06小地区控制测量.ppt

第六章小地区控制测量 6 1控制测量概述 6 2经纬仪导线测量 6 3经纬仪导线计算 6 4交会法和小三角测量 6 5高程控制测量 6 6GPS控制测量简介 控制测量 为建立测量控制网而进行的测量工作 控制点 具有准确可靠坐标 X Y H 的基准点 控制网 由控制点按一定规律构成的几何图形 作用 可控制全局 为减少误差积累 可分组进行作业 控制测量的原则 1 分级布网 逐级控制 由高级到低级 2 要有足够的精度 3 要有足够的密度 4 要有统一的规格 内容 平面控制 高程控制 一 平面控制测量 确定控制点平面位置的工作 国家平面控制网 城市平面控制网 小地区平面控制网 常规方法 三角测量 导线测量平面控制网 国家控制网 一等三角锁 200Km 200Km 国家控制网 二等连续网 城市平面控制网 二 三 四等网 一 二级小三角网 小三边网 一 二 三级导线网 图根控制网 导线网 交会定点 城市导线网 小地区范围 面积在15km 以内 为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网 一般采用小三角网或相应等级的导线网 包括 首级控制网 图根控制网 二 高程控制测量 布设原则 由高级到低 从整体到局部 国家高程控制网 一 二 三 四等 城市高程控制网 二 三 四等 小地区高程控制网 三 四等及图根水准 各级高程控制网均采用水准测量 高山地区可采用三角高程测量 国家高程控制网 导线 测区内相邻控制点连成直线而构成的连续折线 导线边 导线测量 在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次序连成折线 并测量各线段的边长和转折角 再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法 主要用于带状地区 隐蔽地区 城建区 地下工程 公路 铁路等控制点的测量 一 导线的布设形式与等级 导线的布设形式 注意 支导线一般不得超过三条边 并需要往返测量 或采用陀螺定向边 钢尺量距各级导线的主要技术要求 注 表中n为测站数 M为测图比例尺的分母 二 导线测量的外业工作 1 踏勘选点及建立标志 混凝土桩 永久性 木桩 临时性 点之记 选点要求 1 便于测绘地形 2 便于测角 3 便于量边 4 边长适宜 5 保证安全 注意 A 一般按逆时针方向 对闭合导线而言 统一进行编号 B 为了便于寻找 应绘制导线点位置的草图 2 导线边长测量 光电测距 测距仪 全站仪 钢尺量距 当导线跨越河流或其它障碍时 可采用作辅助点间接求距离法 改正内角 再计算FG边的边长 时 3 导线转折角测量 一般采用J6经纬仪测回法测量 两个以上方向组成的角也可用方向法 导线转折角有左角和右角之分 当与高级控制点连测时 需进行连接测量 N B A 3 2 1 5 4 4起始边方位角的测定 A 与高级已知点连接的导线 只需观测连接角便可以推算各边的方位角 然后推算各点的坐标 B 不与高级已知点相连接的闭合导线 可用罗盘仪测定一条起始边磁方位角 便可推算其他各边的方位角 并推算各点的坐标 一 导线测量的内业计算 思路 由水平角观测值 计算方位角 由方位角 边长D 计算坐标增量 X Y 由坐标增量 X Y 计算X Y 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 1 坐标计算公式 1 坐标正算 由 D 求X Y 已知A 求B点坐标 注 计算出的 AB 应根据 X Y的正负 判断其所在的象限 2 坐标反算 由X Y 求 D 已知A B 求 2 附合导线的计算 如图 A B C D是已知点 起始边的方位角和终止边的方位角为已知 外业观测资料为导线边距离和各转折角 B 1 计算角度闭合差 如图 以右转折角为例计算 一般公式 同理 以左角计算 B 即 各级导线的限差见规范 检核 2 闭合差分配 计算角度改正数 式中 n 包括连接角在内的导线转折角数 3 计算改正后的角度 改 计算检核条件 4 推算各边的坐标方位角 用改正后的 改 计算出的 否则 需重算 5 计算坐标增量 X Y 6 计算坐标增量闭合差 由于的存在 使导线不能和CD连接 存在导线全长闭合差 导线全长相对闭合差 7 分配闭合差 检核条件 8 计算改正后的坐标增量 检核条件 9 计算各导线点的坐标值 依次计算各导线点坐标 最后推算出的终点C的坐标 应和C点已知坐标相同 如图 A B C D是已知点 外业观测资料为导线边距离和各转折角见图中标注 2053648 2904054 2024708 1672156 1753125 2140933 12560744 13 13 13 13 13 12 