第六章小地區(qū)控制測(cè)量

第六章小地區(qū)控制測(cè)量工程測(cè)量導(dǎo)線測(cè)量2小三角測(cè)量3控制測(cè)量概述1第六章小地區(qū)控制測(cè)量交會(huì)定點(diǎn)4全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)5高程控制測(cè)量6第一節(jié)控制測(cè)量概述12控制測(cè)量的定義與分類(lèi)平面控制測(cè)量的基本方法34國(guó)家平面控制網(wǎng)概況工程測(cè)量平面控制網(wǎng)概況5高程控制測(cè)量概況一、控制測(cè)量的定義與分類(lèi)測(cè)量工作必須遵守“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，即進(jìn)行任何的測(cè)量工作，首先都要建立控制網(wǎng)，然后根據(jù)控制網(wǎng)進(jìn)行碎部測(cè)量或測(cè)設(shè)工作。控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)兩種，控制測(cè)量便是為建立控制網(wǎng)而服務(wù)的。二、平面控制測(cè)量的基本方法平面控制測(cè)量的主要任務(wù)是建立平面控制網(wǎng)，根據(jù)精度要求的不同與測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的差異，進(jìn)行平面控制測(cè)量的方法也各不相同，目前，常用的平面控制測(cè)量方法主要有導(dǎo)線測(cè)量、三角測(cè)量、三邊測(cè)量和GPS測(cè)量等方法。圖6-1導(dǎo)線二、平面控制測(cè)量的基本方法三角測(cè)量是指將測(cè)區(qū)內(nèi)各控制點(diǎn)組成相互連接的若干個(gè)三角形從而構(gòu)成三角網(wǎng)，通過(guò)觀測(cè)相聯(lián)系三角形內(nèi)各水平角，并利用已知起始邊長(zhǎng)、方位角和起始點(diǎn)坐標(biāo)確定其他各三角點(diǎn)水平位置的測(cè)量技術(shù)和方法。圖6-2三角網(wǎng)三、國(guó)家平面控制網(wǎng)概況在全國(guó)范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)稱(chēng)為國(guó)家控制網(wǎng)。它是全國(guó)各種比例尺測(cè)圖的基本控制，并為確定地球的形狀和大小提供研究資料。國(guó)家控制網(wǎng)按照精度從高到低可以分為一、二、三、四等四個(gè)等級(jí)。圖6-3國(guó)家一等三角鎖三、國(guó)家平面控制網(wǎng)概況圖6-41958年前國(guó)家二等三角網(wǎng)布設(shè)形式圖6-5二等全面網(wǎng)四、工程測(cè)量平面控制網(wǎng)概況根據(jù)工程建設(shè)的不同階段對(duì)控制網(wǎng)提出的不同要求，工程測(cè)量控制網(wǎng)一般可分為測(cè)圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)和變形觀測(cè)專(zhuān)用控制網(wǎng)三類(lèi)。表6-1城市三角網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級(jí)測(cè)角中誤差（″）三角形最大閉合差（″）平均邊長(zhǎng)（km）起始邊相對(duì)中誤差最弱邊相對(duì)中誤差測(cè)回?cái)?shù)DJ1DJ2DJ6二等≤±1.0≤±3.59≤1:300000≤1:12000012三等≤±1.8≤±75≤1:200000(首級(jí))≤1:120000(加密)≤1:8000069四等≤±2.5≤±92≤1:120000(首級(jí))≤1:80000(加密)≤1:4500046一級(jí)≤±5.0≤±151≤1:40000≤1:2000026二級(jí)≤±10.0≤±300.5≤1:20000≤1:1000012四、工程測(cè)量平面控制網(wǎng)概況表6-2城市導(dǎo)線的主要技術(shù)要求等級(jí)閉合環(huán)或附合導(dǎo)線長(zhǎng)度（km）平均邊長(zhǎng)（m）測(cè)距中誤差（mm）測(cè)角中誤差（″）導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差測(cè)回?cái)?shù)方位角閉合差（″）DJ1DJ2DJ6三等153000≤±18≤±1.5≤1/60000812≤±3四等101600≤±18≤±2.5≤1/4000046≤±5一級(jí)3.6300≤±15≤±5≤1/1400024≤±10二級(jí)2.4200≤±15≤±8≤1/1000013≤±16三級(jí)1.5120≤±15≤±12≤1/600012≤±24五、高程控制測(cè)量概況1、從高到低、逐級(jí)控制2、水準(zhǔn)點(diǎn)分布應(yīng)滿足一定的密度3、水準(zhǔn)測