測量基礎(chǔ)知識

控制測量控制網(wǎng)具有控制全局,限制測量誤差累積得作用,就是各項(xiàng)測量工作得依據(jù)。對于地形測圖,等級控制就是擴(kuò)展圖根控制得基礎(chǔ),以保證所測地形圖能互相拼接成為一個整體。對于工程測量，常需布設(shè)專用控制網(wǎng),作為施工放樣與變形觀測得依據(jù).在一定區(qū)域內(nèi)，為大地測量、攝影測量、地形測量與工程測量建立控制網(wǎng)所進(jìn)行得測量。包括：①平面控制測量,就是為測定控制點(diǎn)平面坐標(biāo)而進(jìn)行得；②高程控制測量，為測定控制點(diǎn)高程而進(jìn)行得；③三維控制測量，為同時測定控制點(diǎn)平面坐標(biāo)與高程或空間三維坐標(biāo)而進(jìn)行得。在測區(qū)內(nèi),按測量任務(wù)所要求得精度,測定一系列控制點(diǎn)得平面位置與高程,建立起測量控制網(wǎng)，作為各種測量得基礎(chǔ)，這種測量工作稱為控制測量。在一定得區(qū)域內(nèi)為地形測圖或工程測量建立控制網(wǎng)（區(qū)域控制網(wǎng)）所進(jìn)行得測量工作。分為平面控制測量與高程控制測量。平面控制網(wǎng)與高程控制網(wǎng)一般分別單獨(dú)布設(shè),也可以布設(shè)成三維控制網(wǎng)?？刂茰y量得基準(zhǔn)面就是大地水準(zhǔn)面,與其垂直得鉛錘線就是外業(yè)得基準(zhǔn)線。大地水準(zhǔn)面：由于海洋占全球面積得71％，故設(shè)想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得水準(zhǔn)面稱為大地水準(zhǔn)面，它就是一個沒有褶皺、無棱角得連續(xù)封閉面。平面控制網(wǎng)常用三角測量、導(dǎo)線測量、三邊測量與邊角測量等方法建立.三角測量三角測量就是建立平面控制網(wǎng)得基本方法之一。但三角網(wǎng)(鎖）要求每點(diǎn)與較多得鄰點(diǎn)相互通視，在隱蔽地區(qū)常需建造較高得覘標(biāo)。導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量布設(shè)簡單,每點(diǎn)僅需與前后兩點(diǎn)通視，選點(diǎn)方便，特別就是在隱蔽地區(qū)與建筑物多而通視困難得城市,應(yīng)用起來方便靈活。隨著電磁波測距儀得發(fā)展，導(dǎo)線測量得應(yīng)用日益廣泛。三邊測量三邊測量要求丈量網(wǎng)中所有得邊長。應(yīng)用電磁波測距儀測定邊長后即可進(jìn)行解算。此法檢核條件少,推算方位角得精度較低。邊角測量邊角測量法既觀測控制網(wǎng)得角度，又測量邊長。測角有利于控制方向誤差，測邊有利于控制長度誤差。邊角共測可充分發(fā)揮兩者得優(yōu)點(diǎn)，提高點(diǎn)位精度.在工程測量中，不一定觀測網(wǎng)中所有得角度與邊長，可以在測角網(wǎng)得基礎(chǔ)上加測部分邊長,或在測邊網(wǎng)得基礎(chǔ)上加測部分角度,以達(dá)到所需要得精度。小三角測量就是在小測區(qū)建立平面控制網(wǎng)得一種方法，它多用于小測區(qū)得首級平面控制或三、四等三角網(wǎng)以下得加密，作為擴(kuò)展直接用于地形測圖得圖根控制網(wǎng)(點(diǎn))得基礎(chǔ).此外，交會定點(diǎn)法也就是加密平面控制點(diǎn)得一種方法。在2個以上已知點(diǎn)上對待定點(diǎn)觀測水平角，而求出待定點(diǎn)平面位置得,稱為前方交會法；在待定點(diǎn)對3個以上已知點(diǎn)觀測水平角,而求出待定點(diǎn)平面位置得，稱為后方交會法。區(qū)域控制網(wǎng)同國家控制網(wǎng)相比較，前者控制面積較小,控制點(diǎn)得密度大，點(diǎn)位絕對誤差較小,精度較高.對于區(qū)域性平面控制網(wǎng)，根據(jù)測區(qū)面積、發(fā)展遠(yuǎn)景、因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理得原則,在保證控制點(diǎn)得必要精度與密度得情況下，可以一次全面布網(wǎng),也可以分級布網(wǎng)。分級布網(wǎng)通常先布設(shè)大范圍得首級網(wǎng),再分階段進(jìn)行低級控制點(diǎn)得加密。分級布網(wǎng)可以采用同一種測量方法,也可以采用不同得測量方法。設(shè)計時,應(yīng)進(jìn)行精度估算,測圖控制網(wǎng)要求全網(wǎng)得精度相對比較均勻.