77 2053635 2904042 2024655 1672143 1753112 2140920 12560625 2364428 2110753 1002711 774016 901833 944721 603801 125 36 98 71 114 63 116 44 156 25 641 44 0 04 107 31 0 03 17 92 0 04 30 88 0 03 0 63 0 05 13 05 108 03 0 02 64 81 0 02 97 12 0 02 141 29 0 02 116 44 0 03 155 70 445 74 107 27 17 89 30 92 0 60 13 00 64 83 97 10 141 27 116 42 155 67 445 63 1536 86 837 54 1429 59 772 71 1411 70 869 81 1442 62 1011 08 1442 02 1127 50 1429 02 1283 17 107 84 3 闭合导线的计算 闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同 需要强调以下两点 1 角度闭合差的计算 n边形闭合导线内角和的理论值应为 2 坐标增量闭合差的计算 根据闭合导线本身的特点 理论上 实际上 辅助计算 点号 观测角 右角 改正数 改正角 1 2 3 4 坐标方位角 距离Dm 点号 1 2 3 4 增量计算值 改正后增量 坐标值 xm ym xm ym xm ym 1 2 1 2 闭合导线坐标计算表 1074830 893630 893350 531843 1253000 730020 13 13 12 12 50 3595910 1074843 730032 893402 893643 3600000 1253000 3061915 2155317 105 22 80 18 129 34 78 16 392 90 0 02 61 10 0 02 47 90 0 03 76 61 0 02 63 32 0 02 85 66 0 02 64 30 0 02 104 21 0 01 45 82 0 09 0 07 64 32 47 88 76 58 104 19 45 81 63 34 61 12 85 68 0 00 0 00 585 68 545 81 563 34 438 88 650 00 486 76 500 00 500 00 500 00 500 00 按得152 265 再按和 此时该键功能是 D MSD 得结果152 1554 计算器的使用 a 角度加减计算 例 求的值 输入26 4536后按 接着按 在输入125 3018后按 DEG DEG 2ndF DEG b 坐标正算 按 再按 显示数值61 52 约数 xAB 再按 显示数值109 23 约数 yAB 输入边长125 36后按 接着输入方位角60 3648 再按和 例 已知 求 a DEG b 2ndF b b c 坐标反算 按 再按 显示数值83 04 约数 DAB 输入 xAB的值45 68后按 接着输入 yAB的值69 35 再按b 例 已知求 a 2ndF a 再按显示数值56 6275906 接着按和 此时该键功能 D MSD 屏幕显示56 373932 即56 37 39 b 2ndF DEG 对所得角值的处理原则是 若显示值 0 则该值即为所求的 AB 若显示值 0 则该值加上360 后 才是所求的 AB 二 查找导线测量错误的方法 1 个别测角错误的检查 基本方法 通过按一定比例展绘导线来发现测角错误点 闭合导线 附合导线 4 A D 2 个别边错误的检查 例 导线全长闭合差f的坐标方位角 凡坐标方位角与或相接近的导线边 是可能发生量边错误的边 三 城市图根导线测量的特点及注意事项 图根控制点 直接用于测绘地形图的控制点 图根控制测量 测定图根点平面位置和高程的工作 由于城市街区道路较多 所以图根控制宜采用导线测量 在高级控制点基础上进一步加密 图根支导线测量时 用DJ6经纬仪对左 右折角各测一测回 并应满足 边长往返丈量 K 1 3000 图根支导线平均边长及边数 利用电磁波测距仪和电子全站仪 采用极坐标法布设图根点 其中测角的方向较差不应超过30 边长应遵循下表规定 电磁波测距仪极坐标法边长 交会定点用来加密控制点的方法 分为测角交会和距离交会两类 A A B C A B 前方交会 后方交会 一 前方交会 1 基本公式 余切公式 当A B P逆时针编号时 当A B P顺时针编号时 2 计算实例 为了提高精度 通常在三个已知点上进行观测 得到P点的两组坐标 其点位较差为 前方交会计算实例 点名 x 