第6章+小地区控制测量.ppt

2020年3月15日星期日 1 测量学 第6章小地区控制测量 2020年3月15日星期日 2 6 1控制测量概述 一 控制测量的概念二 平面控制测量三 高程控制测量 2020年3月15日星期日 3 一 控制测量的概念 2 控制测量分类按内容分 平面控制测量 高程控制测量按精度分 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 1 目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准 2020年3月15日星期日 4 控制点 对整个测区起控制作用的测量标志点 控制网 由按一定规范布设 由一系列相互联系的控制点所构成的网状几何图形 图根控制网 直接为测图而建立的控制网 图根点 图根控制网中的控制点 3 有关名词 一 控制测量的概念 控制测量 为建立控制网所进行的测量工作 2020年3月15日星期日 5 二 平面控制测量 建立平面控制网 测定各平面控制点的坐标X Y 1 一般概念 等级关系 分一等 二等 三等 四等 前一等级作为以后各等的控制基准 小地区内布置一级 二级 三级和图根控制 布置形式 三角锁 三角网 三边网 边角网 导线网 交会定点 GPS测量等 布网原则 从整体到局部 由高级到低级 分级布网 逐级控制 2020年3月15日星期日 6 2 常规平面控制测量的等级关系 城市平面控制网的等级关系 2020年3月15日星期日 7 一等三角锁为全国平面控制网的基础 3 各级平面控制网布置形式 二等连续网充填一等三角锁 成为全国平面控制网的骨干 一等三角锁 二等连续网 2020年3月15日星期日 8 控制网布设示意图 2020年3月15日星期日 9 三等 四等三角网和导线网 根据测区的需要 在二等三角网的基础上进行加密 基本图形如下 三角网或三边网 导线网 2020年3月15日星期日 10 控制等级的选择 图根点密度 2020年3月15日星期日 11 三 高程控制测量 建立高程控制网 测定各控制点的高程H 等级关系 分一等 二等 三等 四等 前一等作为以后各等的控制基准 地形测量时 布设图根水准 也称等外水准 布网原则 从整体到局部 由高级到低级 分级布网 逐级控制 2020年3月15日星期日 12 导线测量是平面控制测量中最常用的方法 导线的已知点和新建点组成的若干条直线 即导线边 联结成一系列折线或闭合多边形 导线测量概述 导线测量时 通常只需要前后两点相互通视 6 2导线测量的外业 2020年3月15日星期日 13 一 单导线的布置形式 一 单导线的布置形式 1 闭合导线2 附合导线3 支导线 2020年3月15日星期日 14 1 闭合导线 已知数据 AB XB YB 观测数据 连接角 B 导线转折角 0 1 5 导线各边长DB1 D12 D51 1 闭合导线 闭合导线图 A B为已知点 1 2 3 4 5为新建导线点 2020年3月15日星期日 15 2 附合导线图 2 附合导线 A B 1 2 3 4 C D 已知数据 AB XB YB CD XC YC AB CD为已知边 点1 2 3 4为新建导线点 AB CD XB YB 观测数据 连接角 B C 导线转折角 1 2 3 4 导线各边长DB1 D12 D4C XC YC B C 1 2 3 4 附合导线图 2020年3月15日星期日 16 3 支导线 3 支导线图 观测数据 转折角 B 1边长DB1 D12 2020年3月15日星期日 17 二 导线测量的等级及技术要求 2020年3月15日星期日 18 二 导线测量的外业 二 导线测量的外业 1 踏勘选点及建立标志 选点 2 导线边长测量 测边 3 导线角度测量 测角 4 导线连接测量 连测 2020年3月15日星期日 19 导线测量外业的准备工作 准备工作 收集资料 测区旧地形图 已知点 平面和程控制点 资料 测量规范 仪器工具 所用仪器 包括仪器的检验和校正 工具 记录手簿 材料 1 踏勘选点及建立标志 1 踏勘测区 实地了解测区地形 了解已知点状况 2 图上 指原有旧图 设计布网方案 导线网形 等级 导线边长 总长 点位密度等符合规范要求 1 踏勘选点及建立标志 2020年3月15日星期日 20 3 实地选点 4 建立标志 3 实地选点 考虑以下因素 视野开阔 便于测图 重要 2020年3月15日星期日 21 临时性标志 大铁钉 沙石路 沥青 砖石缝 临时性标志图 2020年3月15日星期日 22 5 绘制点位图 在现场丈量2 3个攀距 便于以后寻找或确定点位 用红油漆标出攀距出发点 并写点号与攀距尺寸 画出攀距关系的平面示意图 作为控制点资料 攀距交会角度要好 5 绘制点位图 电杆 房屋 道路 控制点 2020年3月15日星期日 23 点号D5桩别大铁钉埋设日期1999年5月20日备注 导线点的点位图 导线点的点之记 2020年3月15日星期日 24 2 导线边长测量 测定导线各边长 往返丈量 精度要求 符合规范规定 2 导线边长测量 例 图根导线 2020年3月15日星期日 25 3 导线角度测量 观测导线各转折角 连接角 DJ6一个测回 图根导线 边长较短时 采用光学对点 全部测左角 或全部测右角 闭合导线测内角 4 导线连接测量 导线定向 包括连接角和连接边测量 2020年3月15日星期日 26 三 导线测量的内业计算 6 3导线测量的内业计算 1 附合导线的计算2 闭合导线的计算3 支导线计算 导线计算目的 