第6章控制測量學習教案

1、會計學1第第6章控制章控制(kngzh)測量測量第一頁，共98頁。6.1.1 控制測量控制測量6.1.2 國家國家(guji)控制測量控制測量 6.1.3 小地區(qū)控制測量小地區(qū)控制測量第1頁/共97頁第二頁，共98頁。6.1.1 控制(kngzh)測量第2頁/共97頁第三頁，共98頁?？刂凭W(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程(gochng)控制網(wǎng)兩種： 測定控制點平面位置(x，y)的工作，稱為平面控制測量。 測定控制點高程(gochng)(H)的工作，稱為高程(gochng)控制測量。第3頁/共97頁第四頁，共98頁。6.1.2 國家(guji)控制測量在全國(qun u)范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為國家控制網(wǎng)

2、。是用精密測量儀器和方法依照施測精度按一、二、三、四等四個等級逐級控制建立的。國家控制網(wǎng)也分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)兩種。第4頁/共97頁第五頁，共98頁。(1)(1)布設形式布設形式 以高精度而稀疏的一等三角鎖，盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，形成統(tǒng)一的骨干大地控制以高精度而稀疏的一等三角鎖，盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，形成統(tǒng)一的骨干大地控制(kngzh)(kngzh)網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級（或同時）布設二、三、四等三角網(wǎng)。網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級（或同時）布設二、三、四等三角網(wǎng)。(2)(2)布設原則布設原則 a. a.分級布網(wǎng)分級布網(wǎng)(b(b wn) wn)，逐級

3、控制，逐級控制 b. b.要有足夠的精度要有足夠的精度 c. c.要有足夠的密度要有足夠的密度 d. d.應有統(tǒng)一的規(guī)格應有統(tǒng)一的規(guī)格第5頁/共97頁第六頁，共98頁。共包括三角點共包括三角點、導線點、導線點4843348433個，拉個，拉普拉斯點普拉斯點458458個，長度起始個，長度起始(q sh)(q sh)邊邊467467條，由此條，由此組成全國范圍組成全國范圍的參考框架，的參考框架，是國家各部門是國家各部門和全國各行業(yè)和全國各行業(yè)進行測繪工作進行測繪工作的基礎。的基礎。 全國一等全國一等(y dn)(y dn)三角鎖三角鎖網(wǎng)網(wǎng)第6頁/共97頁第七頁，共98頁。第7頁/共97頁第八頁，

4、共98頁。國家三角鎖、網(wǎng)的布設規(guī)格國家三角鎖、網(wǎng)的布設規(guī)格(gug)(gug)與精度要求與精度要求等級等級平均邊長平均邊長（kmkm）測角中誤差測角中誤差()()三角形最大三角形最大閉合差閉合差最弱邊相對最弱邊相對中誤差中誤差一等網(wǎng)20-250.72.51：150000二等網(wǎng)131.03.51：150000三等網(wǎng)81.87.01：80000四等網(wǎng)2-62.59.01：40000第8頁/共97頁第九頁，共98頁。一等三角鎖是國家平面控制一等三角鎖是國家平面控制(kngzh)網(wǎng)的骨干。網(wǎng)的骨干。二等三角網(wǎng)布設于一等三角鎖環(huán)內(nèi)，是國家平面控制二等三角網(wǎng)布設于一等三角鎖環(huán)內(nèi)，是國家平面控制(kngzh

5、)網(wǎng)的全面基礎。網(wǎng)的全面基礎。三、四等三角網(wǎng)為二等三角網(wǎng)的進一步加密。三、四等三角網(wǎng)為二等三角網(wǎng)的進一步加密。建立國家平面控制建立國家平面控制(kngzh)網(wǎng)，主要采用三角測量的方法。此外，還可以采用大地四邊形、大地多邊形等形式。在此基礎上，可布設一、二級小三角或一、二、三級導線作為區(qū)域控制網(wǎng)，主要采用三角測量的方法。此外，還可以采用大地四邊形、大地多邊形等形式。在此基礎上，可布設一、二級小三角或一、二、三級導線作為區(qū)域控制(kngzh)（或局部控制（或局部控制(kngzh)網(wǎng)）。網(wǎng)）。第9頁/共97頁第十頁，共98頁。右圖是國家水準網(wǎng)布設示意圖，一等水準網(wǎng)是國家高程控制網(wǎng)的骨干。二等水準網(wǎng)布

