6第六章小區(qū)域控制測量

1、第六章 小地區(qū)控制測量 第六章 小區(qū)域控制測量 1#控制測量概述6-1控制測量概述2 在測量區(qū)域內(nèi)選擇若干個點，用高精度的方法測定其位置，這些點稱為控制點。由控制點組成的幾何圖形，稱為控制網(wǎng)。測定控制點點位（平面、高程）的工作，叫控制測量。 6.1 控制測量概述 在測量工作中，為了減少誤差積累，保證測圖精度，以及便于分幅測圖，加快測圖進度，滿足碎部測量需要，就必須遵循“從整體到局部、“先控制后碎部及“由高級到低級的測量組織原則。 6.1.1 控制測量及其布設(shè)原則1. 平面控制測量3測定控制點平面位置（x,y）的工作，稱為平面控制測量。 平面控制網(wǎng)根據(jù)觀測方式方法來劃分，可以分為三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、

2、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GPS平面網(wǎng)等。在地面上選擇一系列待求平面控制點，并將其連接成連續(xù)的三角形，從而構(gòu)成三角形網(wǎng)，稱三角網(wǎng)，如圖：4 3. 控制網(wǎng)的布設(shè)原則 控制網(wǎng)的布設(shè)原則是：整體控制，全面加密或分片加密，高級到低級逐級控制。 整體控制，即最高一級控制網(wǎng)能控制整個測區(qū)，例如，國家控制網(wǎng)用一等鎖環(huán)控制整個國土；對于區(qū)域網(wǎng)，最高一級控制網(wǎng)必須能控制整個測區(qū)。 全面加密，就是指在最高一級控制網(wǎng)下布置全面網(wǎng)加密，例如國家控制網(wǎng)的一等鎖環(huán)內(nèi)用二等全面三角網(wǎng)加密；分片加密，就是急用局部先加密，不一定全面布網(wǎng)。 高級到低級逐級控制就是用精度高一級控制網(wǎng)去控制精度低一級控制網(wǎng)，控制層級數(shù)主要取決于測區(qū)的大小、碎

3、部測量的精度要求、工程規(guī)模及其精度要求。 目前，平面控制網(wǎng)分為一、二、三、四等，一、二、三級和圖根級控制網(wǎng)。根據(jù)測區(qū)情況和儀器設(shè)備條件，將平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)分開獨立布設(shè)，也可以將其合并為一個統(tǒng)一的控制網(wǎng)三維控制網(wǎng)。56.1.2控制網(wǎng)的分類 1.國家控制網(wǎng) 在全國范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為國家控制網(wǎng)。它是由國家專門測量機構(gòu)，用精密儀器和方法，進行整體控制，逐級加密的方式建立，高級點逐級控制低級點。6 二等三角網(wǎng)布設(shè)于一等三角鎖環(huán)內(nèi)，全面布設(shè)三角網(wǎng)，如下左圖平均邊長13km，測角中誤差不 大于1.0，并作為下一級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)。 三、四等三角網(wǎng)是二等三角網(wǎng)的進一步加密，有插網(wǎng)和插點兩種形式，如圖。

4、三等網(wǎng)平均邊長8km，測角中誤差不大于1.8。四等平均邊長26km，測角中誤差不大于2.5，用以滿足測圖和各項工程建設(shè)的需要。 7(2)工程控制網(wǎng) 為各類工程建設(shè)而布設(shè)的測量控制網(wǎng)稱為工程控制網(wǎng)。根據(jù)不同的工程階段，工程控制網(wǎng)可以分為測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)。 (3) 小地區(qū)控制網(wǎng) 面積為15km2以內(nèi)的小地區(qū)范圍，為大比例尺測圖和某項工程建設(shè)而建立的控制網(wǎng)，稱為小地區(qū)控制網(wǎng)。 直接用于地形圖測圖而布設(shè)的控制點，稱為圖根控制點，又稱圖根點。測定圖根點平面位置和高程的工作，稱為圖根控制測量。圖根控制可用一級或兩級控制，首級控制用什么方法，應(yīng)根據(jù)城市與廠礦的規(guī)模而定。8首級控制 圖根控制

