測量教案7章控制測量

第7章控制測量7.1控制測量概述測量并計算控制點x，y，H坐標——控制測量x，y坐標——平面控制測量H坐標——高程控制測量高級→低級，一、二、三、四等逐級布設。1)平面控制測量國家平面控制網——三角測量法西部困難地區(qū)——導線測量法一等三角鎖沿經、緯線布設成縱橫交叉三角鎖系鎖長200~250km，構成120個鎖環(huán)一等三角鎖由近于等邊三角形組成，邊長20~30km二等三角測量——兩種布網方案(1)縱橫鎖系布網縱橫交叉兩條二等基本鎖，平均邊長20~25km二等鎖環(huán)分成四個大致相等部分由二等補充網填充(2)全面布網一等鎖環(huán)內布設全面二等三角網，平均邊長13km在一等鎖兩端，二等網中間測起算邊長、天文經緯度、方位角國家一、二等網——天文大地網天文大地網布設時間——1951~1961年1975年修補測工作全部結束三、四等三角網為在二等三角網內進一步加密。青藏高原三角測量三角測量觀測覘標青藏高原導線《工程測量規(guī)范》規(guī)定——城市或工礦區(qū)，在國家等級控制點基礎上布設不同等級城市平面控制網供地形測圖和測設建、構筑物用GNSS衛(wèi)星定位測量、導線測量、三角形網測量。2)高程控制測量水準測量——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)范測定高程水準點構成網水準點上設有固定標志，以便長期保存國家水準網按逐級控制、分級布設原則分——一、二、三、四等一等水準——國家高程控制骨干沿地質構造穩(wěn)定和坡度平緩交通線布滿全國構成網二等水準——國家高程控制網的全面基礎沿鐵路、公路和河流布設二等水準環(huán)線布設在一等水準環(huán)內。7.2平面控制網的坐標計算原理新布設的平面控制網需已知一點平面坐標確定控制網位置——定位需已知一條邊方位角確定控制網方向——定向1)由A，B點已知坐標計算坐標方位角αAB邊長A→B的坐標增量——水平距離——方位角計算有兩種方法——tan-1函數與計算器的Pol函數。(1)tan-1函數計算過直線起點A平行于高斯平面坐標系的x，y軸建立增量坐標系計算象限角RAB取值范圍0°~±90°

象限角RAB取值范圍——0°~±90°

根據ΔxAB與ΔyAB的正負判斷直線AB方向在增量坐標系的象限稱αBA

為αAB的反方位角αBA=αAB

±180°(2)計算器Pol函數計算Pol(ΔxAB,ΔyAB)

函數計算結果——r，θr——平距，θ——輻角(0°~±180°)θ

與αAB的關系：θ>0，αAB=θ；θ<0，αAB=θ+360°fx-5800P編程計算器Pol函數結果存儲位置極坐標函數Pol(Δx,Δy)計算平距r，輻角θ平距r——I變量，方向角θ——J變量Rec函數結果存儲位置直角坐標函數Rec(r,θ)或Rec(r,α)計算坐標增量Δx,ΔyΔx→I變量，Δy→J變量[例7-1]

試計算圖7-3已知邊AB的平距、坐標方位角及其反方位角。ΔxAB=2547188.043?2547228.568=-40.525mΔyAB=491377.210?491337.337=39.873m=56.852m=-44o32'07.3"ΔxAB<0，ΔyAB>0，AB邊方向位于第Ⅱ象限坐標方位角：αAB=RAB+180o=135o27'52.7"反坐標方位角：αBA=αAB+180o=315o27'52.7"fx-5800P的Pol函數計算fx-5800P坐標反算程序P7-1執(zhí)行fx-5800P程序P7-1反算平距與方位角2)由已知坐標方位角αAB推算αBCαBC=135o27'52.7"+100o47'53"?180o=56o15'45.7"3)根據坐標方位角αBC與水平距離DBC計算C點坐標xC=