(cè)量達(dá)到足夠的精度4、水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測(cè)圖6-6國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量12導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作34導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算查找導(dǎo)線測(cè)量粗差的基本方法一、導(dǎo)線測(cè)量概述1、閉合導(dǎo)線2、附合導(dǎo)線3、支導(dǎo)線圖6-7閉合導(dǎo)線圖6-8附合導(dǎo)線一、導(dǎo)線測(cè)量概述圖6-9支導(dǎo)線圖6-10導(dǎo)線網(wǎng)二、導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)工作1、選點(diǎn)2、測(cè)邊3、測(cè)角圖6-11點(diǎn)之記三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算導(dǎo)線測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的目的是分配外業(yè)測(cè)量中產(chǎn)生的各項(xiàng)誤差，計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)(x,y)，并評(píng)定其測(cè)量精度。圖6-12導(dǎo)線略圖三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算1、內(nèi)業(yè)計(jì)算中數(shù)字取位的要求2、內(nèi)業(yè)計(jì)算的基本公式（1）方位角計(jì)算（2）坐標(biāo)計(jì)算（6-1）三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算圖6-13坐標(biāo)增量計(jì)算三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算3、閉合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算（1）準(zhǔn)備工作（2）角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整（6-2）（6-3）（3）推算各邊的坐標(biāo)方位角（4）坐標(biāo)增量的計(jì)算三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算圖6-14坐標(biāo)增量閉合差三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算（5）坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整（6-4）（6-5）（6-6）（6-7）三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算（6-8）（6-9）（6）計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)（6-10）三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算表6-3閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算表點(diǎn)號(hào)觀測(cè)角（內(nèi)角）°′″改正數(shù)″改正角°′″坐標(biāo)方位角°′″距離D(m)增量計(jì)算值改正后增量坐標(biāo)值點(diǎn)號(hào)Δx(m)Δy(m)Δx(m)Δy(m)x(m)y(m)12345678910111213A500.001000.00A3020313130.37-169.19-1-110.5069.18-110.51B1401145-131401132569.18889.49B2621445112.75-1-15.21-1-111.72-15.22-111.73C1185846-131185833553.96777.76C2011318131.07-1-122.18-2-47.44-122.19-47.46D910139-12910127431.77730.30D1121445183.48-2-69.46-2169.82-69.48169.80E1034311-121034259362.29900.10E355744170.15-1137.72-299.92137.7199.90A860541-12860529500.001000.00A3020313B597.45+0.06+0.08總和5400102-625400000輔助計(jì)算導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差

