实用工测6小地区控制测量ppt课件

1、 在测量区域内选择若干个点，用高精度的方法测定其在测量区域内选择若干个点，用高精度的方法测定其位置，这些点称为控制点。由控制点组成的几何图形，称位置，这些点称为控制点。由控制点组成的几何图形，称为控制网。测定控制点点位平面、高程的工作，叫控为控制网。测定控制点点位平面、高程的工作，叫控制测量。制测量。 6.1 控制测量概述控制测量概述 在测量工作中，为了减少误差积累，保证测图精度，以及便于在测量工作中，为了减少误差积累，保证测图精度，以及便于分幅测图，加快测图进度，满足碎部测量需要，就必须遵循分幅测图，加快测图进度，满足碎部测量需要，就必须遵循“从整从整体到局部体到局部”、“先控制后碎部及先控

2、制后碎部及“由高级到低级的测量组织原由高级到低级的测量组织原则。则。 6.1.1 控制测量及其布设原则控制测量及其布设原则1. 平面控制测量平面控制测量测定控制点平面位置测定控制点平面位置x,y的工作，称为平面控制测量。的工作，称为平面控制测量。 平面控制网根据观测方式方法来划分，可以分为三角网、平面控制网根据观测方式方法来划分，可以分为三角网、三边网、边角网、导线网、三边网、边角网、导线网、GPS平面网等。平面网等。在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其连接成连续在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其连接成连续的三角形，从而构成三角形网，称三角网，如图：的三角形，从而构成三角形网，称三角

3、网，如图：三角形网三角锁线形锁 在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其依次相连成折线形式，这些折线称为导线，多条导线组成导线网，如下图。测量各导线边的边长及相邻导线边所夹的水平角，这种工作称导线测量。导线网321DCBA单一导线 2. 高程控制测量 测定控制点高程H的工作，称为高程控制测量。根据高程控制网的观测方法来划分，可以分为水准网、三角高程网和GPS高程网等。 3. 控制网的布设原则控制网的布设原则 控制网的布设原则是：整体控制，全面加密或分片加密，高级到低级控制网的布设原则是：整体控制，全面加密或分片加密，高级到低级逐级控制。逐级控制。 整体控制，即最高一级控制网能控制整个测区，例如

4、，国家控制网整体控制，即最高一级控制网能控制整个测区，例如，国家控制网用一等锁环控制整个国土；对于区域网，最高一级控制网必须能控制整用一等锁环控制整个国土；对于区域网，最高一级控制网必须能控制整个测区。个测区。 全面加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密，例如国家控全面加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密，例如国家控制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；分片加密，就是急用部分先制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；分片加密，就是急用部分先加密，不一定全面布网。加密，不一定全面布网。 高级到低级逐级控制就是用精度高一级控制网去控制精度低一级控制高级到低级逐级控制就是用精度高一级控制

5、网去控制精度低一级控制网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎部测量的精度要求、工程规网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎部测量的精度要求、工程规模及其精度要求。模及其精度要求。 目前，平面控制网分为一、二、三、四等，一、二、三级和图根级目前，平面控制网分为一、二、三、四等，一、二、三级和图根级控制网。根据测区情况和仪器设备条件，将平面控制网和高程控制网分控制网。根据测区情况和仪器设备条件，将平面控制网和高程控制网分开独立布设，也可以将其合并为一个统一的控制网开独立布设，也可以将其合并为一个统一的控制网三维控制网。三维控制网。6.1.2控制网的分类控制网的分类 1.国家控制网国家控制网 在全国

6、范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是由国家专在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是由国家专门测量机构，用精密仪器和方法，进行整体控制，逐级加密的方式门测量机构，用精密仪器和方法，进行整体控制，逐级加密的方式建立，高级点逐级控制低级点。建立，高级点逐级控制低级点。一等三角横锁 200km 天文点国家一等三角网示意图 200km 一等三角纵锁 二 等 网一 等 三 角 锁 二等三角网布设于一等三角锁环内，全面布设三角网，如下左图平均边长13km，测角中误差不 大于1.0，并作为下一级控制网的基础。 三、四等三角网是二等三角网的进一步加密，有插网和插点两种形式，如图。三等网平均边长8km

