第六章小区域控制测量

1、第六章第六章 小区域控小区域控制测量制测量n6.1 6.1 控制测量概述控制测量概述n6.2 6.2 导线测量导线测量引引 言言n测量工作的基本原则：测量工作的基本原则： n测量工作的步骤：测量工作的步骤： 6.1 6.1 控制测量概述控制测量概述。 控制测量的原则：控制测量的原则： 1.1.分级布网、逐级控制；（由高级到低级）分级布网、逐级控制；（由高级到低级） 2.2.要有足够的精度；要有足够的精度； 3.3.要有足够的密度；要有足够的密度； 平面控制网平面控制网高程控制网高程控制网定义：确定控制点平面位置（定义：确定控制点平面位置（x, ,y）的工作。）的工作。1.1.国家平面控制网国家

2、平面控制网2.2.城市平面控制网城市平面控制网3.3.小地区平面控制网小地区平面控制网 常规方法：常规方法： 平面控制网：平面控制网：一、平面控制测量一、平面控制测量三角测量、导线测量、交会测量。三角测量、导线测量、交会测量。国家控制网国家控制网 一等三角锁一等三角锁200km200km200Km200Km国家控制网国家控制网 二等连续网二等连续网 二、三、四二、三、四等三角网等三角网。 一、二、三级导线网。一、二、三级导线网。 图根控制网（导线网、交会定点）。图根控制网（导线网、交会定点）。城市平面控制网城市平面控制网n目的：在国家级控制的基础上进一步加密精度低一级而目的：在国家级控制的基础

3、上进一步加密精度低一级而有足够数量的控制点，供直接测图使用。有足够数量的控制点，供直接测图使用。n直接供地形测图使用的控制点，称为直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点图根控制点。n测定图根点位置的工作称为测定图根点位置的工作称为图根控制测量图根控制测量。图根控制测量图根控制测量n图根点的密度图根点的密度( (包括高级点包括高级点) )，取决于，取决于测图比例尺测图比例尺和和地物、地物、地貌的复杂程度地貌的复杂程度。测图比例尺测图比例尺1 1：5005001 1：100010001 1：200020001 1：50005000图根点密度（点图根点密度（点/km/km2 2）15015050

4、5015155 5平坦开阔地区平坦开阔地区小地区平面控制测量 中小城市一般以中小城市一般以作为首级控制网。作为首级控制网。n面积在面积在15km15km2 2以内的小城镇，可用以内的小城镇，可用作为首级控制。作为首级控制。n面积在面积在0.5km0.5km2 2以下的测区，以下的测区，图根控制网图根控制网可作为首级可作为首级控制。控制。n厂区可布设厂区可布设建筑方格网建筑方格网。 布设原则：布设原则： 国家高程控制网：国家高程控制网： 城市高程控制网：城市高程控制网： 小地区高程控制网：小地区高程控制网： 各级高程控制网均采用各级高程控制网均采用水准测量水准测量， 高山地区可采用高山地区可采用

5、三角高程测量三角高程测量。二、高程控制测量二、高程控制测量从整体到局部、由从整体到局部、由高级高级到低、逐级加密。到低、逐级加密。一、二、三、四等。一、二、三、四等。二、三、四等。二、三、四等。三、四等及图根水准。三、四等及图根水准。国国家家高高程程控控制制网网返回分三期：（1）1976年以前完成，以1956年黄海高程系统为基准。（2）1976年至1990年完成，以1985年国家高程基准为基准的一二等网。（3）1990年后进行的国家一等水准网的复测和局部地区二等水准。城市水准测量及图根导线主要技术要求等级：根据城市或厂矿的规模确定城市首级水准网等级。等级：根据城市或厂矿的规模确定城市首级水准网

6、等级。密度：一个测区至少设立密度：一个测区至少设立3 3个水准点。个水准点。6.2 导线测量n 一、导线测量概述一、导线测量概述n 二、导线测量的外业工作二、导线测量的外业工作n 三、导线测量的内业计算三、导线测量的内业计算n 四、查找导线测量错误的方法四、查找导线测量错误的方法一、导线测量概述n 将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为。n 这些控制点，称为这些控制点，称为。n 就是依次测定各导线边的就是依次测定各导线边的和各和各；根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。线点的

