工程測量控制測量ppt課件

1、第六章 控制丈量一、概述 控制丈量的主要目的是限制各項丈量誤差的傳播和積累，是進展各項丈量任務(wù)的根底。 6.1 6.1 控制丈量概述控制丈量概述- 在丈量任務(wù)中，為了不使誤差積累，必需遵照在丈量任務(wù)中，為了不使誤差積累，必需遵照“從整體從整體到部分，到部分，“先控制后碎部的原那么。即先在測區(qū)內(nèi)建立先控制后碎部的原那么。即先在測區(qū)內(nèi)建立控制網(wǎng)，以控制網(wǎng)為根底，分別從各個控制點開場施測控制控制網(wǎng)，以控制網(wǎng)為根底，分別從各個控制點開場施測控制點附近的碎部點。點附近的碎部點。- 在丈量任務(wù)中，首先在測區(qū)內(nèi)選擇一些具有控制意義的在丈量任務(wù)中，首先在測區(qū)內(nèi)選擇一些具有控制意義的點，組成一定的幾何圖形，構(gòu)成

2、測區(qū)的骨架，用相對準(zhǔn)確的點，組成一定的幾何圖形，構(gòu)成測區(qū)的骨架，用相對準(zhǔn)確的丈量手段和計算方法，在一致坐標(biāo)系中，確定這些點的平面丈量手段和計算方法，在一致坐標(biāo)系中，確定這些點的平面坐標(biāo)和高程，然后以它為根底來測定其他地面點的點位或其坐標(biāo)和高程，然后以它為根底來測定其他地面點的點位或其他丈量任務(wù)。他丈量任務(wù)。 其中，這些具有控制意義的點稱為控制點；由控制點組其中，這些具有控制意義的點稱為控制點；由控制點組成的幾何圖形稱為控制網(wǎng)；對控制網(wǎng)進展布設(shè)、觀測、計算，成的幾何圖形稱為控制網(wǎng)；對控制網(wǎng)進展布設(shè)、觀測、計算，確定控制點位置的任務(wù)稱為控制丈量。確定控制點位置的任務(wù)稱為控制丈量。 控制丈量分為：控

3、制丈量分為： 平面控制丈量：確定控制點的平面位置平面控制丈量：確定控制點的平面位置(X(X、Y)Y)； 高程控制丈量：確定控制點的高程高程控制丈量：確定控制點的高程(H)(H)。 三維控制網(wǎng)三維控制網(wǎng)圖根控制網(wǎng)和施工控制網(wǎng)圖根控制網(wǎng)和施工控制網(wǎng)一、平面控制丈量 1、三角網(wǎng)丈量2、導(dǎo)線丈量3、交會丈量5、GPS丈量4、天文丈量n國家平面控制網(wǎng)國家平面控制網(wǎng)n城市平面控制網(wǎng)城市平面控制網(wǎng)n小區(qū)域控制網(wǎng)小區(qū)域控制網(wǎng)國家平面控制網(wǎng)國家平面控制網(wǎng) 我國原有國家平面控制網(wǎng)主要按三角網(wǎng)方法布我國原有國家平面控制網(wǎng)主要按三角網(wǎng)方法布設(shè)，按精度從高到低分為一、二、三、四等。設(shè)，按精度從高到低分為一、二、三、四等

4、。 城市平面控制網(wǎng)城市平面控制網(wǎng) 在城市地域，為滿足在城市地域，為滿足1：5001：2000比例尺地形比例尺地形測圖和城市建立施工的需求，應(yīng)進一步布設(shè)城市平面控制測圖和城市建立施工的需求，應(yīng)進一步布設(shè)城市平面控制網(wǎng)。城市平面控制網(wǎng)在國家控制網(wǎng)的控制下布設(shè)，按城市網(wǎng)。城市平面控制網(wǎng)在國家控制網(wǎng)的控制下布設(shè)，按城市大小布設(shè)不同等級的平面控制網(wǎng)，分為二、三、四等三角大小布設(shè)不同等級的平面控制網(wǎng)，分為二、三、四等三角網(wǎng)或三、四等導(dǎo)線網(wǎng)和一、二、三級導(dǎo)線網(wǎng)。網(wǎng)或三、四等導(dǎo)線網(wǎng)和一、二、三級導(dǎo)線網(wǎng)。 小區(qū)域控制網(wǎng)小區(qū)域控制網(wǎng) 在小于在小于10km2的范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為小區(qū)域控的范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱

