06-07版-控制測量講稿01(彩色)1-6

1、第一章 緒論 2006-07版 控制測量學(xué)講稿PAGE PAGE 13Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第一章 緒論1 控制測量的任務(wù)和作用一 任務(wù)在一定范圍圍地面上上，通過過建立水水平和高高程控制制網(wǎng)，精精確測定定控制點(diǎn)點(diǎn)的位置置（X，Y和H）?？刂凭W(wǎng)可概概略分為為：為測繪各各種大比比例尺地地形圖而而建立的的必要精精度的控控制網(wǎng)。為工程建建設(shè)施工工階段而而建立的的必要精精度的施施工控制制網(wǎng)。為建筑物物變形觀觀測而建建立的變變形觀測測專用控控制網(wǎng)。二 作用控制網(wǎng)是是各項測測量工作作的基礎(chǔ)礎(chǔ)

2、測圖圖網(wǎng)擴(kuò)展圖圖根、測測圖 施工網(wǎng)構(gòu)筑物物施工放放樣控制網(wǎng)具具有控制制全局的的作用測圖網(wǎng)保證圖的精精度及拼拼圖施工網(wǎng)保證構(gòu)構(gòu)筑物的的相關(guān)位位置 限制測量量誤差的的傳遞和和積累 測圖圖網(wǎng)保證圖圖的精度度均勻施工網(wǎng)使構(gòu)筑筑物位置置及相關(guān)關(guān)位置有有必要精精度三 控制測測量學(xué)研研究的內(nèi)內(nèi)容研究建網(wǎng)網(wǎng)并確定定相應(yīng)的的精度指指標(biāo)；研究測邊邊、角、高高的儀器器；研究推算算控制點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)位的的理論和和方法。 水平控制網(wǎng)網(wǎng)以三、四四等、高高程控制制網(wǎng)以二二、三等等為本課課程主要要研究對對象。練習(xí)及作業(yè)業(yè)：閱讀讀教材1，PP1,PP2。2 測定定控制點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)位的的方法一 傳統(tǒng)的的方法平面控制網(wǎng)網(wǎng)天文觀測測的方法法：天文

3、文大地測測量、實(shí)實(shí)用天文文學(xué)大地測量量方法 元 素布網(wǎng)形式起算元素觀測元素推算元素導(dǎo)線測量x1，y11；T10Si；iiTi；xii，yi三角測量x1，y11；T10；S10ai，bi，ciDi；Tii；xi，yi三邊測量x1，y11；T10Siai,bi,ci；Ti；xi，yi邊角同測網(wǎng)網(wǎng)x1，y11；T10ai,bi,ci；SiTi； xxi，yi邊角網(wǎng)x1，y11；T10ai,bi,ci；Si（不全全測）Ti；Sii（未測測部分）；xi，yi高程控制網(wǎng)網(wǎng)精密水準(zhǔn)準(zhǔn)測量三角高程程測量二 控制測測量的現(xiàn)現(xiàn)代發(fā)展展計算機(jī)的的應(yīng)用 改變了大量量數(shù)據(jù)處處理的繁繁重；使相關(guān)數(shù)據(jù)據(jù)處理成成為可能能，革

4、命命了計算算方法；可用電算進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化化設(shè)計等等。大地測量量儀器的的發(fā)展電磁波測距距儀小、輕輕、精、自自動化、全全能化；電子經(jīng)緯儀儀雙波波長消除除大氣折折光對測測角的影影響；電子全站儀儀“機(jī)車化”水準(zhǔn)測測量在固定定坐位上上進(jìn)行前前后視讀讀數(shù)，數(shù)數(shù)據(jù)自動動記錄、處處理，提提供高差差。建網(wǎng)方法法航空攝影影測量目前可用大大型電子子計算機(jī)機(jī)進(jìn)行大大面積區(qū)區(qū)域網(wǎng)平平差，隨隨著精度度的提高高，可加加密三、四四等網(wǎng)，自自動數(shù)據(jù)據(jù)處理。慣性測量量慣性性系統(tǒng)（IIPS）慣性系統(tǒng)包包括：慣性裝置置（北東東下裝置置）兩個相相互垂直直的陀螺螺儀三個加速速計計算機(jī)系系統(tǒng)記錄、計計算、顯顯示、控控制對點(diǎn)器（車車載）供電裝置

