长安大学课件导线测量概述.ppt

第七章 控制测量,长安大学公路学院,1,7-1 概述,遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，测量工作须先建立控制网，然后根据控制网进行碎部测量或测设。 控制网分为平面控制网和高程控制网。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量；测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。,1,7-1 概述,一、控制测量 1、目的与作用 建立测区统一的控制基准 控制误差的积累 便于开展细部测量工作 2、有关名词 小地区（小区域）：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。 控制点：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。 控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。 控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。,1,7-1 概述,一、控制测量 3、控制测量分类 按内容分： 平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y。 高程控制测量：测定各高程控制点的高程H。 按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级 按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量 按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量,1,7-1 概述,二、国家控制网 平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网组成。 高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网组成。 国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。,二等三角网,一等三角网,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 平面控制测量方法：GPS测量、导线测量、三角测量或三边测量的方法。 平面控制测量精度要求 表7-2,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 平面控制测量等级选用 表7-3,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,相邻点间平均边长参照值 表7-4,GPS测量的主要技术要求,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,导线测量的主要技术要求 表7-6,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,三角测量的主要技术要求 表7-7,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,三边测量的主要技术要求 表7-8,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,图根导线测量的主要技术要求 表7-9,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,GPS观测的主要技术要求 表 7-10,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,水平角观测的主要技术要求 表7-11,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,光电测距仪的选用 表7-12,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,光电测距的主要技术要求 表7-13,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,普通钢尺丈量距离的主要技术要求 表7-14,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量,高程控制测量的技术要求 表7-15,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量,高程控制测量等级选用 表7-16,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 1.高程控制测量的主要技术要求,水准测量的主要技术要求 表7-17,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 1.高程控制测量的主要技术要求,光电测距三角高程测量的主要技术要求 表7-18,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,水准测量观测的主要技术要求 表7-19,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,光电测距三角高程测量观测的主要技术要求 表7-20,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,图根水准测量的主要技术要求 表7-21,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,图根三角高程测量的主要技术要求 表7-22,1,7-3 导线测量,将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图形，称为导线。构成导线的控制点，称为导线点，折线边称为导线边 导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角；根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。 一、导线测量的布设形式 l闭合导线 2附合导线 3支导线,1,7-3 导线测量,一、导线测量的布设形式 1闭合导线 多用于面积较宽阔 的独立地区。 A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。 已知数据： ， XB ， YB 观测数据：连接角B； 导线转折角0 ，1 ，5； 导线各边长SB1，S12，S51。,1,7-3 导线测量,一、导线测量的布设形式 2.附合导线 多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。 AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。 已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。 观测数据：连接角B 、C ； 导线转折角1, 2, 3 ,4 ； 导线各边长SB1，S12，S4C。,1,7-3 导线测量,一、导线测量的布设形式 3.支导线 支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。 A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。 已知数据：AB,XB,YB 观测数据：转折角B, 1 边长SB1，S12,1,7-3 导线测量,二、导线测量的外业 1.踏勘选点及建立标志：在现场选定控制点位置，建立标志。 2量边 ：测量各导线边（新边）的距离。 3测角 ：观测导线各转折角。 4连测：观测导线连接角和连接边。,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 1坐标方位角的推算 注意：若计算出的方位角360，则减去360；若为负值，则加上360。