測量教案7章控制測量

第7章控制測量7.1控制測量概述測量并計(jì)算控制點(diǎn)x，y，H坐標(biāo)——控制測量x，y坐標(biāo)——平面控制測量H坐標(biāo)——高程控制測量高級(jí)→低級(jí)，一、二、三、四等逐級(jí)布設(shè)。1)平面控制測量國家平面控制網(wǎng)——三角測量法西部困難地區(qū)——導(dǎo)線測量法一等三角鎖沿經(jīng)、緯線布設(shè)成縱橫交叉三角鎖系鎖長200~250km，構(gòu)成120個(gè)鎖環(huán)一等三角鎖由近于等邊三角形組成，邊長20~30km二等三角測量——兩種布網(wǎng)方案(1)縱橫鎖系布網(wǎng)縱橫交叉兩條二等基本鎖，平均邊長20~25km二等鎖環(huán)分成四個(gè)大致相等部分由二等補(bǔ)充網(wǎng)填充(2)全面布網(wǎng)一等鎖環(huán)內(nèi)布設(shè)全面二等三角網(wǎng)，平均邊長13km在一等鎖兩端，二等網(wǎng)中間測起算邊長、天文經(jīng)緯度、方位角國家一、二等網(wǎng)——天文大地網(wǎng)天文大地網(wǎng)布設(shè)時(shí)間——1951~1961年1975年修補(bǔ)測工作全部結(jié)束三、四等三角網(wǎng)為在二等三角網(wǎng)內(nèi)進(jìn)一步加密。青藏高原三角測量三角測量觀測覘標(biāo)青藏高原導(dǎo)線《工程測量規(guī)范》規(guī)定——城市或工礦區(qū)，在國家等級(jí)控制點(diǎn)基礎(chǔ)上布設(shè)不同等級(jí)城市平面控制網(wǎng)供地形測圖和測設(shè)建、構(gòu)筑物用GNSS衛(wèi)星定位測量、導(dǎo)線測量、三角形網(wǎng)測量。2)高程控制測量水準(zhǔn)測量——一、二、三、四等三角高程測量——四等、五等及以下GNSS擬合高程測量——五等及以下全國范圍，按國家統(tǒng)一規(guī)范測定高程水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)上設(shè)有固定標(biāo)志，以便長期保存國家水準(zhǔn)網(wǎng)按逐級(jí)控制、分級(jí)布設(shè)原則分——一、二、三、四等一等水準(zhǔn)——國家高程控制骨干沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定和坡度平緩交通線布滿全國構(gòu)成網(wǎng)二等水準(zhǔn)——國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)沿鐵路、公路和河流布設(shè)二等水準(zhǔn)環(huán)線布設(shè)在一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)。7.2平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)計(jì)算原理新布設(shè)的平面控制網(wǎng)需已知一點(diǎn)平面坐標(biāo)確定控制網(wǎng)位置——定位需已知一條邊方位角確定控制網(wǎng)方向——定向1)由A，B點(diǎn)已知坐標(biāo)計(jì)算坐標(biāo)方位角αAB邊長A→B的坐標(biāo)增量——水平距離——方位角計(jì)算有兩種方法——tan-1函數(shù)與計(jì)算器的Pol函數(shù)。(1)tan-1函數(shù)計(jì)算過直線起點(diǎn)A平行于高斯平面坐標(biāo)系的x，y軸建立增量坐標(biāo)系計(jì)算象限角RAB取值范圍0°~±90°

象限角RAB取值范圍——0°~±90°

根據(jù)ΔxAB與ΔyAB的正負(fù)判斷直線AB方向在增量坐標(biāo)系的象限稱αBA

為αAB的反方位角αBA=αAB

±180°(2)計(jì)算器Pol函數(shù)計(jì)算Pol(ΔxAB,ΔyAB)

函數(shù)計(jì)算結(jié)果——r，θr——平距，θ——輻角(0°~±180°)θ

與αAB的關(guān)系：θ>0，αAB=θ；θ<0，αAB=θ+360°fx-5800P編程計(jì)算器Pol函數(shù)結(jié)果存儲(chǔ)位置極坐標(biāo)函數(shù)Pol(Δx,Δy)計(jì)算平距r，輻角θ平距r——I變量，方向角θ——J變量Rec函數(shù)結(jié)果存儲(chǔ)位置直角坐標(biāo)函數(shù)Rec(r,θ)或Rec(r,α)計(jì)算坐標(biāo)增量Δx,ΔyΔx→I變量，Δy→J變量[例7-1]