5、置及電源源可以直接給給出：平面坐標(biāo)標(biāo)（精度度0.440.55M,可可望達(dá)00.1MM）高程（精精度0.22M）方位角（精精度0.77）垂線偏差差（精度度0.55）重力異常常（2MGGal）缺點(diǎn)：設(shè)備笨重，價價格昂貴貴，精度度不均勻勻。優(yōu)點(diǎn)：全能、高效效、快速速，不收收發(fā)信號號，獨(dú)立立完成工工作，不不受天候候限制。全球定位位系統(tǒng)（GGPS）此系統(tǒng)計劃劃為188顆地球球同步衛(wèi)衛(wèi)星，分分布在相相隔經(jīng)度度1200的三個個空間平平面內(nèi)，每每個平面面有6顆顆。在地地球的任任何地點(diǎn)點(diǎn)都可以以同時看看到68顆衛(wèi)衛(wèi)星。在在觀測時時刻，衛(wèi)衛(wèi)星的位位置是已已知的，通通過解析析，可以以直接測測得地面面站的空空間地心心

6、坐標(biāo)（X，Y，Z）或大地坐標(biāo)及高程（B，L，H）。目前，其精度已經(jīng)進(jìn)入厘米級。（河北省997年通通過年檢檢的2226家測測繪單位位，擁有有測量型型GPSS接收機(jī)機(jī)已達(dá)888臺）練習(xí)及作業(yè)業(yè)：1.閱讀：教材1.44。2.敘述大大地測量量方法及及他們的的起算、觀觀測、計計算元素素。3 國家家控制網(wǎng)網(wǎng)的基本本概念一 國家網(wǎng)網(wǎng)的布設(shè)設(shè)原則分級布網(wǎng)網(wǎng)，逐級級控制我國領(lǐng)土遼遼闊，不不可能用用高精度度、大密密度的三三角網(wǎng)一一次布滿滿全國。為為保證用用圖需要要，根據(jù)據(jù)主次緩緩急，采采用分級級布網(wǎng)，逐逐級控制制的原則則，先以以高精度度而稀疏疏的一等等三角鎖鎖，沿經(jīng)經(jīng)緯線方方向迅速速布滿全全國，形形成骨干干大地控

7、控制網(wǎng)，然然后根據(jù)據(jù)需要在在一等鎖鎖環(huán)內(nèi)逐逐級分級級加密二二、三、四四等三角角網(wǎng)。我國國家控控制網(wǎng)等等級分為為：水平控制網(wǎng)網(wǎng)：一、二二、三、四四等三角角（導(dǎo)線線）網(wǎng)。高程控制網(wǎng)網(wǎng)：一、二二、三、四四等水準(zhǔn)準(zhǔn)網(wǎng)。要有足夠夠的精度度控制網(wǎng)的精精度應(yīng)根根據(jù)需要要和可能能來確定定。一等等三角鎖鎖，作為為國家大大地控制制網(wǎng)的骨骨干，力力求精度度更高些些。二、三三、四等等三角網(wǎng)網(wǎng)則基本本上根據(jù)據(jù)航測地地形圖的的需要和和可能確確定其精精度。為為此，國國家網(wǎng)對對起算數(shù)數(shù)據(jù)、觀觀測元素素等提出出了適當(dāng)當(dāng)?shù)囊笄蠛鸵?guī)定定（參見見P177，表22-2）。要有足夠夠的密度度控制點(diǎn)密度度的大小小，取決決于成圖圖方法（航

