第六章 小地区控制测量.ppt

1、第六章小区域控制测量，教学要点，1。教学内容(1)控制测量的水平、精度要求及相关规范；(2)小区域控制平面控制测量和高程控制测量的布设方法；(3)导线测量和交会点；(4)三角高程测量。二、重点和难点(1)重点导线测量、交会和定点；(2)导线测量和交点坐标计算困难。教学要求(1)了解小区域控制平面控制测量和高程控制测量的布设方法、控制测量的水平、精度要求及相关规范；(2)掌握导线测量的野外测量和计算、交点的计算、三角高程的测量和计算方法。1.控制测量1的概念。控制网选择测量区域内的几个控制点作为控制点，按照一定的规则和要求形成网格几何图形，称为控制网。控制网分为平面控制网和高程控制网。通过控制测

2、量来测量控制点位置的工作称为控制测量。测量控制点的平面位置(x，y)的工作称为平面控制测量。测量控制点高程(h)的工作称为高程控制测量。控制网包括国家控制网、城市控制网和小区域控制网。第一节是控制测量的概述，第二节是由国家控制网在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是中国各种比例尺制图的基本控制，并为确定地球的形状和大小提供研究数据。根据一、二、三、四四个等级的测量精度，用精密测量仪器和方法建立国家控制网，其低位点由高位点逐步控制。国家平面控制网主要布置为三角网，采用三角网法。如图6-1所示，一级三角船闸是国家平面控制网的骨干；二级三角网格布位于一级三角锁环内，是国家平面控制网的综合基础

3、；三级和四级三角测量是二级三角测量的进一步加密。图6-1国家三角网，第一节控制测量概述，国家高程控制网，布置为水准网，采用精密水准测量方法。如图6-2所示，一级水准网是国家高程控制网的骨干；二级水准网布位于一级水准环内，是国家高程控制网的综合基础；第三和第四级网络是国家高程控制网络的进一步加密。图6-2国家水准网，表6-1基点密度，第1节控制测量概述，第三部分。城市控制网在城市地区，在国家控制网控制下建立的控制网，用于测绘大比例尺地形图，放样市政工程和建筑工程，称为城市控制网。城市平面控制网分为二、三、四、一、二小三角网，或一、二、三有线网。最后，布设了直接用于测绘大比例尺地形图的根三角形和根

4、导线。城市高程控制网分为二、三、四等。而直接用于测绘大比例尺地形图的根水准测量则铺设在第四条之下。直接用于地形制图的控制点称为地图根控制点，简称为地图根点。确定图形根点位置的工作称为图形根控制测量。地图根控制点(包括高级控制点)的密度取决于地图的比例和地形的复杂性。平坦和开阔区域的地图根点密度一般不低于表6-1的规定；在地形复杂的地区、人口密集的城市建筑和山区，可以适当增加地图根点的密度。第1节控制测量概述和第4节。在小于15km2的区域内通过小区域控制测量建立的控制网称为小区域控制网。在小范围内建立控制网络时在整个测量区域内建立的精度最高的控制网称为一级控制网；直接为映射而建立的控制网络称为

5、图根控制网络。头控制网络和图根控制网络之间的关系如表6-2所示。在第一节控制测量概述中，小区域高程控制网也应根据测量区域的大小和工程要求，采用分层的方法建立。在整个测量区域内建立第三、第四水准路线和水准网，然后在第三、第四水准点的基础上测量地图基点的高程。本章主要介绍用导线测量建立小区域平面控制网，用三、四级水准测量和地图根水准测量建立小区域高程控制网。表6-2首控网络和映射根控网络。第二节导线测量野外工作中，测量区域内相邻控制点用直线连接形成的折线图形称为导线。构成导线的控制点称为导线点。导线测量是依次确定每条导线边的长度和转角值，然后根据初始数据计算每条边的坐标方位角，从而得到每条导线点的