7、坐标。是建立小地区平面控制网常用的一种是建立小地区平面控制网常用的一种方法，特别是方法，特别是地物分布较复杂的建筑区、视线地物分布较复杂的建筑区、视线障碍较多的隐蔽区和带状地区障碍较多的隐蔽区和带状地区，多采用导线测，多采用导线测量的方法。量的方法。 导导 线线经纬仪导线经纬仪导线电磁波测距导线电磁波测距导线导线的类型导线的类型导线的布设形式导线的布设形式AB1DC23AB12345附合导线附合导线闭合导线闭合导线BA12支导线支导线n用导线测量方法建立小地区平面控制网，通常分为用导线测量方法建立小地区平面控制网，通常分为导导线、线、导线、导线、导线和导线和导线等几个等级。导线等几个等级。导线

8、的精度等级导线的精度等级二、导线测量的外业工作二、导线测量的外业工作n 踏勘选点及建立标志踏勘选点及建立标志n 量量 边边n 测测 角角n 连连 测测导线测量的导线测量的工作包括：工作包括：1. 1. 踏勘选点及建立标志踏勘选点及建立标志nA A： 搜集测区已有地形图和高一级控制点的成搜集测区已有地形图和高一级控制点的成果，了解测区范围地形及控制点情况，以便拟定导线果，了解测区范围地形及控制点情况，以便拟定导线的布设方案。然后到野外踏勘，实地核对、修改、落的布设方案。然后到野外踏勘，实地核对、修改、落实点位和建立标志。实点位和建立标志。 如测区无地形图资料，需详细踏勘现场，根据控制如测区无地形

9、图资料，需详细踏勘现场，根据控制点分布、测区地形条件及测图和施工等具体情况，合点分布、测区地形条件及测图和施工等具体情况，合理选点。理选点。nB B：nC C：选点应注意的问题选点应注意的问题n相邻点间相邻点间通视良好通视良好，地势较平坦，便于测角和量距。，地势较平坦，便于测角和量距。 n点位应选在点位应选在土质坚实土质坚实处，便于保存标志和安置仪器。处，便于保存标志和安置仪器。 n视野开阔视野开阔，便于施测碎部。，便于施测碎部。n导线点应有足够的密度，导线点应有足够的密度，分布较均匀分布较均匀，便于控制整，便于控制整个测区。个测区。n导线各边的导线各边的长度应大致相等长度应大致相等，除特殊情

10、形外，应不，除特殊情形外，应不大于大于350m350m，也不宜小于，也不宜小于50m50m。 建立标志建立标志混凝土桩（永久性）混凝土桩（永久性）木桩（临时性）木桩（临时性）点之记点之记2.量 边n对于一、二、三级导线，应按对于一、二、三级导线，应按钢尺量距钢尺量距的精密方的精密方法进行丈量。法进行丈量。 n对于图根导线，用一般方法进行往返测量或同一对于图根导线，用一般方法进行往返测量或同一方向测量两次。要求其相对误差不大于方向测量两次。要求其相对误差不大于1/30001/3000。n若用若用光电测距仪光电测距仪测距，测量时要同时观测竖直角，测距，测量时要同时观测竖直角，供倾斜改正之用。供倾斜

11、改正之用。3.测 角n导线的转折角分左角和右角。用测回法施测角度。导线的转折角分左角和右角。用测回法施测角度。n图根导线，对于图根导线，对于DJDJ6 6级光学经纬仪两个半测回水级光学经纬仪两个半测回水平角互差应小于平角互差应小于4040 。闭合导线闭合导线 一般在附合导线中，测量导线左角，在闭合一般在附合导线中，测量导线左角，在闭合导线中测量内角。导线中测量内角。4.连 测n建立测量控制网与高级控制网关系的测量工作，建立测量控制网与高级控制网关系的测量工作，称为连接测量（连测）。称为连接测量（连测）。5NBAA1BA1AD3214n通过测定通过测定，可从已知方位角推算各待定，可从已知方位角推

12、算各待定边的方位角，进而推算各导线点的坐标。边的方位角，进而推算各导线点的坐标。 目的：计算各导线点的坐标。目的：计算各导线点的坐标。三、导线测量的内业计算三、导线测量的内业计算 计算之前，应计算之前，应全面检查全面检查导线测量外业记录，数据是否导线测量外业记录，数据是否齐全，有无记错、算错，成果是否符合要求，起算数据是齐全，有无记错、算错，成果是否符合要求，起算数据是否准确。然后绘制否准确。然后绘制导线略图导线略图，把各项数据注于图上相应的，把各项数据注于图上相应的位置。位置。北北21430003125 89 36 30o107 48 30o89 33 50o73 00 20o 78.16m