7、，测角中误差不大于1.8。四等平均边长26km，测角中误差不大于2.5，用以满足测图和各项工程建设的需要。 三、四等控制点二等三角点(a)三、四等控制点插网形式(b)三、四等控制点插点形式 国家高程控制网采用精密水准测量的方法。国家高程控制网同样按精度分为一、二、三、四个等级。 一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设于一等水准网环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网是二等水准网的进一步加密，直接为各种测图和工程建设提供必需的高程控制点。 一 等 水 准 路 线二 等 水 准 路 线三 等 水 准 路 线四 等 水 准 路 线2.区域控制网区域控制网 (1)城市控制网城市控制

8、网 在城市或厂矿地区，一般是在国家控制点的基础上，根据测区在城市或厂矿地区，一般是在国家控制点的基础上，根据测区大小和施工测量的要求，布设不同等级的城市控制网。城市控制测大小和施工测量的要求，布设不同等级的城市控制网。城市控制测量是国家控制测量的继续和发展。它可以直接为城市大比例尺量是国家控制测量的继续和发展。它可以直接为城市大比例尺1：500测图、城市规划、市政建设、施工管理、沉降观测等提供控制测图、城市规划、市政建设、施工管理、沉降观测等提供控制点。点。 建城市平面控制网包括建城市平面控制网包括GPS网、城市三角网与城市导线，城市网、城市三角网与城市导线，城市三角网依次等级划分是：三角网依

9、次等级划分是： 二、三、四等，一、二级小三角，一、二级小三边。导线网依二、三、四等，一、二级小三角，一、二级小三边。导线网依次等级划分是：三等、四等、一、二、三级。次等级划分是：三等、四等、一、二、三级。(2)工程控制网工程控制网 为各类工程建设而布设的测量控制网称为工程控制网。根据不为各类工程建设而布设的测量控制网称为工程控制网。根据不同的工程阶段，工程控制网可以分为测图控制网、施工控制网和变同的工程阶段，工程控制网可以分为测图控制网、施工控制网和变形监测网。形监测网。 (3) 小地区控制网小地区控制网 面积为面积为15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程以内的小地区范围，为大比

10、例尺测图和某项工程建设而建立的控制网，称为小地区控制网。建设而建立的控制网，称为小地区控制网。 (3) 图根控制网图根控制网 直接用于地形图测图而布设的控制直接用于地形图测图而布设的控制点，称为图根控制点，又称图根点。测点，称为图根控制点，又称图根点。测定图根点平面位置和高程的工作，称为定图根点平面位置和高程的工作，称为图根控制测量。图根控制测量。图根控制可用一级或两级控制，首级控图根控制可用一级或两级控制，首级控制用什么方法，应根据城市与厂矿的规制用什么方法，应根据城市与厂矿的规模而定。模而定。1.概述概述 由测量人员根据测量任务在测区内选定若干控制点，由测量人员根据测量任务在测区内选定若干

11、控制点，组成的多边形或折线称导线，这些点称导线点。观测导线组成的多边形或折线称导线，这些点称导线点。观测导线边长及夹角等测量工作称导线测量。边长及夹角等测量工作称导线测量。导线的形式：导线的形式：(1)闭合导线闭合导线6.2 导线测量导线测量AB1234三角点三角点（已知控制点）（已知控制点）导线点导线点5(2)附合导线附合导线ABCD1234三角点三角点（已知控制点）（已知控制点）导线点导线点(3)支导线支导线 由一已知点出发，即不附合也不闭合，最由一已知点出发，即不附合也不闭合，最多只能三个点多只能三个点支导线支导线1-11-2nn等级 测图比例尺附合导线长度(m)平均边长(m)往返丈量较

12、差相对误差测角中误差(秒)导线全长相对闭合差 测回数方位角闭合差（秒）DJ2DJ6一级 25002501/200051/10002410二级 18001801/150081/70001316三级 12001201/1000121/50001224图根1:500500751/3000201/2000 1601:100010001101:20002000180表表6-2 各级导线测量技术指标各级导线测量技术指标 n2.导线测量的外业工作导线测量的外业工作 选点及建立标志 选点时要求相邻点间通视良好，视野开阔，点位处土质结实便于安置仪器，导线边长大致相等，点位分布均匀，能控制整个测区。 连测或测起始

13、边的磁方位角连测或测起始边的磁方位角 如附近有高级点，应与高级点连接如附近有高级点，应与高级点连接，测连接角和连接边。如附近无高级点，则应用罗盘仪测导线起始边的，测连接角和连接边。如附近无高级点，则应用罗盘仪测导线起始边的磁方位角。磁方位角。 量距量距 图根导线一般用钢尺往返丈量图根导线一般用钢尺往返丈量 ，往返丈量较差的相对误差，往返丈量较差的相对误差不大于不大于1/2000。 测角测角 图根导线一般用图根导线一般用DJ6级光学经纬仪，用测回法测级光学经纬仪，用测回法测1测回。注意测回。注意区分导线的左角和右角。区分导线的左角和右角。1234导线点顺时针排列右角左角导线点逆时针排列43121