6、設于一等水準環(huán)內(nèi)，是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(jch)。三、四等水準網(wǎng)為國家高程控制網(wǎng)的進一步加密。建立國家高程控制網(wǎng)，采用精密水準測量的方法。第10頁/共97頁第十一頁，共98頁。由高級到低級，從整體到局部：分成四個等級，逐級控制，逐級加密。一等(y dn)水準網(wǎng)：骨干，環(huán)線長1000-1500km二等水準網(wǎng)：基礎，環(huán)線長500-750km精密水準測量三、四等水準網(wǎng)：為地形測圖和工程建設服務。第11頁/共97頁第十二頁，共98頁。精密水準測量：一等精密水準測量：一等(y dn)(y dn)水準網(wǎng)，二等水準網(wǎng)水準網(wǎng)，二等水準網(wǎng)等級儀器類型視距/m前后視距差視距累積差基輔分劃讀數(shù)差/mm基輔分劃

7、讀數(shù)差/mm往返測高差不符值/mm一S0535 0.5 1.50.30.52L1/2二S1S055060 1.0 3.0 0.50.74L1/2第12頁/共97頁第十三頁，共98頁。6.1.3 小地區(qū)控制(kngzh)測量在城市或廠礦地區(qū)，一般應在上述國家控制點的基礎上，根據(jù)測區(qū)的大小(dxio)、城市規(guī)劃和施工測量的要求，布設不同等級的城市控制網(wǎng)，以供地形測圖和施工放樣使用。本章主要討論小地區(qū)（10km2以下）控制網(wǎng)建立的有關(guān)問題。第13頁/共97頁第十四頁，共98頁。目前(mqin)小地區(qū)平面控制網(wǎng)的主要形式包括有：三角測量導線測量前方交會法GPS測量建筑方格網(wǎng)（略）（自學(zxu)）（略

8、）（略）第14頁/共97頁第十五頁，共98頁。直接供地形測圖使用的控制點，稱為圖根控制點，簡稱圖根點。測定圖根點位置的工作，稱為圖根控制測量。中小城市一般以四等網(wǎng)作為首級控制網(wǎng)。面積在15km2以下的小城鎮(zhèn)，可用一級導線網(wǎng)作為首級控制。面積在0.5km2以下的測區(qū)，圖根控制網(wǎng)可作為首級控制。廠區(qū)可布設建筑方格網(wǎng)。具體施測方案和要求可參考(cnko)1993年工程測量規(guī)范（GB50026-93），課本中列舉了部分平面控制網(wǎng)的主要技術(shù)要求，如表6.1、表6.2、表6.3和表6.4所示。第15頁/共97頁第十六頁，共98頁。表表6.1 三角測量主要三角測量主要(zhyo)技術(shù)要求技術(shù)要求第16頁/共

9、97頁第十七頁，共98頁。表表6.2 圖根三角測量主要圖根三角測量主要(zhyo)技術(shù)要求技術(shù)要求表表6.3 圖根導線測量圖根導線測量(cling)主要技術(shù)要求主要技術(shù)要求第17頁/共97頁第十八頁，共98頁。表表6.4 導線導線(doxin)測量主要技術(shù)要求測量主要技術(shù)要求第18頁/共97頁第十九頁，共98頁。表表6.5 一般一般(ybn)地區(qū)解析圖根點的個數(shù)地區(qū)解析圖根點的個數(shù)第19頁/共97頁第二十頁，共98頁。城市或廠礦地區(qū)的高程控制分為二、三、四等水準測量和圖根水準測量等幾個等級，它是城市大比例尺測圖及工程(gngchng)測量的高程控制，其主要技術(shù)要求如表6.6和表6.7所示。同樣

10、，應根據(jù)城市或廠礦的規(guī)模確定城市首級水準網(wǎng)的等級，然后再根據(jù)等級水準點測定圖根點的高程。目前(mqin)小地區(qū)高程控制測量的主要形式有：三、四等水準測量三角高程測量第20頁/共97頁第二十一頁，共98頁。表表6.6 水準測量的主要技術(shù)水準測量的主要技術(shù)(jsh)要求要求第21頁/共97頁第二十二頁，共98頁。表表6.7 圖根水準測量的主要技術(shù)圖根水準測量的主要技術(shù)(jsh)要求要求第22頁/共97頁第二十三頁，共98頁。6.2.1 坐標坐標(zubio)方位角的推算方位角的推算6.2.2 坐標坐標(zubio)正算正算6.2.3 坐標坐標(zubio)反算反算第23頁/共97頁第二十四頁，共9

