第八章小区域控制测量

8小区域控制测量,【本章知识要点】控制测量；坐标方位角；象限角；坐标方位角的推算；坐标正算；坐标反算；导线测量的外业；导线测量的内业计算；交会测量；三、四等水准测量的外业和内业计算；三角高程测量观测与计算。,6/6/20202:30AM,8.1.1控制测量的意义和方法意义：控制误差积累方法：平面和高程控制测量目的：建立测量已知点实质：测定具有较高精度的平面坐标和高程的点位控制点8.1.2国家控制网的概念、平面控制测量国家平面控制网：一、二、三、四等图根平面控制网：导线高程控制测量国家高程控制网：一、二、三、四等等外水准测量：等外水准，三角高程原则：从高级到低级、由整体到局部、逐级控制、逐级加密满足国家和行业测量规范,8.1控制测量(controlsurvey)概述,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,8.1.3小地区控制测量,在10km2范围内为地形测图或工程测量所建立的控制网称小区域控制网。,1）正、反坐标方位角,AB=BA180,正反方位角,6/6/20202:30AM,8.2坐标方位角的推算、坐标计算,8.2.1坐标方位角的推算,2）坐标方位角的传递,A1AB+左12A1+1801右2312+1802右3A23+1803右A13A+180A右,6/6/20202:30AM,方位角的推算,6/6/20202:30AM,8.2.2象限角,象限角化算,6/6/20202:30AM,8.2.2象限角,定义：直线与标准方向线所夹的锐角称为象限角。象限角的取值范围为090,象限名称由方位角求象限角R由象限角R求方位角北东（NE）R=R南东（SE）R=180-=180-R南西（SW）R=-180=180+R北西（NW）R=360-=360-R,6/6/20202:30AM,8.2.3坐标正算与坐标反算,6/6/20202:30AM,8.2.3坐标正算与坐标反算,1）坐标正算x12=x2-x1=D12cos12y12=y2-y1=D12sin122）坐标反算D12=(x122+y122)1/212=arctan(y12/x12),6/6/20202:30AM,坐标正算与坐标反算,坐标正算公式：由已知点根据边长和方位角推算待定点的坐标坐标反算公式由相邻两点的坐标反求边长和方位角,四种情况：,6/6/20202:30AM,8.2.4综合应用,8.2.4综合应用,8.2.4应用,如图，AB为已知点，XA=6048.26YA=3231.51XB=5802.63YB=3420.77=9802536”D=51.28求C点的坐标XCYC,D,C,A,bc,X,Y,6/6/20202:30AM,计算步骤,（1）利用坐标反算BABA=arctan(yBA/xBA)=-373652+360=3222308（2）计算BCBC=BA+-360=604844（3）利用利用坐标正算，计算xBCyBCxBC=DBCCOSBC=25.01mYBC=DBCSINBC=44.77mXC=XB+xBC=5827.64mYC=YB+yBC=3465.54m,6/6/20202:30AM,8.3导线测量(traversesurvey),导线测量：将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为导线(traverse)。这些控制点称为导线点(traversepoint)。,6/6/20202:30AM,8.3导线测量8.3.1布设形式,6/6/20202:30AM,闭合导线,附合导线,支导线,导线布设的形式,导线布设的形式:,6/6/20202:30AM,8.3.2导线测量外业,1）踏勘选点及建立标志2）测角3）量边4)起始边方位角测定,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,图根导线的外业工作（独立测区，闭合导线）（1）踏勘选点及建立标志（选点注意事项）（2）量边（3）水平角观测仪器：J6方法：测回法要求：单角LR40角度闭合差f=（4）连测,6/6/20202:30AM,边长丈量仪器：钢尺（或测距仪）方法：往返一次要求：单边K边长闭合差起始边方位角已知点联测仪器：罗盘仪方法：正反测要求：正=反18030,6/6/20202:30AM,1）概述（1）整理和检查导线测量的记录；（2）将倾斜改正数加到导线边的实测长度上，得出导线边的最后边长；（3）将已知数据和整理好的测量成果填入坐标计算表中；（4）根据导线边长和角度按比例绘制导线略图。,6/6/20202:30AM,8.3.3导线测量内业计算,2）内业计算步骤,导线计算一般可分为以下五个步骤进行：角度闭合差的计算和调整；坐标方位角的推算；坐标增量的计算；坐标增量闭合差的计算和调整；计算各导线点的坐标。,3）闭合导线的计算,（1）角度闭合差的计算与调整计算角度闭合差如图8-11所示，n边形闭合导线内角和的理论值为：（8-8）式中n导线边数或转折角数。由于观测水平角不可避免地含有误差，致使实测的内角之和不等于理论值，两者之差，称为角度闭合差，用表示，即（8-9）,6/6/20202:30AM,计算角度闭合差的容许值计算水平角改正数原则：将f反号平均分配取位：秒凑整：v=f计算改正后的水平角,6/6/20202:30AM,（2）推算各边的坐标方位角注意：左、右角；计算校核.（3）坐标增量的计算,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,（4）坐标增量闭合差的计算和调整计算坐标增量闭合差计算fx,fy计算导线全长闭合差=调整fx,fy原则：将f反号，按边长分配取位：cm凑整：Vx=fx，Vy=fy计算改正后的坐标增量,6/6/20202:30AM,（5）计算各导线点坐标,（注意：计算校核）,坐标增量闭合差,6/6/20202:30AM,导线测量,6/6/20202:30AM,闭合导线坐标计算表,点号,角度观测值改正后角度方位角水平距离坐标增量改正后坐标增量坐标mx/mcmy/mcmx/my/mx/my/m,123412,10248097851158423279357453600036,10248007851068423189357363600000,-9-9-9-9,115270021635543121236,112.0187.58137.7189.50426.80,87.96-37.64-110.5660.13-0.11,87.99-37.62-110.5260.150.0,69.3479.08-82.10-66.290.03,69.3379.08-82.11-66.300.0,+3+2+4+2,-10-1-1,200.00500.00200.00500.00,287.99569.33250.37648.41139.85566.30,381500381500,6/6/20202:30AM,4）附合导线计算过程同闭合导线，只是三个计算公式不同而已！