xB+DBCcos

αBC，yC=yB+DBCsinαBCxC=2547188.043+66.085×cos56o15'45.7"=2547224.746myC=491377.210+66.085×sin56o15'46"=491432.166m7.3導線測量建立平面控制網的常用方法。1)導線的布設相鄰控制點連成直線構成折線——導線控制點——導線點導線測量——導線邊平距，相鄰導線邊水平角起算數據→各邊坐標方位角，求出導線點平面坐標水平角測量——全站儀，經緯儀邊長——全站儀、光電測距儀，鋼尺地物分布復雜建筑區(qū)，視線障礙多隱蔽區(qū)和帶狀區(qū)布設形式——閉合導線、附合導線、支導線導線布設形式(1)閉合導線起訖于同一已知點的導線從高級控制點A，AB邊方向出發(fā)經1，2，3，4點，返回起點A，形成閉合多邊形3個檢核條件——1個多邊形內角和條件2個坐標增量條件。(2)附合導線兩個已知點間的導線從高級點B、已知邊方向AB出發(fā)，經5，6，7，8點附合到另一高級點C和已知邊方向CD3個檢核條件——1個坐標方位角條件2個坐標增量條件。(3)支導線由已知點C和已知邊方向CD出發(fā)延伸出去的導線C，9，10支導線只有必要起算數據，無檢核條件僅限于圖根導線使用支導線點數一般不應超過3個!青藏高原導線2)導線測量外業(yè)踏勘選點、建立標志、測角、量邊(1)踏勘選點及建立標志收集測區(qū)原有地形圖與高等級控制點成果資料地形圖上初步設計導線布設路線按設計方案實地踏勘選點①

相鄰導線點間通視良好，便于測角、測距②點位選在土質堅實并便于保存處③點位視野開闊，便于測繪周圍地物地貌④導線邊長應符合規(guī)范規(guī)定——最長不超過平均邊長2倍，鄰邊長懸殊不應太大⑤導線均勻分布在測區(qū)，便于控制整個測區(qū)導線點位埋設泥土地面打木樁，樁頂釘小釘——臨時性標志碎石或瀝青路面，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線點，埋設混凝土導線點標石應分等級統(tǒng)一編號，便于測量資料統(tǒng)一管理為便于觀測時尋找點位附近房角或電線桿等明顯地物用紅油漆標明指示導線點位置為每個導線點繪制點之記注記地名、路名、導線點編號及導線點距離鄰近明顯地物點的距離測釘——測繪店有售廣州市天河軟件園小區(qū)道路導線點導線點點之記導線點在地形圖上的表示符號(2)導線邊長測量圖根導線邊長——用檢定過鋼尺丈量或檢定過的光電測距儀測量/全站儀鋼尺量距宜采用雙次丈量法較差的相對誤差<1/3000鋼尺尺長改正數>1/10000時加尺長改正量距時，平均尺溫與檢定時溫度相差>±10℃時應進行溫度改正尺面傾斜坡度>1.5%時，應進行傾斜改正。(3)導線轉折角測量導線轉折角——導線點相鄰導線邊構成水平角分——左角、右角導線前進方向左側水平角——左角右側水平角——右角觀測無誤差時同一個導線點測得左右角之和=360°圖根導線轉折角——用DJ6級經緯儀測回法觀測一測回。3)閉合導線計算導線點坐標計算前應檢查導線測量外業(yè)記錄：數據是否齊全，有無遺漏、記錯或算錯成果是否符合規(guī)范要求？檢查無誤后，繪制導線略圖將已知數據和觀測成果標注于圖上閉合導線的已知數據與觀測數據(1)角度閉合差的計算與調整n邊形內角和理論值——∑β理=(n?2)×180°n邊形閉合導線內角——β1，β2，…，βnAB邊用了兩次，加上B-1，1-2，2-3，3-B四條邊構成六邊形，角度和理論值=(6?2)×180°=720°水平角觀測誤差——∑β測≠∑β理角度閉合差——fβ=∑β測－∑β理圖根光電測距導線限差——fβ≤fβ允，fβ“反號平均分配”計算角度改正數vβvβ=－fβ/nvβ加至各觀測角βi——(2)坐標方位角的推算取“－”取“＋”(3)坐標增量的計算與坐標增量閉合差的調整邊長坐標增量——Δxij=Dijcosαij，Δyij=Dijsinαij閉合導線x，y坐標增量代數和理論值=0∑Δx理=0，∑Δy理=0坐標增量閉合差的計算fx=∑Δx測－∑Δx理=∑Δx測fy=∑Δy測－∑Δy理=∑Δy測導線全長閉合差——(4)導線點的坐標推算i點坐標推算→j點坐標公式——Excel計算4)附合導線的內業(yè)計算差異——角度閉合差fβ、坐標增量閉合差fx，fy(1)角度閉合差fβ的計算由αAB，轉折角βA，β1，β2，β3，β4，βC推算方位角——α’CD角度閉合差——fβ=α’CD－αCD(2)坐標增量閉合差的計算導線邊長坐標增量之和理論值——∑Δx理=xC－xA，∑Δy理=yC－yAfx理=∑Δx測－∑Δx理=∑Δx測－(xC－xA)fy理=∑Δy測－∑Δy理=∑Δy測－(yC－yA)Excel計算①