11、8頁。 如圖，B、A為已知點，AB邊的坐標方位角AB 為已知，通過連測求得A-B邊與A-1邊的連接角為，測出了各點的右(或左)角A、1、2和3，現(xiàn)在要推算A-1、1-2、2-3和3-A邊的坐標方位角。所謂右(或左)角是指位于(wiy)以編號順序為前進方向的右(或左)邊的角度。 由圖可以寫出推算坐標方位角的一般(ybn)公式為（前視邊與后視邊的方位角關(guān)系）： 前= 后+左180 或 前= 后-右1806.2.1 坐標坐標(zubio)方位角的推算方位角的推算第24頁/共97頁第二十五頁，共98頁。6.2.2 坐標坐標(zubio)正算（極坐標正算（極坐標(zubio)化為直角坐標化為直角坐標(z

12、ubio)） 極坐標化為直角坐標又稱坐標正算，即已知兩點間的水平距離(jl)D和坐標方位角，計算兩點間的坐標增量x，y：x12 = x2 - x1 = D12 cos12 y12 = y2 - y1 = D12 sin12 根據(jù)(gnj)上式計算時，sin 和 cos 函數(shù)值有正、有負，因此算得的增量同樣是有正、負號。第25頁/共97頁第二十六頁，共98頁。 直角坐標(zubio)化為極坐標(zubio)又稱坐標(zubio)反算，即已知兩點的直角坐標(zubio)(或坐標(zubio)增量x，y)，計算兩點間的水平距離D和坐標(zubio)方位角。第26頁/共97頁第二十七頁，共98頁?？傻?/p>

13、到 ： D12 = ( x122 + y122 )1/2 R12 = arc tan ( y12 / x12 ) 需要(xyo)特別說明的是：坐標方位角的值域為0至360，而arc tan函數(shù)的值域為-90至90，兩者是不一致的。故當按上式的反正切函數(shù)計算坐標方位角時，計算器上得到的是象限角值，因此，應根據(jù)坐標增量x，y的正、負號，決定其所在象限，把象限角R換算成相應的坐標方位角。第27頁/共97頁第二十八頁，共98頁。象限XYR 與與的關(guān)系的關(guān)系I+ + + = RII- -+ + = 180- -RIII- - - = 180+ +RIV+ +- - = 360- -R第28頁/共97頁第

14、二十九頁，共98頁。6.3.1 導線的定義6.3.2 導線測量(cling)的外業(yè)工作6.3.3 導線測量(cling)的內(nèi)業(yè)工作第29頁/共97頁第三十頁，共98頁。1. 定義定義將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點連成直線而構(gòu)成的折線，稱為導線將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點連成直線而構(gòu)成的折線，稱為導線。這些控制點稱為導線點。這些控制點稱為導線點。導線測量就是依次測定各導線邊的長度和各轉(zhuǎn)折角值；導線測量就是依次測定各導線邊的長度和各轉(zhuǎn)折角值；根據(jù)起算數(shù)據(jù)根據(jù)起算數(shù)據(jù)(shj)，推算各邊的坐標方位角，從，推算各邊的坐標方位角，從而求出各導線點的坐標而求出各導線點的坐標 。用經(jīng)緯儀測量轉(zhuǎn)折角，用鋼尺測定邊長的導線，稱為經(jīng)用

15、經(jīng)緯儀測量轉(zhuǎn)折角，用鋼尺測定邊長的導線，稱為經(jīng)緯儀導線；若用光電測距儀測定導線邊長，則稱為緯儀導線；若用光電測距儀測定導線邊長，則稱為電磁波測距導線。電磁波測距導線。特點特點 自由、靈活、計算方便。自由、靈活、計算方便。第30頁/共97頁第三十一頁，共98頁。 閉合(b h)導線：以高級控制點C、D中的C點為起始點，并以CD邊的坐標方位角CD為起始坐標方位角，經(jīng)過4、5、6、7點仍回到起始點C，形成一個閉合(b h)多邊形的導線。第31頁/共97頁第三十二頁，共98頁。 附合導線：以高級控制點A、B中的B點為起始點，以AB邊的坐標(zubio)方位角AB為起始坐標(zubio)方位角，經(jīng)過1、