6、坐标。导线测量是在小区域建立平面控制网的常用方法，特别是在地物分布复杂的建筑区域、视觉障碍较多的隐蔽区域和带状区域。用经纬仪测量转角，用钢尺测量导线的边长，称为经纬仪导线；如果用光电测距仪测量导线的长度，则称之为光电测距导线。第二节导线测量的野外工作，一、导线布置图1。关闭导线，如图6-3所示。导线从已知的控制点b和已知的方向BA开始，经过1、2、3和4，最后回到起点b，形成一个闭合的多边形，称为闭合导线。闭合导线本身有严格的几何条件，具有校核功能。第二节导线测量的野外工作2附导线见图6-4。导线从已知控制点B和已知方向BA开始，穿过点1、2和3，最后连接到另一个已知点C和已知方向CD。这种导

7、线称为附加导线。这种布置具有检查观察结果的功能。在第二节导线测量的野外工作中，三根导线的分支导线是从一个已知点和一个已知方向开始的导线，既不附着到另一个已知点，也不返回到原来的起点，称为分支导线。如图6-5所示，b为已知控制点，BA为已知方向，1和2为分支导线点。第二节导线测量的野外工作；表6-3经纬仪导线的主要技术要求；注意：n是站的数量。第二节导线测量外业工作、第三节图根导线测量外业工作1在选点前，应先收集测量区域内已有的地形图和已有的超前控制点成果数据，将控制点绘制在原地形图上，然后在地形图上绘制导线测设方案，最后进行外业测量，检查、修改和确认导线点的位置，并建立标志。选点时应注意以下事

8、项：(1)相邻点应互见性好，地形平坦，便于测角和测距。(2)选点应选在土壤坚实、便于放置仪器和保存标志的地方。(3)导线点应选在视野开阔、便于详细测量的地方。(4)横向边长应大致相等，其平均边长应符合表6-3。(5)导线点应有足够的密度和均匀的分布，便于控制整个测量区域。2.建立标志(1)选定临时标志导线点的位置后，在每个点上放置木桩，并在桩顶钉一个小钉子作为该点的标志，如图6-6所示。你也可以在水泥地上用红漆画一个圆圈，并在圆圈内点一点作为临时标志。在野外工作中当用钢尺测量时，选择一个经过验证的30米或50米的钢尺，每往返一次测量导线的边长。往返测量的相对误差应符合表6-3的要求。用光电测距

9、仪测量时，应同时观察垂直角度进行倾斜校正。4转向角测量导线转向角的测量通常采用反向测量法。左角通常在附着的导线中测量；在闭合导线中，内角一般是测量的；对于支线，分别观察左右角度。不同等级导线角度测量的技术要求见表6-3。一般情况下，图纸根部的导线由DJ6经纬仪测量并返回。当板的左半部和右半部的角度值之差小于40时，取平均值。表6-4光电测距导线主要技术要求(略)，第二节导线测量外业工作，表5。将测量导线连接到高级控制点，以获得坐标和方位角的起始数据，这称为连接测量。如图6-9所示，a和b是已知点，15是新铺设的导线点，连接测量是观察连接角度b和1以及连接边缘DB1。如果附近没有超前控制点，则用

10、罗盘测量导线起始边的磁方位角，并将起始点的坐标作为起始数据。第三节，行业导线测量的计算，行业导线测量计算的目的是计算每个导线点的平面坐标x和y。计算前，应全面检查导线测量的现场记录和数据，是否有错误或计算错误，结果是否符合精度要求，起始数据是否准确。然后画一张计算示意图，在图上相应的位置记下所有的数据，如图6-11所示。首先，坐标计算的基本公式1坐标正算，即根据直线起点的坐标、直线的长度及其坐标方位角计算直线终点的坐标，称为坐标正算。如图6-10所示，已知直线AB起点a的坐标为(xA，yA)，AB边的边长和坐标方位角分别为DAB和AB，因此需要计算直线b终点的坐标。第三节，在业内导线测量的计算

