導線測量及其概算ppt課件

1、第七章第七章 國家控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立及其數(shù)據(jù)處置的建立及其數(shù)據(jù)處置國家平面控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立平面坐標系的選擇與確定導線丈量及其概算控制網(wǎng)平差上一講應掌握的內(nèi)容上一講應掌握的內(nèi)容一、工程平面控制網(wǎng)的建立特點一、工程平面控制網(wǎng)的建立特點1.1.工測控制網(wǎng)與同等級的國家網(wǎng)比較，平均邊長顯著地縮短工測控制網(wǎng)與同等級的國家網(wǎng)比較，平均邊長顯著地縮短2. 2. 長度變形的要求長度變形的要求: 2.5cm/km: 2.5cm/km3. 3. 根據(jù)變形要求選擇適宜的區(qū)域坐標系根據(jù)變形要求選擇適宜的區(qū)域坐標系4.4.首級控制網(wǎng)往往是獨立網(wǎng)，并在首級控制下分級布設首級控制網(wǎng)往往是

2、獨立網(wǎng)，并在首級控制下分級布設5.5.將邊長觀測值先投影到某一水準面，再連同程度方向觀測將邊長觀測值先投影到某一水準面，再連同程度方向觀測值一并投影到高斯平面值一并投影到高斯平面6.6.用常規(guī)技術(shù)測定的工程控制網(wǎng)的平差解算是在高斯平面上用常規(guī)技術(shù)測定的工程控制網(wǎng)的平差解算是在高斯平面上進展。進展。7.7.工程控制網(wǎng)對相對點位誤差工程控制網(wǎng)對相對點位誤差 有特定要求。有特定要求。二、二、 確定平面坐標系的三大要素確定平面坐標系的三大要素投影面的高程投影面的高程中央子午線的經(jīng)度或其所在的位置中央子午線的經(jīng)度或其所在的位置起始點坐標和起始方位角起始點坐標和起始方位角三、工程丈量平面坐標系確實定方案三

3、、工程丈量平面坐標系確實定方案面積小于面積小于25km225km2的小測區(qū)，只需選定某一邊長歸算的高程面建的小測區(qū)，只需選定某一邊長歸算的高程面建立平面直角坐標系，可不經(jīng)高斯投影矯正。立平面直角坐標系，可不經(jīng)高斯投影矯正。2.2.當長度變形值不大于當長度變形值不大于2.5 cm/km (1/4000),2.5 cm/km (1/4000),可直接采用可直接采用 國家國家3 3帶高斯平面直角坐標系。帶高斯平面直角坐標系。3.3.當長度變形值大于當長度變形值大于2.5 cm/km,2.5 cm/km,可采用：可采用： 投影于平均高程面上的高斯投影恣意帶平面直角坐標系投影于平均高程面上的高斯投影恣意

4、帶平面直角坐標系 投影于抵償高程面上的高斯投影投影于抵償高程面上的高斯投影3 3帶平面直角坐標系帶平面直角坐標系 投影于抵償高程面上的高斯投影恣意帶平面直角坐標系投影于抵償高程面上的高斯投影恣意帶平面直角坐標系上一講應掌握的內(nèi)容上一講應掌握的內(nèi)容上一講應掌握的內(nèi)容上一講應掌握的內(nèi)容四、兩種地方獨立坐標系的選擇及其利弊四、兩種地方獨立坐標系的選擇及其利弊1.平均高程面為投影面的恣意帶高斯平面直角坐平均高程面為投影面的恣意帶高斯平面直角坐標系標系 簡稱恣意帶坐標系簡稱恣意帶坐標系 優(yōu)點：適用范圍較大，高斯投影的方向改化優(yōu)點：適用范圍較大，高斯投影的方向改化較小。較小。 缺陷：投影后的坐標與缺陷：投