5、為小區(qū)域控制網(wǎng)。在這個范圍內(nèi)，水準(zhǔn)面可視為程度面，采用平面直角制網(wǎng)。在這個范圍內(nèi)，水準(zhǔn)面可視為程度面，采用平面直角坐標(biāo)系計算控制點的坐標(biāo)，不需將丈量成果歸算到高斯平面坐標(biāo)系計算控制點的坐標(biāo)，不需將丈量成果歸算到高斯平面上。小區(qū)域平面控制網(wǎng)應(yīng)盡能夠與國家控制網(wǎng)或城市控制網(wǎng)上。小區(qū)域平面控制網(wǎng)應(yīng)盡能夠與國家控制網(wǎng)或城市控制網(wǎng)聯(lián)測，將國家或城市高級控制點坐標(biāo)作為小區(qū)域控制網(wǎng)的起聯(lián)測，將國家或城市高級控制點坐標(biāo)作為小區(qū)域控制網(wǎng)的起算和校核數(shù)據(jù)。算和校核數(shù)據(jù)。二、高程控制丈量二、高程控制丈量 建立高程控制網(wǎng)常用的方法是水準(zhǔn)丈量，而在山建立高程控制網(wǎng)常用的方法是水準(zhǔn)丈量，而在山區(qū)或丘陵地域低精度的高程控制

6、丈量，以及圖根高程區(qū)或丘陵地域低精度的高程控制丈量，以及圖根高程控制丈量中，可以采用三角高程丈量方法。控制丈量中，可以采用三角高程丈量方法。n 國家水準(zhǔn)網(wǎng)n 城市高程控制丈量n 小區(qū)域高程控制1、國家水準(zhǔn)網(wǎng)、國家水準(zhǔn)網(wǎng) 國家水準(zhǔn)網(wǎng)遵照國家水準(zhǔn)網(wǎng)遵照“從整體到部分、由高級到低從整體到部分、由高級到低級、逐級控制、逐級加密的原那么布設(shè)為一、二、級、逐級控制、逐級加密的原那么布設(shè)為一、二、三、四等。三、四等。2、城市高程控制丈量、城市高程控制丈量 在國家水準(zhǔn)丈量的根底上，城市高程控制丈量分在國家水準(zhǔn)丈量的根底上，城市高程控制丈量分為二、三、四等。為二、三、四等。3、小區(qū)域高程控制丈量、小區(qū)域高程控制

7、丈量 普通以國家或城市等級水準(zhǔn)點為根底，在整個測普通以國家或城市等級水準(zhǔn)點為根底，在整個測去建立三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)或水準(zhǔn)道路，用圖根水準(zhǔn)丈去建立三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)或水準(zhǔn)道路，用圖根水準(zhǔn)丈量或三角高程丈量測定圖根點的高程。量或三角高程丈量測定圖根點的高程。三、控制丈量的普通作業(yè)步驟三、控制丈量的普通作業(yè)步驟1.技術(shù)設(shè)計：技術(shù)設(shè)計： 搜集資料，圖上設(shè)計。搜集資料，圖上設(shè)計。2.實地踏勘選點：實地踏勘選點： 應(yīng)滿足一定條件。應(yīng)滿足一定條件。3.埋設(shè)標(biāo)石：埋設(shè)標(biāo)石： 標(biāo)石類型。標(biāo)石類型。4.外業(yè)觀測：外業(yè)觀測： 觀測數(shù)據(jù)、作業(yè)規(guī)范。觀測數(shù)據(jù)、作業(yè)規(guī)范。5.內(nèi)業(yè)計算：內(nèi)業(yè)計算： 嚴(yán)密平差、近似平差。嚴(yán)密平差、近