13、105.22m129.34m80.18m 由水平角观测值由水平角观测值，计算方位角，计算方位角； 由方位角由方位角、边长、边长D，计算坐标增量，计算坐标增量 X 、Y； 由坐标增量由坐标增量X 、Y，计算，计算X、Y。（1 1）坐标方位角的推算）坐标方位角的推算一、坐标计算基本公式一、坐标计算基本公式+180左后右前1234xxx23341223 前进方向前进方向（2 2）坐标正算）坐标正算已知已知A（XA A，YA A），）， ，求，求B B点坐标（点坐标（XB B，YB B ）。 ABABD,ABABABABABABABABDyyyDxxxsincosABABABABxxyxxxAxBxO

14、AyyxABxABABAByABDBy1.1.坐标计算公式坐标计算公式（3 3）坐标反算）坐标反算AxBxOAyyxABxABABAByABDBy22)()(ABABAByyxxD已知已知A A（ ）、）、B B（ ）,AAxy,BBxy，求，求ABABD,arctanarctanABABABBABAyxyyxx注：计算出的注：计算出的 ABAB ，应根据，应根据X X 、Y Y的正负，的正负， 判断其所在判断其所在的象限。的象限。 由于象限角由于象限角可以从可以从北端或南端北端或南端量起，在表示直线方向时，不仅量起，在表示直线方向时，不仅要注明角度大小，而且要注明所在的象限。要注明角度大小，

15、而且要注明所在的象限。ON(x)E(y)SW700700700700直线与标准方向所夹的锐角称为直线与标准方向所夹的锐角称为象限角象限角。象限角的取值范围象限角的取值范围0 00 0-90-900 0，用，用R表示。表示。 方位方位角与角与象限象限角的角的换算换算象限象限编号编号纵坐标增量纵坐标增量横坐标增量横坐标增量由由 R 求求 1 12 23 34 4OxyR1 R4R2R3x 00y 00 = = Rx 000 x 00y 000y 00 =180 =1800 0 - - R = = R + +1801800 0 =360 =3600 0 - - R例题：已知例题：已知 A A、B B

16、点坐标（点坐标（11231123、11361136），（），（2265 2265 、22162216）求：）求： ABAB边坐标方位角边坐标方位角ABAB 、 水平距离水平距离S SABAB10801142ABBAABBAyyyxxx解：解： 0,0,ABABxy位于第一象限ABarctanarctan(0.9457)43 2406ABAByx221571.803mABABABSxy 角度闭合差的计算和调整；角度闭合差的计算和调整； 坐标方位角的推算；坐标方位角的推算； 坐标增量的计算；坐标增量的计算； 坐标增量闭合差的计算和调整；坐标增量闭合差的计算和调整； 计算各导线点的坐标。计算各导线点

17、的坐标。导线导线计算步骤：计算步骤： 如图，如图，A A、B B、C C、D D是已知点，起始边的方位角是已知点，起始边的方位角 和终止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为已知。外业观测资料为导线边长和各转折角大小。长和各转折角大小。)(始AB)(终CD2.附合导线的计算CDD4231CABAB2134CB-f测理论180n o测终始CDAB231223423343444180180180180CCDCCoooo+）CDD4231CABAB2134CB B180n 测终始of 终终1180BABBo1211180Bo6 180 测o允ff检核：检核：方位角闭合差：方位角闭

18、合差：式中：式中：n 包括连接角在内的导线转折角数。包括连接角在内的导线转折角数。/iVfn /iVfn 分配原则：分配原则：平均分配平均分配到各观测角中。到各观测角中。CDD4231CABAB2134CB Bf 终终fViiVfiV改测180左后右前计算出的计算出的 ，否则，需重算。，否则，需重算。终终cossiniiiiiiXDYD()()xyfxxxfyyy 终始终始 由于由于 的存在，使导线不能和的存在，使导线不能和CDCD连接，存在连接，存在导线全长闭合差导线全长闭合差 ：yxff ,Df22yxDfff导线全长相对闭合差：导线全长相对闭合差：DDfDDfK1KK容检核：检核：iyy