5、影后的坐標與3度帶坐標的坐標值相度帶坐標的坐標值相差較大。差較大。2.以抵償面為投影面的以抵償面為投影面的3帶高斯平面直角坐標系帶高斯平面直角坐標系簡稱抵償坐標系簡稱抵償坐標系 優(yōu)點：坐標與國家坐標相接近優(yōu)點：坐標與國家坐標相接近 缺陷：投影適用范圍小，高斯投影的方向改化缺陷：投影適用范圍小，高斯投影的方向改化較大，較大， 運用不方便。運用不方便。上一講應掌握的內(nèi)容上一講應掌握的內(nèi)容五、用五、用GPSGPS技術(shù)改造原有控制網(wǎng)的兩種方案技術(shù)改造原有控制網(wǎng)的兩種方案方案方案1 1： 堅持現(xiàn)有的二等控制網(wǎng)，堅持現(xiàn)有的二等控制網(wǎng)， 用用GPSGPS加密加密, ,以取代現(xiàn)有。的三、四等控以取代現(xiàn)有。的三

6、、四等控制點。制點。方案方案2 2：利用原有的起算數(shù)據(jù)建立：利用原有的起算數(shù)據(jù)建立GPSGPS首級網(wǎng)，首級網(wǎng)， 再用再用GPSGPS加密。本質(zhì)上用加密。本質(zhì)上用GPSGPS技術(shù)作全面技術(shù)作全面改造。改造。7-2 7-2 工程丈量平面坐標系的選擇與確定工程丈量平面坐標系的選擇與確定( (續(xù)續(xù)) )七、控制網(wǎng)優(yōu)化設計簡介七、控制網(wǎng)優(yōu)化設計簡介1、概述、概述 最優(yōu)化就是在一樣的條件下從一切能夠方最優(yōu)化就是在一樣的條件下從一切能夠方案中選擇最正確的一個。案中選擇最正確的一個。2、控制網(wǎng)的設計目的、控制網(wǎng)的設計目的 控制網(wǎng)設計的目的，指的是控制網(wǎng)應到達的質(zhì)量控制網(wǎng)設計的目的，指的是控制網(wǎng)應到達的質(zhì)量規(guī)范

7、，它是設計的根據(jù)和目的，同時又是評定網(wǎng)的規(guī)范，它是設計的根據(jù)和目的，同時又是評定網(wǎng)的質(zhì)量的目的。質(zhì)量規(guī)范包括精度規(guī)范、可靠性規(guī)范、質(zhì)量的目的。質(zhì)量規(guī)范包括精度規(guī)范、可靠性規(guī)范、費用規(guī)范、可區(qū)分規(guī)范及靈敏度規(guī)范等，其中常用費用規(guī)范、可區(qū)分規(guī)范及靈敏度規(guī)范等，其中常用的主要是前的主要是前3個規(guī)范。個規(guī)范。精度規(guī)范精度規(guī)范 按間接給出未知點的坐標協(xié)因數(shù)陣按間接給出未知點的坐標協(xié)因數(shù)陣Qxx和和點位精度及點位誤差橢圓。點位精度及點位誤差橢圓?？煽啃砸?guī)范可靠性規(guī)范 網(wǎng)的可靠性，指控制網(wǎng)可以發(fā)現(xiàn)觀測網(wǎng)的可靠性，指控制網(wǎng)可以發(fā)現(xiàn)觀測值中存在的粗差和抵抗殘存粗差對平差結(jié)果的影響值中存在的粗差和抵抗殘存粗差對平

8、差結(jié)果的影響的才干。的才干。七、控制網(wǎng)優(yōu)化設計簡介七、控制網(wǎng)優(yōu)化設計簡介3、優(yōu)化設計的方法、優(yōu)化設計的方法 1)、解析法：解析法具有計算機時較少，實際上較嚴、解析法：解析法具有計算機時較少，實際上較嚴密等優(yōu)點；但其數(shù)學模型難于構(gòu)造，具有最優(yōu)解有時密等優(yōu)點；但其數(shù)學模型難于構(gòu)造，具有最優(yōu)解有時不符合實踐或可行性差。不符合實踐或可行性差。 2)、模擬法：模擬法是對閱歷設計的初步網(wǎng)形和觀測、模擬法：模擬法是對閱歷設計的初步網(wǎng)形和觀測精度，模擬一組數(shù)據(jù)與觀測值輸入計算機，按間接精度，模擬一組數(shù)據(jù)與觀測值輸入計算機，按間接(參參數(shù)數(shù))平差，組成誤差方程和法方程，求逆而得到未知參平差，組成誤差方程和法方程

