控制測(cè)量第一章

控制測(cè)量第一章第1頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/112水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)2精密測(cè)角儀器和水平角觀測(cè)3電磁波測(cè)距4高程控制測(cè)量5緒論1內(nèi)容提要第2頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/113高斯投影7控制測(cè)量概算8橢球面上的測(cè)量計(jì)算9測(cè)量控制網(wǎng)的平差計(jì)算與數(shù)據(jù)管理10橢球面上的測(cè)量計(jì)算6第3頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/114緒論

1第4頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/115

測(cè)量誤差的概念誤差的來(lái)源誤差的分類(lèi)偶然誤差的特性能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

測(cè)量誤差的概念誤差的來(lái)源誤差的分類(lèi)偶然誤差的特性能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

測(cè)量誤差的概念誤差的來(lái)源誤差的分類(lèi)偶然誤差的特性能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

測(cè)量誤差的概念誤差的來(lái)源誤差的分類(lèi)偶然誤差的特性能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

測(cè)量誤差的概念誤差的來(lái)源誤差的分類(lèi)偶然誤差的特性能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

測(cè)量誤差的概念誤差的來(lái)源誤差的分類(lèi)偶然誤差的特性能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)

掌握控制測(cè)量的基本任務(wù)、主要內(nèi)容掌握控制測(cè)量的基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)面了解控制測(cè)量新技術(shù)發(fā)展概況能夠?qū)γ糠N測(cè)量誤差采用一定的措施減弱或者消除能力目標(biāo)控制測(cè)量的基本任務(wù)、主要內(nèi)容掌握掌握控制測(cè)量的基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)面知識(shí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)第5頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/116

控制測(cè)量學(xué)是研究精確測(cè)定和描繪地面控制點(diǎn)空間位置及其變化的學(xué)科。

控制測(cè)量：在一定區(qū)域內(nèi)，按測(cè)量任務(wù)所要求的精度，測(cè)定一系列地面標(biāo)志點(diǎn)（控制點(diǎn)）的水平位置和高程位置，建立控制網(wǎng)，這種測(cè)量工作稱(chēng)為控制測(cè)量。

第6頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/117控制測(cè)量分類(lèi)按工作內(nèi)容分平面控制測(cè)量高程控制測(cè)量測(cè)定控制點(diǎn)平面位置測(cè)定控制點(diǎn)高程位置按用途分大地控制測(cè)量工程控制測(cè)量全國(guó)范圍內(nèi),按國(guó)家統(tǒng)一頒布的法式、規(guī)范進(jìn)行的控制測(cè)量為工程建設(shè)或地形圖測(cè)繪，在小區(qū)域內(nèi)，在大地測(cè)量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上獨(dú)立建立控制網(wǎng)的控制測(cè)量第7頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1181.1控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容控制測(cè)量的基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)面控制測(cè)量的現(xiàn)狀及發(fā)展概況第8頁(yè)/共37頁(yè)控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)1、在設(shè)計(jì)階段建立用于測(cè)繪大比例尺地形圖的測(cè)圖控制網(wǎng)。2、在施工階段建立施工控制網(wǎng)。3、在工程竣工后的運(yùn)營(yíng)階段，建立以監(jiān)視建筑物變形為目的的變形觀測(cè)專(zhuān)用控制網(wǎng)。2023/4/119第9頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1110第10頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1111第11頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1112控制測(cè)量的作用1、為測(cè)繪地形圖，布設(shè)全國(guó)范圍內(nèi)及局域性的大地

測(cè)量控制網(wǎng)，為取得大地點(diǎn)的精確坐標(biāo)，建立合

理的大地測(cè)量坐標(biāo)系以及確定地球的形狀、大小

及重力場(chǎng)等參數(shù)。2、控制測(cè)量學(xué)在防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)及環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)

價(jià)與保護(hù)中發(fā)揮著特殊的作用。第12頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1113控制測(cè)量學(xué)的主要內(nèi)容1、研究建立和維持工程和國(guó)家水平控制網(wǎng)和精密水

準(zhǔn)網(wǎng)的原理和方法。2、研究獲得高精度測(cè)量成果的精密儀器和科學(xué)的使

用方法。3、研究地球表面測(cè)量成果向橢球面及平面的數(shù)學(xué)投

影變換及有關(guān)問(wèn)題的測(cè)量計(jì)算。4、研究高精度和多類(lèi)別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)及其聯(lián)合

網(wǎng)的數(shù)學(xué)處理的理論和方法。第13頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11141.2控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容控制測(cè)量的基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)面控制測(cè)量的現(xiàn)狀及發(fā)展概況第14頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1115

地球的自然表面，包括海洋底部、高山高原在內(nèi)的固體地球表面。難以用一個(gè)簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)表達(dá)式描述出來(lái)，所以不適合于數(shù)學(xué)建模。海洋面積約占地表面的71%，陸地面積約占29%，是一個(gè)不規(guī)則曲面。第15頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1116

