小區(qū)域控制概述

第5章 小區(qū)域控制測量控制測量概述導線測量三角高程測量全站儀三維導線測量5/27/20251長沙理工大學徐鵬5.1控制測量概述控制網(wǎng)：測區(qū)內(nèi)若干個控制點（關(guān)鍵點）所構(gòu)成的幾何圖形平面控制網(wǎng)：平面位置控制點所組成的控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)：高程控制點所組成的控制網(wǎng)控制測量：確定控制點位置（坐標）的測量工作使得所有控制點成為已知點平面控制測量：確定控制點平面位置（坐標）的測量工作高程控制測量：確定控制點高程的測量工作5/27/20252長沙理工大學徐鵬5.1.1控制測量的作用前4章內(nèi)容解決了確定1個點位、評價其精度的問題地形圖、施工圖：若干個點，有控制（誤差）問題基本原則：測量工作布局：由整體到局部精度：由高級到低級次序：先控制后碎部整體與控制：實際上是整體上控制高精度然后進行相對較低精度的細節(jié)（碎部）測量工作控制測量：用高精度儀器、方法測定關(guān)鍵點的位置（坐標）由單個點的定位，到一系列點的定位本章的中心內(nèi)容5/27/20253長沙理工大學徐鵬5.1.2國家控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)：在全國范圍內(nèi)，按統(tǒng)一的方案建立的控制網(wǎng)規(guī)格統(tǒng)一測量精密誤差處理：最小二乘法、嚴密處理國家平面控制網(wǎng)：一、二、三、四等國家高程控制網(wǎng)：一、二、三、四等5/27/20254長沙理工大學徐鵬一、國家平面控制網(wǎng)一等網(wǎng)：沿經(jīng)緯線布成鎖狀，單鎖200km縱橫鎖段相交處布設(shè)天文點二等網(wǎng)：是在一等鎖內(nèi)布設(shè)的平面網(wǎng)三，四等網(wǎng)：在二等網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密三角控制測量等級標準等級形狀三角鎖段長（km）兩端基線長（km）三角形邊長（km）一三角鎖環(huán)200>520~25二一等網(wǎng)的鎖環(huán)內(nèi)加密，網(wǎng)狀13左右三二等網(wǎng)的加密，網(wǎng)狀，是地形與工程測量的基礎(chǔ)一般為8四2~65/27/20255長沙理工大學徐鵬國家平面控制網(wǎng)舉例5/27/20256長沙理工大學徐鵬二、國家高程控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)主要是精密水準網(wǎng)一等水準網(wǎng)：全國范圍內(nèi)，縱橫網(wǎng)環(huán)狀，環(huán)線周長1,000~2,000km二等水準網(wǎng)：一等水準環(huán)內(nèi)，環(huán)線周長500~750km三等水準網(wǎng)：多成附合路線、互相交叉，形成閉合環(huán)附合路線長度≤200km，環(huán)線周長≤300km四等水準網(wǎng)：多成附合路線，長度≤80km5/27/20257長沙理工大學徐鵬國家高程控制網(wǎng)舉例5/27/20258長沙理工大學徐鵬5.1.3小區(qū)域控制網(wǎng)小區(qū)域控制網(wǎng)：在小區(qū)域內(nèi)建立的測量控制網(wǎng)小區(qū)域平面控制網(wǎng)小區(qū)域高程控制網(wǎng)小區(qū)域控制測量：確定小區(qū)域控制點位置（坐標）的測量聯(lián)測：盡可能地將高級國家或城市控制點作為小區(qū)域控制網(wǎng)的起算和校核數(shù)據(jù)獨立控制網(wǎng)：無法建立聯(lián)測的小區(qū)域控制網(wǎng)專用控制網(wǎng)：為工程建設(shè)/特殊需要而建立的控制網(wǎng)5/27/20259長沙理工大學徐鵬首級控制測量、圖根控制測量地形測圖的圖根點密度測圖比例尺1:5001:10001:20001:5000圖幅尺寸（cm2）50×5050×5050×5040×40控制點數(shù)目8121530首級控制：地形圖測圖的最高精度控制網(wǎng)中小城市：一般為四等網(wǎng)小城鎮(zhèn)：≤15km2，一級網(wǎng)（小三角/導線）小范圍：≤0.5km2，圖根控制網(wǎng)圖根控制點/圖根點：直接供地形測圖使用的控制點圖根控制測量：圖根點位置（坐標）的測量工作5/27/202510長沙理工大學徐鵬小區(qū)域控制測量的常用方法導線測量小三角測量交會定點三角高程測量5/27/202511長沙理工大學徐鵬5.2導線測量導線：將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點用直線連接所構(gòu)成的折線圖形導線點：構(gòu)成導線的控制點導線邊：導線的折線邊適用于城市建筑區(qū)，隱蔽區(qū)，帶狀地區(qū)控制測量導線測量目的：測算各導線點的坐標測量：導線邊長度、轉(zhuǎn)折角坐標方位角：根據(jù)起算（已知點）數(shù)據(jù)推算坐標方位角：閉合差平差坐標：根據(jù)起算（已知點）、導線邊長、坐標方位角坐標：閉合差平差5/27/202512長沙理工大學徐鵬城市及圖根導線測量技術(shù)指標等級導線長度km平均導線邊長m測角中誤差"測回數(shù)角度閉合差"相對閉合差DJ6DJ2一級3.6300±542±10√n1/14,000二級2.4200±831±16√n1/10,000三級1.5120±1221±24√n1/6,000圖根≤1.0M≤1.5最大視距±201—±40√n1/2,000注：n為測站數(shù)，M為測圖比例尺分母。5/27/202513長沙理工大學徐鵬5.2.1導線布設(shè)形式5/27/202514長沙理工大學徐鵬5.2.2導線測量的外業(yè)選點測角量邊聯(lián)測5/27/202515長沙理工大學徐鵬一、選點收集相關(guān)資料，擬定導線方案野外踏勘、核對、修改、確定點位建立標志釘木樁、小釘埋設(shè)標石繪制點位略圖5/27/202516長沙理工大學徐鵬一、選點要求通視良好：地勢平坦，便于測量角度和距離土質(zhì)堅實：便于保存標志、安置儀器視野開闊：便于盡可能多地測量碎部邊長大致相等：最長不超過平均邊長兩倍，相鄰邊長比不宜超過1:3導線點分布均勻：有足夠的密度，便于控制整個測區(qū)5/27/202517長沙理工大學徐鵬二、測角轉(zhuǎn)折角β

