测量-第六章小地区控制测量

第六章小区域控制测量,1、控制测量概述2、导线测量3、边角网测量4、交会定点5、高程控制测量,6.1概述,一、测量工作应遵循的原则1、“从整体到局部”2、“先控制后碎部”3、“先高级后低级”,二、必须掌握的概念1、控制网分为平面控制网和高程控制网两种。2、测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量.3、测定控制点高程的工作，称为高程控制测量.4、在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网.,国家平面控制网,国家高程控制网,城市平面控制网的主要技术要求见下表,三、图根测量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，称为图根控制测量图根控制测量的作用有二：1、直接作测站点使用，进行碎部测量2、做为临时增设测站点的依据,城市或厂矿地区的高程控制分为二、三、四等水准测量和图根水准测量等几个等级，它是城市大比例尺测图及工程测量的高程控制。同样，应根据城市或厂矿的规模确定城市首级水准网的等级，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。,在城市或厂矿等地区，一般应在上述国家控制点的基础上，根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网，以供地形测图和施工放样使用。图根点的密度(包括高级点)，取决于测图比例尺和地物、地貌的复杂程度。至于布设哪一级控制作为首级控制，应根据城市或厂矿的规模。中小城市一般以四等网作为首级控制网。面积在15km以内的小城镇，可用小三角网或一级导线网作为首级控制。面积在0.5km以下的测区，图根控制网可作为首级控制。厂区可布设建筑方格网。,6.2导线测量,一、概述,测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图线，称为导线，构成导线的控制点，称导线点。,导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值；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。,二、布设形式,1附合导线,2.闭合导线,3支导线（支导线的点数不宜超过两个，一般仅作为补点使用）,三、导线测量的外业工作,1、踏勘选点，布网设计，埋石（埋桩）、编号、作点之记2、测量导线边长3、观测水平角（连接角和折角）4、同高级控制点连测,实地选点时应注意下列几点：(1)相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距。(2)点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器。(3)视野开阔，便于施测碎部。(4)导线各边的长度应大致相等，除特殊情形外，应不大于350m，也不宜小于50m，(5)导线点应有足够的密度，分布较均匀，便于控制整个测区。,四、导线测量的内业工作,（一）附合导线坐标计算,1坐标方位角的计算与调整,推算出CD边的坐标方位角为,计算角度闭合差,图根导线的角度容许闭合差为,2坐标增量闭合差的计算与调整,各边坐标增量分别为,fx=x计-x理=x计-(x终-x始)fy=y计-y理=y计-(y终-y始),3.计算改正后的坐标增量,（二）闭合导线坐标计算1、角度闭合差不同2、坐标增量计算不同（三）坐标反算1、先计算象限角2、判断象限角和坐标方位角的关系3、求算方位角,例如图所示附和导线,已知Xb=1072.53,Yb=11737.66Xc=1489.66,Yc=12069.96,各连接边与连接角如下所示,求各导线点的坐标.,1.求角度闭合差f=642.求改正数分为-104*-11-103.改正后的角值B138182611502031217311013204443741085555C1380008,4.推算各导线的坐标方位角AB1121824B17036501240572123340822345852594C3474802CD3054902,5.求算坐标增量B139.37111.891292.1780.002399.5967.533460.2899.864C125.80-27.16417.21332.12fx=0.08fy=-0.180.20/606.34=1/3000,6.求改正后的坐标增量B1-1339.36111.9212-2492.1580.0423-2499.5767.5734-1360.2799.894C-24125.78-27.12,7.坐标值B1072.5311737.661111.8911849.5821204.0411929.6231303.6111997.1941363.8812097.08C1489.6612069.96,6.3小三角测量,三角测量广泛应用于山区、丘陵、城监区等区域性的首级控制和整体性加密控制。小三角测量：在小范围内布设边长较短的小三角网，观测所有三角形的内角，丈量12条边的长度，用近试平差的方法对角度进行调整，然后应用正弦定理推算各个三角形的边长，根据已知边的坐标方位角和已知点的坐标推算出各点的坐标。,一、边角网概述,二、布设形式,(b)中,以往主要是通过三角测量（即观测全部水平角）的方法来建立三角网。随着电磁波测距仪测距精度及自动化程度的日益提高，不断改进着测量的传统方法。三边网测量（观测全部边长）和边角网测量得到了广泛应用，三角网也随之扩展为三边网和边角网。