8、航測成圖圖或平板板測圖）和和測圖比比例尺。目目前國家家控制網(wǎng)網(wǎng)的平均均邊長是是根據(jù)航航測成圖圖方法制制定的（參參見P117表22-2）。它它是根據(jù)據(jù)航測作作業(yè)一個個點(diǎn)控制制的面積積求得控控制網(wǎng)的的邊長（即即密度）。例例如國家家二等、三三等、四四等控制制，可分分別滿足足1/55萬，11/2.5萬，11/1萬萬航測成成圖對點(diǎn)點(diǎn)的密度度的要求求（參見見P144，表22-1及及表下的的說明）。平板測圖時時，則根根據(jù)規(guī)定定的最大大視距長長度反求求圖根網(wǎng)網(wǎng)的邊長長（密度度）。例例：城市市測量規(guī)規(guī)范規(guī)定定：圖根根鎖網(wǎng)的的平均邊邊長不應(yīng)應(yīng)超過測測圖最大大視距的的1.77倍。要有統(tǒng)一一的規(guī)格格我國領(lǐng)土廣廣闊，建

9、建網(wǎng)規(guī)模模巨大，需需要許多多測繪單單位分區(qū)區(qū)同時作作業(yè)，為為此必須須由國家家制定統(tǒng)統(tǒng)一的大大地測量量法式和和作業(yè)規(guī)規(guī)范，作作為建立立全國統(tǒng)統(tǒng)一技術(shù)術(shù)規(guī)格的的三角鎖鎖網(wǎng)的依依據(jù)。國家測繪總總局19959年年頒布了了大地地測量法法式；19774年修修訂了國國家三角角測量和和精密導(dǎo)導(dǎo)線測量量規(guī)范、國國家水準(zhǔn)準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范；19992年國國家技術(shù)術(shù)監(jiān)督局局又制定定了國國家一、二二等水準(zhǔn)準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范、國國家三、四四等水準(zhǔn)準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范等等。這些些作為法法律性文文件，是是各單位位作業(yè)的的依據(jù)。二 國家水水平控制制網(wǎng)的布布設(shè)方案案一等三角角鎖布設(shè)設(shè)方案（參參見P114115）二等網(wǎng)布布設(shè)方案案60年代以以前：

10、二等基基本鎖（舊舊二鎖）二等補(bǔ)充充網(wǎng)（舊舊二網(wǎng)）60年代以以后： 二等等全面網(wǎng)網(wǎng)（參見P115116）三、四等等三角網(wǎng)網(wǎng)布設(shè)方方案在一、二等等鎖網(wǎng)控控制下的的加密?？煽梢圆捎糜貌寰W(wǎng)形形式、插插點(diǎn)形式式，也可可以越級級布設(shè)。例例如在二二等網(wǎng)內(nèi)內(nèi)直接插插入四等等全面網(wǎng)網(wǎng)。插網(wǎng)：網(wǎng)的的強(qiáng)度好好，工程程費(fèi)用低低，應(yīng)優(yōu)優(yōu)先采用用。如： 附和鎖 線形鎖 附和鎖 線形鎖插點(diǎn)不得處于陰影位置。因故未聯(lián)測的邊，三等應(yīng)大于5km，四等應(yīng)大于2km。越級插網(wǎng)：閉合于高級網(wǎng)，邊長不與之相接。適用于測圖比例尺較大要求控制點(diǎn)密度大。附和網(wǎng)：邊長與高級網(wǎng)直接相接。適用于測圖比例尺較小，要求控制點(diǎn)密度不大。國家三角鎖鎖網(wǎng)的布

11、布設(shè)規(guī)格格及其精精度見PP17，表表2-22。注意：一等等三角鎖鎖是國家家大地控控制網(wǎng)的的骨干，其其主要作作用是控控制二等等以下各各級三角角網(wǎng)，并并為研究究地球形形狀和大大小提供供資料；二等三三角網(wǎng)是是國家三三角網(wǎng)的的全面基基礎(chǔ)，同同時又是是地形測測圖的基基本控制制，因此此兼顧精精度和密密度兩方方面的要要求；三三、四等等網(wǎng)直接接滿足測測圖和工工程建設(shè)設(shè)的需要要，其精精度和密密度必須須與測圖圖比例尺尺及工程程需要相相適應(yīng)。三 國家高高程網(wǎng)的的布設(shè)方方案 國家高程控控制的任任務(wù)是根根據(jù)一個個統(tǒng)一的的高程系系統(tǒng)，測測定地面面上一系系列點(diǎn)位位的精確確高程。關(guān)關(guān)于高程程基準(zhǔn)與與高程系系統(tǒng)，在在“高程控控