16、2、3、8點，附合到另外兩個高級控制點CD中的C點，并以CD邊的坐標(zubio)方位角CD為終邊坐標(zubio)方位角，這樣的導線稱為附合導線。第32頁/共97頁第三十三頁，共98頁。支導線：從一個高級控制點和一條高級邊的坐標方位角出發(fā)延伸出去的導線稱為支導線。由于支導線缺少對觀測數(shù)據(jù)的檢核支導線：從一個高級控制點和一條高級邊的坐標方位角出發(fā)延伸出去的導線稱為支導線。由于支導線缺少對觀測數(shù)據(jù)的檢核(jin h)，故其邊數(shù)及總長都有限制。，故其邊數(shù)及總長都有限制。第33頁/共97頁第三十四頁，共98頁。1. 踏勘選點及建立踏勘選點及建立(jinl)標志標志2. 量邊量邊3. 測角測角4. 連

17、測連測第34頁/共97頁第三十五頁，共98頁。選點前，應調(diào)查、搜集測區(qū)已有地形圖和高一級的控制點的成果資料，把控制點展繪在地形圖上，然后在地形圖上擬定導線的布設方案，最后到野外去踏勘，實地核對、修改、落實點位。如果測區(qū)沒有地形圖資料，則需詳細踏勘現(xiàn)場，根據(jù)已知控制點的分布、測區(qū)地形條件及測圖和施工需要等具體情況，合理(hl)地選定導線點的位置。第35頁/共97頁第三十六頁，共98頁。實地選點時，應注意下列幾點：(1) 相鄰點間通視良好，地勢較平坦，便于測角和量距；(2) 點位應選在土質(zhì)堅實處，便于保存標志和安置儀器；(3) 視野開闊，便于施測碎部；(4) 導線各邊的長度應大致相等，除特殊情形外

18、，對于二、三級導線，其邊長應不大于350m，也不宜小于50m；(5) 導線點應有足夠的密度，分布較均勻(jnyn)，便于控制整個測區(qū)。第36頁/共97頁第三十七頁，共98頁。 導線點選定后，要在每一點位上打一大木樁，其周圍澆灌一圈混凝土，樁頂釘一小釘，作為臨時性標志，若導線點需要保存的時間較長，就要埋設(mi sh)混凝土樁或石樁，樁頂刻“十”字，作為永久性標志。導線點應統(tǒng)一編號。第37頁/共97頁第三十八頁，共98頁。為了便于(biny)尋找，應量出導線點與附近固定而明顯的地物點的距離，繪一草圖，注明尺寸，稱為“點之記”，如圖所示。第38頁/共97頁第三十九頁，共98頁。導線邊長可用光電測距

19、儀測定，測量時要同時觀測豎直角，供傾斜改正之用。若用鋼尺丈量(zhngling)，鋼尺必須經(jīng)過檢定。對于一、二、三級導線，應按鋼尺量距的精密方法（見4.1節(jié)）進行丈量(zhngling)。對于圖根導線，用一般方法往返丈量(zhngling)或同一方向丈量(zhngling)兩次，取其平均值，并要求其相對誤差不大于1/3000。鋼尺量距結(jié)束后，應進行尺長改正、溫度改正和傾斜改正，三項改正后的結(jié)果作為最終成果。第39頁/共97頁第四十頁，共98頁。用測回法施測導線左角(位于導線前進方向左側(cè)的角)或右角(位于導線前進方向右側(cè)的角)。一般在附合導線或支導線中，是測量導線左角，在閉合導線中均測內(nèi)角。若閉

20、合導線按順時針方向編號，則其右角就是內(nèi)角。對于圖根導線，一般用DJ6級光學經(jīng)緯儀測一個測回。若盤左、盤右測得角值的較差不超過40，則取其平均值作為一測回成果。測角時，為了便于(biny)瞄準，可用測釬、覘牌作為照準標志。第40頁/共97頁第四十一頁，共98頁。如圖6.15，導線與高級控制點連接(linji)，必須觀測連接(linji)角A、1、連接(linji)邊DA1，作為傳遞坐標方位角和坐標之用。如果附近無高級控制點，則應用羅盤儀施測導線起始邊的磁方位角，并假定起始點的坐標作為起算數(shù)據(jù)。第41頁/共97頁第四十二頁，共98頁。（一）內(nèi)業(yè)計算（一）內(nèi)業(yè)計算(j sun)前的檢查工作前的檢查工