5、在一、二級小三角或一、二、三級導(dǎo)線下,布置圖根控制網(wǎng)。圖根控制網(wǎng)的圖形與一、 二級小三角或一、二、三級導(dǎo)線的圖形根本相同，其區(qū)別在于：圖根控制網(wǎng)的控制面積小，邊長較短，精度要求較低，平差方法采用簡易平差。交會定點前方交會后方交會附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線導(dǎo)線布置的一般形式單結(jié)點導(dǎo)線(4) 圖根控制網(wǎng)92.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng)1)A級GPS網(wǎng)為國家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)6.1.3 各級GPS控制網(wǎng)布置形式102.一等三角鎖二等連續(xù)網(wǎng))B、C級GPS網(wǎng)作為國家平面控制網(wǎng)的加密 或城市首級控制網(wǎng)6.1.3 各級GPS控制網(wǎng)布置形式113.圖根導(dǎo)線的技術(shù)要求6.1.4 常規(guī)平面控制測量的主要技術(shù)要求 城市三角網(wǎng)

6、的主要技術(shù)要求 等 級 平均邊長 (km) 測角中誤差 () 起始邊邊長相對 中誤差 最弱邊邊長相對中誤差 二 等 9 1.0 1/300000 1/120000 三 等 5 1.8 1/200000 (首級) 1/120000 (加密) 1/80000 四 等 2 2.5 1/120000 (首級) 1/80000 (加密) 1/45000 126.1.4 常規(guī)平面控制測量的主要技術(shù)要求 圖根導(dǎo)線的技術(shù)要求 測圖 附合導(dǎo) 平均邊 測距相對 測 角 測回數(shù) 導(dǎo)線全 方位角 比例尺 線長度 長(m) 中誤差 中誤差 DJ6 長相對 閉合差 (km) (mm) () 閉合差 1:500 500 7

7、5 一般地區(qū) 1:1000 1000 110 1/3000 20 1 1/2000 60n 1:2000 2000 180 13三.高程控制測量二.高程控制測量建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點的高程H。 ：水準測量另外方法：三角高程測量：現(xiàn)主要電子全站儀高程測量。 ：分一等、二等、三等、四等，前一等作 為以后各等的控制基準，逐級控制(由 整體到局部，由高級到低級)。 地形測量時，布設(shè)圖根水準(也稱等外 水準)。： 表 3.技術(shù)要求 1.主要方法2.等級關(guān)系14 國家高程控制網(wǎng)采用精密水準測量的方法。國家高程控制網(wǎng)同樣按精度分為一、二、三、四個等級。 一等水準網(wǎng)是國家高程控制網(wǎng)的骨干。二等水準網(wǎng)布設(shè)

8、于一等水準網(wǎng)環(huán)內(nèi)，是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)。三、四等水準網(wǎng)是二等水準網(wǎng)的進一步加密，直接為各種測圖和工程建設(shè)提供必需的高程控制點。 15 城市水準測量設(shè)計規(guī)格（長度單位：km） 水準點間距 (測段長度) 建筑區(qū) 1-2 其他地區(qū) 2-4 閉合或附合路線 的最大長度 二 等 400 三 等 45 四 等 15 水準測量主要技術(shù)要求 等 級 每公里高差中 誤差 (mm)附合路線 長 度 （km）水準儀 級 別 測段往返測 高差不符值 （mm） 附合路線或 環(huán)線閉合差 （mm） 二 等 2 400 DS1 三 等 6 45DS3 四 等 10 15 DS3 圖 根 20 8 DS3 注：表中R為測

9、段長度，L為環(huán)線或附合線路長度，均以公里為單位。 16#平面控制網(wǎng)的定位和定向6-2 導(dǎo)線控制點坐標(biāo)計算一.坐標(biāo)計算原理 二.導(dǎo)線計算的根本公式 17三.直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)換算1.直角坐標(biāo)增量的概念D12 12 12Xy0X12 Y12 2.坐標(biāo)增量與極坐標(biāo)關(guān)系 (坐標(biāo)正算)： X12=D12cos12 Y12=D12sin123.兩點的直角 坐標(biāo)，求它 們的極坐標(biāo) (坐標(biāo)反算)：X12=X2-X1 Y12=Y2-Y1 通式：X始終=X終-X始 Y始終=Y終-Y始 坐標(biāo)增量特性：直線坐標(biāo)增量的正負取決于直線的方位角所在象限，即直線的方向（指向)的象限。（不是 ）一.坐標(biāo)計算原理18四.導(dǎo)線計算的