試計(jì)算圖7-3已知邊AB的平距、坐標(biāo)方位角及其反方位角。ΔxAB=2547188.043?2547228.568=-40.525mΔyAB=491377.210?491337.337=39.873m=56.852m=-44o32'07.3"ΔxAB<0，ΔyAB>0，AB邊方向位于第Ⅱ象限坐標(biāo)方位角：αAB=RAB+180o=135o27'52.7"反坐標(biāo)方位角：αBA=αAB+180o=315o27'52.7"fx-5800P的Pol函數(shù)計(jì)算fx-5800P坐標(biāo)反算程序P7-1執(zhí)行fx-5800P程序P7-1反算平距與方位角2)由已知坐標(biāo)方位角αAB推算αBCαBC=135o27'52.7"+100o47'53"?180o=56o15'45.7"3)根據(jù)坐標(biāo)方位角αBC與水平距離DBC計(jì)算C點(diǎn)坐標(biāo)xC=

xB+DBCcos

αBC，yC=yB+DBCsinαBCxC=2547188.043+66.085×cos56o15'45.7"=2547224.746myC=491377.210+66.085×sin56o15'46"=491432.166m7.3導(dǎo)線測量建立平面控制網(wǎng)的常用方法。1)導(dǎo)線的布設(shè)相鄰控制點(diǎn)連成直線構(gòu)成折線——導(dǎo)線控制點(diǎn)——導(dǎo)線點(diǎn)導(dǎo)線測量——導(dǎo)線邊平距，相鄰導(dǎo)線邊水平角起算數(shù)據(jù)→各邊坐標(biāo)方位角，求出導(dǎo)線點(diǎn)平面坐標(biāo)水平角測量——全站儀，經(jīng)緯儀邊長——全站儀、光電測距儀，鋼尺地物分布復(fù)雜建筑區(qū)，視線障礙多隱蔽區(qū)和帶狀區(qū)布設(shè)形式——閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線、支導(dǎo)線導(dǎo)線布設(shè)形式(1)閉合導(dǎo)線起訖于同一已知點(diǎn)的導(dǎo)線從高級(jí)控制點(diǎn)A，AB邊方向出發(fā)經(jīng)1，2，3，4點(diǎn)，返回起點(diǎn)A，形成閉合多邊形3個(gè)檢核條件——1個(gè)多邊形內(nèi)角和條件2個(gè)坐標(biāo)增量條件。(2)附合導(dǎo)線兩個(gè)已知點(diǎn)間的導(dǎo)線從高級(jí)點(diǎn)B、已知邊方向AB出發(fā)，經(jīng)5，6，7，8點(diǎn)附合到另一高級(jí)點(diǎn)C和已知邊方向CD3個(gè)檢核條件——1個(gè)坐標(biāo)方位角條件2個(gè)坐標(biāo)增量條件。(3)支導(dǎo)線由已知點(diǎn)C和已知邊方向CD出發(fā)延伸出去的導(dǎo)線C，9，10支導(dǎo)線只有必要起算數(shù)據(jù)，無檢核條件僅限于圖根導(dǎo)線使用支導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)一般不應(yīng)超過3個(gè)!青藏高原導(dǎo)線2)導(dǎo)線測量外業(yè)踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志、測角、量邊(1)踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志收集測區(qū)原有地形圖與高等級(jí)控制點(diǎn)成果資料地形圖上初步設(shè)計(jì)導(dǎo)線布設(shè)路線按設(shè)計(jì)方案實(shí)地踏勘選點(diǎn)①