8、似平差。 - 為了保證成果的質(zhì)量，杜絕錯誤，必需堅持檢核的原那么。沒有對前一階段任務(wù)的檢查，就不能進展下一階段任務(wù)。- 丈量規(guī)范四、平面控制點坐標(biāo)計算根底四、平面控制點坐標(biāo)計算根底1、坐標(biāo)方位角的推算、坐標(biāo)方位角的推算180左右后邊前邊 前一邊的坐標(biāo)方位角等于后一邊的坐標(biāo)方位角加左角或減右角，再180。 在計算中，假設(shè)計算結(jié)果大于360應(yīng)減去360，計算結(jié)果為負值時應(yīng)加360。 2、平面直角坐標(biāo)正、反算、平面直角坐標(biāo)正、反算1坐標(biāo)正算知：知：A點坐標(biāo)點坐標(biāo)XA、YA , AB邊坐標(biāo)方位角邊坐標(biāo)方位角AB 程度間隔程度間隔SAB ，求：求：B點坐標(biāo)點坐標(biāo)XB、YBABABABABABABSyyS

9、xxsincos2. 2. 坐標(biāo)反算坐標(biāo)反算知知: A: A、B B點坐標(biāo)點坐標(biāo)XAXA、YAYA，XB XB 、YBYB求：求： AB AB邊坐標(biāo)方位角邊坐標(biāo)方位角AB AB 、 程度間隔程度間隔SABSABarctanABABAByx22sincosABABABABABABAByxSxy判別象限：),- (arctan22)2 , 0(AB第一象限第二象限第三象限第四象限ABABABxy arctan180arctanABABABxyABABABxyarctan180ABABABxyarctan3606.2 6.2 導(dǎo)線丈量導(dǎo)線丈量導(dǎo)線丈量的主要目的是確定一系列點的平面位置。導(dǎo)線丈量的主要

10、目的是確定一系列點的平面位置。 將控制點用折線銜接起來構(gòu)成折線，稱為導(dǎo)線，點間的折線邊稱為導(dǎo)線邊，相鄰導(dǎo)線邊之間的夾角稱為轉(zhuǎn)機角；與坐標(biāo)方位角知的導(dǎo)線邊定向邊相銜接的轉(zhuǎn)機角，稱為銜接角又稱定向角。 經(jīng)過觀測導(dǎo)線邊的邊長，根據(jù)起算數(shù)據(jù)經(jīng)計算而獲得點的平面坐標(biāo)，即為導(dǎo)線丈量。32ABCD145導(dǎo)線點、導(dǎo)線邊、導(dǎo)線的轉(zhuǎn)機角、銜接角1 1、單一導(dǎo)線：附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、支導(dǎo)線、單一導(dǎo)線：附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、支導(dǎo)線A123AA12132附合導(dǎo)線附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線支導(dǎo)線BBCDB一、導(dǎo)線的布設(shè)方式：單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)一、導(dǎo)線的布設(shè)方式：單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)2 2、導(dǎo)線網(wǎng)：、導(dǎo)線網(wǎng)：DA1324BCE

11、FGH二、導(dǎo)線的觀測二、導(dǎo)線的觀測1、轉(zhuǎn)機角的觀測、轉(zhuǎn)機角的觀測A123CDA12B2、導(dǎo)線邊長觀測、導(dǎo)線邊長觀測3、導(dǎo)線點的高程丈量、導(dǎo)線點的高程丈量3 3n5 5n1010n1616n24n等級等級導(dǎo)線導(dǎo)線長度長度(km)平均平均邊長邊長(km)測角測角中誤差中誤差（）測距測距中誤差中誤差(mm)測回數(shù)測回數(shù)方位角方位角閉合差閉合差（）導(dǎo)線全長相對導(dǎo)線全長相對閉合差閉合差DJ1DJ2DJ6三等三等1531.518812160 000四等四等101.62.51846140 000一級一級3.60.351524114 000二級二級2.40.281513110 000三級三級1.50.1212

