第六章小區(qū)域控制測量

第六章

小區(qū)域控制測量學習本章節(jié)目的與要求學習本章節(jié)目的與要求：建立控制測量的概念，掌握平面和高程控制測量的方法，進行經(jīng)緯儀導線測量本章節(jié)的重點與難點：導線測量，導線控制點的坐標和三角高程計算。6.1控制測量的概述6.2平面控制網(wǎng)的定位和定向6.3導線測量和計算6.4交會定點的計算6.5

三、四等水準測量6-6GPS全球定位系統(tǒng)簡介實習6.1控制測量概述測量工作的基本原則先整體,后局部;先控制,后碎部地形測量的步驟控制測量碎部測量測量工作步驟地形測繪控制測量

碎部測量

平面控制測量

高程控制測量

控制測量平面控制高程控制三角網(wǎng)導線網(wǎng)組合網(wǎng)水準網(wǎng)三角高程GPS網(wǎng)和GPS導線控制測量的分類2、城市控制網(wǎng)原則：低級受高級控制，逐級布網(wǎng)，分級控制)①作用：在城市或廠礦等地區(qū)中小區(qū)域內(nèi)建立城市控制網(wǎng)為城市規(guī)劃，建設服務②布設形式城市三角網(wǎng)，導線網(wǎng)，單一導線，圖根三角鎖網(wǎng)③建立方法：測角，測邊。④等級：小三角，城市一二三等導線，四等異域網(wǎng)一二三等導線，四等是主干一二三加密3、小區(qū)域控制網(wǎng)（首級網(wǎng)圖根網(wǎng)）

①作用：為某種工程服務的提供點的坐標，高程及地形圖。②布設形式及建立方法：小三角測量，交會點，圖根測量③建立方法④等級：一級小三角（5″）；二級小三角（10″）；圖根鎖（20″）一級導線（5″）；二級導線（8″）；三級導線（12″）；圖根導線（20″）⑷獨立控制網(wǎng)（應與國家控制網(wǎng)連測）①作用：在各級導線基礎(chǔ)上加密測區(qū)無已知點，為特殊工程服務，②布設形式及建立方法：小三角，導線等級按上所述：（三）控制測量的等級城市三角網(wǎng)及圖根三角的主要技術(shù)要求等級

測角中誤差″三角形最大閉合差(″)平均邊長(km)起始邊相對中誤差最弱邊相對中誤差測回數(shù)DJD1DJ2DJ3二等±1.0±3.591:30萬1：12萬12

三等±1.8±7.05首級1：20萬1：8萬69

四等±2.5±9.02首級1：12萬1:4.5萬46

一級±5±1511：4萬1：2萬

26二級±10±300.51：2萬1：1萬

12圖根±20±60不大于測圖最大視距1.7倍1：1萬

1等級測角中誤差

″方向角閉合差（km）閉合導線長度（km）平均邊長(m)測距中誤差mm全長相對中誤差一級±53.6300±151:1.4萬二級±82.4200

±151:1萬三級±121.5120±151:0.6萬圖根±30

1:0.2萬（三）控制測量的等級城市水準測量及圖根水準測量主要技術(shù)要求:等級每千米高差中誤差（mm）附和路線長度（km）水準儀型號水準尺觀測次數(shù)

（附合或環(huán)行）往返較差或環(huán)線閉合差（mm)平地山地二等±2

DS1因瓦

往返觀測

±2三等±6

50DS3雙面

±6四等±10

16DS3雙面

單程觀測

±10圖根±20

5DS10

±20二、高程控制測量1、國家水準測量（一、二、（主干）三、四（加密）2、精密水準測量（一、二等）3、城市水準測量（二、三、四等）4、圖根水準測量（四等以下）5、工程水準測量（四等以下）6-2平面控制網(wǎng)的定位和定向一、地面點的坐標和兩點間的坐標增量1、坐標2、坐標增量3、坐標增量計算公式4、坐標計算公式X201YX2△X12△Y12X1Y2Y1D12a12邊長（水平距離）二、方位角

