地籍测量(第六章地籍控制测量)

1、地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University地籍控制测量地籍控制测量第六章第六章地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University26 地籍控制测量(Control survey) 6.1概述 6.2地籍测量坐标系 6.3地籍控制测量的基本方法地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2

2、010, Henan Polytechnic University3 6.1概述(Summary)一、 地籍控制测量的原则地籍控制测量必须遵循从整体到局部、由高级到低级分级控制（或越级布网）的原则。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University4地籍基本控制测量和地籍图根控制测量地籍基本控制测量可采用三角网(锁)、测边网、导线网和 GPS 相对定位测量网进行施测，施测的地籍基本控制网点分为一、二、三、四等和一、二级。地籍图根控制测量是为直接测量碎部点而布设的控制网点地籍

3、测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University5二、 地籍控制测量的精度地籍控制测量的精度是以界址点的精度和地籍图的精度为依据而制定的。地形图图根控制点的精度一般用地形图的比例尺精度来要求(地形图根控制点的最弱点相对于起算点的点位中误差为 0.1mm比例尺 M)。地籍测绘规范规定：地籍平面控制点相对于起算点的点位中误差不超过0.05m。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polyte

4、chnic University6三、 地籍控制点埋石的密度地籍控制点的密度与测区的大小、测区内的界址点总数和要求的界址点精度有关，地籍控制点最小密度应符合城市测量规范的要求。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University7四、 地籍控制点之记和控制网略图、点之记就是用图示和文字描述控制点位与四周地形和地物之间的相互关系，以及点位所处的地理位置的文件。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, He

5、nan Polytechnic University8地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University9、控制网略图就是在一张标准计算用纸(方格纸)上，选择适当的比例尺(能将整个测区画在其内为原则)，按控制点的坐标值直接展绘纸上，然后用不同颜色或不同线型的线条画出各等级的网形。控制网略图要做到随测随绘。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University

6、10地籍控制网略图地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University11 6.2 地籍测量坐标系(Coordinate system)一、 大地坐标系二、高斯平面直角坐标系三、高程基准四、地籍测量平面坐标系的选择地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University12一、 大地坐标系 (Geodetic coordinate system) 过地面点 P

7、的子午面与起始子午面之间的夹角，称为大地经度，用 L 表示。 地面点 P 的法线(过 P 点与椭球面相垂直的直线)与赤道平面的交角，称为大地纬度，用 B 表示。 地面点 P 沿法线方向至椭球面的距离，称为大地高，用 h 表示。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University13二、 高斯平面直角坐标系 （Gauss plane coordinate system）(一) 高斯平面直角坐标系的原理 略！地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土

8、信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University14(二) 高斯投影带的划分 地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University15(三)高斯投影长度变形1、边长归算到参考椭球面上2、参考椭球面上的长度投影到高斯平面上地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University161、边长归算到参考椭球面上式中：

9、 Sm 平均水平距离； Hm=(HA+HB)/2 ； HA、HB分别为A、B两点的高程； R平均曲率半径； S0两点投影到参考椭球面上的弦长。20122224mmmmHHSSSSRRR 公式（6-3）地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University17例6.1某两点平均高程为Hm为500m，平均水平距离为Sm=1000m，试求边长归算到参考椭球面上的变形大小。解：S=78.5mm0.006mm0.001mm=78.5mm地籍测量学 Cadastral Surveying河

10、南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University182、参考椭球面上的长度投影到高斯平面上2212mYSSR公式（6-2）式中：Ym两点的横坐标(自然值)的平均值； R 平均曲率半径； S 两点(长度)归算到参考椭球面上的长度。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University19例6.2，已知A、B两点在参考椭球面上的长度S=1000m，YA=75124.5m，YB=75523.4m， 两点的平均纬度

11、Bm=31o14，将它投影到高斯投影平面上所产生的变形，按式(6-2)计算得： S=+70mm2212mYSSR地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University20将公式（6-3）和公式（6-4）相加，略去二次高阶项，并令R=6371km，S=Sm,即可计算长度投影变形比m,即2122262(0.0123157.0)10mmSSYHmSRRYH 式中：Ym、H应为公里单位计算。公式（6-5）地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学