,尤其是边角网，既测角又测边，能有效地提高整个网形的结构强度和点位精度，已成为目前最常用的布网形式。边角网有以下几种情况：a.观测全部边长和全部角度；b.在测边网中加测部分角度；c.在测角网中加测部分边长；d.观测部分边长和部分角度。,1图形良好，边长适中，各三角形的边长接近相等。传距角应不小于30，不大于120，尽可能布设成等边三角形。2为便于扩展和加密，小三角点位应选在视野开阔、土质坚实的高处，相邻点位间应互相通视。3.基线点的位置应选在地势平坦、便于量距的地方,三、小三角测量的外业工作,（一）选点埋桩,（二）角度观测,边长主要用电磁波测距仪施测或用精密量距的方法进行。,（三）基线测量,四、边角网的计算,（一）、单三角锁的计算,一、图形条件，即各三角形的内角和应为180度,二、基线条件，即推算出的终边长度应等于已知长度,三、根据改正后角度值，利用正弦定理，即可推出各导线边的边长。四、利用已知AB的坐标方位角，求算出各导线边的坐标增量。五、利用已知的A的坐标，求算各点的坐标。,（二）大地四边形的计算,一、角度闭合差的计算,二、边长闭合差调整计算,三、边长与坐标计算同单三角锁,6.4交会定点,前方交会、后方交会、侧方交会、测边交会,1.D不大于20.1Mmm2.交会角应在30度150度3.编号顺序不能乱4.正切、余切函数取6位，坐标小数点取2位或3位,一、前方交会,二、后方交会,应注意P点不能位于或接近三个已知点的外接圆上,三、测边交会,6.5三角高程测量原理,三四等水准测量建立测区的首级控制网，直接为各项建设工程的设计与施工提供高程控制。图根水准测量多用于平坦地区，测定各平面控制点的高程，以便测图时利用这些控制点作为测站点去测定碎部点的高程。三角高程测量测定山区与位于高层建筑物上的控制点。,A,B,DAB,i,hab,v,h0,i,根据两点间的水平距离或倾斜距离和竖直角，应用三角学的公式计算两点间的高差。,当两点距离D300时，应考虑地球曲率和大气折光的影响。,二、两点距离D300时，考虑地球曲率和大气折光的影响,地球曲率的影响：,大气折光的影响：,综合两项的影响：,当D=300，5.9,三、考虑地球曲率和大气折光的影响高差计算公式为:,当采用对向观测，即由A点观测B点，由B点观测A点，取对向观测所得高差绝对值的平均数可以抵消两差的影响，所以三角高程测量，一般采用对向观测，,四、三角高程测量的观测,1、在测站安置仪器，量仪器高i和标杆高s（精确到0.5cm）,2、用经纬仪观测竖直角，必须以盘左、盘右进行观测。,3、竖直角观测测回数与限差应符合规定。,4、当两点间的距离未知时，可用三角测量方法计算得到。,五、三角高程测量的计算,1.三角高程测量对向观测所求得的高差（经两差改正后）较差应小于0.1D（D为距离，单位：km），符合要求，则取平均值作为最后高差值。,2.三角高程测量路线测应组成闭合或附合路线。观测结果列于图上，其线路高差闭合差的限值fh容=0.05（D以公里km为单位）,3.当观测成果满足要求时，则将闭合差按与边长成正比分配，再用改正后的高差计算各点的高程。,6-6三、四等水准测量,当所求水准点的精度要求较高时，普通水准测量就达不到精度要求，因此必须采取高等级的水准测量方法。,三、四等水准测量，除用于国家高程控制网的加密外，还常用作小地区的首级高程控制，以及工程建设地区内工程测量和变形观测的基本控制。,一、观测步骤及检核要求,(一)、三、四等水准测量使用的水准尺，通常是双面水准尺。两根标尺黑面的尺底均为0，红面的尺底一根为4.687m，一根为4.787m。(二)、视线长度和读数误差的限差及高差闭合差的规定见表,1.后视黑面尺读取下、上丝读数，再读取中丝读数。2.前视黑面尺读取下、上丝读数，再读取中丝读数。,在起点与第一个立尺点中间设站,3.读取前视红面尺中丝读数4.读取后视红面尺中丝读数,（三）、观测步骤,四、计算,2.前、后视距差：(11)=DD后D前3.0m,4.前视中丝红面前视中丝黑面:(13)=(7)-(6)46872mm（或47872mm）,5.后视中丝红面后视中丝黑面:(14)=(8)-(3)46872mm（或47872mm）,1.前、后视距：D视距100（下上）m=(9)(10),前、后视距累积差:(12)=前站(12)+本站(11)=D5.0m,6.(15)=(3)-(8)=后视中丝（黑面）前视中丝（黑面）h17.(16)=(8)-(7)=后视中丝（红面）前视中丝（红面）h2,8.两高差之差：(17)=(15)-(16)0.1=(14)-(13)=h1-h23mm,9.计算高差平均数：(18)=h平(h1+h20.1m)/2,五、检核,1.路线总长:（各站后视、前视视距之和）,2.各站视距差之和应等于最后一站累积视距差,3.各站后视黑面、红面读数总和减去各站前视黑面、红面读数总和应等于各站高差(黑面+红面)总和等于平均高差总和的两倍,三、四等水准测量的注意事项,1、三等水准测量必须进行往返测量，当使用DS1和因瓦标尺时，可采用单程双转点观测。2、四等水准测量，除支线水准必须进行往返观测和单程双转点观测外，对于闭合和附和水准路线，均可单程观测。3、三四等水准测量每一测段往返测量均应为偶数站。4、在每个测站上，三等水准测量不得二次对光，四等水准测量尽量少做两次对光。5、工作间歇最好能在水准点上结束观测。6、在一个测站上，只有当各项检核均符合限差要求时，才能迁站。,7、当每km测站数小于15时，闭合差按平地限差公式计算，如果超过15站时，按山地限差公式计算。8、当采用单面标尺进行三四等水准观测时，变动仪器高度前后所测两尺垫高差的限值与红黑所测高差之差的限