測(cè)量教案7章_控制測(cè)量

1、第7章 控制測(cè)量 7.1 控制測(cè)量概述 測(cè)量并計(jì)算控制點(diǎn)x，y，H坐標(biāo)控制測(cè)量 x，y坐標(biāo)平面控制測(cè)量 H坐標(biāo)高程控制測(cè)量 高級(jí)低級(jí)，一、二、三、四等逐級(jí)布設(shè)。 1) 平面控制測(cè)量 國(guó)家平面控制網(wǎng)三角測(cè)量法 西部困難地區(qū)導(dǎo)線測(cè)量法 一等三角鎖沿經(jīng)、緯線布設(shè)成縱橫交叉三角鎖系 鎖長(zhǎng)200250km，構(gòu)成120個(gè)鎖環(huán) 一等三角鎖由近于等邊三角形組成，邊長(zhǎng)2030km 二等三角測(cè)量?jī)煞N布網(wǎng)方案 (1) 縱橫鎖系布網(wǎng) 縱橫交叉兩條二等基本鎖，平均邊長(zhǎng)2025km 二等鎖環(huán)分成四個(gè)大致相等部分,由二等補(bǔ)充網(wǎng)填充 (2) 全面布網(wǎng) 一等鎖環(huán)內(nèi)布設(shè)全面二等三角網(wǎng)，平均邊長(zhǎng)13km 在一等鎖兩端，二等網(wǎng)中間

2、測(cè)起算邊長(zhǎng)、天文經(jīng)緯度、方位角 國(guó)家一、二等網(wǎng)天文大地網(wǎng),19511961年布設(shè) 1975年修補(bǔ)測(cè)工作全部結(jié)束 三、四等三角網(wǎng)為在二等三角網(wǎng)內(nèi)進(jìn)一步加密。青藏高原三角測(cè)量三角測(cè)量觀測(cè)覘標(biāo)青藏高原導(dǎo)線 工程測(cè)量規(guī)范規(guī)定 城市或工礦區(qū)，在國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)基礎(chǔ)上 布設(shè)不同等級(jí)城市平面控制網(wǎng) 供地形測(cè)圖和測(cè)設(shè)建、構(gòu)筑物用 GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三角形網(wǎng)測(cè)量。2) 高程控制測(cè)量 水準(zhǔn)測(cè)量一、二、三、四等 三角高程測(cè)量四等、五等及以下 GNSS擬合高程測(cè)量五等及以下 全國(guó)范圍，按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)范測(cè)定高程水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng) 水準(zhǔn)點(diǎn)上設(shè)有固定標(biāo)志，以便長(zhǎng)期保存 國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)按逐級(jí)控制、分級(jí)布設(shè)原則 分一、二、三、

3、四等 一等水準(zhǔn)國(guó)家高程控制骨干 沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定和坡度平緩交通線布滿全國(guó)構(gòu)成網(wǎng)。 二等水準(zhǔn)國(guó)家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ) 沿鐵路、公路和河流布設(shè) 二等水準(zhǔn)環(huán)線布設(shè)在一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)。 7.2 平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)計(jì)算原理 新布設(shè)的平面控制網(wǎng) 需已知一點(diǎn)平面坐標(biāo)確定控制網(wǎng)位置定位 需已知一條邊方位角確定控制網(wǎng)方向定向 1) 由A，B點(diǎn)已知坐標(biāo)反算坐標(biāo)方位角AB 邊長(zhǎng)AB的坐標(biāo)增量 水平距離 方位角計(jì)算的兩種方法： 反正切函數(shù)arctan，復(fù)數(shù)輻角函數(shù)Arg。ABABABAByyyxxx22ABABAByxD (1) arctan函數(shù)計(jì)算 過(guò)直線起點(diǎn)A平行于高斯平面坐標(biāo)系的x，y軸 建立增量坐標(biāo)系xAy 計(jì)算象限

4、角RAB 取值范圍0o90o 方位角范圍 0o360o 需要轉(zhuǎn)換。ABABABxyR arctan 象限角RAB取值范圍0o90o 根據(jù)xAB與yAB的正負(fù) 判斷直線AB方向在增量坐標(biāo)系的象限 稱BA 為AB的反方位角 BA=AB 180o 例7-1 試計(jì)算AB邊的平距,坐標(biāo)方位角,反方位角。 xAB=2547188.0432547228.568=-40.525m yAB=491377.210491337.337=39.873m =56.85184037m =-44o3207.3 xAB0，AB邊方向第象限 坐標(biāo)方位角：AB=RAB+180o=135o2752.7 反坐標(biāo)方位角：BA=AB+1

