工程測量 第六章控制測量

1、工程測量 第六章控制測量 第1頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三第一節(jié) 概述 測量工作在操作程序方面的原則是“由整體到局部，由控制到碎部”?？刂凭褪窃跍y區(qū)內選擇一定的控制點，組成一定的幾何圖形，用精密的儀器確定控制點的三維坐標。這個工作的過程就稱為控制測量。第2頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三一、平面控制測量常規(guī)網形有三角網、三邊網、邊角網、導線網。、國家平面控制在全國范圍內布設、施測的平面控制稱為國家平面控制。主要布設成三角網形式，共有四個等級。等級精度施測方式作用平均邊長一沿經緯線布設，測定起算邊和起算方位角。為研究地球和進行二等網布設提供依據

2、。2025km二在一等鎖范圍內布設為擴展低等網提供依據。平均13km 三在二等網基礎上進行插網、插點。可以為加密三等網提供依據。平均8km 四為地形圖測繪提供基本控制。26km第3頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三AB1234三 角 網導 線 網G P S 網第4頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三國家一、二等平面控制網布置形式一等三角鎖二等三角網第5頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三、城市平面控制城市建設需要大比例尺的地形圖和施工放樣。其在國家控制網的控制下，布設不同等級的城市平面控制網。城市平面控制網的布設中，導線測量使用非常

3、的普遍。 附合導線閉合導線支導線單結點導線（導線網）第6頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三、水利水電工程平面控制）基本平面控制包括國家等級網、加密導線網等，主要是控制整個測區(qū)。）圖根控制在基本平面控制的基礎上進一步加密，用以碎部測量。）測站點用解析法或圖解法測定的控制點。第7頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三、小區(qū)域平面控制在小區(qū)域內建立的平面控制網，應盡量與國家或城市控制網進行聯(lián)測，也可以建立獨立的平面控制網。、平面控制測量新技術上世紀90年代，我國開始應用GPS技術進行國家平面網的控制測量。我國的GPS控制網共分個等級。利用GPS進行平面網的布設

4、，具有效率高、全天候、精度高、不受通視限制的優(yōu)點。第8頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三第9頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三二、高程控制測量高程測量亦遵循 “由整體到局部，由控制到碎部”的原則。、國家高程控制國家水準網也分四個等級。一、二等主要用于科學研究，三、四等在一、二等基礎進行加密，為測圖和工程建設服務。、城市高程控制分為二、三、四等水準測量。在四等以下布設為測圖需要的圖根水準網。、水利水電工程高程控制水利水電工程高程控制分為基本高程控制（至少四等）、加密高程控制（五等及三角高程）、測站點高程測量。、小區(qū)域高程控制以國家或城市等級控制點為基礎

5、，在測區(qū)內建立水準網，再測量圖根點高程。第10頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三青島水準原點第11頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三三、控制測量的主要步驟主要步驟有設計、選點、埋石、造標、觀測、平差計算。、技術設計在測區(qū)已有資料的基礎上對控制網進行圖上設計，要提出技術要求、精度分析、方案選擇。、選點、埋石實地選點，確定控制點的適宜位置，并進行標石埋設，確保標石的穩(wěn)固，繪制出點之記。、造標常規(guī)的控制測量中，由于受地形條件的限制，使得某點與相鄰點不通視，此時就需要建造覘標。覘標的頂部中心與控制點的點位應在同一鉛垂線上。、觀測和平差按照技術設計進行觀測，平

6、差前對數據進行檢查。第12頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三第二節(jié)導線測量 導線是有若干條直線連成的折線而成。每條直線稱為導線邊，相鄰直線間的夾角稱為轉折角。一、導線的布設形式、支導線從一個已知控制點出發(fā)，不與其它已知點聯(lián)測的導線。、符合導線從一個已知控制點出發(fā)，與另一個已知點聯(lián)測的導線。、閉合導線從一個已知控制點出發(fā)，最后又回到該點的導線。附合導線閉合導線支導線第13頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三、單結點導線網至少從三個已知控制點出發(fā)，幾條導線最后匯合于一個結點的導線。、多點導線網導線網中至少有兩個以上的結點。第14頁，共58頁，2022年，5

7、月20日，4點17分，星期三二、導線的外業(yè) 外業(yè)工作內容：1踏勘選點及建立標志2測水平角轉折角(左角、右角)、連接角3、量水平邊長 第15頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三三聯(lián)腳架法介紹：、選擇三副既能安置基座，又能安置全站儀的腳架，基座上應有通用的光學對點器；、施測時，全站儀立于i點，前后視i-1、i+1點立覘牌； 3、測轉角及前后視邊長； 4、i-1點上的腳架、基座移動到i+2點，其他兩點上的腳架、基座不動；5、全站儀移動到i+1點，測量。第16頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三通用基座第17頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期