理？x理？y理？,6/6/20202:30AM,6/6/20202:30AM,附合导线坐标计算表,点号,角度观测值改正后角度方位角水平距离坐标增量改正后坐标增量坐标mx/mcmy/mcmx/my/mx/my/m,23928151574439204495114941157514500,23929091574433204494514941097514436,-6-6-6-6,10429218213541070339,178.62158.79129.33475.74,-46.9421.46-37.94-63.42,-46.9121.49-37.92-63.34,181.65157.33123.64462.62,181.62157.31123.62462.55,+3+3+2,-3-2-2,921.32102.75857.98565.30,874.41284.37895.90441.68,450012764448,AB12CD,6/6/20202:30AM,8.4交会测量,概述前方交会后方交会侧方交会单三角形其他交会方法（略）测边交会全站仪自由设站,6/6/20202:30AM,前方交会,A,B,P,6/6/20202:30AM,8.4.1角度前方交会法,原理：已知A、B、C三点，观测了水平角1、22、2，求P点坐标。公式：注意：1.交会角最好在(30120度)之间.2.点的编号,6/6/20202:30AM,前方交会,A,B,P,6/6/20202:30AM,*后方交会,A,C,B,P,6/6/20202:30AM,8.4.2测边交会,A,S2,C,B,P,S1,S3,6/6/20202:30AM,h,l,g,测边交会公式,8.4.3、自由设站,A,C,B,P,SC,SB,SA,6/6/20202:30AM,概述1.作用-地区首级控制2.精度-比较高8.5.1三、四等水准测量测站技术要求,8.5三、四等水准测量,6/6/20202:30AM,A,B,6/6/20202:30AM,1）测站观测程序在一测站上的观测程序如下:选择合适的地点进行观测，测站点应大致在前后视中间，以保持前后视距差不超过限差，然后将仪器整平。瞄准后视水准尺黑面,使仪器精平,按下,上,中丝读取读数,并记入手簿(1),(2),(3)栏中。瞄准前视读数水准尺黑面,按下,上,中丝读数取读数,并记入手簿(4),(5),(6)栏中。瞄准前视水准尺红面,使符合水准气泡居中,读取中丝读数,并记入手簿(7)中。瞄准后尺红面,气泡符合后读取中丝读数,并记入手簿(8)栏中。这样的顺序简称“后前前后”,概括起来,每个测站需读取8个读数,然后立即进行测站计算与检核,满足三,四等水准测量的有关技术要求后,即可迁站,6/6/20202:30AM,8.5.2三、四等水准测量方法,具体实施：后前前后,后视黑面尺-读中，上,下前视黑面尺-读中，上,下前视红面尺-读中前后视红面尺-读中后,2）现场数据计算和检核,现场进行数据的计算和检核主要包括：视距计算与检核根据前,后视的下、上丝的读数,计算前、后视距:后视距离(9)=(1)-(2)100前视距离(10)=(4)-(5)100计算前,后视距差(11)=(9)-(10),三等水准测量,不得超过3m;四等水准测量,不得超过5m.计算前,后视距累计差(12)=本站(11)+上站(12),三等水准测量不得超过6m,四等水准测量不得超过10m,否则须返工重测。,填表计算:,三四等水准测量的成果整理：参见第二章,6611,2111,0374,2186,0375,1924,1998,6786,-0.1,-0.1,-0074,-0175,0,-1,+1,-0074,1737,1811,6/6/20202:30AM,尺常数检核,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(4687mm或4787mm).红黑读数差计算式为:(13)=(6)+K前-(7)(14)=(3)+K后-(8)对于三等水准测量,(13),(14)的值不得超过2mm;对于四等水准测量,不得超过3mm.,高差的计算与检核,按前,后视水准尺红,黑面中丝读数分别计算该测站高差:黑面高差(15)=(3)-(6)红面高差(16)=(8)-(7)红黑面高差之差(17)=(15)-(16)100mm=(14)-(13),三等水准测量,此项不得超过3mm;四等水准测量不得超过5mm.红,黑面高差之差在允许范围内时取两者平均值,作为该站的观测高差,即(18)=(15)+(16)100mm,每页水准测量记录计算检核,高差检核(3)-(6)=(15)(8)-(7)=(16)(15)+(16)=2(18)(偶数站)或(15)+(16)=2(18)100mm(奇数站)视距检核:(9)-(10)=末站(12)-前页末站(12)本页总视距=(9)+(10),8.5.3成果整理,水准测量外业结束后,首先应复查记录手簿,然后按水准路线布设形式进行成果整理,整理的内容包括:水准路线高差闭合计算与校核;高差闭合差的分配和计算改正后的高差;计算各点的高程（具体方法与步骤见第2章2.2.3节）。,测站检核（1）读数校核(上下)/2中1.5mm（2）视距检核80m(50m)i5mi10m（3）高差检核4687or47873mm1005mm解释:尺常数高差关系式：黑红100mm,6/6/20202:30AM,（4）成果检核h容20or6（5）计算校核视距后前i高差2(偶数站)=2100mm(奇数站)（6）成果整理(同普通水准)（7）手簿记录,6/6/20202:30AM,8.6光电测距三角高程