19、iixxiDDfvDDfvyxff ,xxyyvfvf 分配原则：分配原则：将坐标闭合差反其符号按边长成正将坐标闭合差反其符号按边长成正比分配到各边的纵横坐标增量中比分配到各边的纵横坐标增量中。CDD4231CABAB2134CB B 由于数字凑整等原因，改正数的计算可能存在由于数字凑整等原因，改正数的计算可能存在微小不符值，此时应将微小不符值，此时应将微小不符值分配到长边微小不符值分配到长边的纵横坐标增量的纵横坐标增量上，使得改正数的代数和等于上，使得改正数的代数和等于符号相反的坐标增量闭合差。符号相反的坐标增量闭合差。xxVf yyVf yiiixiiivyyvxx改改BCBCyyyxxx

20、理理CDD4231CABAB2134CB B改改iiiiiiyyyxxx11 依次计算各导线点坐标，依次计算各导线点坐标，内业计算中数字取位的要求内业计算中数字取位的要求 对于四等以下的小三角及导线，角值取至秒，对于四等以下的小三角及导线，角值取至秒，边长及坐标取至毫米（边长及坐标取至毫米（mm）。）。 对于图根三角锁及图根导线，角值取至秒，边对于图根三角锁及图根导线，角值取至秒，边长及坐标取至厘米（长及坐标取至厘米（cm）。）。C110836017.128302.1429 CDCCmymx3390214 DCD4235213175 6512167 B824423654.87386.1536

21、ABBBmymxABA8463205 8074202 4504290 125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向前进方向 如图，如图，A A、B B、C C、D D是已知点，外业观测资料为导是已知点，外业观测资料为导线边距离和各转折角见图中标注。线边距离和各转折角见图中标注。例：例：205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 441 17f 714606 容f19. 0 xf11. 0yf22. 022yxfff2900144.64122. 0K20001容K-13-13-13-1

22、3-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 25236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 01125.3698.76114.63116.44156.25641.44 +0.04-107.31 +0.03 -17.92 +0.04+24.48 +0.03 -0.63 +0.05 -13.05-114.43 -0.02 -64.81 -0.02 +97.12 -0.02+111.99 -0.02+116.44 -0.03+155

23、.70+416.44-107.27-17.89+24.52-0.60-13.00-64.83+97.10+111.97+116.42+155.671536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811436.22 981.781436.62 1098.201423.621253.87点点号号观测角观测角（右角）（右角） 改改正正数数 改正角改正角 A1B234CD辅辅助助计计算算坐标坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号A1B234CD增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym+416.33-114.24 闭合导线的

24、计算步骤与附合导线基本相同，需要闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，需要强调以下两点：强调以下两点：(1) 角度闭合差的计算角度闭合差的计算n边形闭合导线内角和的理论值应为边形闭合导线内角和的理论值应为：1802）（理n1802）（测理测nf（2 2）坐标增量闭合差的计算）坐标增量闭合差的计算根据闭合导线本身的特点根据闭合导线本身的特点：00理理yx测测yfxfyx北北21430003125 89 36 30o107 48 30o89 33 50o73 00 20o 78.16m105.22m129.34m80.18m辅辅助助计计算算点点号号观测角观测角（左角）（左角） “改改正正数数 改正

25、角改正角 1234坐标坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号1234增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym1212闭闭 合合 导导 线线 坐坐 标标 计计 算算 表表107 48 3089 36 3089 33 5053 18 43125 30 0073 00 20+13+13+12+12+50359 59 10107 48 4373 00 3289 34 0289 36 43360 00 00125 30 00306 19 15215 53 17105.2280.18129.3478.16392.90 -0.02 -61.10 -0.02 +

26、47.90 -0.03 +76.61 -0.02 -63.32 +0.02 +85.66 +0.02 +64.30 +0.02-104.21 +0.01 -45.820.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.0005180)2( nf测012406 容f0.09xfx测07. 0测yfy220.11sxyfff3500190.39211. 0K20001容K1.1.个别测角错误的检查个别测