8、三i-1ii+1i+2ii+1三聯(lián)腳架法操作示意：特點：快；減少對中誤差第18頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三(附合)導線外業(yè):已知數據：AB,XB,YB；CD,XC,YC。未知點：1、2、3、4新建導線點。觀測數據：連接角B 、C ； 導線轉折角1, 2, 3 ,4 ； 導線各邊長DB1，D12，D4C。DB1D12D23D34D4CAB1234CDABCD(XB,YB)(XC,YC)BC1234附合導線圖第19頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三三、導線的內業(yè)計算：計算各導線點的坐標 （一）基本公式1坐標方位角的推算注意：若計算出的方位角360，

9、則減去360； 若為負值，則加上360?；颍和扑]公式！第20頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三四、導線測量的近似平差計算導線測量的平差計算就是利用已知坐標、方位角，通過轉角計算導線邊的方向，結合導線邊長計算坐標。1、支導線的計算1）推算坐標方位角注意：i一律用前進方向的左角；計算出來的i,i+1若大于360o，則減去360o ；若小于零，則加上360o 。第21頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三2、計算坐標增量兩相鄰導線點坐標增量的計算為：3、坐標推算利用起算點的坐標和坐標增量，依次計算各點坐標由于支導線無檢核條件，故在實際中，很少采用。第22頁，共

10、58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三2、單定向符合導線計算1）推算坐標方位角和計算坐標增量2）計算坐標閉合差和導線全長相對閉合差第23頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三3）改正坐標增量改正后的坐標增量坐標增量的改正數4）推算坐標第24頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三3、雙定向符合導線計算1）計算坐標方位角閉合差由MA方向逐邊推算到BN方向，得到BN ：2）改正觀測角3）后續(xù)計算后續(xù)計算的內容包括坐標增量的計算、坐標推算、坐標閉合差的計算和坐標閉合差的分配計算。第25頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三4、無定向導線

11、計算1）假設第一條邊的方位角1,2；2）依次推算假定坐標方位角；3）計算各點間假定坐標增量；4）計算各點假定坐標；5）計算假定的指標方位角1,n；6）計算方位角改正數= 1,n 1,n；7）計算各邊實際方位角i,i+1 =+i,i+1；8）按照單定向符合導線計算后續(xù)項目。第26頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三5、閉合導線計算1）計算多邊形方位角閉合差：2）分配閉合差；3）計算各邊方位角；4）計算相鄰點坐標增量；5）推算坐標閉合差：6）分配坐標閉合差；7）推算各點坐標。的誤差會使整個導線發(fā)生扭轉。第27頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三閉合導線平差計

12、算示例： 1、繪制計算草圖，在圖上填寫已知數據和觀測數據。2、角度閉合差的計算與調整。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（1）計算角度閉合差： =測-理 = 測-(n-2)180（2）計算限差：第28頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三（3）若在限差內，則平均分配原則，計算改正數： （4）計算改正后新的角值： 115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.7

13、4mA1484318A12341122224970300105170610146241233006閉合導線平差計算示例： 第29頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三3、按新的角值，推算各邊坐標方位角。 4、按坐標正算公式，計算各邊坐標增量。5、坐標增量閉合差計算與調整 115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006閉合導線平差計算示例： 第30頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三（1）計算坐標增量閉合差

14、：導線全長相對閉合差導線全長閉合差: 115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006閉合導線平差計算示例： 第31頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（2）分配坐標增量閉合差 將fx、fy以相反符號，按邊長成正比分配到各坐標增

15、量上去。并計算改正后的坐標增量。 閉合導線平差計算示例： 第32頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三6、坐標計算 根據起始點的已知坐標和經改正的新的坐標增量，來依次計算各導線點的坐標。 115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006閉合導線平差計算示例： 第33頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三K = = D1400012000例題：閉合導線坐標計算表點號轉折角 (右) 改正后轉折角 方向角 邊 長

16、D(米) 坐 標增量(米)X Y改 正 后增量(米)X Y坐標(米) X Y點號A1234A1 97 03 00105 17 06101 46 24123 30 06112 22 24+12+12 +12+12+1248 43 18 131 40 06 206 22 48 284 36 12 341 05 54 48 43 18 485.47 +0.09 -0.08x = +0.09y =0.08= x + y =0.120 539 59 00理=5400000= 測理=60容=405 =89 540 00 0097 03 12105 17 18101 46 36123 30 18112 22

17、 36115.10 100.09 108.32 94.38 67.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.89-2-2-2-2-1+2+2+2+1+1612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.79-48.11-91.32-21.880 0第34頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三說明：與閉合導線基本相同，

18、以下是兩者的不同點:1、角度閉合差的分配與調整（2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將f反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將f同符號平均分配到各觀測角上。（1）計算方位角閉合差：附合導線平差計算示例： 第35頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三124.08164.10208.5394.18147.44ABCDXB=1230.88YB= 673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248B1234CAB567CD8(1)繪制計算草圖,在表內填寫已知數據和觀測