12、151216 000城市導(dǎo)線丈量的主要技術(shù)目的城市導(dǎo)線丈量的主要技術(shù)目的4、三聯(lián)角架法導(dǎo)線觀測、三聯(lián)角架法導(dǎo)線觀測 在觀測者精心安頓儀器的情況下，三聯(lián)角架法可在觀測者精心安頓儀器的情況下，三聯(lián)角架法可以減弱儀器和目的對中誤差對測角和測距的影響，從以減弱儀器和目的對中誤差對測角和測距的影響，從而提高導(dǎo)線的觀測精度，減少了坐標(biāo)傳送誤差。而提高導(dǎo)線的觀測精度，減少了坐標(biāo)傳送誤差。1 1、附合導(dǎo)線的計算具有兩個銜接角、附合導(dǎo)線的計算具有兩個銜接角A123BCD1 2 3 4 5 1S2S3S4S1 1計算坐標(biāo)方位角閉合差計算坐標(biāo)方位角閉合差2 2判別能否在限差內(nèi)判別能否在限差內(nèi)3 3計算各轉(zhuǎn)機角的矯正

13、數(shù)并檢查計算各轉(zhuǎn)機角的矯正數(shù)并檢查4 4計算矯正后的各轉(zhuǎn)機角計算矯正后的各轉(zhuǎn)機角)40( nff 容許 nfv v fv 三、導(dǎo)線丈量的近似平差計算三、導(dǎo)線丈量的近似平差計算01180nBACDifng5 5計算各邊坐標(biāo)方位角計算各邊坐標(biāo)方位角6 6計算各邊的縱、橫坐標(biāo)增量計算各邊的縱、橫坐標(biāo)增量7 7計算縱、橫坐標(biāo)閉合差及導(dǎo)計算縱、橫坐標(biāo)閉合差及導(dǎo)線全長閉合差線全長閉合差8 8計算導(dǎo)線全長相對閉合差計算導(dǎo)線全長相對閉合差并判別能否在限差內(nèi)并判別能否在限差內(nèi) sincosSySx BAyBAxyyyfxxxf 22yxsfff 200011 KSfsA123BCD1 2 3 4 5 1S2S3

14、S4S9 9計算各邊的縱、橫坐標(biāo)計算各邊的縱、橫坐標(biāo)增量的矯正數(shù)并檢查增量的矯正數(shù)并檢查1010計算各點的坐標(biāo)計算各點的坐標(biāo)ixxSSfvi iyySSfvi xxfv yyfv ijxijijvxxx ijyijijvyyy 點點 名名觀觀 測測 角角坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角邊邊 長長S Sxxyyxy yM M( ( ) )( ( ) )（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）237 59 30237 59 30A(PA(P1 1) ) +7 +7 99 01 00 99 01 002 507.692 507.691 215.631 215.63157 00 37157 00 372

15、25.85225.85 +4 +4-207.91-207.91 -4 -4 +88.21 +88.21P P2 2 +7 +7167 45 36167 45 362 299.822 299.821 303.801 303.80144 46 20144 46 20139.03139.03 +2 +2-113.57-113.57 -2 -2 +80.20 +80.20P P3 3 +7 +7123 11 24123 11 242 186.272 186.271 383.981 383.98 87 57 51 87 57 51172.57172.57 +3 +3 +6.13 +6.13 -3 -3+

16、172.46+172.46P P4 4 +7 +7189 20 36189 20 362 192.432 192.431 556.411 556.41 97 18 34 97 18 34 100.07100.07 +2 +2 -12.73 -12.73 -1 -1 +99.26 +99.26P P5 5 +7 +7179 59 18179 59 182 179.722 179.721 655.661 655.66 97 17 59 97 17 59102.48102.48 +2 +2 -13.02 -13.02 -2 -2+101.65+101.65B(PB(P6 6) ) +7 +7129

17、27 24129 27 242 166.722 166.721 757.291 757.29 46 45 30 46 45 30=740.00740.00=-341.10-341.10=+541.78+541.78N N888 45 18888 45 18n n-0 0=191=19114001400220.130.120.18xysxyfmfmfffm 340.97BAxxm541.66BAyym42 ;40697ff 容；01811740.0041004000sfKsp2、附合導(dǎo)線一個銜接角、附合導(dǎo)線一個銜接角A123BC有坐標(biāo)條件，無方位角條件，但有起算方位角有坐標(biāo)條件，無方位角條件，但