三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算4、附合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算（1）角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整（6-11）（6-12）（6-13）三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算（2）坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算（6-14）（6-15）三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算圖6-15附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算三、導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算表6-4附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算表點(diǎn)號(hào)觀測(cè)角（左角）°′″改正數(shù)″改正角°′″坐標(biāo)方位角°′″距離D(m)增量計(jì)算值改正后增量坐標(biāo)值點(diǎn)號(hào)Δx(m)Δy(m)Δx(m)Δy(m)x(m)y(m)12345678910111213A627.041752.88A2673028B1323809-71323802623.731676.83B220083097.82-1-74.78-1-63.06-74.79-63.07C631620-6631614548.941613.76C103244483.96-1-19.47-181.67-19.4881.66D1472017-71472010529.461695.42D704454110.18-136.33-1104.0236.32104.01E2220213-72220206565.781799.43E112470096.27-1-37.28-188.76-37.2988.75F942717-7942710528.491888.18F27141079.39-170.59-136.3370.5836.32G985307-7985300599.071924.5G3060710H642.191865.41H總和7583723-417583642467.62-24.61247.72-24.66247.67輔助計(jì)算

導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差

導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差

導(dǎo)線全長(zhǎng)容許相對(duì)閉合差

四、查找導(dǎo)線測(cè)量粗差的基本方法1、角度錯(cuò)誤的查找方法圖6-16閉合導(dǎo)線角度查錯(cuò)圖6-17附合導(dǎo)線角度查錯(cuò)四、查找導(dǎo)線測(cè)量粗差的基本方法2、邊長(zhǎng)錯(cuò)誤的查找方法（6-16）圖4-1鋼尺圖4-2端點(diǎn)尺和刻線尺第三節(jié)小三角測(cè)量12小三角網(wǎng)的布設(shè)形式小三角測(cè)量的外業(yè)工作3小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算第三節(jié)小三角測(cè)量三角測(cè)量是進(jìn)行平面控制測(cè)量的一種經(jīng)典方法，其原理是將地面上所選的控制點(diǎn)相互連接成三角形而形成三角網(wǎng)，如圖6-19所示，此時(shí)，控制點(diǎn)稱(chēng)為三角點(diǎn)。圖6-19三角網(wǎng)一、小三角網(wǎng)的布設(shè)形式根據(jù)測(cè)區(qū)的地形條件、已有高等級(jí)控制點(diǎn)的分布情況以及工程要求，小三角網(wǎng)可以布設(shè)成單三角鎖、中點(diǎn)多邊形、大地四邊形、線形三角鎖四種形式。圖6-22大地四邊形圖6-23線形三角鎖圖6-20單三角鎖圖6-21中點(diǎn)多邊形二、小三角測(cè)量的外業(yè)工作1、踏勘選點(diǎn)2、建立標(biāo)志3、測(cè)量起始邊4、測(cè)角（6-17）三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算1、繪制略圖、統(tǒng)一編號(hào)圖6-24單三角鎖算例三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算2、三角形閉合差的計(jì)算與調(diào)整（6-18）（6-19）（6-20）三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算3、邊長(zhǎng)閉合差的計(jì)算與調(diào)整（6-21）（6-22）（6-23）三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算（6-24）（6-25）（6-26）三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算（6-27）（6-28）（6-29）三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算4、各三角形的邊長(zhǎng)計(jì)算5、三角點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算表6-5小三角（單三角鎖）平差計(jì)算三角形編號(hào)角號(hào)角度觀測(cè)值(°′″)第一次改正(″)第一次改正后角度值(°′″)第二次改正第二次改正后角度值(°′″)邊長(zhǎng)(m)邊名點(diǎn)名12345678910Ⅰ570909+5570914-3570911250.368ABC743454+57434590743459287.290ACB481542+5481547+3481550222.383BCA∑1795945+1518000001800000Ⅱ664410+3664413-3664410222.383BCD594557+35946000594600209.139BDC532944+3532947+3532950194.578CDB∑1795951+918000001800000Ⅲ482255-5482250-3482247194.578CDE734730-47347260734726249.614CED574448-4574444+3574447219.836DEC∑1800013-1318000001800000三、小三角測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算續(xù)上表三角形編號(hào)角號(hào)角度觀測(cè)值(°′″)第一次改正(″)第一次改正后角度值(°′″)第二次改正第二次改正后角度值(°′″)邊長(zhǎng)(m)邊名點(diǎn)名12345678910Ⅳ624520+2624522-3624519219.834DEF734947+17349480734948237.486DFE432449+1432450+3432453169.941EFD∑1795956+418000001800000Ⅴ533838-6533832-3533829169.941EFG482719-64827130482713179.837EGF675420-5675415+3675418195.525FGE∑1800017-1718000001800000輔助計(jì)算第四節(jié)交會(huì)定點(diǎn)12前方交會(huì)后方交會(huì)34側(cè)方交會(huì)測(cè)邊交會(huì)一、前方交會(huì)圖6-25前方交會(huì)圖6-26帶檢核條件的前方交會(huì)一、前方交會(huì)（1）根據(jù)已知點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算已知邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角（6-30）（6-31）（2）推算AP和BP邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角（6-32）（6-33）一、前方交會(huì)（3）計(jì)算P點(diǎn)坐標(biāo)（6-34）（6-35）