10、根本公式二.導(dǎo)線計算的根本公式1.推算各邊方位角 2.計算各邊坐標(biāo)增量 X=Dcos Y=Dsin 3.推算各點坐標(biāo) X前=X后+X Y前=Y后+Y三個根本公式：如圖，A、B為導(dǎo)線點，1、2、3.為新建導(dǎo)線點。觀測了導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角B、1、2. 觀測了導(dǎo)線各邊長DB、D1、D2. 計算1、2、3.的坐標(biāo)：D1 D2 D3 AB123 1 2 3 (,) (X1,Y1)22(X2,Y2)12 2333(X3,Y3)19一.導(dǎo)線的布置形式附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線單結(jié)點導(dǎo)線導(dǎo)線測量是平面控制測量中最常 用的方法。 導(dǎo)線點組成的圖形為一系列折線 或閉合多邊形。 閉合導(dǎo)線和附合導(dǎo)線也稱為單導(dǎo) 線，結(jié)點導(dǎo)線和兩個環(huán)以上

11、的導(dǎo) 線稱為導(dǎo)線網(wǎng)。 三.導(dǎo)線的布置形式AB12支導(dǎo)線20二.導(dǎo)線測量的外業(yè)四.導(dǎo)線測量的外業(yè) 主要工作： 選點：在現(xiàn)場選定控制點位置，建立標(biāo)志。 測距：測量各導(dǎo)線邊（新邊）的距離。 測角：觀測導(dǎo)線各連接角、轉(zhuǎn)折角。掌握三步工作的方法與要求。21一.導(dǎo)線的布置形式（一）踏勘選點及建立標(biāo)志四.導(dǎo)線測量的外業(yè)工作選點時應(yīng)注意以下各點： 相鄰導(dǎo)線點之間通視良好，便于角度和距離測量；點位選于適于安置儀器、視野廣寬和便于保存之處； 點位分布均勻，便于控制整個測區(qū)，進行細部測量。 繪制控制點的“點之記 22一.導(dǎo)線的布置形式（二）導(dǎo)線邊長測量四.導(dǎo)線測量的外業(yè)工作 導(dǎo)線邊長一般用電磁波測距儀或全站儀觀測，

12、同時觀測垂直角將斜距化為平距。圖根導(dǎo)線的邊長也可以用經(jīng)過檢定的鋼卷尺往返或兩次丈量 （三）導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測量 導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角是在導(dǎo)線點上由相鄰兩導(dǎo)線邊構(gòu)成的水平角。(導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角分為左角和右角，在導(dǎo)線前進方向左側(cè)的水平角稱為左角，在右側(cè)的稱右角。) 23三.導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算 五.導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算 目的：計算各導(dǎo)線點的坐標(biāo)。 要求：評定導(dǎo)線測量的精度， 合理分配測量誤差。 24例1：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前進方向 如圖，A、B、C、D是點，外業(yè)觀測資料為導(dǎo) 線邊距離和各轉(zhuǎn)折角見圖中標(biāo)注。25205 36 48290 40 54202 4

13、7 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 44-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 27236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 01125.3698.71114.63116.44156.25641.44 +0.04 -107.31 +0.03 -17.92 +0.04 +30.88 +0.03 -0.63 +0.05 -13.05-108.03 -0.02 -

14、64.81 -0.02 +97.12 -0.02 +141.29 -0.02 +116.44 -0.03 +155.70+445.74-107.27-17.89+30.92-0.60-13.00-64.83+97.10+141.27+116.42+155.67+445.63點號觀測角 （右角） 改 正 數(shù) 改正角 A1B234CD輔助計算坐標(biāo) 方位角 距離 D m點號A1B234CD增量計算值改正后增量坐標(biāo)值x my mx my mx my m1536.86837.541429.59772.711411.70869.811442.621011.081442.021127.501429.0212

