第五章 导线测量及其概算

1、第五章第五章 .导线测量及其概算导线测量及其概算导线测量导线测量导线测量质量检验导线测量质量检验导线测量成果外业概算步骤导线测量成果外业概算步骤上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容一、一、工程平面控制网的建立特点工程平面控制网的建立特点1.1.工测控制网与同等级的国家网比较，平均边长显著地缩短工测控制网与同等级的国家网比较，平均边长显著地缩短2. 2. 长度变形的要求长度变形的要求: : 2.5cm/km2.5cm/km3. 3. 根据变形要求选择根据变形要求选择合适的区域合适的区域坐标系坐标系4.4.首级首级控制控制网网往往是往往是独立网独立网，并在首，并在首级级控制下分级控制下分级布布设设

2、5.5.将将边长观测值边长观测值先投影到某一水准面，再连同水平方向观测先投影到某一水准面，再连同水平方向观测值一并值一并投影到高斯平面投影到高斯平面6.6.用常规技术测定的工程控制网的平差解算是在用常规技术测定的工程控制网的平差解算是在高斯平面上高斯平面上进行。进行。7.7.工程控制网对相对点位误差工程控制网对相对点位误差 有特定要求。有特定要求。二二、 确定平面坐标系的三大要素确定平面坐标系的三大要素 投影面的高程投影面的高程 中央子午线的经度或其所在的位置中央子午线的经度或其所在的位置 起始点坐标和起始方位角起始点坐标和起始方位角三、三、工程测量工程测量平面坐标系的确定方案平面坐标系的确定

3、方案1. 面积小于面积小于25km2的小测区，只需选定某一边长归算的高程面的小测区，只需选定某一边长归算的高程面建立平面直角坐标系，可不经高斯投影改正。建立平面直角坐标系，可不经高斯投影改正。2.2.当长度当长度变形值变形值不大于不大于2.5 cm/km (1/4000),可直接可直接采用国家采用国家3带高斯平面直角坐标系带高斯平面直角坐标系(测区中心离中央子午线近测区中心离中央子午线近)。3.3.当长度当长度变形值变形值大于大于2.5 cm/km,可可采用采用： 投影于平均高程面上的高斯投影任意带平面直角坐标系投影于平均高程面上的高斯投影任意带平面直角坐标系 投影于抵偿高程面上的高斯投影投影

4、于抵偿高程面上的高斯投影3带平面直角坐标系带平面直角坐标系 投影于参考椭球面上的高斯投影任意带平面直角坐标系投影于参考椭球面上的高斯投影任意带平面直角坐标系 上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容四、四、两种地方独立坐标系的选择及其利弊两种地方独立坐标系的选择及其利弊1.平均高程面为投影面的任意带高斯平面直角坐标系平均高程面为投影面的任意带高斯平面直角坐标系 简称简称任意带坐标系任意带坐标系 优点：优点：适用范围较大，高斯投影的方向改化较小。 缺点：缺点：投影后的坐标与3度带坐标的坐标值相差较大。2.2.以以抵偿面为投影面的抵偿面为投影面的33带高斯平面直角坐

5、标系带高斯平面直角坐标系简称抵偿简称抵偿坐标系坐标系 优点：优点：坐标与国家坐标相接近坐标与国家坐标相接近 缺点：缺点：投影适用范围小，高斯投影适用范围小，高斯投影的方向改化投影的方向改化较大，较大， 应用不方便。应用不方便。上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容五、城市坐标系实现步骤五、城市坐标系实现步骤1.1.选择合适的地方带中央子午线选择合适的地方带中央子午线L L0 0 在测区内选择一条整分或在测区内选择一条整分或1010分的中央子午线作分的中央子午线作L L0 02.2.已知点换带计算已知点换带计算 换算成以换算成以L L0 0的地方带坐标系的坐标。的地方带坐标系的坐标。3.3.计算控