12、院Copyright 2010, Henan Polytechnic University212.5cmkm即为140000减少因长度变形而引起的误差，一般采用如下方法：若因测区地面平均高程引起的变形大于2.5cm/km时，则采用测区平均高程面作为归算面以减少变形，这是因为H值变得很小，由式(6-1)可知，S必然也很小。若因测区偏离中央子午线而引起的投影变形大2.5cm/km时，则应选择测区中央的某一子午线为投影带的中央子午线，带宽为3o，由此建立的投影带称为任意投影带。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Hena

13、n Polytechnic University22例6.3，某城市的地理位置Ym30km，地面平均高程H200m，试计算该城市的长度投影变形是否超过规定。 解：依式(6.5)可得m(0.0123302157.0 0.2）10-6 149000由计算可知，投影变形比没有超过规定的140000。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University23三、高程基准 (Vertical datum)在通常的情况下，地籍测量的地籍要素是以二维坐标表示的，不必测量高程。 如有要求，一般

14、采用“1985国家高程基准”地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University24四、地籍测量平面坐标系的选择（一）国家坐标系（二）城市坐标系（三）独立坐标系（四）独立平面直角坐标系地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University25（一）国家坐标系 (National coordinate system) 国家坐标系花费大量的人力、物力、财力及几十年

15、的努力建立，应尽可能利用，以便使地籍控制测量成果与国家坐标系成为一整体。第二次全国土地调查技术规程中规定：农村土地调查采用“1980 西安坐标系”。城镇土地调查自行确定。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University26（二）城市坐标系(Unban/Local coordinate system )在城镇地区，则尽可能利用已有的城市坐标系和城市控制网点来建立当地的地籍控制网点。这些控制网点一般都与国家控制网进行了联测，并且有坐标变换参数。地籍测量学 Cadastral

16、Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University27（三）独立坐标系 (Independent coordinate system)城镇地区的地籍测量应尽可能沿用该地区已有的国家坐标系或城市坐标系，若无法利用，则可根据测区地理位置和平均高程，以投影长度变形不大于25cmkm的原则选择独立坐标系，并在有条件时与国家坐标系联测。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University281、

17、抵偿高程面法由公式（6.5）可以看出：长度投影变形比m与Ym和H有关，当城市的地理位置距国家坐标系中的中央子午线不远，即Ym值不大时，投影变形主要由高程引起，此时可选用抵偿高程面法。这个方法的关键是如何确定抵偿高程面的高程值。222mYHmRR地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University29 根据式(6.3)和式(6.4)的抵偿关系，令22mYhHR新120SS 国家统一坐标系投影带中央子午线独立坐标系投影带中央子午线国家统一坐标系参考椭球面抵偿面城市 可以得出城市在

18、抵偿可以得出城市在抵偿面（改变后的参考椭面（改变后的参考椭球面）的新高程为：球面）的新高程为：公式（6-6）0L地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University30例6.4，某城市的地理位置Ym10km，地面平均高程H1000m，试求抵偿面高程。 解：依式(6-6)可得h新 H=Ym2/2R 1022 6371 10m抵偿面高程应为H偿 H原h新=100010990m地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2

19、010, Henan Polytechnic University31 2、抵偿子午线法 当城市于国家坐标系投影带的边缘，即Ym值较大，长度投影变形主要是由Ym引起的，此时可选择抵偿子午线法。 国家统一坐标系投影带中央子午线独立坐标系投影带中央子午线国家统一坐标系参考椭球面独立坐标系投影面城市0LL偿地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University32由高斯投影正算公式知coslyNB公式（6-7）式中：lLL0（中央子午线经度）。 为1弧度对应的秒值，即206265”

20、N为卯酉圈曲率半径； B为大地纬度；地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University33 l为城市中心经度与所选抵偿子午线之经差。 N为城市中心处的卯酉圈曲率半径； B为城市中心纬度； 于是抵偿子午线为 L偿Ll 式中： L为城市中心经度；87.36 10cosHlNB公式（6-8）若将式(6-5)代入式(6-4)并经整理，可得地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechn

21、ic University34 例6.5，某市中心经度为118 20，平均高程H200m，纬度B=36 30，试求抵偿子午线位置。 87.36 102006385811 cos36 30l 2028” 3348”故有： L偿Ll 118 20 3348” 117 4612”解：因N 6385811m，按式(6-8)得地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University35（3）以城中心处的子午线为投影带中央子午线，以城市平均高程面为投影面法 这一方法是综合以上两种方法，既改变

22、投影面又改变投影带的方法来限制长度变形。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University36(四)独立平面直角坐标系 (Independent plane rectangular coordinate system)在不具备经济实力的条件下，而又要快速完成本地区的地籍调查和测量工作，或面积小于25km2时，可考虑建立独立平面坐标系，建立步骤如下：1、起始点坐标的确定；2、起始方位角的确定。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院

23、Copyright 2010, Henan Polytechnic University371、起始点坐标的确定（1）在图上量取起始点平面坐标。选择一适当的特征点，例如主要道路交叉点、或某一固定地物作为起始待定点，然后对实地进行勘察，做好长期保存的标志，并给予编号。回到室内后，在地形图上量取该点的纵横坐标作为首级控制网的起始点坐标。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University38（2）假定坐标法地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信

24、息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University39（3）采用交会或插点的方法 当本地无起始点，而在几公里范围内找得到大地点时，可采用交会或插点的方法确定一点的坐标，做好固定标志后，用它作为该地独立坐标系的起始点。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University402、起始方位角的确定（1）量算方位角。（2）磁方位角计算法。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyrigh

25、t 2010, Henan Polytechnic University41（1）量算方位角。在准备好的地形图上标出起始点和第一个未知点，用直线连接两点，过起始点点作坐标纵线，将透明量角器置于其上，测出其夹角即可。 地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University42地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University43（2）磁方位角计算法。在起始点设

26、置带有管状罗针的经纬仪（或罗盘仪），测出相应的磁方位角m ，然后按下面的公式计算。m + 为方位角；为磁偏角； 为子午线收敛角； 为罗盘改正数。 地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University44 6.3 地籍控制测量的基本方法一、利用GPS定位技术布测城镇地籍基本控制网二、利用已有城镇基本控制网的办法三、一、二级导线地籍控制网的布设四、图根控制测量地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Hen

27、an Polytechnic University45二、利用已有城镇基本控制网(1)凡符合要求的控制网点都可利用。(2)对未布设一、二级控制网的地区，可以加密一级或二级地籍控制网。(3)对已布设一级城市控制网的地区，可以加密二级地籍控制网。(4)在利用已有控制成果时，进行分析和检查。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University46三、二级导线地籍控制网的布设目前各大中城市所建立的质量良好的城市控制网，基本能满足建立地籍控制网的需要。可直接在城市控制网的基础上进行一、

28、二级地籍控制测量。城镇地籍控制测量以光电测距导线布设时，其布设规格和技术指标见下表。地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University47地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University48四、图根控制测量(一)图根地籍控制网的布设(二)无定向导线(三)支导线的运用地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Co

29、pyright 2010, Henan Polytechnic University49(一)图根地籍控制网的布设 城镇地籍测绘中控制网的布设，重点是保证界址点坐标的精度。图根导线的测量方法哪些？闭合导线附合导线无定向附合导线支导线导线网地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University50N为导线转折角的个数地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University51(二)无定向导线地籍测量学 Cadastral Surveying河南理工大学测绘与国土信息工程学院Copyright 2010, Henan Polytechnic University52具体应用时要求注意如下几点：(1)首先对高级点作仔细检测，确认点号正确，点位未动时方可使用。(2)应采用高精度仪器作业。(3)无定向导线中无角度检核，因此在进行角度测绘时应特别当心。一般说来，转折角应盘左和盘右观测，距离应往返测，并保证误差在相应