观测角 y A P B xA xB B P C 中数 略图 辅助计算 xP xB xC xP xP A B 2 1 C 1 2 P 1 1 2 2 yA yB yP yB yC yP yP 37477 54 37327 20 37194 574 37327 20 37163 69 37194 54 37194 56 16307 24 16078 90 16226 42 16078 90 16046 65 16226 42 16226 42 40 41 57 75 19 02 58 11 35 69 06 23 二 后方交会 1 基本公式 仿权公式 式中 注意事项 1 必须分别与A B C的按上图所示关系对应 这三个角可按方向观测法获得 其总和应等于360 2 A B C为三个已知点构成的三角形内角 其值根据三条已知边的方位角计算 3 如出现上图 b 的情况 计算时 均以负值代入计算 4 P点不能位于或接近三个已知点的外接圆上 否则P点坐标为不定解或计算精度低 后方交会计算实例 示意图 野外图 A B C C B A xA xB xC xA xB xB xC xA xC A B C yA yB yC yA yB yB yC yA yC PA PB PC BA CB CA xP yP 1432 566 1946 723 1923 566 514 157 23 167 490 990 46 10 05 8 90 17 16 1 43 32 38 1 180 00 00 0 4488 266 4463 519 3925 008 24 707 583 511 963 218 1 29315 0 747128 1 79171 2 33773 1644 555 4064 458 79 25 24 216 52 04 63 42 32 177 14 55 8 87 32 11 9 131 04 50 0 三 距离交会 1 基本公式 1 计算直线AB的坐标方位角 2 计算A B间的水平距离 3 利用余弦定理计算 A 4 求AP边的坐标方位角 5 P点的坐标为 距离交会计算实例 三角形编号 AP Db AB DAB BP Da BP Db BC DAB CP Da 边名 边长 点名 坐标 x y 略图 P点最后坐标 776 162 1119 647 321 180 301 065 312 266 248 177 260 722 312 266 479 593 776 161 524 767 1119 644 1217 407 919 750 A A B B P P B A C B P P 479 593 700 433 776 163 1217 407 1355 991 1119 650 C B A P 小三角测量 在测区内布设边长较短的小三角网 观测所有三角形的各内角 丈量1 2条边的长度 基线 用近似方法对角度进行调整 不考虑地球曲率 应用正弦定理计算各三角形的边长 再根据已知边的坐标方位角和已知点坐标推算各三角点坐标 主要用于丘陵地区或山区的测图控制和施工控制测量等 一 小三角网的布设形式 单三角锁 中点多边形 A F 小三角测量各级主要技术指标 注 n为传递方位角的测站数 当测区最大测图比例尺为1 1000时 一 二级小三角的边长可适当放长 但最长不应超过上角规定的两倍 二 小三角网的外业工作 1 踏勘选点及建立标志 2 基线测量 3 水平角测量 三 小三角网的内业计算 1 计算准备工作 2 角度闭合差的计算和调整 第一次角值改正 若不超限 进行第一次角值改正 改正后角值 改正数 校核 3 基线闭合差的计算和调整 第二次角值改正 由依次求 理论上有 或 但实际上 由于误差的存在 会产生基线闭合差 进行第二次角度改正 以秒为单位 改正后的平均角值 校核 4 三角形边长计算 5 计算三角点坐标 按各点组成的闭合导线A C E G I H F D B A计算各点坐标 582830 三角形编号 角度编号 角度观测值 第一次改正后角值 第一次改正值 第二次改正值 平差后角值 边长m 边名 表1 422956 790146 1800012 4 12 4 4 582826 422952 790142 1800000 530930 670606 594418 1795954 530932 670608 594420 1800000 2 6 2 2 6 18 6 6 660730 621658 513550 1800018 660724 621652 513544 1800000 4 4 4 4 4 4 582830 422952 790138 1800000 530936 670608 594416 1800000 660728 621652 513540 1800000 