14、2BBA高级点1连接角DB1连接边左角 已知两点的边长已知两点的边长D 和方位角和方位角 ，计算两点纵坐标增量，计算两点纵坐标增量x、横坐标增量、横坐标增量y 。sincosDyDx221112121212121.坐标正算问题极坐标化为直角坐标）坐标正算问题极坐标化为直角坐标）6.3.1 坐标计算的基本公式坐标计算的基本公式2.坐标反算问题直角坐标化为极坐标）坐标反算问题直角坐标化为极坐标） 已知两点的纵坐标增量、横坐标增量，计算两点边长已知两点的纵坐标增量、横坐标增量，计算两点边长和方位角和方位角 。22111212121212xyxyarctantan22yxD Arctan函数，其值范围

15、为函数，其值范围为090 ，即上式右边求得是象限角，即上式右边求得是象限角，而方位角，而方位角 为为0 360 因此应将象限角再化算为方位角。因此应将象限角再化算为方位角。 由由 x与与 y的正负号，判断其所在的象限。的正负号，判断其所在的象限。xyxyxyxyXY3.导线测量的内业工作导线测量的内业工作(1)整理外业数据，绘制略图整理外业数据，绘制略图按照实际方位、折角、距离绘出略图按照实际方位、折角、距离绘出略图1234(2)角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整闭合图形条件：闭合图形条件：理理=（n-2180测测= 1+ 2+ 3+ n闭闭 合合 差：差：f = 测测 理理容容 许

16、许 误误 差：差：f容容 = 60n如果如果f f容容 ，则进行调整。，则进行调整。调整方法：将闭合差反其符号，平均分配到各水平角上。即调整方法：将闭合差反其符号，平均分配到各水平角上。即注意检核改正后内角和，即注意检核改正后内角和，即1 + 2 + n = 理理nfv(3)用改正后的导线内角推算各边的坐标方位角用改正后的导线内角推算各边的坐标方位角)(180左左右右后后前前巳知a1280右角）8080检核：a12=a41+180-b11234：前后边所夹的水平角：前后边所夹的水平角(4)坐标增量的计算坐标增量的计算从图可看出：从图可看出：坐标增量即两点的坐标差坐标增量即两点的坐标差X=X2-

17、X1Y=Y2-Y1123YX DXYOsincosDyDx理论上：理论上：00理理yx 2231111212121224122323123434414112(+)(+)(+)(-)(-)(-)(-)(+)sincosDyDxx、y的正负号取决于所在的象限 的正弦、余弦的正负号 由于导线边长与角度观测存在误差，计算由于导线边长与角度观测存在误差，计算x与与y必产生误差，必产生误差，从而使得各边的坐标增量总和不等于从而使得各边的坐标增量总和不等于0，即，即yxfyfx测量测量fx 称为纵坐标增量闭合差称为纵坐标增量闭合差fy 称为横坐标增量闭合差称为横坐标增量闭合差3211422yxfff导线全长

18、绝对闭和差导线全长绝对闭和差f：fDDfK1导线全长相对闭合差导线全长相对闭合差K K ：坐标增量闭合差的调整坐标增量闭合差的调整iyyixxDDfvyDDfvxii改正数改正数验算验算yyxxfvfvii计算改正后的计算改正后的 坐标增量坐标增量验算验算00yx例：例：121212121212yxvyyvxx232323232323yxvyyvxx注意：一定要计算到原已知坐标点上进行验算注意：一定要计算到原已知坐标点上进行验算(6)计算各导线点的计算各导线点的 坐标坐标X2=X1+X12X3=X2+X23X4=X3+X34检核计算：检核计算：X1=X4+X41巳知巳知1点坐标：点坐标：X1,

19、Y1横坐标横坐标Y的推算同上，此处省略公式。的推算同上，此处省略公式。1234XYX12Y12O 360 00 00=3600036426.801432111107654321 y Y 坐 标坐 标 增 量边长(m)坐 标方位角 改正后的角度 观测角 点号102 48 09102 48 09 -9-9-9-9-9-9-9-9 93 57 45 93 57 45 84 23 27 84 23 27 78 51 15 78 51 15102 48 00102 48 00 78 51 06 78 51 06 84 23 18 84 23 18 93 57 93 57 363638 15 0038 1

20、5 00115 27 00115 27 00216 35 54216 35 54312 12 36312 12 36 38 15 00 38 15 00112.01112.01 87.58 87.58137.71137.7189.5089.50 +87.96 +87.96500.00500.00 250.37 250.37 +69.34+3+3+2+2+4+4+2+2-1-1-1-1 0 0-1-1 +79.08 +79.08 -82.10 -82.10 -66.29 -37.64-110.56-110.56 +60.13200.00200.00 139.85 200.00287.99287.

