《工程测量》课件-第六章 控制测量

6.1控制测量概述《工程测量》CONTENTS目录控制测量的概念01平面控制测量02高程控制测量03控制测量的概念01一、控制测量的概念（一）测量的工作原则01/从整体到局部02/由高级到低级03/先控制后碎部04/步步检核一、控制测量的概念控制点：在测区范围内选择一些具有控制意义的测量标志点。控制网：由控制点相连组成一定的几何图形或网状结构。控制测量：测区内选择一些具有控制意义的点，组成一定的几何图形，形成测区的骨架，用相对精确的测量手段和计算方法，在统一坐标系中，确定这些点的平面坐标和高程的工作。控制网分为平面控制网和高程控制网。一、控制测量的概念（二）目的为测图或工程建设提供平面和高程控制基础；作为各种碎部测量的起算基准；控制误差的累积。（三）实质测定具有较高精度的控制点的平面坐标和高程。平面控制测量02二、平面控制测量平面控制测量主要工作是建立平面控制网。平面控制网的目的是测定控制点平面位置（𝑥，𝑦）。根据其范围大小和功能不同，可分为：国家控制网城市控制网小地区控制网图根控制网二、平面控制测量（一）国家控制网按精度可分为一、二、三、四等。国家级控制网二、平面控制测量（二）城市控制网城市控制网是在国家控制网的基础上建立起来的，服务于为城市规划、市政建设、工业民用建筑设计和施工放样的平面控制网。常见的布设方法GPS网导线网三角网边角网二、平面控制测量（三）小地区控制网小地区控制网，是指在面积小于10km2范围内建立的控制网。可采用三角测量的方法建立，也可以采用导线测量的方法建立。主要布设方式可采用一、二、三级导线或一、二级小三角网或一、二级小三边网。布设要求按相应规范要求进行。（四）图根控制网直接为测图而建立的控制网称为图根控制网。图根控制网的控制点称为图根点。图根控制网也应尽可能与上述各种控制网连接，形成统一系统。个别困难地区连接有困难时，也可建立独立的图根控制网。由于图根控制专为测图而做，图根点的密度和精度要满足测图要求。高程控制测量03三、高程控制测量高程控制测量的主要工作是建立高程控制网。高程控制网目的是为测定控制点高程（H）。其主要方法：水准测量、三角高程测量、全站仪高程测量和GPS高程控制测量。高程控制网按等级分为一、二、三、四等。国家高程控制网可采用一、二、三、四等高程控制网，主要方法是精密水准测量。城市高程控制网可采用二、三、四等水准测量。其中，首级控制不应低于三等。小地区高程控制网可采用三、四等和图根水准测量（也称等外水准测量）。SUMMARYOFTHELESSON本课小结一、控制测量在统一坐标系中，确定控制点的平面坐标和高程的工作。二、平面控制测量测定控制点的平面位置（X,Y）。三、高程控制测量测定控制点的高程（H）。一、控制测量布网的原则是什么？二、小地区控制网是指多大面积以内的范围？思考《工程测量》6.2导线测量的外业工作CONTENTS目录导线的布设形式01导线的外业工作02导线的布设形式01一、导线的布设形式导线：测区内相邻控制点连成直线而构成的折线，称为导线。这些控制点，称为导线点；导线点与导线点之间的折线称为导线边；相邻导线边之间构成的水平角称为转折角。布设形式：闭合导线、附合导线和支导线。导线测量：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。一、导线的布设形式1.1闭合导线导线从某个已知控制点和已知方向出发，经过数个点位又回到起点形成的一个闭合多边形，这种导线称为闭合导线。如图所示，导线从已知控制点B和已知方向AB出发，经过1、2、3、4点，最后仍回到起点B后形成的一个闭合多边形。A4123B闭合导线一、导线的布设形式1.2附合导线附合导线是由一条已知边出发测量，经过若干个未知点到达另一条已知边的线路。如图所示，导线从已知控制点A和已知方向AB出发，经过1、2、3点，最后附合到另一已知控制点C和已知方向CD，这样的导线称为附合导线。附合导线32AB1CD一、导线的布设形式1.3支导线从一个已知控制点开始，既不附合到另一已知点，又不回到原来起点，这样的导线称为支导线。如图，由起始边AB出发，从一个方向经过1、2、3号点位，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的即为支导线。支导线A123B导线的外业工作02二、导线的外业工作2.1踏勘选点及建立标志了解测区范围，地形及布设控制点位置情况，以便确定导线的形式和布置方案。（3）视野开阔，便于施测碎部。实地选点要求：（1）相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角与量距。（2）点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器。（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。分布均匀，便于控制整个测区。二、导线的外业工作2.1踏勘选点及建立标志建立标志：（1）临时性标志——木桩（2）永久性标志——混凝土桩或石桩临时性标志永久性标志二、导线的外业工作2.2测角测角，就是测量导线的转折角。导线的转折角根据导线点序号前进方向的不同分为左角和右角。转折角位于导线前进方向左侧称为左角，反之称为右角。对于附合导线和支导线，观测左角或右角均可，但全线必须统一。对于闭合导线，不论左角或右角，都以观测闭合导线的内角为准。导线的转折角可使用经纬仪、全站仪等按测回法进行观测。二、导线的外业工作2.3量边量边即导线边长测量，是指测量相邻导线点间的水平距离。边长测量可采用光电测距仪和普通钢卷尺两种。导线的边长测量无论采用何种方法都须进行往返测量。二、导线的外业工作2.4连接测量连接测量又叫定向测量，目的是使导线点的坐标纳入国家坐标系或该地区的统一坐标系中。当导线与测区已有控制点连接时，必须测出连接角，作为传递坐标方位角和坐标之用。SUMMARYOFTHELESSON本课小结一、导线的布设形式布设形式闭合导线附合导线支导线二、导线的外业工作：踏勘选点及建立标志、测角、量边和连接测量一、导线选点的要求有哪些？思考二、导线外业测量中的测角为什么要分左角和右角？《工程测量》6.3导线测量的内业数据处理CONTENTS目录导线内业工作概念01导线内业计算步骤02导线内业工作概念01导线测量的内业数据处理导线的内业数据处理主要指外业所测得数据的内业计算，是根据起始点的坐标和起始边的坐标方位角，以及所观测的导线边长和转折角，计算各导线点坐标的工作。