9、，求逆而得到未知參數(shù)的協(xié)因數(shù)陣數(shù)的協(xié)因數(shù)陣(或方差協(xié)方差陣或方差協(xié)方差陣)，計算未知參數(shù)及其，計算未知參數(shù)及其函數(shù)的精度，估算本錢，或進一步計算可靠性等信息；函數(shù)的精度，估算本錢，或進一步計算可靠性等信息；與預定的精度、本錢和可靠性要求等相比較；根據(jù)計與預定的精度、本錢和可靠性要求等相比較；根據(jù)計算所提供的信息和設計者的閱歷，對控制網(wǎng)的基準、算所提供的信息和設計者的閱歷，對控制網(wǎng)的基準、網(wǎng)形、觀測精度等進展修正。網(wǎng)形、觀測精度等進展修正。八、高斯投影坐標的鄰帶換算八、高斯投影坐標的鄰帶換算高斯投影的換帶計算普通采用高斯投影反正算法。高斯投影的換帶計算普通采用高斯投影反正算法。即把點的舊帶平面坐

10、標即把點的舊帶平面坐標x舊，舊，y舊經(jīng)高斯投影反算得橢球舊經(jīng)高斯投影反算得橢球面坐標面坐標B，L，再將，再將B，L經(jīng)高斯投影正算得該點在新帶的經(jīng)高斯投影正算得該點在新帶的坐標坐標x新，新，y新。詳細做法為：新。詳細做法為： x舊，舊，y舊經(jīng)投影反算得舊經(jīng)投影反算得B，l舊舊 L=L0舊舊+l舊舊 l新新=L-L0新新 B， l新經(jīng)投影正算得新經(jīng)投影正算得x新，新，y新新這里這里L0舊，舊，L0新分別表示舊帶和新帶中央子午線經(jīng)度。新分別表示舊帶和新帶中央子午線經(jīng)度。這種換帶方法也適用于恣意中央子午線的換帶。這種換帶方法也適用于恣意中央子午線的換帶。鄰帶換算的算例鄰帶換算的算例 某點的54坐標高斯

11、平面坐標為： x =3879.63m，y=20349981.60m， 試換算為中央子午線為115的地方坐標系坐標。解：由給定的y坐標知，該點在第20帶， y坐標自然值為 -150018.40m。 用 x舊=3879.63，y舊=-150018.40經(jīng)投影反算得 B=342625.1132，l舊=-13755.9409 L0舊=206-3=117 L=L0舊+l舊=117 -13755.9409=1152204.0591 l新=L-L0新=1152204.0591-115=02204.0591 用B=342625.1132 ， l新=02204.0591經(jīng)投影正算得：x新=3879.63m，y新

12、=33802.920+500000=533802.920m 7-3 7-3 導線丈量及其概算導線丈量及其概算一、導線丈量一、導線丈量1.導線丈量外業(yè)的內(nèi)容導線丈量外業(yè)的內(nèi)容邊長觀測、程度角觀測、垂直角觀測、歸心元素測定邊長觀測、程度角觀測、垂直角觀測、歸心元素測定2.導線丈量的主要技術(shù)要求導線丈量的主要技術(shù)要求3.導線丈量本卷須知導線丈量本卷須知 應在大氣穩(wěn)定和成像明晰的氣候條件下觀測；應在大氣穩(wěn)定和成像明晰的氣候條件下觀測； 測距儀開機后應有一定的預熱時間；測距儀開機后應有一定的預熱時間； 晴天作業(yè)時，儀器應打傘；晴天作業(yè)時，儀器應打傘； 測線應高出地面和分開妨礙物測線應高出地面和分開妨礙物