11、中，直线两端的A、B坐标值之差称为坐标增量，用xAB和yAB表示。从图6-10可以看出，坐标增量的计算公式为：(6-1)根据公式(6-1)计算坐标增量时，sin和cos函数值与角度所在的象限有正负点，所以计算出的坐标增量也有正负符号。坐标增量的正负符号规律见表6-5。表6-5坐标增量的正负符号规律及第三段导线测量中B点坐标的计算公式如下：(6-2)例6-1已知AB边的边长和坐标方位角，如果A点的坐标为，试计算B点的端点坐标，根据公式(6-2)求出解。第三节导线测量的室内计算，二坐标反算根据直线起点和终点的坐标计算直线的边长和坐标方位角，称为坐标反算。如图6-10所示，已知直线AB两端的坐标为(

12、xA，yA)和(xB，yB)，因此直线边长DAB和坐标方位角AB的计算公式如下：(6-3) (6-4)需要注意的是，坐标方位角的角度值在0360范围内，而反正切函数的角度值在9090范围内，两者不一致。根据公式(6-4)计算坐标方位角时，应根据坐标增量X和Y的正负符号确定象限，然后将象限转换为相应的坐标方位角。在第三阶段由于观测的水平角不可避免地含有误差，所以测得的内角之和不等于理论值，两者之差称为闭角误差，用F表示，即(6-6) (2)计算闭角误差的允许值反映了水平角观测的质量。各级导线闭角误差允许值fp见表6-3和表6-4，其中图根导线闭角误差允许值fp的计算公式如下：(6-7)。在第三节

13、中，如果导线测量的室内计算表明测得的水平角不符合要求，则应对水平角进行复核或重新测量。如果显示测得的水平角度符合要求，则可以调整测得的水平角度。(3)计算水平角度校正数，如果角度闭合误差不超过角度闭合误差的允许值，那么将角度闭合误差的反符号均匀分布到每个观测的水平角度，即每个水平角度加上相同的校正数V，V的计算公式如下：(6-8)计算校验：水平角度校正的总和应等于角度闭合误差的符号，即， (4)计算修正后的水平角I改为等于实测水平角加。在第三节导线测量的室内计算中，本例中，F和fp的计算见表6-5的辅助计算栏，水平角的修正数和修正后的水平角见表6-6的第三和第四栏。 3计算各边的坐标方位角根据

14、已知的起始边的坐标方位角和修正后的水平角，根据公式(4-18)和公式(4-19)计算其他导线边的坐标方位角。在这种情况下，观察左上角，根据公式(4-18)计算导线每边的坐标方位角，并填入表6-6的第五列。计算校验：最后，计算起始边的坐标方位角，该方位角应等于原起始边的已知坐标方位角；否则，再次检查计算。4坐标增量的计算和闭合误差的调整(1)坐标增量的计算根据计算出的导线各边的坐标方位角和相应边的长度，根据公式(6-1)计算出各边的坐标增量。例如，导线边1-2的坐标增量为：在第三节中，其他边的坐标增量值用同样的方法计算，并填入表6-6第7和第8列的相应网格中。(2)计算坐标的增量闭合误差，如图6

15、-12a所示。导线闭合时，纵、横坐标增量的代数和的理论值应为零，即(6-10)。实际上，由于导线边长的测量误差和角度闭合误差调整后的残差，实际计算值不等于零，导致纵坐标的闭合误差Wx和横坐标的闭合误差Wy的增量，即(6-11)，导线测量第三节室内计算。 (3)导线全长闭合差WD和导线全长相对闭合差WK的计算从图6-12b可以看出，由于坐标增量闭合差Wx和Wy的存在，导线不能闭合，1-1的长度WD称为导线全长闭合差，WD=(6-12)按下式计算。 导线测量的精度不能仅从WD值来解释。为了测量导线测量的精度，还应把WD与导线的全长d进行比较，用分数1表示，称为导线的全长相对闭合差WK，即(6-13)导线测量的精度是用导线的全长相对闭合差WK来测量的，WK的分母越大，精度越高。不同等级导线总长度的允许值WKP见表6-3和表6-4，图根导线的WKP为1/2 000。如果