闭合导线准备工作将校核过的点号、外业观测数据（角度和距离）及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”中，相应第①、②、⑥栏。闭合导线坐标计算表点号观测角（左角）º＇"改正数″改正后角度º＇"坐标方位角αº＇"距离D/m坐标增量及其改正数改正后坐标坐标值点号备注

Δx/mΔy/mΔx改/mΔy改/mx/my/m

①②③④=②+③⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬

1

201.60

500.00500.001

21082718

2

263.40

3841018

3

241.00

41354911

4

200.40

5900701

5

231.40

11212702

1

2

∑5400050

1137.80

辅助计算

导线测量的内业数据处理一、角度闭合差的计算对于任意多边形，其内角和理论值的通项式可写成：

闭合导线导线测量的内业数据处理一、角度闭合差的计算由于图中所示闭合导线为五边形，所以其内角和的理论值为（5-2）×180°＝540°。如果用∑𝛽测表示多边形内角实测之和，由于存在测量误差，使得∑𝛽测不等于∑𝛽理，两者之间的差值被称为角度闭合差，通常用𝑓𝛽表示，即：

闭合导线导线测量的内业数据处理二、计算角度闭合差的容许值角度闭合差的大小反映了水平角观测的质量。依据导线测量规范不同等级导线误差要求，图根导线角度闭合差容许值

式中，n为多边形内角的个数。如果|𝑓𝛽|>，说明所测水平角不符合要求，应对所测水平角进行检查或重测。如果|𝑓𝛽|≤，说明所测水平角符合要求，可对所测水平角进行调整。导线测量的内业数据处理三、改正数的计算式中，n为转折角个数。如果角度闭合差不超限，可将角度闭合差𝑓𝛽反符号平均分配到各观测水平角中：改正数之和应与角度闭合差大小相等且符号相反，即，改正数取值到秒。当，即𝑓𝛽不能被n整除而有余数时，可将余数调整给短边的邻角上。改正后各角值为：导线测量的内业数据处理四、坐标方位角的推算根据起始边的坐标方位角及改正后的转折角，推算其它各导线边的坐标方位角。即：如：

闭合导线导线测量的内业数据处理五、坐标增量计算及其调整根据坐标正算原理，图1中1、2边的坐标增量为：导线测量的内业数据处理五、坐标增量计算及其调整闭合导线纵、横坐标增量代数和的理论值应为零，即：由于测量误差的存在，计算出的坐标增量总和与理论值不相等，二者之差称为坐标增量闭合差，分别用𝑓𝑥、𝑓𝑦表示：

闭合导线导线测量的内业数据处理本着边长误差与边长度成正比的原则，将坐标增量闭合差反符号按边长成正比例进行调整的原则进行分配。令为第条边的坐标增量改正数，则有：。最后，以为检核。导线测量的内业数据处理六、导线全长闭合差fD和全长相对闭合差K的计算由于坐标增量闭合差的存在，使导线不能闭合，1-1′之长度𝑓𝐷称为导线全长闭合差：所有边长误差总和为fD，若用表示为导线总长，则导线全长相对闭合差为：图根导线的。导线测量的内业数据处理七、改正后坐标增量计算各边坐标增量计算值加上相应的改正数，即得各边的改正后的坐标增量。∆𝑥𝑖改、∆𝑦𝑖改计算检核：改正后纵、横坐标增量之代数和应分别为零。导线测量的内业数据处理八、导线点坐标计算同理类推，即可分别求出3、4、5点的坐标。1点坐标是已知的，各边的坐标增量已经求得。所以有：最后，由5点推算1点的坐标，应与已知坐标值相等，以此作计算检核（见表1）。导线测量的内业数据处理点号观测角（左角）º

＇"改正数″改正后角度º

＇"坐标方位角αº

＇"距离D/m坐标增量及其改正数改正后坐标坐标值点号备注

Δx/mΔy/mΔx改/mΔy改/mx/my/m

①②③④=②+③⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬

1

3352400201.60+5+183.30+2-83.92+183.35-83.90500.00500.001

21082718-101082708683.35416.102

2635108263.40+7-28.21+2-261.89-28.14-261.87

3841018-1084100655.21154.233

1680116241.00+7-235.75+2+50.02-235.68+50.04

41354911-101354901419.53204.274

1235017200.40+5-111