13、1m以上，等級丈量以上，等級丈量1.5m以上；以上； 一定要量取儀器高和反光鏡高覘標高，量兩次至毫米；一定要量取儀器高和反光鏡高覘標高，量兩次至毫米； 導線點只需兩個方向時，應觀測左、右角奇左、偶右；導線點只需兩個方向時，應觀測左、右角奇左、偶右； 垂直角觀測用垂直角觀測用“中絲法、中絲法、“三絲法皆可，三絲法皆可，14測回。測回。一、導線丈量續(xù)一、導線丈量續(xù)4.4.三聯(lián)腳架法測導線三聯(lián)腳架法測導線詳細作法詳細作法優(yōu)點：減少了架腳架對中的次數(shù)，并可減少整平任務量優(yōu)點：減少了架腳架對中的次數(shù)，并可減少整平任務量 各點對中誤差只對本點坐標有影響，而不會在坐各點對中誤差只對本點坐標有影響，而不會在坐

14、 標推導中積累傳送給其他點。標推導中積累傳送給其他點。 三聯(lián)腳架法可大大提高測導線丈量的精度和效率。三聯(lián)腳架法可大大提高測導線丈量的精度和效率。5.5.歸心元素的測定歸心元素的測定 普通采用投影圖解法測定普通采用投影圖解法測定二、導線丈量質(zhì)量檢驗二、導線丈量質(zhì)量檢驗1.1.方位角閉合差檢驗方位角閉合差檢驗 T1 T1、T2T2為知方位角，由為知方位角，由T1T1開場按觀測左角推算開場按觀測左角推算T2T2的方位的方位角閉合差：角閉合差： 閉合差的限差：閉合差的限差：12(1) 180TWTnTi2Wnm限2.2.導線環(huán)內(nèi)角和檢驗導線環(huán)內(nèi)角和檢驗 導線環(huán)內(nèi)角和閉合差：導線環(huán)內(nèi)角和閉合差： 閉合差

15、的限差：閉合差的限差：(2) 180TWni2Wnm限3.3.坐標條件閉合差檢驗坐標條件閉合差檢驗 附合道路坐標閉合差：附合道路坐標閉合差： 閉合差的限差：閉合差的限差：cossinxAiByAiBWxDTxWyDTyii22222222222(cos)() 2(sin)() xiyiWiDniWiDnimmT myymmT mxx二、導線丈量質(zhì)量檢驗續(xù)二、導線丈量質(zhì)量檢驗續(xù)4.4.導線全長相對閉合差檢驗導線全長相對閉合差檢驗 坐標閉合差限差計算比較費事，普通作導線全長相對閉坐標閉合差限差計算比較費事，普通作導線全長相對閉合差檢驗：合差檢驗： 22DxyWWW導線全長絕對閉合差:DWfD導線全

16、長相對閉合差:5.5.測角中誤差估算檢驗測角中誤差估算檢驗 當角度閉合差有一定數(shù)量時：當角度閉合差有一定數(shù)量時： /WWmnk按角度閉合差計算測角中誤差:三、導線丈量成果外業(yè)概算步驟三、導線丈量成果外業(yè)概算步驟 導線丈量外業(yè)成果經(jīng)過概算后方可進展平差計算。導導線丈量外業(yè)成果經(jīng)過概算后方可進展平差計算。導線網(wǎng)外業(yè)概算的大體步驟：線網(wǎng)外業(yè)概算的大體步驟：1.外業(yè)成果資料的檢查驗收；外業(yè)成果資料的檢查驗收；2.編制知數(shù)據(jù)表，繪制控制網(wǎng)略圖；編制知數(shù)據(jù)表，繪制控制網(wǎng)略圖；3.在制控制網(wǎng)略圖上抄錄觀測數(shù)據(jù)；在制控制網(wǎng)略圖上抄錄觀測數(shù)據(jù)；4.計算近似程度邊長和近似平面坐標；計算近似程度邊長和近似平面坐標；

17、5.控制點三角高程計算和三角高程平差；控制點三角高程計算和三角高程平差；6.程度方向值歸算至高斯平面；程度方向值歸算至高斯平面；7.地面斜邊觀測值歸算至高斯平面；地面斜邊觀測值歸算至高斯平面；8.導線網(wǎng)質(zhì)量檢驗；導線網(wǎng)質(zhì)量檢驗；9.計算資用坐標。計算資用坐標。三角高程計算三角高程計算一條邊上的往、返測高差計算公式：一條邊上的往、返測高差計算公式：2212121212121222212121212121sincos(1)sincos(1)mmHhdiaC dRHhdiaC dR)/(2 )0.12kRk球氣差系數(shù)C： C=(1-大氣垂直折光系數(shù) 一般取220.1m0.05 m0.05 mkmkm