12、制測量量”一章里里講述。國家水準(zhǔn)網(wǎng)網(wǎng)是按國國家水準(zhǔn)準(zhǔn)測量規(guī)規(guī)范的技技術(shù)要求求建立起起來的高高程控制制網(wǎng)，是是全國范范圍內(nèi)各各種測量量工作的的高程控控制基礎(chǔ)礎(chǔ)。其布布設(shè)原則則也是采采用由高高級到低低級，從從整體到到局部，逐逐級控制制，逐級級加密的的原則。國國家水準(zhǔn)準(zhǔn)分四個個等級：一等水準(zhǔn)準(zhǔn)網(wǎng)是國國家高程程控制網(wǎng)網(wǎng)的骨干干，也是是研究地地殼和地地面垂直直運(yùn)動以以及有關(guān)關(guān)科學(xué)問問題的主主要依據(jù)據(jù)。其布布設(shè)應(yīng)按按地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造穩(wěn)定定，交通通不太繁繁忙，路路線坡度度平緩的的交通路路線，并并按地質(zhì)質(zhì)、地震震等科學(xué)學(xué)研究的的需要布布設(shè)成網(wǎng)網(wǎng)狀。其其規(guī)格和和精度見見下表。二等水準(zhǔn)準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)設(shè)在一等等水準(zhǔn)環(huán)環(huán)內(nèi)，其其

13、精度完完全滿足足施測地地形圖的的需要，是是國家高高程控制制的全面面基礎(chǔ)。二二等水準(zhǔn)準(zhǔn)在一等等水準(zhǔn)環(huán)環(huán)內(nèi)沿公公路、鐵鐵路、河河流布設(shè)設(shè)成網(wǎng)環(huán)環(huán)。其規(guī)規(guī)格和精精度見下下表。三、四等等水準(zhǔn)測測量直接接提供測測圖和各各種工程程建設(shè)所所必需的的高程控控制點(diǎn)。三三等水準(zhǔn)準(zhǔn)路線應(yīng)應(yīng)盡可能能交叉構(gòu)構(gòu)成閉合合環(huán)，也也可布設(shè)設(shè)成單獨(dú)獨(dú)的附合合路線。四四等則可可以附合合路線布布設(shè)于高高等水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)之間間。其規(guī)規(guī)格和精精度見下下表。等 級環(huán)線周長/km附合路線長長/kmmm/mmmm/mmm一 等平原、丘陵陵1000150000.551.00山 地2000二 等50077501.002.00三 等3002003.006

14、.00四 等805.0010.0m每每千米高高差中數(shù)數(shù)的偶然然中誤差差m每每千米高高差中數(shù)數(shù)的全中中誤差（計算方法法見“高程控控制測量量”章）4 工程程控制網(wǎng)網(wǎng)的基本本概念工程控制網(wǎng)網(wǎng)：工測測控制網(wǎng)網(wǎng)為規(guī)規(guī)劃設(shè)計計階段測測大比例例尺圖建建立專用控制網(wǎng)網(wǎng)：為施施工放樣樣建立為變形觀測測建立一 布網(wǎng)原原則分級布網(wǎng)網(wǎng)，逐級級加密與國家網(wǎng)類類似，先先布設(shè)精精度要求求最高的的首級控控制網(wǎng)，然然后進(jìn)行行下一級級加密。對于工測網(wǎng)網(wǎng)根據(jù)測區(qū)區(qū)面積確確定首級級網(wǎng)的等等級。例例：設(shè)三角網(wǎng)邊邊長為SS，每三三角點(diǎn)所所控制面面積為QQ，則：Q=0.87SS (見武測測、同濟(jì)濟(jì)合編本本1-44-1)設(shè)一個中點(diǎn)點(diǎn)多邊形形

