[工学]第五章 小地区控制测量z.ppt

第五章小地区控制测量 第一节控制测量概述 第二节图根导线测量的外业工作 第三节图根导线测量的内业计算 第四节高程控制测量 第一节控制测量概述 一 控制测量的概念 1 控制网 在测区范围内选择若干有控制意义的点 称为控制点 按一定的规律和要求构成网状几何图形 称为控制网 控制网分为 平面控制网 高程控制网 2 控制测量 测定控制点位置的工作 称为控制测量 测定控制点平面位置 x y 的工作 称为平面控制测量 测定控制点高程H的工作 称为高程控制测量 国家控制网 城市控制网 小地区控制网 二 国家控制网 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 国家平面控制网主要布设成三角网 采用三角测量的方法 国家高程控制网 布设成水准网 采用精密水准测量的方法 国家三角网 国家水准网 三 城市控制网 在城市地区 为测绘大比例尺地形图 进行市政工程和建筑工程放样 在国家控制网的控制下而建立的控制网 称为城市控制网 城市平面控制网一般布设为导线网 城市高程控制网一般布设为二 三 四等水准网 直接供地形测图使用的控制点 称为图根控制点 简称图根点 测定图根点位置的工作 称为图根控制测量 图根控制点的密度 包括高级控制点 取决于测图比例尺和地形的复杂程度 平坦开阔地区图根点的密度一般不低于下表的规定 地形复杂地区 城市建筑密集区和山区 可适当加大图根点的密度 四 小地区控制测量 在面积小于15km2范围内建立的控制网 称为小地区控制网 建立小地区控制网时 应尽量与国家 或城市 的高级控制网连测 将高级控制点的坐标和高程 作为小地区控制网的起算和校核数据 如果不便连测时 可以建立独立控制网 小地区平面控制网 应根据测区面积的大小按精度要求分级建立 在全测区范围内建立的精度最高的控制网 称为首级控制网 直接为测图而建立的控制网 称为图根控制网 首级控制网和图根控制网的关系如下表所示 小地区高程控制网 也应根据测区面积大小和工程要求采用分级的方法建立 在全测区范围内建立三 四等水准路线和水准网 再以三 四等水准点为基础 测定图根点的高程 第二节图根导线测量的外业工作 将测区内相邻控制点用直线连接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 A B x 1 2 3 C D x 导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值 再根据起算数据 推算出各边的坐标方位角 从而求出各导线点的坐标 用经纬仪测量转折角 用钢尺测定导线边长的导线 称为经纬仪导线 若用光电测距仪测定导线边长 则称为光电测距导线 一 图根导线的布设形式 1 闭合导线 2 附合导线 3 支导线 1 闭合导线 A B 1 2 3 4 x 从已知控制点B和已知方向BA出发 经过1 2 3 4最后仍回到起点B 形成一个闭合多边形 这样的导线称为闭合导线 导线闭合导线本身存在着严密的几何条件 具有检核作用 2 附合导线 A B x 1 2 3 C D x 从已知控制点B和已知方向BA出发 经过1 2 3点 最后附合到另一已知点C和已知方向CD上 这样的导线称为附合导线 这种布设形式具有检核观测成果的作用 3 支导线 A B x 1 2 由一已知点B和已知方向BA出发 既不附合到另一已知点 又不回到原起始点的导线 称为支导线 二 图根导线测量的外业工作 1 踏勘选点 1 相邻点间应相互通视良好 地势平坦 便于测角和量距 2 点位应选在土质坚实 便于安置仪器和保存标志的地方 3 导线点应选在视野开阔的地方 便于碎部测量 4 导线边长应大致相等 其平均边长应符合技术要求 5 导线点应有足够的密度 分布均匀 便于控制整个测区 2 建立标志 临时性标志 永久性标志 导线点应统一编号 为了便于寻找 应量出导线点与附近明显地物的距离 绘出草图 注明尺寸 该图称为 点之记 3 导线边长测量 导线边长可用钢尺直接丈量 或用光电测距仪直接测定 4 转折角测量 导线转折角的测量一般采用测回法观测 图根导线 一般用DJ6经纬仪测一测回 当盘左 盘右两半测回角值的较差不超过 40 时 取其平均值 第三节导线测量的内业计算 导线测量内业计算的目的就是计算各导线点的平面坐标x y 一 图根闭合导线的坐标计算 263 40m 201 60m 231 40m 200 40m 241 00m 1 2 3 4 x 5 将校核过的外业观测数据及起算数据填入 闭合导线坐标计算表 中 起算数据用双线标明 1 2 3 4 5 1 2 1 2 3 4 5 1 闭合导线坐标计算表 1 角度闭合差的计算与调整 1 计算角度闭合差 n边形闭合导线内角和的理论值为 式中n 导线边数或转折角数 实测的内角之和与理论值的差值 称为角度闭合差 用表示 即 闭合导线坐标计算表 1 2 计算角度闭合差的容许值 图根导线角度闭合差的容许值f 容的计算公式为 如果 如果 说明所测水平角不符合 