《点的平面位置测设》课件

点的平面位置测设平面位置测设是确定点在地面上的具体位置的过程。该过程通常使用测绘仪器，如全站仪或GPS接收机，以确定目标点的坐标。课程目标掌握测设的基本原理理解测设的定义、误差分析和精度控制。熟练运用测设方法掌握距离测设、角度测设、坐标法等测设方法，并能灵活运用。提升测设实践能力通过实践操作，提高使用全站仪、GPS等测设仪器的技能。培养团队合作意识了解测设项目中的团队合作和协作的重要性。测设的基本概念11.测设定义测设是指根据设计图纸，将设计图上的点位、线位、高程等要素，准确地转到实地上的过程。22.测设目的测设的目的是将工程设计方案在实地中精确地体现出来，为工程施工提供准确的坐标和高程控制。33.测设步骤测设通常包括：测量、计算、放样、检查等步骤。44.测设精度测设精度是指测设结果与实际位置之间的误差，测设精度直接影响工程质量和安全。测设误差及其性质系统误差由仪器、观测方法或外界环境造成的误差，具有规律性，可以消除或修正。偶然误差由观测者或随机因素造成的误差，具有随机性，无法消除，只能减小。粗差明显超出正常范围的误差，由观测人员疏忽或误操作造成，必须剔除。点的测设方法距离测设法利用测距仪测量出点到已知点的距离，确定其位置。常用的距离测设方法包括：直线距离法、极坐标法和坐标法。角度测设法利用测角仪测量点到已知点的方向角或方位角，确定其位置。常用的角度测设方法包括：方向角法、方位角法和直角坐标法。坐标法通过计算得到点在平面坐标系中的坐标，确定其位置。常用的坐标法包括：平面直角坐标法、极坐标法和经纬度法。其他方法根据实际情况，还可以采用其他方法测设点的平面位置，如：GPS定位法、全站仪测设法等。选择合适的测设方法，需要根据实际情况进行选择，以确保测设精度和效率。距离测设法1直接测距法利用钢卷尺、测距仪等直接测量两点之间的距离，适用于短距离测量。2间接测距法通过测量其他量，例如角度和已知距离，间接计算出两点之间的距离。3电子测距法利用电子测距仪或全站仪等设备，通过发射和接收电磁波，测量两点之间的距离。角度测设法原理利用角度和距离数据计算点位的坐标。角度测设法通常涉及在已知点上设置仪器，测量目标点与已知点的角度，并使用三角函数计算目标点的坐标。应用场景角度测设法适用于需要确定目标点位置，但无法直接测量到目标点距离的情况。测设步骤1.设置仪器：在已知点上安装经纬仪或全站仪。2.观测角度：测量目标点与已知点之间的水平角和竖直角。3.计算坐标：利用三角函数计算目标点的坐标。坐标法1确定坐标系建立合适的平面直角坐标系，以方便测设工作。2计算坐标利用已知点坐标和测设点的相对位置关系，计算出待测设点的坐标。3测设点位根据计算得到的坐标，将点位准确地定位到实际地形上。坐标法是一种精确度较高的测设方法，尤其适用于点位密集的工程项目。它需要进行较复杂的计算，但可以有效地保证测设精度。平差计算平差计算是测量学中重要的组成部分，用于处理测量过程中产生的误差，最终获得较为精确的测量结果。平差计算的核心在于利用数学模型和统计方法，将观测值与理论值之间的误差进行分配，并对测量结果进行修正。1数据准备整理观测数据，进行必要的预处理2建立模型根据测量任务和观测方式选择合适的数学模型3误差分配利用最小二乘法原理分配误差，并进行修正4结果检验对平差结果进行检验，确保其精度和可靠性平差计算方法有多种，包括直接平差、间接平差和条件平差，需要根据具体情况选择合适的平差方法。最小二乘法的原理误差最小化最小二乘法是一种数学优化技术，通过最小化观测值与理论值的误差平方和来求解未知参数。误差分布假设误差服从正态分布，最小二乘法可以有效地估计参数值，并获得最佳的拟合效果。方程组求解通过建立误差函数，并求解其最小值，可以得到一组最优参数，从而实现对数据进行最佳拟合。最小二乘法的应用地理信息系统最小二乘法用于地理信息系统中的数据处理，例如空间数据的配准和分析。导航系统最小二乘法用于导航系统中定位和路径规划，提高导航精度。工程测量最小二乘法用于工程测量中数据的平差和计算，提升测量结果的准确性。机器学习最小二乘法是机器学习中常用的算法，用于模型训练和参数优化。平差的求解建立观测方程根据观测值和未知参数之间的关系建立观测方程，即用观测值表示未知参数。构建误差方程将观测方程中的观测值替换为实际观测值，得到误差方程，即用误差表示观测值与实际值之间的偏差。求解误差方程利用最小二乘法求解误差方程，得到未知参数的最优估计值。