234 375 0 610 19 0 750 58 0 440 79 BCBDCD AB D0 ACBC CDCEDE 185 749 269 928 269 928 301 701 291 316 291 316 282 018 249 648 单三角锁平差计算表 三角形编号 角度编号 角度观测值 第一次改正后角值 第一次改正值 第二次改正值 平差后角值 边长m 边名 表1续 5 15 5 5 9 27 9 9 655831 494527 641602 1800000 522420 394120 875420 1800000 522415 394115 875415 1795945 655840 494536 641611 1800027 4 4 4 4 522424 394120 875416 1800000 655835 494527 641558 1800000 0 720 04 0 450 48 EFEGFG Dn DEDFEF 249 648 201 209 314 858 314 858 263 129 310 529 小地区控制测量一般采用三四等水准测量和三角高程测量 一 三 四等水准测量 用于国家高程控制网加密 建立小地区首级高程控制 布设形式 符合水准路线 结点网的形式 闭合水准路线形式 水准支线 三 四等水准的主要技术要求 等级 水准仪型号 视线长度 m 前后视距差m 前后视距累积差m 视线离地面最低高度m 基本分划 辅助分划 黑红面 读数差mm 基本分划 辅助分划 黑红面 高差之差mm 等级 水准仪型号 水准尺 线路长度 km 与已知点联测 附合成环线 观测次数 每千米高差中误差mm 往返较差 附合或环线闭合差 平地mm 山地mm 三 四 五 图根 DS1 DS3 DS3 DS10 DS3 因瓦 双面 双面 单面 单面 50 16 5 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往一次 往一次 往一次 往一次 6 10 15 20 三 四 五 图根 DS1 DS3 DS3 DS10 DS3 100 75 100 100 100 3 5 大致相等 6 10 0 3 0 2 2 0 3 0 1 0 5 0 3 0 1 5 L为往返测段 附合或环绕的水准路线长度 单位为km n为测站数 三四等水准测量的观测和记录方法 1 双面尺法 后视黑面 读取下 上 中丝读数 记入 1 2 3 中 前视黑面 读取下 上 中丝读数 记入 4 5 6 中 黑面尺 红面尺 2 单面尺法 按变动仪器高法进行检核 观测顺序为 后 前 变动仪器高 前 后 变高前按三丝读数 以后按中丝读数 前视红面 读取中丝读数 记入 7 后视红面 读取中丝读数 记入 8 测站计算和检核 1 双面尺法计算和检核 视距计算前 后视距差 三等水准测量 不得超过3m 四等水准测量 不得超过5m 前 后视距累积差 三等水准测量 不得超过6m 四等水准测量 不得超过10m 计算黑面 红面的高差三等水准测量 不得超过3mm 四等水准测量 不得超过5mm 式内0 100为单 双号两根水准尺红面零点注记之差 以米 m 为单位 计算平均高差 同一水准尺红 黑面中丝读数的检核同一水准尺红 黑面中丝读数之差 应等于该尺红 黑面的常数差K 4 687或4 787 三等水准测量 不得超过2mm 四等水准测量 不得超过3mm 测站编号 点号 后尺 前尺 下丝 上丝 下丝 上丝 后视距 前视距 视距差d m d m 方向及尺号 水准尺读数 m 黑面 红面 K 黑 红 平均高差 m 备注 K为尺常数 K5 4 787K6 4 687 三 四等水准测量记录 双面尺法 1 4 2 5 9 10 11 12 后 前 后 前 3 6 8 7 15 16 14 13 17 18 1 2 BM 1 TP 1 TP 1 TP 2 1 536 0 947 58 9 0 1 1 954 1 373 58 1 0 2 1 030 0 442 58 8 0 1 1 276 0 694 58 3 0 1 后5 前6 后 前 后6 前5 后 前 1 242 0 736 0 506 6 030 5 422 0 608 1 664 0 985 0 679 6 350 5 773 0 577 1 1 2 0 5070 1 1 2 0 6780 每页校核 9 117 0 10 117 1 0 1 2站 12 3 8 15 286 6 7 12 916 2 37 15 16 2 37 18 1 1852 18 2 37 总视距 9 10 234 1m 2 单面尺法的计算校核 四等水准测量记录 计算表 变更仪器高法 测站编号 1 后尺 前尺 下丝 上丝 下丝 上丝 后视距 前视距 视距