置。 后视水准尺红面，旋转微倾螺旋，使管水准气泡居中，用中丝读数，记入表中(8)位置。 以上观测顺序简称为后、前、前、后。,2) 一站计算与检核 视距计算与检核 根据前、后视的上、下丝读数计算前、后视的视距(9)和(10)： 后视距离(9)=(1)-(2)10 前视距离(10)=(4)-(5)10 计算前、后视距差(11)：(11)=(9)-(10) 对于三等水准， (11)不超过3m，对于四等水准，(11)不超过5m。,计算前、后视视距累积差(12)： (12)=上站(12)+本站(11) 对于三等水准， (12)不超过6m，对于四等水准，(12)不超过10m。 水准尺读数检核 同一水准尺黑面与红面读数差的检核： (13)=(6)+K-(7) (14)=(3)+K-(8) K为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差,(13)、(14)不超过2mm，对于四等水准，(13)、(14)不超过3mm。 高差计算与检核 按前、后视水准尺红、黑面中丝读数分别计算一站高差：黑面高差(15)=(3)-(6)1000 红面高差(16)=(8)-(7)1000 红黑面高差之差(17)=(15)-(16)0.1=(14)-(13) 对于三等水准， (17)不超过3mm，对于四等水准，(17)不超过5mm。 红、黑面高差之差在容许范围以内时，取其平均值作为该站的观测高差： (18)= (15)+(16)/2,二、三角高程测量 在山区或丘陵地带采用三角高程测量能加快测量速度，而且也能满足一定的精度要求，因此在地形测量中广泛地使用三角高程测量作高程控制测量。 （一）三角高程测量的原理,三角高程测量原理,如图示，已知地面上A、B两点间的水平距离D，A点的高程HA，观测竖角，求B点高程HB，量得仪器高为I，目标高为b，则HBHAhAB,而： hAB=Dtgib Dtg以h表示，称为初算高差，所以 HBHAhib 若以三角高程测量方法来建立高程控制点，除了起始点高程（如A点高程HA），必须用水准测量方法引测外，还要进行两点间的对向观测，即由A点观测B点，又从B点观测A点，两次测得高差的