要求 应对水平角重新检查或重测 说明所测水平角符合要 求 可对所测水平角进行调整 3 计算水平角改正数 将角度闭合差反号平均分配到各观测水平角中 也就是每个水平角加相同的改正数v v 的计算公式为 水平角改正数之和应与角度闭合差大小相等符号相反 即 计算检核 在本例中 计算检核 闭合导线坐标计算表 1 4 计算改正后的水平角 改正后的水平角等于所测水平角加上水平角改正数 即 本例为540 改正后的闭合导线内角之和应为 以为例 计算检核 2 推算各边的坐标方位角 根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角 推算其它各导线边的坐标方位角 最后推算出起始边坐标方位角 它应与原有的起始边已知坐标方位角相等 否则应重新检查计算 计算检核 闭合导线坐标计算表 1 263 40m 201 60m 231 40m 200 40m 241 00m 1 2 3 4 x 5 3 坐标增量的计算及其闭合差的调整 1 计算坐标增量 根据已推算出的导线各边的坐标方位角和相应边的边长 计算各边的坐标增量 在本例中 导线边1 2的坐标增量为 闭合导线坐标计算表 2 2 计算坐标增量闭合差 闭合导线 纵 横坐标增量代数和的理论值应为零 即 实际计算所得的 x测 y测不等于零 从而产生纵坐标增量闭合差fx和横坐标增量闭合差fy 即 3 4 5 2 1 x y O x12 x23 x34 x45 x51 y12 y23 y34 y45 y51 3 4 5 1 x y O 1 WD Wy Wx 2 3 计算导线全长闭合差fD和导线全长相对闭合差K 将fD与导线全长相比 以分子为1的分数表示 称为导线全长相对闭合差K 即 导线全长闭合差为 闭合导线坐标计算表 2 不同等级的导线 其导线全长相对闭合差的容许值K不同 图根导线的K容为1 2000 如果K K容 说明成果不合格 此时应对导线的内业计算和外业工作进行检查 必要时须重测 如果K K容 说明测量成果符合精度要求 可以进行调整 4 调整坐标标增量闭合差 调整的原则是将fx fy反号 并按与边长成正比的原则 分配到各边对应的纵 横坐标增量中去 以vxi vyi分别表示第i边的纵 横坐标增量改正数 即 在本例中 导线边1 2的坐标增量改正数为 计算检核 纵 横坐标增量改正数之和应满足下式 闭合导线坐标计算表 2 5 计算改正后的坐标增量 各边坐标增量计算值加上相应的改正数 即得各边的改正后的坐标增量 在本例中 导线边1 2改正后的坐标增量为 闭合导线坐标计算表 2 改正后纵 横坐标增量之代数和应分别为零 计算检核 4 计算各导线点的坐标 根据起始点1的已知坐标和改正后各导线边的坐标增量 按下式依次推算出各导线点的坐标 闭合导线坐标计算表 2 推算起始点1的坐标 其值应与原有的已知值相等 计算检核 1 2 3 4 5 1 2 1 2 3 4 5 1 闭合导线坐标计算表 二 附合导线坐标计算 A B 1 2 3 4 C D 附合导线坐标计算表 1 角度闭合差的计算与调整 1 计算角度闭合差 根据起始边AB的坐标方位角及观测的各右角 推算CD边的坐标方位角 式中 起始边的坐标方位角 终边的推算坐标方位角 写成一般公式为 若观测左角 则 附合导线的角度闭合差f 为 附合导线坐标计算表 1 2 调整角度闭合差 如果观测的是左角 则将角度闭合差反号平均分配到各左角上 如果观测的是右角 则将角度闭合差同号平均分配到各右角上 2 坐标增量闭合差的计算 附合导线的坐标增量代数和的理论值应等于终 始两点的已知坐标值之差 即 式中x始 y始 起始点的纵 横坐标 x终 y终 终点的纵 横坐标 纵 横坐标增量闭合差为 附合导线坐标计算表 2 五 支导线的坐标计算 1 根据观测的转折角推算各边的坐标方位角 2 根据各边坐标方位角和边长计算坐标增量 3 根据各边的坐标增量推算各点的坐标 第四节高程控制测量 一 图根水准测量 图根水准测量是指用水准测量的方法测定图根点高程的测量工作 其精度低于四等水准测量 又称为普通水准测量 或等外水准测量 二 三角高程测量 1 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 A B i v D hAB 大地水准面 HA HB A B两点间的高差hAB为 B点的高程HB为 2 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 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 3 三角高程测量的施测 1 将安置经纬仪在测站A上 量仪器高i和觇标高v 2 用十字丝的中丝瞄准B点觇标顶端 盘左 盘右观测 读取竖直度盘读数L和R 计算出垂直角 3 将经纬仪搬至B点 同法对A点进行观测 4 三角高程测量的计算 B A 5 三角高程测量的精度等级 1 用测距仪或全站仪测定A B两点间的水平距离 或斜距 称为光电测距三角高程 其精度