19、數據(2)角度閉合差的計算與調整(3)各邊方向角的推算(4)坐標增量閉合差的計算與調整(5)推算各點坐標。附合導線平差計算示例： 2、坐標增量閉合差的計算第36頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三例題：附合導線坐標計算表點號轉折角 (右) 改正后轉折角 方位角 邊 長 D(米) 坐 標增量(米)X Y改 正 后增量(米)X Y坐標(米) X Y點號AB5678CD180 13 36178 22 30193 44 00181 13 00204 54 30180 32 48124.08164.10208.53 94.18 147.44B5678C1230.88673.45184

20、5.691039.98+8+8+8+8+8+8180 13 44178 22 38193 44 08181 13 08204 54 38180 32 5643 17 12 4 16 00 43 03 28 44 40 50 30 56 42 29 43 34 4 48 56 +90.66+116.68+178.85+81.79+146.92+84.71+115.39+46.70+107.23+12.38738.33+614.90+366.41+614.81+366.53x = +0.09y =0.12= x + y =0.150K = = D1490012000-2-2-2-1-2+2+3+3

21、+2+2+12-9+90.64+116.66+178.83+81.78+146.90+84.73+115.42+107.26+46.72+12.40+614.81+366.531321.521438.181617.011698.79758.18873.60980.861027.58CD=41648= 測理=+48容=406 =98第37頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三四、檢查導線觀測錯誤的方法導線錯誤的可能有角度和（或）測邊錯誤。1、角度閉合差超限角度錯誤的結果就是使導線圍繞出現(xiàn)錯誤（誤差較大）的導線點的后續(xù)導線邊整體扭轉。檢查方法：1）由A向B點計算，得出各點坐標；2

22、）由B向A點計算，得出各點坐標；3）將各點坐標一一比較；4）同一點的坐標相近的點處，其轉折角出現(xiàn)錯誤的可能性比較大。第38頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三2、導線全長閉合差超限1）由A到B計算各點坐標；2）計算坐標閉合差的方位角；3）各導線邊的方位角與前述方位角最接近的導線邊，出現(xiàn)錯誤的可能性比較大；4）將B與B點連線作中垂線，距離中垂線近的點的轉折角出現(xiàn)錯誤的可能性比較大。第39頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三第三節(jié) 小三角測量一、小三角測量及其布網形式三角測量依據其測設的元素不同有測角網、測邊網、邊角網，依據起算數據的不同，有獨立網、非獨立網

23、、自由網。布網形式主要有：1、三角鎖 2、中點多邊形3、四邊形 4、線形鎖第40頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三二、小三角測量步驟踏勘選點，埋設標石角度觀測邊長測量 內業(yè)計算第41頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三當原有控制點密度不能滿足測圖和施工要求，可對控制點進行加密，常用交會法測量控制點，稱為交會定點。常用的方法： 前方交會 后方交會 距離交會此外還可以利用極坐標法加密控制點。第四節(jié) 小三角測量第42頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三一、 測角前方交會法作業(yè)方式：在已知點A、B上分別向新點P觀測水平角和，從而可以計算P點

24、的坐標。ABP第43頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三計算方法：按照導線計算方法，以AB為起始邊計算導線，利用正弦定理計算AP、BP邊長。檢核：從三個已知點A、B、C上分別向新點P進行角度觀測，由兩個三角形分別解算P點的坐標。ABPC兩套坐標第44頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三二、測角后方交會法作業(yè)方式：將儀器安置在未知點P點，向三個已知點進行觀測，測出水平角，然后進行計算。ABP11C1222第45頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三檢核：向四個已知點進行觀測，測出水平角與檢驗角。CABP111222D第46頁，共58頁，2

25、022年，5月20日，4點17分，星期三ABPCSaSbSc三、距離交會作業(yè)模式：用測距儀，由邊長推算坐標第47頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三四、極坐標法作業(yè)模式：在已知點A上測出水平角和水平距離，在B點上測出水平角和水平距離，按導線測量計算P的坐標。ABP第48頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三地形測圖和工程建設應用的控制。三、四等水準測量的技術要求：等級儀器標準視線長度/m前后視距差/m前后視距累計差/m紅黑面讀數差/mm紅黑面高差之差/mm三DS1753.06.02.03.0四DS31005.010.03.05.0在地形測量中，最基本的高程控制測量是四等水準測量和等外水準測量第五節(jié) 三、四等水準測量第49頁，共58頁，2022年，5月20日，4點17分，星期三作業(yè)方法:1、每站觀測程序（見圖）（1）順序：“后（黑）前（黑）前（紅）后（紅）” 。（2）讀數：黑面“三絲法”（上、下、中絲）讀數，紅面僅讀中絲。 1、后視(黑面) 上絲讀數，下絲讀數，中絲讀數2、前視(黑面) 上絲讀數，下絲讀數，中絲讀數3、前視(紅面) 中絲讀數4、