15、（7個個點(diǎn)）所所控制面面積為MM，則：M=7Q=6.09SS因工測邊長長：S三等=5km；S四等=2km；S5=1km； 則：M三等等=1522km2；M四等=24kmm2；M5=6km2。 故測區(qū)面積積6km以下可可用100網(wǎng)做首首級控制制；255km以下可可用5網(wǎng)做首首級控制制；1550kmm以下可可用四等等網(wǎng)做首首級控制制等。（首首級網(wǎng)的的選擇還還要考慮慮測區(qū)具具體情況況及網(wǎng)的的使用）根據(jù)測圖圖方法和和比例尺尺決定基基本圖根根的邊長長。如平平板測圖圖基本圖圖根網(wǎng)的的邊長不不能大于于最大視視距的11.7倍倍。根據(jù)首級級網(wǎng)和基基本圖根根的邊長長決定加加密的層層次。對于專用控控制網(wǎng)用于施工放放

16、樣的往往往分為為二級布布設(shè)，在在工程測測量課程程中有詳詳細(xì)論述述；用于于變形測測量的，通通常不分分級。但但通常需需要特殊殊的方法法和較高高的精度度，在變變形測量量課程中中有詳細(xì)細(xì)論述。要有足夠夠的精度度工測控制網(wǎng)網(wǎng)的精度度隨測圖圖比例尺尺而定。按按0.11mm的的制圖精精度要求求，控制制點(diǎn)點(diǎn)位位誤差為為0.11Nmm（NN為測圖圖比例尺尺分母）?？煽梢姕y圖圖比例尺尺越大，控控制點(diǎn)的的精度要要求越高高。為精精密放樣樣和變形形觀測服服務(wù)的專專用控制制網(wǎng)，點(diǎn)點(diǎn)位精度度則要求求更高。因因此，工工程控制制網(wǎng)的點(diǎn)點(diǎn)位精度度往往比比國家網(wǎng)網(wǎng)的精度度要求高高得多。要有足夠夠的密度度大比例尺圖圖以及工工程施工工

17、，要求求點(diǎn)的密密度大，故故工程控控制網(wǎng)的的精度比比國家網(wǎng)網(wǎng)的密度度要大的的多，即即同等級級的控制制網(wǎng)，工工程控制制網(wǎng)邊長長要短得得多。要有統(tǒng)一一的規(guī)格格為使不同部部門的網(wǎng)網(wǎng)能夠相相互利用用、協(xié)調(diào)調(diào)，同時時也為了了保證網(wǎng)網(wǎng)的質(zhì)量量和工程程安全，各各行業(yè)均均制定了了統(tǒng)一的的測量法法式及建建網(wǎng)規(guī)格格，如中中華人民民共和國國城鄉(xiāng)建建設(shè)環(huán)境境保護(hù)部部制定的的城市市測量規(guī)規(guī)范；國家技技術(shù)監(jiān)督督局制定定的工工程測量量規(guī)范等等。二 工程控控制網(wǎng)的的布設(shè)方方案參見P200表2-3及下下表：電磁波測距距導(dǎo)線的的主要技技術(shù)要求求 工程程測量規(guī)規(guī)范GGB5000266-933等 級附合導(dǎo)線長長度/km平均邊長/m每邊

18、測距中中誤差/mm測角中誤差差/導(dǎo)線全長相對閉合差差三 等143000201.81/5550000四 等91500182.51/3550000一 級45001551/1550000二 級2.42501581/1000000三 級1.210015121/50000對比國家網(wǎng)網(wǎng)（P117，表表2-22），可可知工測測網(wǎng)有如如下特點(diǎn)點(diǎn)：控制網(wǎng)的的等級多多；邊長比同同等級國國家網(wǎng)邊邊長短；各等級的的控制網(wǎng)網(wǎng)均可作作為測區(qū)區(qū)的首級級控制；三、四等等三角網(wǎng)網(wǎng)起算邊邊的相對對中誤差差按首級級網(wǎng)和加加密網(wǎng)分分別對待待。工程控制網(wǎng)網(wǎng)中的電電磁波測測距導(dǎo)線線五個等等級，可可分別附附合于工工測三角角網(wǎng)五個個等級的的三角點(diǎn)點(diǎn)上，它它們是配