（6-36）二、后方交會(huì)圖6-27后方交會(huì)圖6-28危險(xiǎn)圓二、后方交會(huì)（6-37）（6-38）（6-39）三、側(cè)方交會(huì)如圖6-29所示，所謂側(cè)方交會(huì)是指分別在已知點(diǎn)A（或B）和未知點(diǎn)P上設(shè)站，測(cè)得α角（或β角）和γ角，然后求出β角：（或求出α角：），這樣就可以利用前方交會(huì)的余切公式進(jìn)行計(jì)算，求出未知點(diǎn)P點(diǎn)的坐標(biāo)。圖6-29側(cè)方交會(huì)四、測(cè)邊交會(huì)（6-40）圖6-30測(cè)邊交會(huì)第五節(jié)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)12概述GPS的構(gòu)成34GPS定位原理GPS的特點(diǎn)及主要誤差來(lái)源5GPS測(cè)量的實(shí)施一、概述1、GPS全球定位導(dǎo)航授時(shí)系統(tǒng)2、GLONASS定位系統(tǒng)3、伽利略定位系統(tǒng)4、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)二、GPS的構(gòu)成GPS空間星座部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成，如圖6-31所示，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，每個(gè)軌道平面均勻分布著4顆衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道平面相對(duì)地球赤道面的傾角均為55°，各軌道平面升交點(diǎn)的赤經(jīng)相差60°，在相鄰軌道上，衛(wèi)星的升交距角相差30°。圖6-31GPS衛(wèi)星星座三、GPS定位原理1、按測(cè)距的原理分類(lèi)（1）偽距測(cè)量（6-41）（2）載波相位測(cè)量（6-42）（6-43）（6-44）三、GPS定位原理2、按定位方式分類(lèi)（1）絕對(duì)定位（2）相對(duì)定位①靜態(tài)相對(duì)定位②動(dòng)態(tài)相對(duì)定位圖6-32GPS相對(duì)定位原理四、GPS的特點(diǎn)及主要誤差來(lái)源（1）測(cè)站間無(wú)需通視，不用造標(biāo)；（2）受氣象條件影響較小，可以全天候作業(yè)；（3）觀測(cè)時(shí)間大大縮短；（4）定位精度較高；（5）能提供統(tǒng)一的全球坐標(biāo)系，即WGS-84坐標(biāo)；（6）操作簡(jiǎn)單，減輕了測(cè)量工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；（7）測(cè)量結(jié)果均為電子數(shù)據(jù)，便于傳輸、成圖或輸入到GIS系統(tǒng)。五、GPS測(cè)量的實(shí)施1、網(wǎng)形設(shè)計(jì)2、選點(diǎn)3、埋設(shè)標(biāo)志4、外業(yè)觀測(cè)5、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理圖6-33GPS網(wǎng)的布網(wǎng)方式第六節(jié)高程控制測(cè)量12概述三、四等水準(zhǔn)測(cè)量3三角高程測(cè)量一、概述一等水準(zhǔn)測(cè)量是國(guó)家高程控制網(wǎng)的骨干，同時(shí)也為相關(guān)地球科學(xué)研究提供高程數(shù)據(jù)；二等水準(zhǔn)測(cè)量是國(guó)家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)；三、四等水準(zhǔn)測(cè)量是直接為地形測(cè)圖和其他工程建設(shè)提供高程控制點(diǎn)。一、概述表6-6水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站限差等級(jí)儀器類(lèi)型視線長(zhǎng)度(m)前后視距差(m)前后視距累計(jì)差(m)視線高度(下絲讀數(shù))(m)重復(fù)測(cè)量次數(shù)基輔分劃讀數(shù)差基輔分劃高差之差檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差一等DS05≤30≤0.5≤1.5≥0.5-數(shù)字水準(zhǔn)儀≥4且≤30≤1.0≤3.0≤2.80且≥0.65≥3次二等DS1≤50≤1.0≤3.0≥0.3-數(shù)字水準(zhǔn)儀≥3且≤50≤1.5≤6.0≤2.80且≥0.55≥2次三等DS3≤75≤2.0≤5.0三絲能讀數(shù)-DS1,DS05≤100四等DS3≤100≤3.0≤10.0三絲能讀數(shù)-一、概述表6-7往返測(cè)高差不符值與環(huán)線閉合差的限差等級(jí)測(cè)段、路線往返測(cè)高差不符值附合路線閉合差環(huán)線閉合差檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差一等-二等三等平原

山區(qū)

平原

山區(qū)

四等平原

山區(qū)

平原

山區(qū)

二、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量1、三、四等水準(zhǔn)路線的布設(shè)2、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法3、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)站計(jì)算與檢核（1）視距計(jì)算（2）尺常數(shù)K檢核（3）高差計(jì)算與檢核（4）每頁(yè)水準(zhǔn)測(cè)量記錄計(jì)算檢核4、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算二、三、四等水準(zhǔn)測(cè)量表6-8三（四）等水準(zhǔn)觀測(cè)手簿測(cè)自BM1至A2010年10月16日時(shí)刻始9時(shí)30分

天氣：

晴

末10時(shí)20分

呈像：

清晰測(cè)站編號(hào)后尺下絲前尺下絲方向及尺號(hào)標(biāo)尺讀數(shù)K加黑減紅(mm)高差中數(shù)(m)

備注上絲上絲

后視距前視距黑面紅面

視距差d累計(jì)差∑d

(1)(4)后(3)(8)(14)

(2)(5)前(6)(7)(13)

(9)(10)后-前(15)(16)(17)(18)

(11)(12)

113281515后BM111165805-2

09041103前TP1130960960

42.441.2