长安大学《测量学》第七章 控制测量.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K 1 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1 2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 787K106 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观测AB水平距离D和垂直角 则 1 7 8三角高程测量 二 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 1 7 8三角高程测量 三 三角高程测量的观测与计算l 三角高程测量的观测 1 安置仪器于测站 量仪器高 立标杆或棱镜于测点 量取标杆或棱镜高度 读数至毫米 2 用经纬仪或测距仪 全站仪 采用测回法观测竖直角1 3个测回 前后半测回之间的较差及指标差如果符合表7 20规定 则取其平均值作为最后的结果 3 根据公式计算高差及高程 采用对向观测法且对向观测高差较差符合表7 18要求时 取其平均值作为高差结果 1 7