fx-5800P程序QH1?8T計算閉合導線按鍵進入COMP模式按鍵執(zhí)行ClrStat命令清除統(tǒng)計存儲器按鍵進入REG模式按A→B→1→2→3→B→A方向，預先在統(tǒng)計串列ListX順序輸入5個水平角(左正右負)在統(tǒng)計串列ListY順序輸入4個水平距離fx-5800P程序QH1?8T計算閉合導線②

fx-5800P程序QH1?8T計算附合導線按鍵進入COMP模式按鍵執(zhí)行ClrStat命令清除統(tǒng)計存儲器按鍵進入REG模式按A→B→1→2→3→4→C→D方向，預先在統(tǒng)計串列ListX順序輸入6個水平角(左正右負)在統(tǒng)計串列ListY順序輸入5個水平距離fx-5800P程序QH1?8T計算附合導線7.4交會定點的計算測角交會定點是加密平面控制點方法之一。前方交會、側方交會、后方交會1)前方交會已知點A，B安置經緯儀向待定點觀測水平角交會角γ為30o~120o之間，最好近于90oP點坐標計算公式——余切公式適于計算器編程計算fx-5800P前方交會程序QH4?2計算2)側方交會已知A點,待定點P安置經緯儀觀測水平角α、β、γ、檢查角θ先算出β=180o－(α＋γ)按前方交會余切公式計算交會點坐標3)后方交會待定點P安置經緯儀，觀測水平角α,β,γ,檢查角θ危險圓——不在一直線上3點A，B，C構成的圓P點位于危險圓上時，無法確定，選P點時應避免。待定點P坐標式中系數值fx-5800P程序QH4?3計算測角后方交會按鍵進入COMP模式按鍵執(zhí)行ClrStat命令清除統(tǒng)計存儲器按鍵進入REG模式按A→B→C→D的順序，預先在統(tǒng)計串列ListX順序輸入4個點的x坐標在統(tǒng)計串列ListY順序輸入4個點的y坐標fx-5800P后方交會程序QH4?3計算7.5三、四等水準測量1)技術要求《工程測量規(guī)范》規(guī)定，三、四、五等水準觀測的主要技術要求2)三、四等水準觀測方法(1)一站觀測順序①后視水準尺黑面旋轉微傾螺旋→居中管水準氣泡上、下視距絲讀數；中絲讀數②前視水準尺黑面旋轉微傾螺旋→居中管水準氣泡上、下視距絲讀數；中絲讀數③前視水準尺紅面旋微傾螺旋→居中管水準氣泡→中絲讀數④后視水準尺紅面旋微傾螺旋→居中管水準氣泡→中絲讀數觀測順序三等——后→前→前→后觀測順序四等——后→后→前→前四等水準觀測直讀視距7.6三角高程測量地形高低起伏、兩點間高差較大時不便于水準測量用三角高程測量測定兩點間平距/斜距及豎直角光電測距三角高程測量經緯儀三角高程測量地球曲率球差改正數f1大氣垂直折光氣差改正f2受重力影響地球表面低層空氣密度>高層空氣密度當豎直角觀測視線穿過密度不均勻介質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氣差改正公式球氣差改正(兩差改正)1)三角高程測量的嚴密計算公式平距——hAB=DABtanαAB+iA－vB斜距——hAB=SABsinαAB+iA－vB沒有考慮球氣差的影響適用于兩點相距＜200m的三角高程計算考慮球氣差改正f的三角高程測量公式——平距——hAB=DABtanαAB+iA－vB+f斜距——hAB=SABsinαAB+iA－vB+f球氣差改正——k——0.08