：測量導線上相鄰導線邊的水平角左角β左

：所測的轉(zhuǎn)折角位于導線前進方向的左側(cè)右角β右

：所測的轉(zhuǎn)折角位于導線前進方向的右側(cè)閉合導線測內(nèi)角：逆時針方向前進時，為左角5/27/202518長沙理工大學徐鵬三、量邊光電測距儀測量

如果測得斜距，還需要觀測豎直角。圖根導線：在各導線邊的一個端點上安置儀器測一個測回，無需氣象改正；一、二級導線：在導線邊的一端測兩個測回，或在兩端各測一個測回，取平均值，并加以氣象改正。5/27/202519長沙理工大學徐鵬四、聯(lián)測導線：連接到高級控制點測量：連接角、連接邊傳遞：方位角、坐標沒有高級控制點可連時起算方位角：磁方位角起算坐標：假定坐標5/27/202520長沙理工大學徐鵬5.2.3導線近似平差導線測量的最終目的：獲得各導線點的平面坐標，因此外業(yè)結(jié)束之后就要進行導線成果整理。對于城市與工程低等級導線，可采用近似平差的方法。5/27/202521長沙理工大學徐鵬導線測量成果內(nèi)業(yè)計算基本內(nèi)容根據(jù)測量成果進行室內(nèi)成果計算工作導線邊坐標方位角起始、終止坐標方位角：由已知點坐標反算平差：推算的終止方位角、實際的終止方位角坐標方位角：由轉(zhuǎn)折角依次推算導線點坐標坐標：從起始點、導線邊長，依次計算平差：推算的終止點坐標、實際終止點坐標5/27/202522長沙理工大學徐鵬知識回顧：坐標方位角由轉(zhuǎn)折角推算轉(zhuǎn)折角是右角時：β右＝α21－α23α23＝(α12±180o)－β右α23＝α12－β右