计算各导线点的坐标 要求 合理分配测量误差 评定导线测量的精度 取位要求1 小三角及导线 角度取至秒 边长 坐标取至mm 2 图根控制 角度取至秒 边长 坐标取至cm 2020年3月15日星期日 27 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 2020年3月15日星期日 28 一 坐标计算的基本公式 1 坐标正算 由 D 求X Y 已知A 求B点坐标 2020年3月15日星期日 29 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 2020年3月15日星期日 30 例 已知解在 象限 2020年3月15日星期日 31 在计算器中计算反正切函数 屏幕显示的是十进制的象限角 要通过2ndfD MS把它换算为六十进制 X 0 Y 0 01 X 0 Y 0 02 180 X 0 Y 0 03 180 X 0 Y 0 04 360 2020年3月15日星期日 32 1 附合导线的计算 计算器的角度及坐标计算 计算器的角度运算 计算器直角坐标与极坐标换算功能 2020年3月15日星期日 33 2020年3月15日星期日 34 2020年3月15日星期日 35 2020年3月15日星期日 36 2020年3月15日星期日 37 SHARP极坐标 直角坐标 例 坐标正算D 67 58 341 05 54 求 x y 3 计算器 SHARPEL5812D x y 341 0983333 67 58 67 58 341 0554 0 DEG 63 93581176 x 21 89219895 y 2020年3月15日星期日 38 2020年3月15日星期日 39 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 2020年3月15日星期日 40 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 2020年3月15日星期日 41 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 2020年3月15日星期日 42 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 2020年3月15日星期日 43 计算器按坐标反算计算的坐标方位角叫半象限角 当 Y 0 直线在第一 第二象限 计算结果就是其坐标方位角 当 Y 0计算结果需要加上360 才是坐标方位角 2020年3月15日星期日 44 二 闭合导线的计算 要满足三个条件 一个角度闭合条件 两个坐标闭合条件 简易平差 先处理角度闭合差 然后再处理坐标闭合差 1 角度闭合差的计算及分配 n边形闭合导线内角和的理论值应为 2020年3月15日星期日 45 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 多边形内角的个数 检核 2020年3月15日星期日 46 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 2020年3月15日星期日 47 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 北 2 1 4 3 78 16m 105 22m 129 34m 80 18m 2020年3月15日星期日 48 1 计算坐标增量 X Y 2 计算坐标增量闭合差 由于的存在 使导线不能闭合 存在导线全长闭合差 导线全长相对闭合差 2020年3月15日星期日 49 3 按边长比例分配坐标增量闭合差 检核条件 4 计算改正后的坐标增量 检核条件 2020年3月15日星期日 50 5 计算各导线点的坐标值 依次计算各导线点坐标 最后推算出起始点的坐标 应和已知坐标相同 2020年3月15日星期日 51 辅助计算 点号 观测角 左角 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 2020年3月15日星期日 52 三 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 2020年3月15日星期日 53 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 2020年3月15日星期日 54 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 2020年3月15日星期日 55 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 2020年3月15日星期日 56 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 2020年3月15日星期日 57 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 2020年3月15日星期日 58 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 2020年3月15日星期日 59 2053648 2904054 2024708 1672156 1753125 2140933 12560744 13 13 