计算精度指标根据求解结果计算精度指标，评估平差结果的精度。平差计算结果的统计检验平差计算结果的统计检验是评价平差结果精度和可靠性的重要步骤。通过检验可以发现平差过程中的误差来源，判断平差结果是否合理。0.05显著性水平检验标准95%置信度结果可靠性3检验指标残差、方差等直接平差法直接平差直接平差法是一种常用的测量平差方法，它直接利用观测值之间的函数关系来进行平差计算。直接平差法通过对观测值进行加权平均，计算出最优解，并对观测值的误差进行分析。应用场景直接平差法适用于观测值之间存在函数关系，且观测值误差服从正态分布的情况。在测量平差中，直接平差法常用于测量网的平差计算，例如三角网平差、导线网平差等。间接平差法11.观测值改正间接平差法通过调整观测值来消除误差。22.参数估计间接平差法计算未知参数的最佳估计值。33.精度评价间接平差法可以评估测设结果的精度。44.应用广泛间接平差法广泛应用于各种测设工程。条件平差法条件方程建立观测值与未知参数之间的约束关系。独立观测值选择相互独立的观测值作为平差的基本观测值。最小二乘法根据最小二乘原理求解未知参数。全站仪测距测角的误差分析全站仪测距测角的误差会直接影响到测设结果的精度。全站仪测距误差主要来自仪器本身误差、大气折射误差以及目标点反射误差。测角误差主要来自仪器本身误差、大气折射误差以及目标点反光板误差。全站仪测距测角误差分析是确保测设结果精度的关键步骤，也是提高测设效率的重要手段。全站仪测角误差分析全站仪测角误差主要受仪器本身精度、观测者操作水平、环境因素等影响。误差来源误差类型误差影响仪器误差零点误差、刻划误差测角精度降低观测误差读数误差、瞄准误差观测精度降低环境误差温度、气压、湿度测角结果偏差全站仪测距误差分析全站仪测距误差主要来自仪器本身误差、大气折射误差和目标反射误差等因素。通过对全站仪测距误差进行分析，可以有效提高测量的精度和可靠性。点位几何图形的精度分析点位几何图形的精度分析是测绘工程中一个重要环节，它涉及到对点位坐标、距离、角度等要素的精度进行评估，从而判断测绘成果的可靠性。精度分析可以帮助我们了解点位几何图形的误差分布，并根据误差大小来判断测绘成果是否满足精度要求。在实际应用中，我们通常使用误差椭圆来表达点位的精度，它可以直观地反映出点位在水平和垂直方向上的误差分布情况。误差椭圆的计算误差椭圆是一种用于表示点位精度的方法，它反映了点位在水平面上误差的分布情况。误差椭圆的长短轴分别代表着点位在两个正交方向上的标准差，椭圆的面积反映了点位的精度。计算误差椭圆需要知道点位的坐标误差协方差矩阵，该矩阵可以通过全站仪测距测角的误差分析得到。误差椭圆的应用点位精度评价误差椭圆可用于评价点位的精度，直观地展示点位误差的分布情况。工程设计误差椭圆可用于工程设计，例如确定桥梁、隧道等工程的中心线位置。精度控制误差椭圆可用于控制测量精度，确保测量结果符合工程要求。数据分析误差椭圆可用于分析测量误差的来源，提高测量精度。点位的精度评价11.中误差分析点位坐标的精度通常以中误差来表示，反映点位的随机误差程度。22.误差椭圆误差椭圆可以直观地显示点位在平面上的精度分布，反映点位在不同方向上的精度差异。33.点位精度等级根据精度要求，点位可以分为不同的精度等级，例如，一等点、二等点等。44.精度评价方法常用方法包括后方交会精度评定、前方交会精度评定等，以及点位相对精度评价。总结：点的平面位置测设方法本课程介绍了点的平面位置测设的基本概念、方法和误差分析。学习了距离测设法、角度测设法、坐标法等常用的测设方法。课程还讲解了最小二乘法平差计算，以及直接平差法、间接平差法和条件平差法。实践操作演示本节将演示全站仪测设点的具体步骤，包括仪器架设、目标瞄准、距离和角度测量、数据记录等操作。通过演示，学生可以直观地了解全站仪的使用方法，并掌握测设点的基本技能。案例分析案例1某建筑工地需要确定一个新建筑的平面位置。通过全站仪测设，工程师利用坐标法精确地确定了建筑物四个角点的坐标。案例2城市规划部门需要对一个新的公园进行规划，需要精确地测设出公园边界线的坐标。讨论与总结回顾要点点位测设基本概念常用测设方法精度分析与误差控制思考与探索如何提高测设精度？如何选择合适的测设方法？团队协作分享经验，互相学习。共同解决遇到的问题。思考题1.误差椭圆的形状和大小受哪些因素影响？2.如何提高点的平面位置测设精度？3.全站仪测设点位时，如何进行误差分析？4.简述最小二乘法在点位测设中的应用。参