5、80o=315o2752.722ABABAByxDABABABxyR arctan(2) 使用復(fù)數(shù)計(jì)算三種表示法直角坐標(biāo)，極坐標(biāo)，指數(shù)z=x+yi=r=rei，r0fx-5800P能對(duì)直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)復(fù)數(shù)進(jìn)行計(jì)算。x復(fù)數(shù)實(shí)部(Real Part)y復(fù)數(shù)虛部(Imaginary Part)i2=-1，按 鍵輸入i 當(dāng)字母變量B存儲(chǔ)了復(fù)數(shù)時(shí)ReP(B)復(fù)數(shù)變量B實(shí)部,按 鍵輸入ReP(ImP(B)復(fù)數(shù)變量B虛部,按 鍵輸入ImP(復(fù)數(shù)幾何意義復(fù)平面點(diǎn)高斯平面直角坐標(biāo)系縱軸x實(shí)數(shù)軸橫軸y虛數(shù)軸象限順時(shí)針編號(hào)。r復(fù)數(shù)模(Absolute value),原點(diǎn)Oz平距復(fù)數(shù)輻角(Argument),原點(diǎn)Oz

6、水平角按 鍵輸入直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的關(guān)系x=rcos，y=rsinz= r=rcos+rsini=x+yi當(dāng)字母變量B存儲(chǔ)了復(fù)數(shù)時(shí)Abs(B)計(jì)算復(fù)數(shù)變量B的模按 鍵,或按 鍵輸入Abs(Arg(B)計(jì)算復(fù)數(shù)變量B的輻角按 鍵輸入Arg(輻角取值范圍0o180o 使用復(fù)數(shù)計(jì)算AB邊的平距與方位角fx-5800P坐標(biāo)反算程序P7-1執(zhí)行fx-5800P程序P7-1反算平距與方位角 2) 由已知坐標(biāo)方位角AB推算BC BC=135o2752.7+100o4753180o =56o1545.7180180右左ABBCABBC 3) 根據(jù)坐標(biāo)方位角BC與水平距離DBC計(jì)算C點(diǎn)坐標(biāo) xC= xB+DBCc

7、os BC，yC=yB+DBCsinBC xC=2547188.043+66.085cos56o1545.7 =2547224.746m yC=491377.210+66.085sin56o1546 =491432.1658m C點(diǎn)坐標(biāo)的復(fù)數(shù)計(jì)算公式 假設(shè)B點(diǎn)的坐標(biāo)復(fù)數(shù)已存入字母變量B 使用復(fù)數(shù)計(jì)算C點(diǎn)坐標(biāo)的操作過(guò)程BCBCBCDzz 7.3 導(dǎo)線測(cè)量 建立平面控制網(wǎng)的常用方法。 1) 導(dǎo)線的布設(shè) 相鄰控制點(diǎn)連成直線構(gòu)成折線導(dǎo)線 控制點(diǎn)導(dǎo)線點(diǎn) 導(dǎo)線測(cè)量導(dǎo)線邊平距，相鄰導(dǎo)線邊水平角 起算數(shù)據(jù)各邊坐標(biāo)方位角導(dǎo)線點(diǎn)平面坐標(biāo) 水平角測(cè)量全站儀，經(jīng)緯儀 邊長(zhǎng)全站儀、光電測(cè)距儀，鋼尺 地物分布復(fù)雜建筑區(qū)，

8、視線障礙多隱蔽區(qū)和帶狀區(qū) 布設(shè)形式閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線、支導(dǎo)線三種導(dǎo)線布設(shè)形式 (1) 閉合導(dǎo)線 起訖于同一已知點(diǎn)的導(dǎo)線 從高級(jí)控制點(diǎn)A、AB邊方向出發(fā) 經(jīng)1，2，3，4點(diǎn)，返回起點(diǎn)A，形成閉合多邊形 3個(gè)檢核條件1個(gè)多邊形內(nèi)角和條件 2個(gè)坐標(biāo)增量條件。 (2) 附合導(dǎo)線 兩個(gè)已知點(diǎn)間的導(dǎo)線 從高級(jí)點(diǎn)B、AB邊方向出發(fā)，經(jīng)5，6，7，8點(diǎn) 附合到另一高級(jí)點(diǎn)C和已知邊方向CD 3個(gè)檢核條件1個(gè)坐標(biāo)方位角條件 2個(gè)坐標(biāo)增量條件。 (3) 支導(dǎo)線 由已知點(diǎn)C、 CD邊方向出發(fā) 延伸出去的導(dǎo)線C，9，10 支導(dǎo)線只有必要起算數(shù)據(jù)，無(wú)檢核條件 僅限于圖根導(dǎo)線使用 支導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)一般不應(yīng)超過(guò)3個(gè)!青藏高原導(dǎo)線