15、83.17-107.8426例2 閉合導(dǎo)線的計算北214378.16m105.22m129.34m80.18m27輔助計算點號觀測角 （左角） 改 正 數(shù) 改正角 1234坐標(biāo) 方位角 距離 D m點號1234增量計算值改正后增量坐標(biāo)值x my mx my mx my m1212閉 合 導(dǎo) 線 坐 標(biāo) 計 算 表107 48 3089 36 3089 33 5053 18 43125 30 0073 00 20+13+13+12+12+50359 59 10107 48 4373 00 3289 34 0289 36 43360 00 00125 30 00306 19 15215 53 17

16、105.2280.18129.3478.16392.90 -0.02 -61.10 -0.02 +47.90 -0.03 +76.61 -0.02 -63.32 +0.02 +85.66 +0.02 +64.30 +0.02 -104.21 +0.01 -45.82+0.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00500.00500.00500.0028#交會定點的計算6-3交會定點的計算加密個別控制點的方法一.前方交會的計算

17、ABP 點： A(XA,YA)、B(XB,YB) 待定點： P 觀測數(shù)據(jù)：、,( =180-)29一、測角前方交會法 : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 觀測值：兩個點處的水平角和。 求:P點的坐標(biāo)XP , Yp , 方法一：先求距離D1，D2 PBA然后再按極坐標(biāo)法計算P點的坐標(biāo)D1D2D030計算坐標(biāo)方位角 ： PBA計算坐標(biāo) D1D231將D1， ap, D2 , bp,代入下式，整理后得： PBAD2D1方法二余切公式 32二、距離交會法（測邊交會） : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 觀測值：兩個點到待定點P的距離D1和D2，計算待定點坐標(biāo)的方法如下: BA再按極坐標(biāo)

18、法計算P點的坐標(biāo) 先求ab，再求和 apPD1D2D0 33二、距離交會法（測邊交會） : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 觀測值：兩個點到待定點P的距離D1和D2，計算待定點坐標(biāo)的方法如下: BA再按極坐標(biāo)法計算P點的坐標(biāo) 先求ab，再求和 apPD1D2D0 34二、距離交會法（測邊交會） : A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 觀測值：兩個點到待定點P的距離D1和D2，計算待定點坐標(biāo)的方法如下: BA再按極坐標(biāo)法計算P點的坐標(biāo) 先求ab，再求和 apPD1D2D0 35四.前方交會計算在待定點P觀測三個點的水平方向值Ra、Rb、 Rc(用以計算夾角、 ) ，計算待定點P的坐標(biāo)

19、。B C A P (XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)36前方交會的圖形編號前方交會的圖形 ABCP PA PC PB 勻質(zhì)三角形的重心非勻質(zhì)三角形的重心37前方交會計算重心公式前方交會計算方法之一重心公式： RaRbRcA、B、C由A、 B、C坐標(biāo)反算得。ABCP38前方交會的圖形編號前方交會的圖形編號(三種情況) ABCP ABCP ABCP39二.前方交會計算當(dāng)A、B、C、P處于共圓(也稱危險圓)時，無法確定 P點坐標(biāo)。BCAP 40#三、四等水準測量及高程計算6-4 三、四等水準測量及高程計算 三、四等水準測量一般用于建立小地區(qū)測圖以及 一般工程建設(shè)場地的高程首級控制。一.三、四

20、等水準測量及其技術(shù)要求 三、四等水準點的高程應(yīng)從附近的一、二等水 準點引測；如在獨立地區(qū)，可采用閉合水準路 線； 三、四等水準點一般須長期保存，點位要建立 在穩(wěn)固處。三、四等水準測量可用D3水準儀進行41三、四等水準測量的技術(shù)要求三、四等水準測量的技術(shù)要求 三、四等水準測量測站技術(shù)要求 等 級視線長度 (m)前、后視 距離差 (m)前、后視 距離累積差 (m)紅、黑面 讀 數(shù) 差 (mm)紅、黑面 高差之差 (mm)三 等 65 3 6 2 3四 等 80 5 10 3 5 三、四等水準測量主要技術(shù)要求 等級 每公里高 附合路 水準儀 測段往返測 附合路線或 差中誤差 線長度 級別 高差不符值 環(huán)線閉合差 (mm) (km) (mm) (mm) 三等 6 45 DS3 12R 12L 四等 10 15 DS