6 控制测量(1).ppt

1、,Chapter 6,Control survey,contents,6.1 控制测量概述,6.2 导线测量,6.4 电子全站仪,6.1 控制测量概述,6.1控制测量概述,在地形图的测绘和工程放样中，必须用各种测量方法确定地面点的平面位置和高程。任何测量工作都不可避免地会出现误差。为了防止误差的累积和传递，保证测量和放样的精度，就应遵守“由整体到局部，高精度控制低精度”，“先控制后测图”和“先控制后定位放线”的原则。,6.1 控制测量概述,6.1控制测量概述,建立控制网,进行控制测量,根据控制网进行测图或测设,1.于测区中选择若干有控制意义的点，作为控制点,2.将控制点构成一定几何图形，即得控

2、制网,3.对控制网进行测量，称控制测量，得控制点平面坐标和高程数据,控制测量,6.1 控制测量概述,6.1控制测量概述,控制测量,平面控制测量,高程控制测量,控制点的平面坐标(x,y),控制点的高程(H),目的,目的,6.1 控制测量概述,6.1.1平面控制测量horizontal control survey,目的：求得控制点的平面坐标。,方法：方法有导线测量，三角测量，GPS测量,导线测量,三角测量,控制点,导线边,导线边,控制点,6.1 控制测量概述,6.1.2高程控制测量vertical control survey,目的：求得控制点的高程。,方法：方法有水准测量，三角高程测量。,6.

3、1 控制测量概述,6.1.3国家控制网,对于全国性的控制测量，由于幅员广阔，必须采取分等级布置的方法，才能既符合精度要求又经济的原则。 国家平面控制网按精度分为一、二、三、四等。按精度由高到低逐步建立。,（1）国家平面控制网,国家平面控制网主要采用三角测量的方法。,6.1 控制测量概述,6.1.3国家控制网,（2）国家高程控制网,国家高程控制网按精度等级由高到低也分为一、二、三、四等，一等水准网是国家高程控制的骨干，二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的基础。三、四等水准网是国家控制网的进一步加密。,6.1 控制测量概述,6.1.4城市控制网,国家平面与高程控制网是研究地球形状与大小

4、、地壳变动和海岸变迁等科学的依据，也是各种地形图和国民经济建设、国防建设等科学研究的依据。 在城市和厂矿地区，应在国家控制网的基础上依据测区大小和施工测量要求，建立不同等级的平面与高程控制网，以供测图和施工放样使用。,6.1 控制测量概述,6.1.4城市控制网,城市平面控制网分二、三、四等和一、二级小三角网，或一、二、三级导线网。最后布设直接为测绘大比例尺地形图所用的图根小三角网和图根导线。,（1）城市平面控制网,城市高程控制网分二、三、四等，在四等以下再布设直接为测绘大比例尺地形图用的图根水准网。,（2）城市高程控制网,图根点直接供地形测图使用的控制点。,图根控制测量测定图根控制点位置的工作

5、。,6.1 控制测量概述,6.1.5小地区控制测量,概念在小地区（面积在10km2以内）为满足测图和施工放样的需要，进行的平面与高程控制测量。,小地区控制网应尽量与国家或城市的已知高级控制网连测，将高级控制点的坐标和高程作为小地区控制网的起算和校核数据。,控制点,导线边,小地区控制网,高级控制网,1,2,3,4,5,6,A,B,6.1 控制测量概述,6.1.5小地区控制测量,若测区附近无国家或城市控制网，则可在测区范围内建立独立控制网，自主假定控制点起点坐标及高程。作定向用的坐标方位角可用磁方位角代替。,1,2,3,4,5,6,坐标(500,500) 高程H1=25.000m,6.2 导线测量