,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 2坐标正算 由A、B两点边长DAB和坐标方位角 AB，计算坐标增量。见图有：,其中，XAB=XB-XA YAB=YB-YA,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 3、坐标反算公式 由A、B两点坐标来计算AB、DAB,AB的具体计算方法如下：,（1）计算：,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 3、坐标反算公式,（2）计算：,（3）根据XAB、YAB的正负号判断AB所在的象限。,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 3、坐标反算公式,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 1角度闭合差的计算与调整 (1)计算角度闭合差 (2)计算限差 (3)若在限差内，则平均分配原则，计算改正数,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 1角度闭合差的计算与调整 (4)计算改正后新的角值： 2推算各边的坐标方位角 按新的角值，推算各边坐标方位角。 3计算各边的坐标增量 按坐标正算公式，计算各边坐标增量。 4坐标增量闭合差的计算与调整,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 4坐标增量闭合差的计算与调整 （1）计算坐标增量闭合差： 导线全长闭合差: 导线全长相对闭合差： （2）分配坐标增量闭合差。,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 4坐标增量闭合差的计算与调整 （1）计算坐标增量闭合差： （2）分配坐标增量闭合差： 若K1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到 各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 4坐标增量闭合差的计算与调整 5.各点坐标的计算 根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计 算各导线点的坐标。,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 1角度闭合差的计算与调整 2推算各边的坐标方位角 3计算各边的坐标增量 4坐标增量闭合差的计算与调整 5. 各点坐标的计算,1,7-3 导线测量,五、附合导线坐标计算 说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点: 1角度闭合差的计算 （2）满足精度要求，若观测角为左角，则将f反符号平均分配到各观测角上；若观测角为右角，则将f同符号平均分配到各观测角上。,方法1：,（1）计算方位角闭合差：,1,7-3 导线测量,五、附合导线坐标计算 （1）计算角度闭合差： （2）满足精度要求，将f反符号平均分配到各观测角上。,方法2：,右角：,1,7-3 导线测量,五、附合导线坐标计算 2、坐标增量闭合差的计算,1,7-4 三角测量,将测区各控制点组成相互连接的若干个三角形而构成三角网，这些三角形的顶点，称为三角点。 三角测量:由三角点构成三角形（三角网），测量所有的三角形内角，加测12条基线，由起算数据、角度及1-2条基线进行三角点的定位（坐标）。 小三角测量：建立小区域控制网的三角测量称为小三角测量 。 一、三角网的布设形式,1,7-4 三角测量,一、三角网的布设形式,1,7-4 三角测量,二、三角测量的外业,1,7-5 交会定点,需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法。 交会定点的方法 一、前方交会 A，B已知点， ， P：未知点， ；测角，,1,7-5 交会定点,推导： 则,1,7-5 交会定点,前方交会计算实例 计算坐标时，务必使实测图形的编号应与推导公式时的编号一致。计算实例见p153页表7-25。,1,7-5 交会定点,二、测边交会 已知点A、B、C按逆时针方向编号，它们之间的边长 分别用和表示，a、b、c为测定的边长。,1,7-5 交会定点,二、测边交会 已知点A、B、C按逆时针方向编号，它们之间的边长 分别用和表示，a、b、c为测定的边长。 计算的两组坐标，如果点位较差在限差之内，则取其平均值作为最后结果。,1,7-5 交会定点,三、测边角后方交会 A、B为两个已知点，p点为未知点。 在P点安置全站仪，测得P点至A、B 两点的距离分别为a,b,测得PA与PB 两方向的水平夹角为。,1,7-7 三、四等水准测量,三、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。 三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水准点引测；如在独立地区，可采用闭合水准路线； 三、四等水准点一般须长期保存，点位须建立在稳固处。 三、四等水准测量的主要技术要求详见表7-16、表7-17和表7-19。,1,7-7 三、四等水准测量,1测站观测程序 后视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数,后视尺,前视尺,1,7-7 三、四等水准测量,三、四等水准测量记录、计算表（双面尺法）,三、四等水准测量记录（双面尺法）,（9）,（10）,后-前,（15）,（16）,（17）,（18）,37.4,37.6,后-前,+0.833,5.239,-0.175,+1,+0.8325,+1,下丝,下丝,后尺,前尺,上丝,上丝,测站编号,点号,后视距,前视距,视距差d(m),d(m),方向及尺号,水准尺读数 （ m）,K+黑-红,平均高差 （m）,备注,黑面,红面,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,（11）,（12）,后,前,（14）,（13）,K为尺常数： K105= 4.787 K106= 4.687,1,2,BM.1-ZD.1,ZD.1-ZD.2,1.571,0.739,后105,前106,1.197,0.363,-0.2,-0.2,1.384,6.171,0,0.551,-1,+0.932,2.121,2.196,后105,前106,1.747,1.821,37.4,37.5,-0.1,-0.3,后-前,1.934,6.621,0,2.008,6.796,-0.074,-1,-0.0745,1,7-7 三、四等水准测量,2计算与校核 （1）视距计算 后视距离（9）=100（1）-（2） 前视距离（10）=100（4）-（5） 前后视距差值（11）=（9）-（10），此值应符合表7-19的要求。 视距差累积值（12）=前站（12）+本站（11）， 其值应符合表7-19的要求。,1,7-7 三、四等水准测量,2计算与校核 （2）高差计算 前视黑、红读数差：（13）=K106+（6）-（7） 后视黑、红读数差：（14）=K105+（3）-（8） 黑面高差：（15）=（3）-（6） 红面高差：（16）=（8）-（7） 红、黑面高差之差：（17）=（15）-（16）0.100 计算校核：（17）=（14）-（13） 平均高差：（18）=（15）+（16）0.100,1,7-7 三、四等水准测量,2计算与校核 （3）计算的校核 高差部分按页分别计算后视红、黑面读数总和与前视读数总 和之差，它应等于红、黑面高差之和。 对于测站数为偶数 （3）+（8）- （6）+（7）= （15）+（16）=2（18） 对于测站数为奇数 （3）+（8）- （6）+（7）= （15）+（16）=2（18）0.100,1,7-7 三、四等水准测量,3成果计算 1.检验测段(两水准点之间的线路)往返测高差不符值(往、返测高差之差)及附合或闭合线路的高差闭合差 2.如果在容许范围以内，则测段高差取往、返测的平均值，线路的高差闭合差则反其符号按测段的长度成正比例进行分配,1,7-8 三角高程测量,三角高程测量是一种间接测定两点之间高差的方法 要求观测两点之间的水平距离D(或斜距S)以及两点之间的垂直角。 使用于山区或不便于进行水准测量的地区。,1,7-8 三角高程测量,一、三角高程测量原理 A点高程已知，在测站A