1、基準方向的概念基準方向是直線一端的正北方向基準方向作用：測量定向用，所有的方向以它為準度量NOWEλφ1212rA12AB標準方向圖5-23直線定向2、基準方向線的種類（1）真子午線通過地面上一點指向地球南北極的方向線就是該點的子午線。子午線收斂角經(jīng)過地球表面上的各點子午線方向間的夾角稱為子午線收斂角。γ=Δλ×sinφNOEλφ121rA122W2、標準方向線的種類（2）磁子午線概念1）定義：磁針在地球磁場的作用下,磁針自由靜止時,其軸線所指的方向。2）磁偏角:磁子午線與真子午線方向不一致,所夾角為磁偏角,用δ表示。我國磁偏角在+6°到-10°之間。東偏,用+δ表示西偏,用-δ表示。3）磁子午線方向測量可用磁羅盤儀測定（3）軸子午線(坐標子午線)(坐標縱軸方向)即6°或3°帶中央子午線方向。N北極S南極N‘磁北極真子午線首子午線+δ-δ3、直線方向的表示方法測量工作中用來表示直線方向。1、方位角（如圖）從直線一端的子午線北端起,順時針方向量至某一直線的水平角,為該直線的方位角。

真方位角—以真子午線方向為標準方向。磁方位角—以磁子午線方向為標準方向。各方位角表示如圖5-26所示,NS為過O點的子午線方向：NDWCSBEA70°21′105°30′235°45′330°14′方位角坐標方位角象限角2.方位角的計算在A點測的方位角為Aab

在B點測的方位角為AbaAba=Aab+180°+γ

提示：正反方位角的概念：由圖看,測量工作中以直線前進方向稱正方向,反之為反方向如果A為起點,B為終點,Aab為正方位角；Aba為反方位角。結(jié)論:一條直線的正反方位角相差180°。AabBAγNN圖正、反方位角Aba3、坐標方位角1）定義由坐標縱軸的北端按順時針方向量至到一直線的水平角稱為直線的坐標方位角,用α表示,測量工作中采用縱坐標軸表示直線標準方向。2）坐標方位角的計算已知A、B直線的方位角

,求B1直線的坐標方位角。觀測的水平角為β左；β右則：方位角的計算公式:公式:α21=α12±180±β3）結(jié)論：⑴左角加右角減⑵方位角的角值在(0°-360°)之間⑶加減180°12a12a21坐標方位角與坐標增量之間的關(guān)系

坐標反算公式：12a12a2112O△X12△Y12（四）象限角坐標方位角和象限角之間換算關(guān)系：α1=Rα2=180-Rα3=180+Rα4=360-R4W3S2E1RR三、直角坐標和極坐標的換算平面控制網(wǎng)中，任意兩點在平面直角坐標系中的位置關(guān)系有下列兩種表示方法：（1）直角坐標表示方法用坐標增量表示（2）極坐標表示方法坐標方位角、距離（邊長）表示12O△X12△Y12D12（一）極坐標化為直角坐標（坐標正算）（二）直角坐標化為極坐標（坐標反算）

坐標反算公式很重要：四、控制網(wǎng)的定位和定向1、已知一點的坐標和該方向的坐標方位角可定位與定向2、已知兩點坐標可定位與定向3、坐標和方位角是控制測量的起算數(shù)據(jù)6-3導線測量和導線計算一、導線測量概述1．什么是導線將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點連接成直線而構(gòu)成的折線稱為導線。2．導線點，導線邊構(gòu)成導線的各點稱導線點，折線邊稱為導線邊。3．導線測量測定各轉(zhuǎn)角，各邊，根據(jù)起算數(shù)據(jù)和一定的幾何關(guān)系推出各點的坐標。4．導線類型

按使用儀器和量邊工具不同分為：鋼尺量距導線，視距導線，（羅盤導線，視差導線），電磁波測距導線導線布設形式基本有四種形式閉合導線：由某一已知點開始，經(jīng)若干控制點的連續(xù)折線又回到原來點。附合導線：由某一已知點開始，經(jīng)若干控制點的連續(xù)折線到達另一已知點上。支導線：由某一已知點開始，經(jīng)若干控制點的連續(xù)折線沒有回到原已知點或另一已知點上。二：導線的外業(yè)工作