6、,6.2.1导线的形式,（1）闭合导线：由一已知点和一已知方向出发， 连续经过一系列的导线点，最后又回到原来的起始点上的闭合多边形导线。特点：具有严密的几何条件，能起检核观测的作用。,控制点,导线边,1,2,3,4,5,6,A,B,6.2 导线测量,6.2.1导线的形式,控制点,导线边,1,2,3,4,C,A,B,（2）附合导线：由一已知控制点和一已知方向出发，连续经过一系列导线点，最后附合到另一已知控制点和已知方向的导线。特点：具有严密的几何条件，可起检核作用。,D,6.2 导线测量,6.2.1导线的形式,控制点,导线边,1,2,3,4,A,B,（3）支导线：由一已知控制点和一已知方向出发，

7、既不附合到另一已知控制点，也不回到原起点的导线。特点：只具有必要的起始数据，缺少对观测成果的检核。,6.2 导线测量,6.2.2导线的等级及技术要求,钢尺量距导线的主要技术要求,6.2 导线测量,6.2.3导线测量的外业工作,外业,踏勘选点，建立标志,量边,测角,图根点高程测量,6.2 导线测量,6.2.4导线测量的内业计算,计算的目的：求得各导线点的平面坐标（x,y）。 对于四等以下的导线，角值计算取至秒，边长和坐标取至毫米；对于图根导线，角值取至秒，边长和坐标取至厘米。,A,B（500,500） HB=25.00m,1,2,3,4,5,北,B,导线坐标计算的基本公式 如右图示，已知 导线点

8、1的坐标为 （x1,y1）,1-2边的坐 标方位角为 ， 现需计算2点的坐标 （ x2,y2 ）。,6.2 导线测量,6.2.4导线测量的内业计算,两点间的坐标增量为：,由图可得：,则2点的坐标为：,6.2 导线测量,6.2.4导线测量的内业计算,闭合导线内业计算步骤,（1）角度闭合差的计算与调整,6.2 导线测量,6.2.4导线测量的内业计算,（1）角度闭合差的计算与调整 图根钢尺量距导线角度闭合差容许值为： 闭合差调整：将闭合差反符号平均分配到各观测角中去，即改正后角值为： 改正后的内角之和应等于,6.2 导线测量,（2）推算各边坐标方位角： 若前大于3600,则减去3600；若后 180

9、0小于右，则先加3600再减右。 对闭合导线，在推算出最后一条导线边的坐标方位角后，还需根据该边的坐标方位角及相关的导线转折角再次推算出起始边的坐标方位角，它应等于原有的已知坐标方位角值，否则应重新检查计算。,6.2 导线测量,（3）坐标增量的计算与增量闭合差的调整： 坐标增量的计算： 坐标增量闭合差的计算与调整： 导线纵横坐标增量代数和理论值应为零，即,6.2 导线测量,6.2 导线测量,理应闭合,因误差而不闭合,但由于量边误差和角度闭合差调整后的残余误差，使得实际计算所得的 ， 从而产生纵坐标增量闭合差 和横坐标增量闭合差 由右图可知，因坐标增 量闭合差存在，使导线 起始点相差 不能闭 合

10、，,称导线全长闭合差。我们用导线全长相对闭合差K来衡量导线长度测量精度， 图根钢尺量距导线的K容为1/2000 若KK容，则说明测量精度符合要求，可进行坐标增量闭合差的调整。,改正后的坐标增量计算式：,（4）计算各导线点坐标,闭合导线的计算实例,1,2,3,4,814550,1015640,852150,905420,43.53,48.12,37.49,50.00,已知：1290 00 00 X1535.00 m Y1=535.00 m,81 45 50,101 56 40,85 21 50,90 54 20,+20,+20,+20,+20,359 58 40,+80,81 46 10,101

11、 57 00,85 22 10,90 54 40,360 00 00,90 00 00,351 46 10,273 43 10,179 05 20,90 00 00,-1,0.00,-2,+47.62,-1,+2.43,-2,-49.99,+0.06,179.14,-1,+43.53,-1,-6.89,0,-37.41,-1,+0.80,+0.03,-0.01,+43.52,+47.60,+2.42,-50.01,0.00,-6.90,-37.41,+0.79,0.00,535.00,535.00,534.99,582.59,585.01,535.00,578.52,571.62,534.21