18、有起算方位角4、閉合導(dǎo)線的計算、閉合導(dǎo)線的計算A132B有坐標(biāo)條件，也有坐標(biāo)方位角條件，此時坐標(biāo)方位角條件為有坐標(biāo)條件，也有坐標(biāo)方位角條件，此時坐標(biāo)方位角條件為多邊形內(nèi)角和條件。多邊形內(nèi)角和條件。180)2( nf yfxfyx5 5、支導(dǎo)線的計算、支導(dǎo)線的計算A12B無坐標(biāo)條件，無方位角條件無坐標(biāo)條件，無方位角條件6.3 6.3 交會丈量交會丈量交會丈量是加密控制點常用的方法。交會丈量是加密控制點常用的方法。依觀測值是角度還是邊長，交會法分為：依觀測值是角度還是邊長，交會法分為： 測角交會測角交會 測邊交會測邊交會 邊角交會邊角交會一、測角交會的方式一、測角交會的方式ABP ABCP 前方交

19、會后方交會1 1、前方交會、前方交會P ),(AAyxA),(BByxB1)1)根據(jù)根據(jù)A A、B B點的坐標(biāo)反算點的坐標(biāo)反算ABAB邊的坐邊的坐標(biāo)方位角和邊長標(biāo)方位角和邊長 AB ABS2)2)計算計算APAP邊的坐標(biāo)方位角和邊長邊的坐標(biāo)方位角和邊長 ABAPABAPSS)sin(sin 3)3)根據(jù)坐標(biāo)正算公式計算根據(jù)坐標(biāo)正算公式計算P P點的坐標(biāo)點的坐標(biāo) APAPAPAPAPAPSyySxx sincos (1)(1)計算公式計算公式極坐標(biāo)法極坐標(biāo)法P ),(AAyxA),(BByxB ctgctgyyctgxctgxxBABAP ctgctgxxctgyctgyyBABAP 2 2前方

20、交會余切公式前方交會余切公式: :留意：留意： 圖中圖中A A、B B、P P是按逆時針編號是按逆時針編號其中其中A A、B B是知點，是知點，P P是未知點。是未知點。P1 1 3三點前方交會三點前方交會),(AAyxA),(BByxB為了防止外業(yè)觀測發(fā)生錯誤，為了防止外業(yè)觀測發(fā)生錯誤，并提高并提高P P點的精度，在普通測點的精度，在普通測量規(guī)范中，都要求布設(shè)三個已量規(guī)范中，都要求布設(shè)三個已知點的前方交會。知點的前方交會。2 2 ),(CCyxC),(AAyxA),(BByxB1 1 ),(PPyxP),(BByxB),(CCyxC2 2 ),(PPyxP )(1.0222mmMSyx PP

21、yPPxyyxx 22PPPPPPyyyxxx ),(AAyxA),(BByxBPP 30 1504 4交會角：在測角交會圖形中，由未知點交會角：在測角交會圖形中，由未知點交會點至相鄰兩知點間方向的夾角交會點至相鄰兩知點間方向的夾角222sinsinsinABpSmMgg2 2、后方交會、后方交會1 1計算公式計算公式 利用前方交會的余切公式利用前方交會的余切公式ABCP 1 2 ab。會的余切公式進行計算則可按前方交和、由212122112122222121180;180;cossincossinsin)sin(sinsinsinsin)(360ktgctgkabk12CBACCBBAApP

22、PPxPxPxPxCBACCBBAApPPPyPyPyPy ctgctgCPctgctgBPctgctgAPCBA 1112利用仿權(quán)公式計算：利用仿權(quán)公式計算：ABCP 1 2 ab12BAACCBCBCABABCACABRRRRRRCBA;3 3后方交會的危險圓：過三個知點構(gòu)成的圓后方交會的危險圓：過三個知點構(gòu)成的圓 凡位于危險圓上的凡位于危險圓上的P點，無論采點，無論采用何種計算公式，均無解。用何種計算公式，均無解。 ABCP 1 2 ab危險圓二、測邊交會二、測邊交會1 1、計算公式、計算公式 1 1利用前方交會余切公式利用前方交會余切公式 由余弦公式解得：角由余弦公式解得：角A A和角