18、kmWdWdWd 往返限附合限閉合限三角高程計算應檢驗的工程三角高程計算應檢驗的工程程度方向值歸算至高斯平面程度方向值歸算至高斯平面1.程度方向觀測值歸心計算 詳細公式與計算見有關(guān)控制丈量書2.三差矯正計算 將程度方向歸算至橢球面上，包括垂線偏向矯正、標高差矯正及截面差矯正，習慣上稱此三項矯正為三差矯正3.方向改化計算大地線描寫形曲線與其弦線之間的夾角，叫方向改化。橢球面網(wǎng)歸算到平面上，一切的方向都必需加方向改化22()2()2abmabbamabyxxRyxxR 對于二等及一等來說，平面坐標計算至對于二等及一等來說，平面坐標計算至10m和和1m，才可，才可滿足方向改化的計算，第一次近似坐標精

19、度普通不夠。滿足方向改化的計算，第一次近似坐標精度普通不夠。地面斜邊觀測值歸算至高斯平面地面斜邊觀測值歸算至高斯平面1.1.計算近似地面平距計算近似地面平距2.2.測邊歸心矯正計算測邊歸心矯正計算3.3.計算橢球面邊長計算橢球面邊長4.4.計算間隔改化，獲得高斯面邊長計算間隔改化，獲得高斯面邊長220()ddH 0( coscos)dee 302,24AAARdDSRHRHR測距光線兩端大地高平均值； 測邊方向的橢球曲率半徑242224()()22424mmyyyDSSRRR222myDSSR三、四等計算采用：終了謝謝！謝謝！電磁波測距導線的主要技術(shù)要求城市電磁波測距導線的主要技術(shù)要求城市等級

20、附合導線長度km平均邊長m每邊測距中誤差mm測角中誤差導線全長相對閉合差三等四等一級二級三級153 0001 60030020012018181515151.52.558121/60 0001/40 0001/14 0001/10 0001/6 000GPSGPS網(wǎng)的主要技術(shù)要求網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級平均間隔kma (mm)b (110-6)最弱邊相對中誤差二等91021/120000三等51051/80000四等210101/45000一級110101/20000二級115201/10000注：當邊長小于注：當邊長小于200m時，邊長中誤差小于時，邊長中誤差小于20mm。

21、各等級各等級GPS網(wǎng)相鄰點間弦長精度網(wǎng)相鄰點間弦長精度22bda 測距的主要技術(shù)要求工測規(guī)范測距的主要技術(shù)要求工測規(guī)范測距的主要技術(shù)要求工測規(guī)范測距的主要技術(shù)要求工測規(guī)范平面控制網(wǎng)等級測距儀精度等級觀測次數(shù)總測回數(shù)一測回讀數(shù)較差mm單程各測回較差mm往返較差往反二、三等116572(a+bD)81015四 等114-6576-81015一級12101542030二、三級11-2101522030注：測回指照準目的一次，讀數(shù)24次的過程氣候數(shù)據(jù)的測定要求氣候數(shù)據(jù)的測定要求等 級最小讀數(shù)測定的時間間隔氣候數(shù)據(jù)的取用溫度 氣壓Pa二、三、四等網(wǎng)的起始邊和邊長0.250一測站同時段觀測的始末測段兩端的平均值一級網(wǎng)的起始邊和邊長0.5100每邊測定一次觀測一端的數(shù)據(jù)二、三級網(wǎng)的起始邊和邊長0.5100一時段始末各測定一次取平均值用于各邊三差矯正三差矯正普通情況下：普通情況下：一等加三差矯正；一等加三差矯正；二等加垂線偏向矯正和標高差矯正；二等加垂線偏向矯正和標高差矯正；三等和四等普通不加三差矯正三等和四等