9、2) 導(dǎo)線測(cè)量外業(yè) 踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志、測(cè)角、量邊 (1) 踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志 收集測(cè)區(qū)原有地形圖，高等級(jí)控制點(diǎn)成果資料 地形圖上初步設(shè)計(jì)導(dǎo)線布設(shè)路線 按設(shè)計(jì)方案實(shí)地踏勘選點(diǎn) 相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間通視良好，便于測(cè)角、測(cè)距 點(diǎn)位選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，便于保存處 點(diǎn)位視野開(kāi)闊，便于測(cè)繪周圍地物地貌 導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定最長(zhǎng)不超過(guò)平均邊長(zhǎng)2倍，鄰邊長(zhǎng)懸殊不應(yīng)太大 導(dǎo)線均勻分布在測(cè)區(qū)，便于控制整個(gè)測(cè)區(qū) 導(dǎo)線點(diǎn)位埋設(shè) 泥土地面打木樁，樁頂釘小釘臨時(shí)性標(biāo)志 碎石或?yàn)r青路面，鑿十字紋大鐵釘代替木樁(測(cè)釘) 混凝土場(chǎng)地或路面，鑿十字紋，涂紅漆 需長(zhǎng)期保存導(dǎo)線點(diǎn)，埋設(shè)混凝土導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石 應(yīng)分等級(jí)統(tǒng)一編號(hào)，便于測(cè)量資料統(tǒng)一管理

10、為便于觀測(cè)時(shí)尋找 點(diǎn)位附近房角或電線桿等明顯地物 用紅油漆標(biāo)明指示導(dǎo)線點(diǎn)位置 為每個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)繪制點(diǎn)之記 注記地名、路名、導(dǎo)線點(diǎn)編號(hào) 導(dǎo)線點(diǎn)距離鄰近明顯地物點(diǎn)的距離 測(cè)釘測(cè)繪店有售 廣州市天河軟件園小區(qū)道路導(dǎo)線點(diǎn) 浙江省溫州市春龍測(cè)量標(biāo)志廠() 等級(jí)測(cè)量不銹鋼標(biāo)志(可定制) 等級(jí)測(cè)量點(diǎn)不銹鋼標(biāo)志(可定制) 等級(jí)測(cè)量點(diǎn)不銹鋼標(biāo)志(可定制) 簡(jiǎn)易測(cè)量標(biāo)志 導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)之記 導(dǎo)線點(diǎn)在地形圖上的表示符號(hào) (2) 導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量 一級(jí)及以上等級(jí)導(dǎo)線邊長(zhǎng)全站儀,測(cè)距儀測(cè)量 并施加氣象改正； 一級(jí)以下導(dǎo)線邊長(zhǎng)可采用檢定過(guò)的鋼尺丈量 鋼尺量距宜采用往返雙次丈量方法 其較差的相對(duì)誤差 二級(jí)導(dǎo)線1/20000,三級(jí)導(dǎo)線1/

11、10000 圖根導(dǎo)線高層空氣密度 當(dāng)豎直角觀測(cè)視線 穿過(guò)密度不均勻介質(zhì) 將形成一條上凸曲線 使視線的切線方向 向上抬高 測(cè)得的豎直角偏大 該現(xiàn)象為大氣垂直折光 將受大氣垂直折光影響 視線看成半徑為R/k的 近似圓曲線 k為大氣垂直折光系數(shù) 氣差改正公式 球氣差改正(兩差改正)RDkkRSf22222RDkfff2)1 (221 1) 三角高程測(cè)量的嚴(yán)密計(jì)算公式 平距hAB=DABtanAB+iAvB 斜距hAB=SABsinAB+iAvB 沒(méi)有考慮球氣差的影響 適用于兩點(diǎn)相距200m的三角高程計(jì)算 考慮球氣差改正f 的三角高程測(cè)量公式 平距hAB=DABtanAB+iAvB+f 斜距hAB=S

12、ABsinAB+iAvB+fRDkfff2)1 (221 球氣差改正 k0.080.14間，f0 k隨地區(qū)、氣候、季節(jié)、地面覆蓋物 視線超出地面高度不同而變化 人們還不能精確地測(cè)定它的數(shù)值 一般取k=0.14計(jì)算球氣差改正f 折光系數(shù)k不能精確測(cè)定，使球氣差改正f帶有誤差 距離D越長(zhǎng)，誤差越大。RDkfff2)1 (221 工程測(cè)量規(guī)范規(guī)定 減小兩差改正誤差的另一個(gè)方法 在A，B兩點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，兩點(diǎn)k值相同 兩差改正f 也相等，往返測(cè)高差分別為 hAB=DABtanAB+iAvB+f hBA=DABtanBA+iBvA+f 取往返測(cè)高差的平均值 可抵消掉 f 的影響。)tan()tan(21)(21ABBAABBAABABBAABABviDviDhhhfx-5800P三角高程計(jì)算程序P76 2005年珠峰高程復(fù)測(cè)原理 第一階段：精密水準(zhǔn)測(cè)量 海拔5600米之前水準(zhǔn)測(cè)量法 從拉孜(位于西藏自治區(qū)西南部,為此次測(cè)量起點(diǎn))到5600米的珠峰半山坡使用精密水準(zhǔn)測(cè)量 路線長(zhǎng)為500km，每天測(cè)量4公里 3月開(kāi)始從拉孜出發(fā)的陜西測(cè)繪隊(duì) 應(yīng)在6月