23、和角B B 2 2利用極坐標(biāo)公式利用極坐標(biāo)公式 由角由角A A、ABAB的方位角，間隔的方位角，間隔a,a,坐標(biāo)坐標(biāo)正算公式解得。正算公式解得。2 2、本卷須知、本卷須知測邊交會在實踐作業(yè)時也應(yīng)組成兩套圖形解算交會點。測邊交會在實踐作業(yè)時也應(yīng)組成兩套圖形解算交會點。a ab bA AP PB BSABSAB6.4 6.4 高程控制丈量高程控制丈量高程控制丈量：水準(zhǔn)丈量和三角高程丈量高程控制丈量：水準(zhǔn)丈量和三角高程丈量一、水準(zhǔn)丈量概述一、水準(zhǔn)丈量概述 水準(zhǔn)丈量的主要目的是測出一系列水準(zhǔn)點的高水準(zhǔn)丈量的主要目的是測出一系列水準(zhǔn)點的高程。經(jīng)過水準(zhǔn)點的高程，可以了解地表的外形、地程。經(jīng)過水準(zhǔn)點的高程，

24、可以了解地表的外形、地殼的變化，以及指點工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測。水殼的變化，以及指點工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測。水準(zhǔn)丈量必需有一致的高程系。我國一致的高程系是準(zhǔn)丈量必需有一致的高程系。我國一致的高程系是1985年國家高程系。年國家高程系。 水準(zhǔn)丈量的等級分為：水準(zhǔn)丈量的等級分為：一、二等水準(zhǔn)丈量一、二等水準(zhǔn)丈量科學(xué)研討、提供高程起算數(shù)據(jù)科學(xué)研討、提供高程起算數(shù)據(jù)三、四等水準(zhǔn)丈量三、四等水準(zhǔn)丈量工程建立、提供高程起算數(shù)據(jù)工程建立、提供高程起算數(shù)據(jù)普通水準(zhǔn)丈量普通水準(zhǔn)丈量工程建立、測圖等。工程建立、測圖等。二、水準(zhǔn)道路：在水準(zhǔn)點之間進展水準(zhǔn)丈量所經(jīng)過二、水準(zhǔn)道路：在水準(zhǔn)點之間進展水準(zhǔn)丈量所經(jīng)過的道路的

25、道路 1、單一水準(zhǔn)道路 因線路中知點的個數(shù)不同又分為三種： 附合水準(zhǔn)道路 閉合水準(zhǔn)道路 支水準(zhǔn)道路 AB123A12132附合水準(zhǔn)道路附合水準(zhǔn)道路閉合水準(zhǔn)道路閉合水準(zhǔn)道路支水準(zhǔn)道路支水準(zhǔn)道路A32、水準(zhǔn)網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng) 由幾條單一水準(zhǔn)道路由幾條單一水準(zhǔn)道路相互銜接構(gòu)成網(wǎng)形，網(wǎng)相互銜接構(gòu)成網(wǎng)形，網(wǎng)中單一水準(zhǔn)道路相聯(lián)接中單一水準(zhǔn)道路相聯(lián)接的水準(zhǔn)點稱為結(jié)點。的水準(zhǔn)點稱為結(jié)點。根據(jù)水準(zhǔn)網(wǎng)中知點個數(shù)的根據(jù)水準(zhǔn)網(wǎng)中知點個數(shù)的不同又分為：不同又分為：附和水準(zhǔn)網(wǎng)附和水準(zhǔn)網(wǎng)獨立水準(zhǔn)網(wǎng)獨立水準(zhǔn)網(wǎng)DA132C4BE附和水準(zhǔn)網(wǎng)附和水準(zhǔn)網(wǎng)獨立水準(zhǔn)網(wǎng)獨立水準(zhǔn)網(wǎng)A3617542三、水準(zhǔn)丈量的觀測三、水準(zhǔn)丈量的觀測一、二等水準(zhǔn)丈量采用精細水準(zhǔn)儀和因瓦水準(zhǔn)尺，用光學(xué)測微法讀數(shù)，進展往返觀測。三等水