测量第7章教案

2020/6/2,1,第七章控制测量,2020/6/2,2,控制点：具有精确可靠平面坐标参数或高程参数的测量基准点。控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形或路线。控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。,2020/6/2,3,控制测量包括平面控制测量和高程控制测量，称测定点位的(x,y)坐标为平面控制测量，测定点位的H坐标为高程控制测量。在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。,第一节控制测量概述,2020/6/2,4,2020/6/2,5,一、平面控制测量我国的国家平面控制网是采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、三、四等方法建立起来的。目前提供使用的国家平面控制网含三角点、导线点共154348个，构成1954北京坐标系统、1980西安坐标系两套系统。常规方法：主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导线测量法。,国家平面控制网,城市平面控制网,小地区平面控制网,2020/6/2,6,国家控制网一等三角锁国家平面控制网的基础,沿经线和纬线布设，锁长200250公里。三角锁内由近于等边的三角形组成，一等网的平均边长为2030公里。,1、国家平面控制网,2020/6/2,7,国家控制网二等三角网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干,二等网的平均边长为13km,2020/6/2,8,2020/6/2,9,三、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：,2020/6/2,10,在一、二级小三角或一、二、三级导线下,布置图根控制网。图根控制网的图形与一、二级小三角或一、二、三级导线的图形基本相同，其区别在于：图根控制网的控制面积小，边长较短，精度要求较低。,导线布置的一般形式,2020/6/2,11,2、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。,城市导线网,中小城市一般以四等网作为首级控制网。,2020/6/2,12,小地区：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。面积在15km以内包括：首级控制网、图根控制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。面积在15km2以内的测区，可用小三角网或一级导线网作为首级控制。面积在0.5km2以下的测区，图根控制网可作为首级控制。为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网。,3、小地区平面控制网,2020/6/2,13,二、高程控制测量,在全国领土范围内，由一系列按国家统一规范测定高程的水准点构成的网称为国家水准网。水准点上设有固定标志，以便长期保存，为国家各项建设和科学研究提供高程资料。国家高程控制网：一、二、三、四等。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。,2020/6/2,14,2020/6/2,15,国家高程控制网,2020/6/2,16,一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。一等水准路线全长为93000多公里，包括100个闭合环，环的周长为8001500公里。二等水准是国家高程控制网的全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300700公里，全长为137000多公里，包括822个闭合环。三等环不超过300公里；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80公里。,2020/6/2,17,2020/6/2,18,城市首级水准网的等级应根据城市或厂矿的规模确定，然后再根据等级水准点测定图根点的高程。水准点间的距离，一般地区为23km，城市建筑区为12km，工业区小于1km。一个测区至少设立三个水准点。,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。,2020/6/2,19,第二节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。对某些特殊工程可采用边角网的测量方法。,平面控制测量精度要求表7-2,2020/6/2,20,相邻点间平均边长参照值表7-4,1平面控制测量的技术要求,相邻控制点之间平均边长应参照表7-4.公路路线平面控制点距路线中心线的距离应大于50m，宜小于300m，第一点至少应有一相邻点通视。特大型构造物每一端应埋设2个以上平面控制点。,2020/6/2,21,GPS测量的主要技术要求表7-10,2020/6/2,22,2.平面控制测量的观测技术要求,GPS观测的主要技术要求表7-10,2020/6/2,23,水平角观测的主要技术要求表7-11,2020/6/2,24,二、高程控制测量,高程控制测量的技术要求表7-15,2020/6/2,25,1.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7-17,2020/6/2,26,2.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7-19,2020/6/2,27,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。,第三节导线测量,2020/6/2,28,一、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。,2020/6/2,29,2.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。,2020/6/2,30,3.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，S12,2020/6/2,31,导线测量的主要技术要求表7-6,在局部地形测量和一般工程测量中，根据测区范围及精度要求，导线测量分为一级导线、二级导线和图根导线三个等级。各级导线测量的技术要求如表所列。,2020/6/2,32,二、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）,点标记,2020/6/2,33,在实地选点时应注意下列几点：(1)导线点应选在地势较高、视野开阔的地点，便于施测周围地形；(2)相邻两导线点间要互相通视，便于测量水平角：(3)导线应沿着平坦、土质坚实的地面设置，以便于丈量距离；(4)导线边长要选得大致相等，相邻边长不应悬殊过大；(5)导线点位置须能安置仪器，便于保存。(6)导线点应尽量靠近路线位置。,2020/6/2,34,导线点标记图,2020/6/2,35,2.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,2020/6/2,36,3.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(公路测量一般观测右角。,4.连测当与高级控制点连测时，需进行连接测量。,N,B,A,3,2,1,5,4,2020/6/2,37,三、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。,2020/6/2,38,（1）坐标方位角的推算,12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为2（右角）、23边与34边的连接角为3（左角），现推算23、34。,1,2,3,4,x,x,x,23,34,12,2,3,前进方向,1.坐标计算公式：,2020/6/2,39,1,2,3,4,x,x,23,12,2,21,前进方向,x,34,3,32,由图中分析可知：,2020/6/2,40,推算坐标方位角的通用公式：,注意：计算中，若前360，减360；若前0，加360。,若为右角时，加180度,取“”；当角为左角时，减180度，取“”；,2020/6/2,41,例题：已知12=46，2、3及的角值均注于图上，试求其余各边坐标方位角。,23=121802,解：,34=231803,=5720,45=341804,0,（10360）,=350,=10050,=4618012510,=1005018013630,=10,=572018024720,2020/6/2,42,1,2,3,4,5,95,130,65,128,122,12,30,1,2,3,4,5,已知：12=300，各观测角如图，求各边坐标方位角23、34、45、51。,解：23=12+1800-2=80034=23+1800-3=195045=247051=305012=300（检查）,2020/6/2,43,（2）坐标正算（由、D，求X、Y）,已知A），求B点坐标。,2020/6/2,44,注意：计算出的AB，应根据X、Y的正负，判断其所在的象限。,（3）坐标反算（由X、Y，求、D，）,已知A（）、B（）,求。,2020/6/2,45,2020/6/2,46,2.闭合导线的计算,(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：,（各级导线的限差见规范）,检核：,2020/6/2,47,（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：,2020/6/2,48,计算出的，否则，需重算。,（4）推算各边的坐标方位角：（用改正后的改）,（5）计算坐标增量X、Y：,2020/6/2,49,（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：,理论上：,实际上：,图根级：K1/2000,2020/6/2,50,（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：,2020/6/2,51,（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1的坐标，应和1点已知坐标相同。,2020/6/2,52,例：,2020/6/2,53,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,+85.68,0.00,0.00,585.68,545.81,563.34,438.88,650.00,486.76,500.00,500.00,500.00,500.00,2020/6/2,54,3、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,2020/6/2,55,（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,2020/6/2,56,即：,（2）闭合差分配（计算角度改正数）注意：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。,式中：n包括连接角在内的导线转折角数,2020/6/2,57,（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。,2020/6/2,58,（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：,2020/6/2,59,（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：,2020/6/2,60,（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。,2020/6/2,61,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。,2020/6/2,62,2053648,2904054,2024708,1672156,1753125,2140933,12560744,-13,-13,-13,-12,-13,-13,-77,2053635,2904041,2024655,1672143,1753113,2140920,12560627,2364428,2110753,1002712,774016,901833,944720,603801,125.36,98.71,114.63,116.44,156.25,641.44,+0.04-107.31,+0.03-17.92,