13 13 13 12 77 2053635 3904042 2024655 1672143 1753112 2140920 12560625 2364428 2110753 1002711 774016 901833 944721 603801 125 36 98 76 114 63 116 44 156 25 641 44 4 107 31 3 17 92 4 30 88 3 0 63 5 13 05 108 03 2 64 81 2 97 12 2 141 29 2 116 44 3 155 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 2020年3月15日星期日 60 4 支导线计算 已知数据 AB XB YB A B为已知边 点1 2为新建支导线点 支导线没有多余观测值 因此不会产生闭合差 从而无须进行任何改正 3 支导线计算 由于支导线没有多余观测值 因此没有检核条件 无法检验观测值的差错 施测与计算时必须十分小心 观测数据 转折角 B 1 边长SB1 S12 2020年3月15日星期日 61 支导线的计算步骤 支导线的计算步骤 2020年3月15日星期日 62 6 5交会定点 需要加密个别控制点时 可用交会定点的方法 一 前方交会二 距离交会 2020年3月15日星期日 63 一 前方交会的计算 一 前方交会的计算 A B P 已知点 A XA YA B XB YB 待定点 P观测数据 180 2020年3月15日星期日 64 前方交会计算公式 直接计算待定点坐标的公式 A B P 余切公式 正切公式 2020年3月15日星期日 65 7 5三 四等水准测量 6 6高程控制测量 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 一 三 四等水准点一般须长期保存 点位须建立在稳固处 三 四等水准测量可用精密水准测量方法进行 而本节主要介绍用S3水准仪进行三 四等水准测量的方法 一 三 四等水准测量 2020年3月15日星期日 66 三 四等水准测量的技术要求 2020年3月15日星期日 67 二 三 四等水准测量作业方法 二 三四等水准测量作业方法 1 采用双面尺法作测站检核2 每站观测次序 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 2020年3月15日星期日 68 三 四等水准测量记录 2020年3月15日星期日 69 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 4787K6 4687 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 1536 0947 58 9 0 1 1954 1373 58 1 0 2 1030 0442 58 8 0 1 1276 0694 58 3 0 1 后5 前6 后 前 后6 前5 后 前 1242 0736 0506 6030 5422 0608 1664 0985 0679 6350 5773 0577 1 1 2 0 507 1 1 2 0 678 2020年3月15日星期日 70 三 四等水准测量成果整理 三 三四等水准测量成果整理 附合水准路线 闭合水准路线的计算方法与等外水准路线相同 结点水准路线 水准网的平差计算 要考虑 权 2020年3月15日星期日 71 7 6三角高程测量 三 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 一 三角高程测量原理二 较远距离的三角高程测量三 三角高程测量的其他特点 2020年3月15日星期日 72 一 三角高程测量原理 1 三角高程测量原理 B点的高程 两种高差计算方法 2020年3月15日星期日 73 二 较远距离的三角高程测量 2 较远距离的三角高程测量 距离较远时 考虑地球曲率差和大气折光差对高差的影响 应对观测得到的高差加 两差 改正 球差改正 气差改正 两差改正 o 2020年3月15日星期日 74 三角高程测量中的 球气差 改正 经研究 因大气折光引起的视线曲率半径约为地球曲率半径的7倍 取k 1 7 上式中地球半径R 6371km 水平距离D以km为单位 2020年3月15日星期日 75 三 三角高程测量的其他特点 三角高程测量两点距离较远时 应考虑加两差改正 两点间对向观测高差取平均 能抵消两差影响 三角高程测量通常组成附合或闭合路线 以检验精度 三角高程测量通常用于代替等外水准测量 而不用于代替等级水准测量 据有关资料称 用电子全站仪进行三角高程测量 能代替四等水准测量 3 三角高程测量的其他特点 2020年3月15日星期日 76 6 7GPS技术简介GPS 全球定位系统GPS测量的优点1 用途广 2 全天候 3 精度高 4 效率高 2020年3月15日星期日 77 一 GPS系统的基本构成1 空间卫星座2 地面监控3 用户设备 2020年3月15日星期日 78 2020年3月15日星期日 79 二 GPS定位的基本原理GPS定位时 把卫星看成是动态的已知控制点 把所接收的信息进行处理 计算出接收机到卫星的空间距离 利用所测的距离进行空间后方交会 便可得到接收机的位置 定位方式 静态定位和动态定位 单点定位和相对定位 2020年3月15日星期日 80 1203000 2121530 1451000 17018