測量教案7章-控制測量

1、第7章 控制測量 7.1 控制測量概述測量并計(jì)算控制點(diǎn)x，y，H坐標(biāo)控制測量x，y坐標(biāo)平面控制測量H坐標(biāo)高程控制測量高級低級，一、二、三、四等逐級布設(shè)。1) 平面控制測量國家平面控制網(wǎng)三角測量法西部困難地區(qū)導(dǎo)線測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2030km二等三角測量兩種布網(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13km在一等鎖兩端，二等網(wǎng)中間測起算邊長、天文經(jīng)緯度、方位角國家一

2、、二等網(wǎng)天文大地網(wǎng),19511961年布設(shè)1975年修補(bǔ)測工作全部結(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。青藏高原三角測量三角測量觀測覘標(biāo)青藏高原導(dǎo)線工程測量規(guī)范規(guī)定城市或工礦區(qū)，在國家等級控制點(diǎn)基礎(chǔ)上布設(shè)不同等級城市平面控制網(wǎng)供地形測圖和測設(shè)建、構(gòu)筑物用GNSS衛(wèi)星定位測量、導(dǎo)線測量、三角形網(wǎng)測量。2) 高程控制測量水準(zhǔn)測量一、二、三、四等三角高程測量四等、五等及以下GNSS擬合高程測量五等及以下全國范圍，按國家統(tǒng)一規(guī)范測定高程水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)上設(shè)有固定標(biāo)志，以便長期保存國家水準(zhǔn)網(wǎng)按逐級控制、分級布設(shè)原則分一、二、三、四等一等水準(zhǔn)國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

3、構(gòu)成網(wǎng)。二等水準(zhǔn)國家高程控制網(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。(1) arctan函數(shù)計(jì)算過直線起點(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)算象限角RAB取值范圍0o90o方位角范圍 0o360o需要轉(zhuǎn)換。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

4、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=-40.525myAB=491377.210491337.337=39.873m =56.85184037m =-44o3207.3xAB0，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+180o=315o2752.7(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(Ima

5、ginary Part)i2=-1，按 鍵輸入i 當(dāng)字母變量B存儲了復(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。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

6、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BCBC=135o2752.7+100o4753180o=56o1545.73) 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+DBCcos BC，yC=yB+DBCsinBCxC=2547188.043+66.085cos56o1545.7 =2547224.746myC=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

7、程7.3 導(dǎo)線測量建立平面控制網(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)水平角測量全站儀，經(jīng)緯儀邊長全站儀、光電測距儀，鋼尺地物分布復(fù)雜建筑區(qū)，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)附合到另一高級點(diǎn)C和已知邊方向CD3

8、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3個(gè)!青藏高原導(dǎo)線2) 導(dǎo)線測量外業(yè)踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志、測角、量邊(1) 踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志收集測區(qū)原有地形圖，高等級控制點(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，便于測角、測距 點(diǎn)位選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，便于保存處 點(diǎn)位視野開闊，便于測繪周圍地物地貌 導(dǎo)線邊長應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定最長不超過平均邊長2倍，鄰邊長懸殊不應(yīng)太大 導(dǎo)線均勻分布在測區(qū)，便于控制整個(gè)測區(qū)導(dǎo)線點(diǎn)位埋設(shè)泥土地面打

9、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(測釘)混凝土場地或路面，鑿十字紋，涂紅漆需長期保存導(dǎo)線點(diǎn)，埋設(shè)混凝土導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石應(yīng)分等級統(tǒng)一編號，便于測量資料統(tǒng)一管理為便于觀測時(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)編號導(dǎo)線點(diǎn)距離鄰近明顯地物點(diǎn)的距離測釘測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量標(biāo)志廠()等級測量不銹鋼標(biāo)志(可定制)等級測量點(diǎn)不銹鋼標(biāo)志(可定制)等級測量點(diǎn)不銹鋼標(biāo)志(可定制)簡易測量標(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(2) 導(dǎo)線邊長測量一級及以上等級導(dǎo)線邊長全站儀,測距儀

10、測量并施加氣象改正；一級以下導(dǎo)線邊長可采用檢定過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誤差二級導(dǎo)線1/20000,三級導(dǎo)線1/10000圖根導(dǎo)線高層空氣密度當(dāng)豎直角觀測視線穿過密度不均勻介質(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)1) 三角高程測量的嚴(yán)密計(jì)算公式平距hAB=DABtanAB+iAvB斜距hAB=SABsinAB+iAvB沒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 的三角高程測量公式平距hAB

11、=DABtanAB+iAvB+f斜距hAB=SABsinAB+iAvB+f球氣差改正k0.080.14間，f0k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不能精確測定，使球氣差改正f帶有誤差距離D越長，誤差越大。工程測量規(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)行對向觀測，兩點(diǎn)k值相同兩差改正f 也相等，往返測高差分別為hAB=DABtanAB+iAvB+fhBA=DABtanBA+iBvA+f取往返測高差的平均值可抵消掉 f 的影響。fx-5800P三角高程計(jì)算程序P762005年珠峰高程復(fù)測原理第一階段：精密水準(zhǔn)測量海拔5600米之前水準(zhǔn)測量法 從拉孜(位于西藏自治區(qū)西南部,為此次測量起點(diǎn))到5600米的珠峰半山坡使用精密水準(zhǔn)測量路線長為500km，每天測量4公里3月開始從拉孜出發(fā)的陜西測繪隊(duì)?wèi)?yīng)在6月15日前測完全程