第6章 平面控制测量NEW

2020年4月24日星期五 测量学 河海大学的测绘科学与工程学院贾东振 河海大学测绘科学与工程系 第六章控制测量 导线测量外业实施导线测量内业计算三角测量交会定点 河海大学测绘科学与工程系 引言 测量工作的基本原则 先整体后局部 从高级到低级 落实到实际工作 先控制测量 后碎部测量 河海大学测绘科学与工程系 目的 提供控制基础和起算基准 实质 测定控制点的平面坐标和高程 控制测量的任务 控制测量分类 河海大学测绘科学与工程系 6 1平面控制网的建立 一 概述 控制网在测区范围内选定若干个测量控制点而构成的几何图形 平面控制网高程控制网 河海大学测绘科学与工程系 控制测量采用精密仪器和严密的方法 对控制网测量 确定控制点的平面位置和高程 作为其它测量的基准 河海大学测绘科学与工程系 三角测量 选择若干控制点而形成互相连接的三角形 测定其中一边的水平距离和每个三角形的三个顶角 然后根据起算数据可算出各控制点的坐标 导线测量 将一系列的地面点组成折线形式 测定边长和转折角来逐步建立控制点 GPS测量 平面控制测量方法 河海大学测绘科学与工程系 二 国家等级平面控制网 国家平面控制网 是在全国范围内用三角测量和精密导线测量或GPS测量建立的控制网 采用逐级控制 分级布设的原则 分一 二 三 四等 主要由三角测量法布设 在西部困难地区采用导线测量 国家一 二等网合称为天文大地网 我国天文大地网于1951年开始布设 1961年基本完成 1975年修补测工作全部结束 全网约有5万个大地点 河海大学测绘科学与工程系 河海大学测绘科学与工程系 河海大学测绘科学与工程系 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 河海大学测绘科学与工程系 根据城市规模在国家不同等级的基本控制网的基础上发展而来 大城市以国家二 三等网作为首级控制 中小城市以三 四等网作为首级控制 精度 二 三 四等 一 二级小三角 一 二 三级导线 与国家网比较 边长较短 形状类似 为各类工程建设 施工放样 安全监测等布设的控制网 网形和精度 根据需要布设控制网 精度要求也不一样 三 城市控制网 四 工程控制网 河海大学测绘科学与工程系 测图控制点密度表 为满足地形测绘需要而建立的控制网 根据测图比例尺不同 测图控制点的密度也有要求 进而需在国家控制网上加密控制点建立图根控制网 一般布设成图根小三角 导线 交会定点 自由设站等 五 图根控制网 河海大学测绘科学与工程系 国家三角锁 网的布设规格与精度要求 河海大学测绘科学与工程系 六 控制测量工作程序 控制网的设计编写工作大纲踏勘选点 埋石野外观测数据处理技术总结 河海大学测绘科学与工程系 6 2方位角及直线定向 一 直线定向 确定直线与标准方向之间水平夹角的工作 直线定线 在地面点上标定出同一直线上的若干的 以便分段丈量 河海大学测绘科学与工程系 1 标准方向的分类 真子午线方向 通过地球表面某点的真子午线的切线方向 称为该点的真子午线方向 真子午线的切线方向 河海大学测绘科学与工程系 真子午线方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的 陀螺仪GP1 2A 河海大学测绘科学与工程系 磁子午线方向 磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下 磁针自由静止时其轴线所指的方向 P 北极P 磁北极 河海大学测绘科学与工程系 磁子午线方向可用罗盘仪测定 DQL 1型森林罗盘仪 DQL 1B型森林罗盘仪 河海大学测绘科学与工程系 坐标纵轴方向 我国采用高斯平面直角坐标系 6 带或3 带都以该带的中央子午线为坐标纵轴 因此取坐标纵轴方向作为标准方向 高斯平面直角坐标系 河海大学测绘科学与工程系 定义 从直线一端的标准方向开始顺时针量至该直线的水平夹角 其取值范围0 360 根据所取的标准方向不同 方位角可分为 真方位角 过真子午线的切线方向磁方位角 过磁子午线的切线方向坐标方位角 中央子午线的方向 方位角 2 坐标方位角 河海大学测绘科学与工程系 坐标方位角 从直线一端的坐标北方向开始顺时针至该直线的水平角 坐标方位角 河海大学测绘科学与工程系 前进方向左边称左角 1 左角 右角 二 坐标方位角的推算 河海大学测绘科学与工程系 前进方向右边称右角 闭合控制网的左角 河海大学测绘科学与工程系 左角 23 12 2左 180 若已知直线12的方位角 12 12和23间的水平角 2左 或 2右 推算直线23的方位角 23 右角 23 12 2右 180 左角 i前取 右角 i前取 0 i i 1 360 河海大学测绘科学与工程系 1坐标的正算 推算公式 三 坐标正 反算 已知 推算 河海大学测绘科学与工程系 推算公式 2坐标的反算 已知 推算 河海大学测绘科学与工程系 3方位角值确定 根据 x y值判断 河海大学测绘科学与工程系 特点 布设灵活 数据处理简单 在图根测量和工程控制网中应用普遍 6 3导线测量 河海大学测绘科学与工程系 一 导线的基本形式 闭合导线 由某一已知点开始 经若干控制点的连续折线又回到原来点 附合导线 由某一已知点开始 经若干控制点的连续折线到达另一已知点上 支导线 由某一已知点开始 经若干控制点的连续折线没有回到原已知点或另一已知点上 导线网 由以上某两条或多条单一导线组成的网 