導線的測量的外業(yè)工作包括：踏勘選點布設導線及建立標志，量邊，測角、連測。1、踏勘選點及建立標志選點要求：相鄰點間通視良好，地勢平坦，便于測角和量距點位應選在土質(zhì)堅硬外，便于保存和按置儀器視野開闊，便于施測碎部導線各邊的長度應大致相等不能大于0.7倍，平均邊長見表所示全長也有要求。導線應有足夠的密度，分布較均勻，便于控制整個地區(qū)。導線布設的形狀依據(jù)精度、地形以及已知條件而定。2、量邊：1）鋼尺量邊。⑴鋼尺進行檢定。⑵一、二、三級導線用精密方法丈量，（加入各項改正：尺長、溫度、傾斜改正）圖根導線用一般方法丈量。2）．電磁波測距依等級選定測距儀和測回數(shù)。（3）間接法測距（不能直接量具）如圖所示，測定FG邊,首先,選定F，P（丈量FP也可選用已知P和FP）測三個角α、βγ，平差用正玄定律算出導線邊FG

3、測角1）測角要求（測導線前進方向的左角）J6儀器觀測一個測回，盤左、盤右測得角互差不大于40秒。2）測角標志類型吊垂球線，覘牌（精密）測釬花桿（一般）4、測連接角（傳第方位角用）NAB12345DA1BCBCAa三.導線測量的內(nèi)業(yè)計算

通過導線測量的外業(yè)工作獲得水平角、距離以后，如果角度、距離都符合限差要求，才可進行導線內(nèi)業(yè)計算。（一）導線測量內(nèi)業(yè)計算步驟1、繪制導線圖，將觀測數(shù)據(jù)、起算數(shù)據(jù)填入表中；提示：觀測數(shù)據(jù)和起算數(shù)據(jù)都包括哪些？2、角度閉合差計算與調(diào)整；3、推算坐標方位角；4、計算坐標增量及計算導線全長相對閉合差；5、增量閉合差調(diào)整；6、計算各導線點坐標。BEDCA121°28′00″90°07′30″84°10′30″108°27′00″135°48′00″96°51′36″(方位角）231.32201.58200.44241.00263.41導線測量內(nèi)業(yè)計算（一）閉合導線計算這是一個閉合導線的坐標計算實例：如圖所示：應該具備的計算條件：外業(yè)觀測數(shù)據(jù)：觀測了4個右角和一個連接角。起算數(shù)據(jù)有：A點的坐標和A1的坐標方位角。利用坐標正算公式計算各點的坐標。BEDCA121°28′00″90°07′30″84°10′30″108°27′00″135°48′00″96°51′36″(方位角）231.32201.58200.44241.00263.41附合導線坐標增量閉合差的幾何意義由圖可看：在縱橫坐標軸上產(chǎn)生的坐標增量閉合差OXY∑△Y理∑△X理∑△Y測∑△X測閉合導線計算與附合導線計算的區(qū)別：重點提示：區(qū)別之處:閉合差計算（角度閉合差、坐標增量閉合差）相同之處：計算步驟，閉合差分配、坐標計算。（五）導線測量錯誤的檢查1、一個角度測錯的查找方法如圖附和導線第3點以前是正確的，檢查的方法：分別從導線兩端的已知點坐標及已知坐標方位角出發(fā)，按支導線計算導線各點的坐標，得到兩套坐標。如果某一個導線點的兩套坐標值非常接近，則該點的轉(zhuǎn)折角最有可能測錯。△β△β6-4交會定點的計算交會測量概念：用交會測量的方法來加密控制點滿足施工或測圖所需的控制點，稱為交會測量。交會測量分為測角交會，測邊交會兩類。前方交會如圖a所示（在兩已知點上設站）測角交會側(cè)方交會如圖b所示（在一個已知點上設站）后方交會如圖c所示（在未知點上設站）前方交會側(cè)方交會后方交會一、前方交會的計算

前方交會,圖形簡單,外業(yè)少,計算公式簡單,是常用加密控制點方法1、前方交會概念如圖所示：前方交會就是在ABC已知點置儀器,P為待定點，觀測α1，β1，α2，β2，.分兩組計算P點的坐標叫前方交會。(P點在實地選定)為了檢核觀測精度也可觀測αβ、γ。OYBCASABXP∠B∠P∠C∠A∠aAB

（二）前方交會計算步驟1．先繪制野外略圖，按公式推導的圖形編號。2．填制觀測資料，已知點坐標。3．利用公式計算兩組坐標。4、兩組坐標較差，ΔD≤2×0.1M（mm）,M為測圖比例尺分母。ΔD容=2×0.1M=2×0.1×1000=200mm=0.2m例：兩組X坐標值0.06my坐標值0.00m