21、作（二）閉合導線坐標計算（二）閉合導線坐標計算(j sun)（三）附合導線坐標計算（三）附合導線坐標計算(j sun)（四）支導線坐標計算（四）支導線坐標計算(j sun)第42頁/共97頁第四十三頁，共98頁。應全面檢查導線測量外業(yè)記錄，數(shù)據(jù)是否齊全，有無記錯、算錯，成果是否符合精度要求，起算數(shù)據(jù)是否準確；繪制導線略圖，把各項數(shù)據(jù)注于圖上相應位置；確定內(nèi)業(yè)計算中數(shù)字取位的要求。內(nèi)業(yè)計算中數(shù)字的取位，對于(duy)四等以下各級導線，角值取至秒，邊長及坐標取至毫米(mm)。對于(duy)圖根導線，角值取至秒，邊長和坐標取至厘米(cm)。第43頁/共97頁第四十四頁，共98頁?，F(xiàn)以下圖中的實測數(shù)據(jù)

22、為例，說明閉合導線坐標計算的步驟：1、準備工作；2、角度(jiod)閉合差的計算與調(diào)整；3、各邊坐標方位角的推算；4、坐標增量的計算；5、坐標增量閉合差的調(diào)整；6、計算各導線點的坐標。第44頁/共97頁第四十五頁，共98頁。1、準備、準備(zhnbi)工作工作將校核(xio h)過的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)及起算數(shù)據(jù)填入“閉合導線坐標計算表” 中，起算數(shù)據(jù)用下劃線標明。第45頁/共97頁第四十六頁，共98頁。導線(doxin)略圖第46頁/共97頁第四十七頁，共98頁。點點號號角角 度度觀測值觀測值改正后改正后角角 度度方位角方位角水水 平平距距 離離坐標增量坐標增量改正后坐標增量改正后坐標增量坐坐 標標

23、 mXYXYXY 導 線 坐 標 計 算 表123412102-48-0978-51-1584-23-2793-57-4538-15-00112.0187.58137.7189.50200.00500.00第47頁/共97頁第四十八頁，共98頁。n邊形閉合導線內(nèi)角和的理論值為： 理 = ( n - 2 )180 由于(yuy)觀測角度不可避免地含有誤差，致使實測的內(nèi)角之和測不等于理論值理，而產(chǎn)生角度閉合差f為： f = 測 -理 各級導線角度閉合差的容許值f容，見課本表6.3及表6.4。f超過f容，則說明所測角度不符合要求，應重新檢測角度；若f不超過f容，可將閉合差反符號平均分配到各觀測角度中

24、.改正后之內(nèi)角和應為( n - 2 )180（本例應為360），以作計算校核。第48頁/共97頁第四十九頁，共98頁。點點號號角角 度度觀測值觀測值改正后改正后角角 度度方位角方位角水水 平平距距 離離坐標增量坐標增量改正后坐標增量改正后坐標增量坐坐 標標 mXYXYXY導 線 坐 標 計 算 表123412102-48-0978-51-1584-23-2793-57-4538-15-00112.0187.58137.7189.50200.00500.00理 = ( n - 2 )180=360f = 測 - 理=36f容 = 40 n = 80360-00-36f f容(合格(hg)-9-9

25、-9-9102-48-0078-51-0684-23-1893-57-36360-00-00第49頁/共97頁第五十頁，共98頁。根據(jù)起始邊的已知坐標方位角及改正后的水平角按下列(xili)公式推算其它各導線邊的坐標方位角： 前 = 后 +左180 或 前 = 后 -右180本例觀測右角，按下式推算出導線各邊的坐標方位角，列入表的第5欄。第50頁/共97頁第五十一頁，共98頁。在推算過程中必須注意(zh y)： 如果推算出的前360，則應減去360； 如果推算出的前 h紅，100mm前取正號計算； 當h黑f2，故f恒為正值。表6.16 三角(snjio)高程測量地球曲率和大氣折光改正(k=0.