河海大学测绘科学与工程系 二 导线测量的外业工作 水平角 转折角或连接角距离 光电测距 每一步都检查是否超限 选点观测 外业资料整理 河海大学测绘科学与工程系 实地选点注意事项 导线点应选在视野广阔 便于控制点使用的地方 相邻点必须通视 点均匀分布 相邻边长度相差不宜过大 点应选在不易被行人车马触动 土质坚实便于安置仪器的地方 1 选点 河海大学测绘科学与工程系 1 河海大学测绘科学与工程系 2 观测 边长测量 水平角测量 联接角及转折角 钢尺量距 往返丈量相对中误差 1 2000或1 1000光电测距 测回读数误差 20mm 往返观测互差 标称精度2倍 一般规定观测左角 闭合导线中 导线点按逆时针编号 左角即是内角 联接角比转角多测一测回 河海大学测绘科学与工程系 24 36 20 2 DJ6 1 5000 1 10000 24 36 30 2 DJ6 1 500 1 2000 角度闭合差 测回差 半测回差 测角中误差 测回数 仪器 比例尺 图根导线观测技术要求 河海大学测绘科学与工程系 计算前的准备工作 1 全面检核外业原始观测数据记录 计算是否齐全 正确 限差是否合格 2 抄录已知数据 已知高级点坐标 方位角等 3 绘导线略图 注明点 角度 边长 4 准备应用的计算表格 三 导线测量的内业计算 河海大学测绘科学与工程系 1 内业计算目的 利用已知数据和外业观测成果 计算导线点的平面直角坐标 X Y 评价观测质量是否合格 2 内业计算内容 角度闭合差计算和调整导线边方位角计算坐标增量计算及坐标增量闭合差调整坐标计算 河海大学测绘科学与工程系 1 计算目的 利用已知数据和外业观测成果 计算导线点的平面直角坐标 X Y 闭合导线点的坐标计算 河海大学测绘科学与工程系 2 计算思路 X2 X1 X12 X1 D12 COS 12 Y2 Y1 Y12 Y1 D12 SIN 12 应满足内角和条件 i n 2 180 0 f f 满足限差后 i要改正 河海大学测绘科学与工程系 角度调整 V i f n 闭合差反号平均分配至每个观测角 再计算改正后角值 第一步 角度闭合差计算和调整 3 计算步骤和方法 四步 若f f 允 不合格 检查后 重测 f f 允 合格可进行角度调整 检核 i V i n 2 180 f 测 理 测 n 2 180 f 允 60 河海大学测绘科学与工程系 第二步 导线边方位角计算 检核 12 51 180 1左 ii 1 i 1i i左 180 ii 1 i 1i i右 180 河海大学测绘科学与工程系 坐标增量计算 坐标增量闭合差计算 第三步 坐标增量计算及坐标增量闭合差调整 若K K允 检查后重测边长 K K允 可调整 导线全长绝对闭合差 检核 fx v xify v Yi xi Di cos Yi Di sin fx Xify Yi 坐标增量调整 导线全长相对闭合差 坐标闭合差反号按边长成比例分配至各导线边对应的坐标增量上 河海大学测绘科学与工程系 第四步 坐标计算 检核 Y1 Y5 Y51 与起始原点坐标相等 Xi 1 Xi Xii 1Yi 1 Yi Yii 1 河海大学测绘科学与工程系 示例1 闭合导线计算 河海大学测绘科学与工程系 1212800 1082700 841030 1354800 900730 1082648 841018 1354748 900718 1272748 12 12 12 12 12 965136 251824 2892842 2451630 1552848 965136 201 58 263 41 241 00 200 44 231 32 24 08 238 13 80 36 83 84 210 32 200 14 112 60 227 21 182 06 96 31 24 12 238 07 80 30 83 88 210 37 200 18 112 65 227 16 182 02 96 35 100 00 75 88 313 95 394 25 310 37 100 00 300 18 412 83 185 67 3 65 100 00 100 00 0 04 0 04 0 04 0 06 0 06 0 05 0 05 0 05 0 04 0 04 5400100 5400000 河海大学测绘科学与工程系 1 计算目的 利用已知数据和外业观测成果 计算导线点的平面直角坐标 X Y 附合导线点的坐标计算 河海大学测绘科学与工程系 2 与闭合导线有两点不同 1 角度闭合差计算不同f CD CD AB n 180 测 CD调整时注意 测左角反号平均测右角同号平均 河海大学测绘科学与工程系 2 坐标增量闭合差计算不同fx Xi XC XB fy Yi YC YB 河海大学测绘科学与工程系 示例2 附合导线计算 河海大学测绘科学与工程系 附合导线计算 河海大学测绘科学与工程系 定义 对三角网的测量叫三角测量分类 测角网 边角网 测边网 检核 利用闭合差条件 圆周条件和极条件等来检查外业成果 测量实施步骤 和导线测量基本相同 6 4三角测量 河海大学测绘科学与工程系 意义 加密控制点 联测难于到达的点 特点 操作灵活 精度和可靠性有限 6 5交会定点 河海大学测绘科学与工程系 一 交会法的类型 前方交会 侧方交会 后方交会 河海大学测绘科学与工程系 二 交会法的步骤 选点 室内选点 野外踏勘打桩或埋石观测 水平角的观测计算 角度坐标 加密控制点 河海