水準(zhǔn)面：假設(shè)一個(gè)靜止不動(dòng)的海水面延伸并穿過(guò)陸地，包圍整個(gè)地球，形成的一個(gè)閉合曲面（曲面上重力相等）。特點(diǎn)：有無(wú)窮多個(gè)、各個(gè)水準(zhǔn)面之間既不能相切也不能相交。第16頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1117大地水準(zhǔn)面：與平均海水面相重合，不受潮汐、風(fēng)浪及大氣壓變化影響，并延伸到大陸下面處處與鉛垂線相垂直的水準(zhǔn)面。特點(diǎn)：不規(guī)則封閉曲面、重力等位面、無(wú)棱角、無(wú)褶皺。第17頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1118說(shuō)明:一描述地球形狀的一個(gè)重要物理參考面，也是海拔高程系統(tǒng)的起算面。大地水準(zhǔn)面作為外業(yè)測(cè)量的基準(zhǔn)面，而與其相垂直的鉛垂線則是外業(yè)的基準(zhǔn)線。對(duì)水準(zhǔn)尺的黑面尺底刻劃均為0，而紅面尺，則一根尺底為4.687m，另一根尺底刻劃為4.787m。這一數(shù)值用K表示，稱(chēng)為同一水準(zhǔn)尺紅、黑面常數(shù)差。第18頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1119全球大地水準(zhǔn)面圖

第19頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1120大地體：靜止海水面向陸地延伸形成的封閉曲面所包圍的地球?qū)嶓w。代表了地球的形狀和大小。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期測(cè)量實(shí)踐表明，大地體與一個(gè)以橢圓的短軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)橢球的形狀十分近似，所以測(cè)繪工作便取大小與大地體很接近的旋轉(zhuǎn)橢球作為地球的參考形狀和大小。第20頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1121我國(guó)目前采用的旋轉(zhuǎn)橢球體的參數(shù)值為：長(zhǎng)半徑a=6378140m短半徑b=6356755m扁率a=(a–b)/a=1/298.257第21頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1122正常橢球：大地水準(zhǔn)面的規(guī)則形狀。目前，均采用水準(zhǔn)橢球作為正常橢球。參考橢球：與局部大地水準(zhǔn)面吻合的旋轉(zhuǎn)橢球面。起始子午面第22頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1123說(shuō)明:一參考橢球面是測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的基準(zhǔn)面，而與其相垂直的法線則是內(nèi)業(yè)計(jì)算的基準(zhǔn)線。對(duì)水準(zhǔn)尺的黑面尺底刻劃均為0，而紅面尺，則一根尺底為4.687m，另一根尺底刻劃為4.787m。這一數(shù)值用K表示，稱(chēng)為同一水準(zhǔn)尺紅、黑面常數(shù)差。第23頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1124我國(guó)的參考橢球1、1954北京坐標(biāo)系橢球參數(shù)：克拉索夫斯基橢球，長(zhǎng)半徑a=6378245米，扁率α=1/298.3

定位：從前蘇聯(lián)遠(yuǎn)東控制網(wǎng)引入。2、1980西安坐標(biāo)系橢球參數(shù)：IAG1967橢球，長(zhǎng)半徑a=6378137米，扁率α

=1/298.257

定位：由我國(guó)的天文大地網(wǎng)數(shù)據(jù)。第24頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1125我國(guó)目前采用的是1975年“國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)”推薦的橢球參數(shù)，稱(chēng)為“1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系”（簡(jiǎn)稱(chēng)80系），大地原點(diǎn)位于陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。第25頁(yè)/共37頁(yè)大地高H地面點(diǎn)沿法線到參考橢球面的距離

地面點(diǎn)沿實(shí)際重力線到大地水準(zhǔn)面的距離

地面點(diǎn)沿正常重力線到似大地水準(zhǔn)面的距離2023/4/1126第26頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/1127第27頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11281.3控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容控制測(cè)量的基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)面控制測(cè)量的現(xiàn)狀及發(fā)展概況第28頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11291、精密測(cè)角儀器的發(fā)展50年代——垂直度盤(pán)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器、光學(xué)對(duì)中器的改進(jìn)。60年代——讀數(shù)的數(shù)字化與自動(dòng)化；2、測(cè)距儀的發(fā)展普通光源——激光測(cè)距儀——紅外測(cè)距儀全站型電子速測(cè)儀第29頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11303、精密水準(zhǔn)儀的發(fā)展平板玻璃測(cè)微器自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀激光水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀第30頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11314、計(jì)算機(jī)在測(cè)量上的應(yīng)用用于控制測(cè)量的數(shù)據(jù)處理用于現(xiàn)代化數(shù)據(jù)采集測(cè)繪資料檔案管理信息系統(tǒng)的建立第31頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11325、三維激光掃描儀工作原理

三維激光掃描儀向目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，依次掃描被測(cè)區(qū)域，快速獲得地面景觀的三維坐標(biāo)和反射光強(qiáng)，利用軟件進(jìn)行三維建模，生成地面景觀的三維圖象和可量測(cè)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，并可方便地轉(zhuǎn)化為多種輸出格式的圖形產(chǎn)品。第32頁(yè)/共37頁(yè)2023/4/11336、GPS（GlobalPositioningSystem)系統(tǒng)N=?10個(gè)點(diǎn)