6、制网的地方带坐标（第一套地方坐标）计算控制网的地方带坐标（第一套地方坐标） 将地面观测值先投影至参考椭球面，再投影至所选中央子午将地面观测值先投影至参考椭球面，再投影至所选中央子午线的高斯平面，然后进行平差计算。线的高斯平面，然后进行平差计算。4.4.选高程投影面选高程投影面H0 H0取至整取至整10m，最好比平均高程稍低一点的面。，最好比平均高程稍低一点的面。5.5.计算地方带平均高程面坐标（第二套地方坐标）计算地方带平均高程面坐标（第二套地方坐标） 在测区中部选择一个控制点作为控制网缩放的不动点；计算在测区中部选择一个控制点作为控制网缩放的不动点；计算控制网缩放比；计算各点第二套地方坐标。

7、控制网缩放比；计算各点第二套地方坐标。上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容六、用六、用GPSGPS技术改造原有控制网的两种方案技术改造原有控制网的两种方案方案方案1： 保持现有的二等控制网，用保持现有的二等控制网，用GPS加密加密,以取代现有以取代现有的三、四等控制点。的三、四等控制点。 缺点：原二等控制网的固有误差（相邻点间约为10cn）完全没有得到改正，若有较大误差会造成GPS网的扭曲。GPS加密网点位精度不会高于原有三等网点的精度，不能充分发挥GPS网的高精度。方案方案2：利用原有的一组起算数据建立：利用原有的一组起算数据建立GPS首级网首级网，再用，再用GPS加密。加密。实质上用实质上

8、用GPS技术作全面改造技术作全面改造。 缺点：与原有坐标可能出现较大差异，而且离起始点越远，差异越大。第五章第五章 .导线测量及其概算导线测量及其概算一、导线测量一、导线测量1.导线测量外业的内容导线测量外业的内容边长观测、水平角观测、垂直角观测、归心元素测定2.导线测量的主要技术要求导线测量的主要技术要求3.导线测量注意事项导线测量注意事项 应在大气稳定和成像清晰的气象条件下观测； 测距仪开机后应有一定的预热时间； 晴天作业时，仪器应打伞； 测线应高出地面和离开障碍物1m以上，等级测量1.5m以上； 一定要量取仪器高和反光镜高（觇标高），量两次至毫米； 导线点只有两个方向时，应观测左、右角（

9、奇左、偶右）； 垂直角观测用“中丝法”、“三丝法”皆可，14测回。一、导线测量（续）一、导线测量（续）4.4.三联脚架法测导线三联脚架法测导线 具体作法具体作法 优点：减少了架脚架对中的次数，并可减少整平工作量优点：减少了架脚架对中的次数，并可减少整平工作量 各点对中误差只对本点坐标有影响，而不会在坐各点对中误差只对本点坐标有影响，而不会在坐 标推导中积累传递给其他点。标推导中积累传递给其他点。 三联脚架法可大大提高测导线测量的精度和效率。三联脚架法可大大提高测导线测量的精度和效率。5.5.归心元素的测定归心元素的测定 一般采用投影图解法测定一般采用投影图解法测定二、导线测量质量检验二、导线测

10、量质量检验1.1.方位角闭合差检验方位角闭合差检验 T1、T2为已知方位角，由为已知方位角，由T1开始按观测左角推算开始按观测左角推算T2的的方位角闭合差：方位角闭合差： 闭合差的限差：闭合差的限差：12(1) 180TWTnTi2Wnm限2.2.导线环内角和检验导线环内角和检验 导线环内角和闭合差：导线环内角和闭合差： 闭合差的限差：闭合差的限差：(2) 180TWni2Wnm限3.3.坐标条件闭合差检验坐标条件闭合差检验 附合路线坐标闭合差：附合路线坐标闭合差： 闭合差的限差：闭合差的限差：cossinxAiByAiBWxDTxWyDTyii22222222222(cos)() 2(sin