21、99569.33569.33 648.41 648.41 566.30 566.30 500.00 500.00(1)填表(3)计算改正后角度及推方位角vf 及改正数计算角度闭合差)2(7)计算各点坐标yx 、计算)4(Kffyx、计算)5(iyyixxDDfvDDfv计算)6(24606036nff容11.0 xf03.0yf3700180.426114. 0DfKmfffyx114.022闭合导线坐标计算实例闭合导线坐标计算实例+0.11-0.03YY87.99 69.33-37.62 79.08-110.52-82.1160.15-66.300089 计 算 值改正后改正后2附合导线附合

22、导线 坐标的计算与闭合导线比较两处不同坐标的计算与闭合导线比较两处不同1. 角度闭合差的计算不同角度闭合差的计算不同 由AB已知方位角AB经导线各折角算得CD边的方位角CD与巳知的CD不相等就产生角度闭合差 f：ABCD123ABCD已知方位角已知方位角已知方位角已知方位角3421BB1C连接角连接角CDCDf2. 坐标增量闭合差的计算不同坐标增量闭合差的计算不同)()(BCyBCxyyyfxxxf计算计算 附合导线各边坐标增量的总和，即x 与y理论上应等于两高级点的坐标差，如不相等，便产生坐标增量闭合差fx、fy，即XO XBABCD1234YyCyCyByBXCXC(1)前方交会前方交会知

23、：知： XA ,YA 、 X B ,YB观测：观测： 、 待求：待求： XP ,YP 计算步骤如下计算步骤如下ABPAB6.4 控制点的加密控制点的加密(a) 按已知坐标反算边长和方位角按已知坐标反算边长和方位角221tanBBBBABBBBBAByyxxDxxyy(b)推算推算AP和和BP坐标方位角和边长坐标方位角和边长00180sinsin180sinsinABBPABAPBABPABAPDDDD，(c)计算计算 P 点坐标点坐标cotcotcotcotcotcotcotcotABBApABBApxxyyyyyxxx 应注意，用上述公式时，应注意，用上述公式时，A，B，P三个点的点号必须三

24、个点的点号必须按逆时针次序排列。按逆时针次序排列。ABP(2)(2)侧方交会侧方交会ABP知：知： XA ,YA 、 X B ,YB观测：观测： (或或)、g待求：待求： XP ,YP 根据在根据在1个已知点的观测角个已知点的观测角(或或)及在未知点及在未知点P观测的观测的g，求得另一个已知点的未观测的角，求得另一个已知点的未观测的角 (或或)，然后按前方交会法计算公式求得然后按前方交会法计算公式求得P点的坐标。点的坐标。知：知：XA ,YA XB ,YB XC ,YC 观测：观测：、 求：求：XP , YP(3)后方交会后方交会ACPBcot)()(cot)()(cot)()(cot)()(

25、CBCBCBCBABABABABxxyydyyxxcxxyybyyxxa计算公式计算公式dbcaKBPBPBPxKyKKbax21计算计算P点坐标：点坐标：BPBPBPBpyyyxxx 后方交会计算时，后方交会计算时，A、B、C三个巳知点要顺时针编排，三个巳知点要顺时针编排，P点至点至A、B方向的夹角为方向的夹角为，P点至点至C、D方向的夹角为方向的夹角为，cot 、cot 函数函数计算应保留计算应保留8位，以便保证计算的精度。位，以便保证计算的精度。ACPB 待定点待定点P位置最好在三个已知点连成的三角形的重心位置最好在三个已知点连成的三角形的重心附近。待定点附近。待定点P观测已知点的夹角应