±180o轉(zhuǎn)折角是左角時：β左＝α23－α21α23＝(α12±180o)＋β左α23＝α12＋β左

±180o5/27/202523長沙理工大學徐鵬知識回顧：坐標方位角、坐標正、反算x＝xB－xAy＝y(tǒng)B－yA坐標增量坐標正算：根據(jù)已知點A坐標、已知邊長和坐標方位角計算未知點坐標坐標反算：由兩個已知點的坐標反算坐標方位角(﹣/2，/2)和邊長5/27/202524長沙理工大學徐鵬知識回顧：象限角與方位角關(guān)系由象限角計算坐標方位角第1象限角：α=R第2象限角：α=180o-R第3象限角：α=180o+R第4象限角：α=360o-R5/27/202525長沙理工大學徐鵬一、閉合導線坐標計算步驟角度閉合差：計算與調(diào)整坐標方位角：各邊依次推算坐標增量：各邊依次計算坐標增量閉合差：計算、調(diào)整坐標：由起始點依次計算5/27/202526長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202527長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202528長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202529長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202530長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202531長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202532長沙理工大學徐鵬閉合導線坐標計算5/27/202533長沙理工大學徐鵬二、附合導線坐標計算步驟角度閉合差：計算與調(diào)整坐標方位角：各邊依次推算坐標增量：各邊依次計算坐標增量閉合差：計算、調(diào)整坐標：由起始點依次計算5/27/202534長沙理工大學徐鵬附合導線坐標計算5/27/202535長沙理工大學徐鵬附合導線坐標計算其余計算步驟與閉合導線類似。5/27/202536長沙理工大學徐鵬附合導線坐標計算5/27/202537長沙理工大學徐鵬閉合導線與附合導線的區(qū)別1）閉合導線角度閉合差的計算與分配2）閉合導線坐標增量閉合差的計算5/27/202538長沙理工大學徐鵬平面控制點的加密方法導線測量小三角測量交會定點5/27/202539長沙理工大學徐鵬交會定點交會定點：未知點與周邊已知點所構(gòu)成三角形，測量三角形內(nèi)角、邊，計算未知點的平面坐標測角交會法：測量三角形內(nèi)角，計算未知點坐標根據(jù)測站點、未知點的關(guān)系a前方交會、b側(cè)方交會、c后方交會d測邊交會法：測量三角形邊長，計算未知點坐標5/27/202540長沙理工大學徐鵬前方交會推理：依據(jù)正弦定理3個已知控制點：防止錯誤，提高精度檢核2次測算的坐標較差取平均值5/27/202541長沙理工大學徐鵬前方交會公式推導α

的選取P點視線為起始方向已知基線為終止方向5/27/202542長沙理工大學徐鵬前方交會定點實例5/27/202543長沙理工大學徐鵬側(cè)方交會與前方交會定點方法完全相同5/27/202544長沙理工大學徐鵬后方交會常用方法為仿權(quán)計算α＋β＋γ＝±360o若P點位于三角形之外

α、β、γ均為負值避免坐標無解：P點應(yīng)遠離三角形外接圓周線5/27/202545長沙理工大學徐鵬后方交會定點實例5/27/202546長沙理工大學徐鵬測邊交會運用余弦定理可計算未知點坐標根據(jù)兩次計算的位置點坐標的較差進行精度檢核5/27/202547長沙理工大學徐鵬測邊交會定點實例5/27/202548長沙理工大學徐鵬側(cè)邊角后方交會側(cè)邊角后方交會：P點置儀測量：P至若干個已知點的距離及水平角計算：P的坐標步驟已知邊的坐標方位角三角形的3個內(nèi)角2條測邊坐標方位角P點坐標檢核5/27/202549長沙理工大學徐鵬§5.4三角高程測量三角高程測量：觀測兩點間的豎直角與斜距/平距，用三角函數(shù)關(guān)系計算高差，從而得到高程值的測量方法應(yīng)用條件兩點間高差較大、不便于進行水準測量時測距儀、全站儀的精度可達四等水準測量要求雙向觀測（對向觀測）：三角高程測量一般要求往、返觀測，較差符合標準后取平均值，以消除/減弱地球曲率和大氣折光的影響直覘：正向觀測反覘：反向觀測5/27/202550長沙理工大學徐鵬三角高程測量原理經(jīng)緯儀測角與鋼尺量距測距儀/全站儀球氣差改正數(shù)：地球曲率和大氣折光對高差的影像5/27/202551長沙理工大學徐鵬三角高程測量技術(shù)指標等級儀器測回數(shù)指標差較差（"）豎直角較差（"）對向觀測高差較差（mm）附和/環(huán)形閉合差（mm）三絲法中絲法四等DJ237740√D20√D五等DJ212101060√D30√D圖根DJ61≤400×D0.1Hd√n注：D（km）：測邊總長度，n為導線邊數(shù)目Hd（m）：等高距邊長大于400m時，應(yīng)考慮地球曲率和大氣折光得影響5/27/202552長沙理工大學徐鵬三角高程測量步驟測站置儀：測量儀器高度（儀高）測點立鏡：測量棱鏡高度（鏡高）測量豎直角：測回法1~3個測回較差小于容限值時取平均值測量距離：平距/斜距計算：高差、高程值較差小于容限值時取平均值全站儀測量時，可將球氣差等參數(shù)輸入儀器，高差或高程值自動顯示5/27/202553長沙理工大學徐鵬全站儀三維導線測量全站儀三維導線測量：利用全站儀同時進行導線平面控制和導線高程控制測量的方法導線布設(shè)附和三維導線閉合