11、)() xiyiWiDniWiDnimmT myymmT mxx麻烦二、导线测量质量检验（续）二、导线测量质量检验（续）4.4.导线全长相对闭合差检验导线全长相对闭合差检验 坐标闭合差限差计算比较麻烦，一般作导线全长相对闭坐标闭合差限差计算比较麻烦，一般作导线全长相对闭合差检验：合差检验： 22DxyWWW导线全长绝对闭合差:DWfD导线全长相对闭合差:5.5.测角中误差估算检验测角中误差估算检验 当角度闭合差有一定数量时当角度闭合差有一定数量时： /WWmnk按角度闭合差计算测角中误差:如：四等1/40 000三、导线测量成果外业概算步骤三、导线测量成果外业概算步骤 导线测量外业成果经过概算

12、后方可进行平差计算。导导线测量外业成果经过概算后方可进行平差计算。导线网外业概算的大体步骤：线网外业概算的大体步骤：1.外业成果资料的检查验收；外业成果资料的检查验收；2.编制已知数据表，绘制控制网略图；编制已知数据表，绘制控制网略图；3.在控制网略图上抄录观测数据；在控制网略图上抄录观测数据；4.计算近似水平边长和近似平面坐标；计算近似水平边长和近似平面坐标；5.控制点三角高程计算和三角高程平差；控制点三角高程计算和三角高程平差；6.水平方向值归算至高斯平面；水平方向值归算至高斯平面；7.地面斜边观测值归算至高斯平面；地面斜边观测值归算至高斯平面；8.导线网质量检验；导线网质量检验；9.计算

13、资用坐标。计算资用坐标。三角高程计算三角高程计算一条边上的往、返测高差计算公式：一条边上的往、返测高差计算公式：2212121212121222212121212121sincossincoshdiaC dhdiaC d)/(2 )0.12CCkRk球气差系数 ： =(1-大气垂直折光系数 一般取220.1(m)0.05 (m)0.05 (m)kmkmkmWdWdWd 往返限附合限闭合限三角高程计算应检验的项目三角高程计算应检验的项目水平方向值归算至高斯平面水平方向值归算至高斯平面1.水平方向观测值归心计算水平方向观测值归心计算 具体公式与计算见有关控制测量书具体公式与计算见有关控制测量书2.

14、2.三差三差改正计算改正计算 将水平方向归算至椭球面上，包括垂线偏差改正、标高差将水平方向归算至椭球面上，包括垂线偏差改正、标高差改正及截面差改正，习惯上称此三项改正为改正及截面差改正，习惯上称此三项改正为三差改正三差改正3.方向改化计算方向改化计算大地线描写形曲线与其弦线之间的夹角，叫方向改化。大地线描写形曲线与其弦线之间的夹角，叫方向改化。椭球面椭球面网归算到平面上，所有的方向都必须加方向改化网归算到平面上，所有的方向都必须加方向改化22()2()2abmabbamabyxxRyxxR 对于二等及一等来说，平面坐标计算至对于二等及一等来说，平面坐标计算至10m和和1m，才可，才可满足方向改

15、化的计算，第一次近似坐标精度一般不够。满足方向改化的计算，第一次近似坐标精度一般不够。地面斜边观测值归算至高斯平面地面斜边观测值归算至高斯平面1.1.计算近似地面平距计算近似地面平距2.2.测边归心改正计算测边归心改正计算3.3.计算椭球面边长计算椭球面边长4.4.计算距离改化，获得高斯面边长计算距离改化，获得高斯面边长220()ddH 0( coscos)dee 33000022(1),2424mAAAAAmAHdRddSdRRRHRHR测距光线两端大地高平均值；测边方向的椭球曲率半径242224()()22424mmyyyDSSRRR222myDSSR三、四等计算采用：判断正误参考答案与填