26、不小于观测已知点的夹角应不小于30，不大于，不大于120。 待定点待定点P若位于三个已知点若位于三个已知点A、B、C组成的圆周组成的圆周上，则无解；若待定点上，则无解；若待定点P在此圆附近，则求得待定点坐标在此圆附近，则求得待定点坐标精度很低，此圆称危险圆。待定点离危险圆的距离不得小精度很低，此圆称危险圆。待定点离危险圆的距离不得小于危险圆的半径的于危险圆的半径的1/5。000Kdbca危险圆判别式：危险圆判别式：BABPABAPAPAPAPAPAPApDyyDxxsincosBPBPBPBPBPBpDyyDxxsincos6.5.4 极坐标法极坐标法 在右图中，在已知点在右图中，在已知点A上

27、测出水平角上测出水平角a和和水平距离水平距离DAP，在，在B点上测出水平角点上测出水平角b和水和水平距离平距离DBP，那么，那么 由由A点计算点计算P点坐标：点坐标： 求得求得P点两组坐标之差若在限差之内，取平均值作为最后的结点两组坐标之差若在限差之内，取平均值作为最后的结果。果。 有光电测距仪或全站仪时，用极坐标法观测法求点的坐标极为有光电测距仪或全站仪时，用极坐标法观测法求点的坐标极为方便。各种全站仪，本身带有程序，观测完毕，测点坐标即可获得方便。各种全站仪，本身带有程序，观测完毕，测点坐标即可获得参看第参看第17章）。章）。由由B点计算点计算P点坐标：点坐标：6.5 三、四等水准测量三、

28、四等水准测量 1. 1.主要服务方面主要服务方面制制、小小地地区区的的首首级级高高程程控控国国家家高高程程控控制制网网的的加加密密、212.2.施测方法和要求施测方法和要求等级视线长度(m)前后视距差(m)前后视距累计差(m)红黑面读数差(mm)红黑面高差之差(mm)三等603.06.02.03.0四等805.010.03.05.0(1)(1)使用使用DS3DS3水准仪，红黑双面水准尺施测水准仪，红黑双面水准尺施测(2)(2)观测程序为：后观测程序为：后( (黑黑) ) 前前( (黑黑) ) 前前( (红红) ) 后后( (红红) )(3)(3)限差要求限差要求( (三、四等水准测量限差三、四

29、等水准测量限差) )红黑双面水准尺红黑双面水准尺47874687NO.1NO.2一对双面水准尺，红面起点一根为一对双面水准尺，红面起点一根为4.687m4.687m，另一根为，另一根为4.787m4.787m。测测站站编编号号点号点号后后尺尺下丝下丝前前尺尺下丝下丝方方向向及及尺尺号号中丝水准尺读数中丝水准尺读数K+黑黑-红红平均平均高差高差上丝上丝上丝上丝后视距离后视距离前视距离前视距离黑色面黑色面红色面红色面前后视距差前后视距差累计差累计差12(1) (2) (9) (11)(4) (5) (10) (12) 后后 前前后后-前前后后01前前02后后-前前后后02前前01后后-前前(3)

30、(6) (15)(8) (7) (16)(14) (13) (17)1.5871.5871.2131.2131.4001.4000.7550.7550.3790.3790.5670.5675.2555.2556.1876.18737.437.437.637.6-0.2-0.2-0.2-0.2-1-10 0+0.833+0.833+0.932+0.932+1+1+0.8325+0.83252.1112.1111.7371.7371.9241.9242.1862.1861.8111.8111.9981.9986.7866.7866.6116.61137.437.4 37.5 37.5-0.1-0.

31、1-0.3-0.3-1-10 0-0.074-0.074-0.175-0.175+1+1-0.0745-0.0745A转转1转转1转转2三、四等水准测量观测手簿三、四等水准测量观测手簿 视距部分：视距部分： 后视距离后视距离(9)(1)(2) 前视距离前视距离(10)(4)(5) 前、后视距差前、后视距差(11)(9)(10) 前、后视距累积差前、后视距累积差(12)本站本站(11)十前站十前站(12)高差部分：高差部分： 黑面所测高差黑面所测高差(15)(3)(6) 红面所测高差红面所测高差(16)(8)(7) 前视尺黑红面读数差前视尺黑红面读数差(13)(6)+K1(7) 后视尺黑红面读数差后视尺黑红面读数差(14)(3)+K2(8) 后尺与前尺读数差之差后尺与前尺读数差之差(17)=(14)(13) 应等于黑红面应等于黑红面所测高差之差，即所测高差之差，即 (17)(15)(16)0.1测站的计算与检核测站的计算与检核(1)(1)计算检核计算检核差差同同一一水水