27、角错误的检查基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测角错误点。基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测角错误点。42131 4 AD2 233 45 5B(1)C(6)C B 角度闭合差超限角度闭合差超限注意事项： 如果误差较小，用图解法难以显示角度测如果误差较小，用图解法难以显示角度测错的点位，则可以从导线的两端开始，分错的点位，则可以从导线的两端开始，分别别计算计算各点的坐标，若某点的坐标值相近，各点的坐标，若某点的坐标值相近，则该点就是角度测错的点。则该点就是角度测错的点。 上述检查方法适合于仅仅测错一个角度而上述检查方法适合于仅仅测错一个角度而言。言。 2.2.个别边错误的检查个别边错

28、误的检查例：例：21341 4 5 5xfyffxyfffarctanf 导线全长闭合导线全长闭合差差 f 的坐标方位角的坐标方位角 凡坐标方位角与凡坐标方位角与 或或 相接近的导线相接近的导线边，是可能发生量边错误的边。边，是可能发生量边错误的边。180ff导线全长导线全长闭合差超限闭合差超限6.3 角度前方交会法n加密控制点加密控制点n联测难于达到的点联测难于达到的点n操作灵活操作灵活n精度和可靠性有限精度和可靠性有限 交会定点用来加密控制点的方法交会定点用来加密控制点的方法分为分为和和两类。两类。BAP前方交会前方交会ABDa DbP后方交会后方交会ABPABCP侧方交会侧方交会距离交会

29、距离交会交会法的步骤交会法的步骤n加密控制点加密控制点一、选点：室内选点、野外踏勘一、选点：室内选点、野外踏勘二、打桩或埋石二、打桩或埋石三、观测：水平角的观测三、观测：水平角的观测四、计算：角度四、计算：角度 坐标坐标n原理原理n已知已知A、B点的坐标点的坐标n观测观测A， Bn待求待求P点坐标点坐标BAPBAP 当当A、B、P逆时针编号时：逆时针编号时：cossinPAAPAPPAAPAPxxDyyD前方交会的计算前方交会的计算ctgctg()ctgctgctgctg()ctgctgABBAPABBAPxxyyxyyxxy前方交会的检核n通常在三个已知点上进行观测，得到通常在三个已知点上进

30、行观测，得到P点点的两组坐标，其点位较差为：的两组坐标，其点位较差为：22xye21ppxxx 21ppyyy 2 0.1eMe容前方交会计算实例前方交会计算实例点名点名x观观 测测 角角yAPBxAxBBPC中数中数略略图图辅辅助助计计算算xPxBxCxPxPAB2 21 1C1 12 2P1 11 12 22 2yAyByPyByCyPyP37477.5437327.20 37194.5737327.2037163.6937194.5437194.5616307.2416078.9016226.4216078.9016046.6516226.4216226.4203. 0 x0ymmmMe

31、Me2 . 02001 . 02100003. 0容4041577519025811335690623前方交会法前方交会法ABP 为提高交会点的精度，选择为提高交会点的精度，选择P P点时，应尽可能使点时，应尽可能使交会角交会角 接近接近90900 0，并保证，并保证30300 0 1201200 0。ABP111222C 水准测量的基本原理水准测量的基本原理n 水准测量是利用一条水平视线，借助水准尺，测定地面上两点间的高水准测量是利用一条水平视线，借助水准尺，测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。ABa

32、bhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HA（已知）（已知）HB=？后视后视前视前视bahAB A、B两点间高差两点间高差hAB为：为： 用水准测量方法测定地面点的高程，其精度较高，普遍用用水准测量方法测定地面点的高程，其精度较高，普遍用于建立国家高程控制点及测定高级地形控制点的高程。于建立国家高程控制点及测定高级地形控制点的高程。 但在地形起伏变化但在地形起伏变化较大的山区、丘陵地区较大的山区、丘陵地区，使用该法就十分困难，使用该法就十分困难。在这种情况下，通常。在这种情况下，通常要采用要采用三角高程测量三角高程测量的的方法。方法。6.4 6.4 三角高程测量三角高程测量AB大地水准面大地水准面DHAhABHBDtanviviDhABtanA A、B B两点间的高差：两点间的高差：若用测距仪测得斜距：若用测距仪测得斜距：viShABsin a.a.仪器高仪器高：望远镜的旋转中心望远镜的旋转中心I I至至地面点的垂直高度。地面点的垂直高度。 b.b.目标高目标高：望远镜中的十字丝的横望远镜中的十字丝的横丝照准丝照准B B点标尺上一点点标尺上一点M,MM,M距距B B点的点的高度。高度。 c.c.直觇直觇：把仪器