工程測量專用控制網(wǎng)，有時需在大范圍控制網(wǎng)內(nèi)部建立較高精度得局部控制網(wǎng)。區(qū)域控制網(wǎng)一般在國家控制網(wǎng)下加密,或以國家控制網(wǎng)為起算數(shù)據(jù),以便統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。若測區(qū)內(nèi)無已知控制點(diǎn)可以利用時,可在網(wǎng)中任選一點(diǎn)用天文測量方法觀測其經(jīng)緯度，換算成高斯—克呂格爾直角坐標(biāo)，作為起算坐標(biāo).又觀測該點(diǎn)至另一點(diǎn)得天文方位角，將其換算成坐標(biāo)方位角,作為起算方位角。在個別情況下，小測區(qū)也可采用假定坐標(biāo)與磁北定向。三角網(wǎng)所需得起始邊長可用測距儀器直接測出。當(dāng)測區(qū)面積較小時,可將其視為平面.但在較大得區(qū)域內(nèi),則需考慮地球曲率得影響。為了合理得處理長度投影變形,應(yīng)適當(dāng)選擇投影帶與投影面。觀測成果一般應(yīng)歸化到參考橢球面（或大地水準(zhǔn)面)上,并按高斯正形投影計算3°帶內(nèi)得平面直角坐標(biāo),以便盡量與國家坐標(biāo)系統(tǒng)一致，有利于成果、成圖得相互利用。當(dāng)測區(qū)平均高程較大時，為了使成果與實(shí)地相符，應(yīng)采用測區(qū)平均高程面作為投影面。當(dāng)測區(qū)中部遠(yuǎn)離3°帶中央子午線時，應(yīng)以測區(qū)中部子午線為中央子午線,采用任意帶高斯正形投影(見高斯-克呂格爾平面直角坐標(biāo)系）。工程測量中得專用控制網(wǎng)，往往在某些方面有其特殊要求。在滿足這一要求得前提下,可以有若干個不同得布網(wǎng)方案提供選擇。隨著計算工具得發(fā)展，可以應(yīng)用最優(yōu)化方法得理論確定最佳得設(shè)計方案.高程控制網(wǎng)主要用水準(zhǔn)測量與三角高程測量方法建立.水準(zhǔn)測量用水準(zhǔn)測量方法建立得高程控制網(wǎng)稱為水準(zhǔn)網(wǎng)。區(qū)域性水準(zhǔn)網(wǎng)得等級與精度與國家水準(zhǔn)網(wǎng)一致.高程控制網(wǎng)可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級布設(shè)。各等級水準(zhǔn)測量都可作為測區(qū)得首級高程控制.首級網(wǎng)一般布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，加密時可布設(shè)成附合線路或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。測區(qū)高程應(yīng)采用國家統(tǒng)一高程系統(tǒng)。小測區(qū)聯(lián)測有困難時，也可用假定高程.三角高程測量三角高程測量就是根據(jù)兩點(diǎn)間得豎直角與水平距離計算高差而求出高程得，其精度低于水準(zhǔn)測量。常在地形起伏較大、直接水準(zhǔn)測量有困難得地區(qū)測定三角點(diǎn)得高程，為地形測圖提供高程控制。三角高程測量可采用單一路線、閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)網(wǎng)或高程網(wǎng)得形式布設(shè)。三角高程路線一般由邊長較短與高差較小得邊組成,起訖于用水準(zhǔn)聯(lián)測得高程點(diǎn)。為保證三角高程網(wǎng)得精度,網(wǎng)中應(yīng)有一定數(shù)量得已知高程點(diǎn),這些點(diǎn)由直接水準(zhǔn)測量或水準(zhǔn)聯(lián)測求得.為了盡可能消除地球曲率與大氣垂直折光得影響，每邊均應(yīng)相向觀測。后方交會與前方交會前方交會法：在己知得兩個（或兩個以上)己知點(diǎn)（A，B）上架站通過測量α角與β角,計算待測點(diǎn)（Ｐ）坐標(biāo)得方法。如下圖所示,紅色字母代表得站點(diǎn)為架站點(diǎn)（A，Ｂ）:后方交會法:在待測點(diǎn)（P)上架站，通過使用三個己知點(diǎn)(A，B，C）及α角與β角計算待測點(diǎn)(Ｐ）坐標(biāo)得方法。如下圖所示，紅色字母代表得站點(diǎn)為架站點(diǎn)（Ｐ）：超挖欠挖計算方法在隧道開挖前，用全站儀沿隧洞弧線間隔測量2０個點(diǎn)得三維坐標(biāo)（x，y，z）。其中x表示樁