ΔD=O.06mΔD<ΔD容成果合格。5．取兩組坐標值平均值作為最后結(jié)果。OYBCASABXP∠B∠P∠C∠A∠aAB（三）前方交會點P坐標的計算公式待定點P的坐標計算方法下：由圖可看：由公式可看：等于什么？γAB

α1β1

ΔxAP

ΔyAP

αAPPXYO已知邊長和坐標方位角圖中：由正玄定理：AαBPγβAαBPγβOXYαAPαABabc直接計算待定點坐標的公式余切公式：正切公式：OYBCASABXP∠B∠P∠C∠A∠aAB（四）前方交會計算實例（五）前方交會中應注意的問題

1、交會角γ應在30-----150之間最好為90°2、點號按逆時針方向編號如圖所示：在已知點A（或B）和未知點P上設站，測得α（或β）、γ角。提示：計算P點坐標時先求出β=180-（α+γ），這樣就和前方交會的情形一致了，于是可以利用前方交會的公式計算P點坐標。二、側(cè)方交會ABPacbαABβABPacbαβfDXY6-5、三、四等水準測量及高程計算一、

三、四等水準測量技術(shù)基本要求⑴儀器；⑵水準尺；⑶視線長度；⑷前后視距差；⑸視線高；⑹黑紅面尺的讀數(shù)差。二、三四等水準測量的方法

1、測站觀測程序①照準后視標尺黑面，按下、上、中絲讀數(shù)；②照準前視標尺黑面，按下、上、中絲讀數(shù)；③照準前視標尺紅面，按中絲讀數(shù)；④照準后視標尺紅面，按中絲讀數(shù)。這樣的順序簡稱為“后前前后”（黑、黑、紅、紅）。四等水準測量每站觀測順序也可為后-后-前-前（黑、紅、黑、紅）。提示：無論何種順序，視距絲和中絲讀數(shù)均應在儀器精平時讀數(shù)。2、四等水準測量的要求四等水準測量，如果采用單面尺觀測，則可按變更儀器高法進行，觀測順序為：后-前-變儀器高-前-后，變更儀器高前按三絲讀數(shù)，以后則按中絲讀數(shù)，三、三四等水準測量計算1、計算與較核將觀測數(shù)據(jù)（1）、（2）、……、（8）按表形式記錄。（1）視距計算后視距離（9）=100[（1）-（2）]前視距離（10）=100[（4）-（5）]前視視距差值（11）=（9）-（10）視距差累積值（12）=前站（12）+本站（11）（2）高差計算先進行同一標尺紅、黑讀數(shù)較核，后進行高差計算。前視黑、紅讀數(shù)差：（13）=K106+（6）-（7）后視黑、紅讀數(shù)差：（14）=K105+（3）-（8）(13)、(14)應等于零，不符值應滿足表的要求。否則應重新觀測黑面高差：（15）=（3）-（6）紅面高差：（16）=（8）-（7）紅、黑面高差之差：（17）=（15）-（16）±0.100計算較核：（17）=（14）-（13）2、

計算的校核高差部分按頁分別計算后視紅、黑面高差之和與前視讀數(shù)綜合之差，他應等于紅、黑面高差之和。對于測站數(shù)為偶數(shù)：∑[（3）+（8）]-∑[（6）+（7）]=∑[（15）+（16）]=2∑(18)對于測站數(shù)為奇：∑[（3）+（8）]-∑[（6）+（7）]=[（15）+（16）]=2∑(18)±0.100視距部分：后視距總和與前視距總和之差應等于末站視距查累積值。較核無誤后，可計算水準路線的總長度。3、成果計算在完成一測段單程測量后，須立即計算器高差總和。完成一測段往、返觀測后，應立即計算高差閉合差，進行成果檢驗。其高差閉合差應符合表的規(guī)定。然后對閉合差進行調(diào)整。最后按調(diào)整后的高差計算各水準點的高程。6-6GPS全球定位系統(tǒng)簡介一、GPS的組成GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)：由三大部分組成包括GPS衛(wèi)星星座（空間部分）地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）GPS信號接收機（用戶設備部分）三大部分。二、GPS全球定位系統(tǒng)簡介1、

GPS衛(wèi)星及其星座（空間部分）GPS衛(wèi)星工作星座是由24顆工作衛(wèi)星，以55度傾角分布在地球上空20.200km均勻分布在6個軌道平面內(nèi)。運行周期為12