16、空题参考答案判断正误参考答案与填空题参考答案 大地测量题目大地测量题目(1)大地测量题目大地测量题目(2)大地测量题目大地测量题目(3)大地测量题目大地测量题目(4.1)大地测量题目大地测量题目(4.2)大地测量题目大地测量题目(5.1)大地测量题目大地测量题目(5.2)结束谢谢！谢谢！要使控制网变形小，应使测区的边长的高程归算要使控制网变形小，应使测区的边长的高程归算S1和和 高斯投影改化高斯投影改化S2的综合影响为零。即：的综合影响为零。即：1 1、投影于平均高程面上或稍低一些的高程面上，即投影于平均高程面上或稍低一些的高程面上，即 S1=0，ym尽量小，即将中央子午线移至测区中部，尽量小

17、，即将中央子午线移至测区中部， S20 。2 2、若投影至某个抵偿高程面，不改变国家、若投影至某个抵偿高程面，不改变国家3带带中央子午线，中央子午线，使使综合影响综合影响S=0。 由上式解算得：由上式解算得： 有效抵偿带宽为有效抵偿带宽为25km25km。3 3、若仍然投影在参考椭球面，可按工程需要自行选择一条中、若仍然投影在参考椭球面，可按工程需要自行选择一条中央子午线，央子午线，使使综合影响综合影响S=0。 由上式解算得：由上式解算得： 有效抵偿带宽为有效抵偿带宽为25km25km。变换投影基准面和中央子午线变换投影基准面和中央子午线建立地方坐标系的原理建立地方坐标系的原理2012202m

18、HHySSSSSRR 202myHHR2myRH电磁波测距导线的主要技术要求电磁波测距导线的主要技术要求（城市）等级附合导线长度（km）平均边长（m）每边测距中误差（mm）测角中误差（）导线全长相对闭合差三等四等一级二级三级153 0001 60030020012018181515151.52.558121/60 0001/40 0001/14 0001/10 0001/6 000测距的主要技术要求（工测规范）测距的主要技术要求（工测规范）测距的主要技术要求（工测规范）测距的主要技术要求（工测规范）平面控制网等级测距仪精度等级观测次数总测回数一测回读数较差（mm）单程各测

19、回较差（mm）往返较差往反二、三等116572(a+bD)81015四 等114-6576-81015一级12101542030二、三级11-2101522030注：测回指照准目标一次，读数4次的过程气象数据的测定要求气象数据的测定要求等 级最小读数测定的时间间隔气象数据的取用温度()气压(Pa)二、三、四等网的起始边和边长0.250一测站同时段观测的始末测段两端的平均值一级网的起始边和边长0.5100每边测定一次观测一端的数据二、三级网的起始边和边长0.5100一时段始末各测定一次取平均值用于各边旗山旗山双山四等导线双山四等导线旗山旗山百平百平燕庄燕庄杨庄杨庄于山于山双山双山至龙台至庙岭点

20、名x/my/mH常备 注旗 山 381478.7538382614.63270.16L0=114 Bm=3427R=6370402.055mN=6384982.667=-4m 1980坐标系龙 台 3810529.8838380883.36双 山 3814923.9038390544.57286.28庙 岭 3818422.0638393368.29 边 长坐标方位角平面边长旗 山龙 台 2020827.54593.606双 山庙 岭 385437.94495.611已知数据表已知数据表旗山旗山双山四等导线观测图双山四等导线观测图旗山旗山百平百平燕庄燕庄杨庄杨庄于山于山双山双山至龙台至庙岭25

21、14245.62050853.01601009.81655638.51532713.71602016.42113.365-03714.91.5611.5422113.38703606.21.5631.5401576.84903238.51.5631.6071576.835-03325.31.6021.5381066.957-00700.61.6021.5651066.95200616.11.5871.5801631.83401435.31.5871.6011631.850-01522.31.6241.5642065.32903025.71.5481.5882065.311-03120.41.6121.526 3814784.738382614.63 270.16 3814923.9038390544.57 286.28斜边长d12垂直角12仪器高i1棱镜高v2斜边长d21垂直角21仪器高i2棱镜高v112三差改正三差改正一般情况下：一般情况下： 一等加三差改正；一等加三差改正； 二等加垂线偏差改正和标高差改正；二等加垂线偏差改正和标高差改正； 三等和四等一般不加三差改正三等和四等一般不加三差改正