12、,535.00,一、坐标正算 根据两点间的水平距离和方位角来计算待定点平面直角坐标的方法称为坐标正算。 如右图所示，设A点的坐标xA、yA已知，测得A、B两点间的水平距离D，方位角为AB，则B点的坐标xB、yB可用下式计算： x=D.cosAB y=D.sinAB xB=xA+x yB=yA+y,坐标正反算,例1：已知DAB=145.38m，AB=383242， xA=100.000m、yA=100.000m，求xB、yB。,解：xAB= DABcosAB =145.38cos383242 =113.704（m） yAB= DABsinAB =145.38sin383242 =90.591（m

13、）,xB=xA+xAB =100.000+113.704 =213.704（m）,yB=yA+yAB =100.000+90.591 =190.591（m）,二、坐标反算,根据两点的平面直角坐标，反过来计算它们之间水平距离和方位角的方法，称为坐标反算。,在上图中，设A、B两点的坐标xA 、yA ，xB 、yB，求直线AB的方位角AB。,（1）、计算坐标增量xAB、yAB xAB= xB- xA yAB=yB- yA,（2）、计算象限角RAB,RAB= arctan,根据x、y的正负符号，确定RAB所在的象限，并以R与的关系公式计算方位角AB。,例2：已知xA=500.378 m、yA =545

14、.635m， xB=412.234m 、yB=356.881m，求DAB，AB。,解：(1)、计算坐标增量xAB、yAB xAB= xB- xA = 412.234-500.378 = -88.144（m） yAB=yB- yA =356.881-545.635 = -188.754（m）,（2）计算象限角RAB RAB=arctan,（3）计算方位角AB x、y的符号均为负，直线AB应在第象限，所以： AB=RAB+180 =645806+180 =2445806,（4）A、B两点间的水平距离DAB： DAB=208.321（m）,= 645806,6.4 电子全站仪 Electronic

15、Total Station,6.4.1 电子全站仪简介,全站仪即全站型电子速测仪。它是集自动测角、测距、测高程于一体，实现对测量数据进行自动采集、显示、存储、传输、识别、处理计算的三维坐标测量系统。,电子全站仪现广泛应用于控制测量，工程放样，安装测量，变形监测，地形测绘和地籍测量等领域，成为实现测量工程内外业一体化、自动化、智能化的关键硬件系统。,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.1 电子全站仪简介,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.1 电子全站仪简介,6.4 电子全站仪 Electronic Total

16、Station,6.4.1 电子全站仪简介,电子全站仪的组成,电子经纬仪,电磁波测距仪,微处理器（微机）,电源装置,反射棱镜,单棱镜,三棱镜,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.1 电子全站仪简介,电子全站仪的分类,1.组合式,速测全站仪ETD-2/5,测距仪,电子经纬仪,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.1 电子全站仪简介,电子全站仪的分类,2.整体式,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.2 电子全站仪在工程中的应用,(1) 角度测量angle observatio

17、n,功能： 测水平角（horizontal angle） 竖直角 (vertical angle),方法： 与经纬仪相同（测回法，方向法）,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4. 电子全站仪在工程中的应用,(2) 距离测量(distance measuring),功能： 可测量平距、高差和斜距（全站仪 镜点至棱镜镜点间高差及斜距）,S=ct/2,方法：,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4. 电子全站仪在工程中的应用,(2) 距离测量(distance measuring),6.4 电子全站仪 Electronic

18、 Total Station,6.4. 电子全站仪在工程中的应用,(3) 高程测量,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.2 电子全站仪在工程中的应用,(4) 坐标测量coordinate measuring,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.2 电子全站仪在工程中的应用,(5) 对边测量,可自动计算两点之间的水平距离、斜距及高差。,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.2 电子全站仪在工程中的应用,(6) 悬高测量,可以直接测出垂直距离。例如高压线、桥梁等不宜安置棱镜的地点。,6.4 电子全站仪 Electronic Total Station,6.4.2 电子全站仪在工程中的应用,(8)测站点高程测量,测站点的高程可通过测量若干已知点（最多10个点）的高程来获得。,6.4 电子全站仪 Electro