相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間通視良好，便于測角、測距②點(diǎn)位選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)并便于保存處③點(diǎn)位視野開闊，便于測繪周圍地物地貌④導(dǎo)線邊長應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定——最長不超過平均邊長2倍，鄰邊長懸殊不應(yīng)太大⑤導(dǎo)線均勻分布在測區(qū)，便于控制整個(gè)測區(qū)導(dǎo)線點(diǎn)位埋設(shè)泥土地面打木樁，樁頂釘小釘——臨時(shí)性標(biāo)志碎石或?yàn)r青路面，鑿十字紋大鐵釘代替木樁(測釘)混凝土場地或路面，鑿十字紋，涂紅漆需長期保存導(dǎo)線點(diǎn)，埋設(shè)混凝土導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石應(yīng)分等級(jí)統(tǒng)一編號(hào)，便于測量資料統(tǒng)一管理為便于觀測時(shí)尋找點(diǎn)位附近房角或電線桿等明顯地物用紅油漆標(biāo)明指示導(dǎo)線點(diǎn)位置為每個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)繪制點(diǎn)之記注記地名、路名、導(dǎo)線點(diǎn)編號(hào)及導(dǎo)線點(diǎn)距離鄰近明顯地物點(diǎn)的距離測釘——測繪店有售廣州市天河軟件園小區(qū)道路導(dǎo)線點(diǎn)導(dǎo)線點(diǎn)點(diǎn)之記導(dǎo)線點(diǎn)在地形圖上的表示符號(hào)(2)導(dǎo)線邊長測量圖根導(dǎo)線邊長——用檢定過鋼尺丈量或檢定過的光電測距儀測量/全站儀鋼尺量距宜采用雙次丈量法較差的相對誤差<1/3000鋼尺尺長改正數(shù)>1/10000時(shí)加尺長改正量距時(shí)，平均尺溫與檢定時(shí)溫度相差>±10℃時(shí)應(yīng)進(jìn)行溫度改正尺面傾斜坡度>1.5%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行傾斜改正。(3)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測量導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角——導(dǎo)線點(diǎn)相鄰導(dǎo)線邊構(gòu)成水平角分——左角、右角導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)水平角——左角右側(cè)水平角——右角觀測無誤差時(shí)同一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)測得左右角之和=360°圖根導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角——用DJ6級(jí)經(jīng)緯儀測回法觀測一測回。3)閉合導(dǎo)線計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算前應(yīng)檢查導(dǎo)線測量外業(yè)記錄：數(shù)據(jù)是否齊全，有無遺漏、記錯(cuò)或算錯(cuò)成果是否符合規(guī)范要求？檢查無誤后，繪制導(dǎo)線略圖將已知數(shù)據(jù)和觀測成果標(biāo)注于圖上閉合導(dǎo)線的已知數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)(1)角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整n邊形內(nèi)角和理論值——∑β理=(n?2)×180°n邊形閉合導(dǎo)線內(nèi)角——β1，β2，…，βnAB邊用了兩次，加上B-1，1-2，2-3，3-B四條邊構(gòu)成六邊形，角度和理論值=(6?2)×180°=720°水平角觀測誤差——∑β測≠∑β理角度閉合差——fβ=∑β測－∑β理圖根光電測距導(dǎo)線限差——fβ≤fβ允，fβ“反號(hào)平均分配”計(jì)算角度改正數(shù)vβvβ=－fβ/nvβ加至各觀測角βi——(2)坐標(biāo)方位角的推算取“－”取“＋”(3)坐標(biāo)增量的計(jì)算與坐標(biāo)增量閉合差的調(diào)整邊長坐標(biāo)增量——Δxij=Dijcosαij，Δyij=Dijsinαij閉合導(dǎo)線x，y坐標(biāo)增量代數(shù)和理論值=0∑Δx理=0，∑Δy理=0坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算fx=∑Δx測－∑Δx理=∑Δx測fy=∑Δy測－∑Δy理=∑Δy測導(dǎo)線全長閉合差——(4)導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)推算i點(diǎn)坐標(biāo)推算→j點(diǎn)坐標(biāo)公式——Excel計(jì)算4)附合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算差異——角度閉合差fβ、坐標(biāo)增量閉合差fx，fy(1)角度閉合差fβ的計(jì)算由αAB，轉(zhuǎn)折角βA，β1，β2，β3，β4，βC推算方位角——α’CD角度閉合差——fβ=α’CD－αCD(2)坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算導(dǎo)線邊長坐標(biāo)增量之和理論值——∑Δx理=xC－xA，∑Δy理=yC－yAfx理=∑Δx測－∑Δx理=∑Δx測－(xC－xA)fy理=∑Δy測－∑Δy理=∑Δy測－(yC－yA)Excel計(jì)算①

fx-5800P程序QH1?8T計(jì)算閉合導(dǎo)線按鍵進(jìn)入COMP模式按鍵執(zhí)行ClrStat命令清除統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)器按鍵進(jìn)入REG模式按A→B→1→2→3→B→A方向，預(yù)先在統(tǒng)計(jì)串列ListX順序輸入5個(gè)水平角(左正右負(fù))在統(tǒng)計(jì)串列ListY順序輸入4個(gè)水平距離fx-5800P程序QH1?8T計(jì)算閉合導(dǎo)線②

fx-5800P程序QH1?8T計(jì)算附合導(dǎo)線按鍵進(jìn)入COMP模式按鍵執(zhí)行ClrStat命令清除統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)器按鍵進(jìn)入REG模式按A→B→1→2→3→4→C→D方向，預(yù)先在統(tǒng)計(jì)串列ListX順序輸入6個(gè)水平角(左正右負(fù))在統(tǒng)計(jì)串列ListY順序輸入5個(gè)水平距離fx-5800P程序QH1?8T計(jì)算附合導(dǎo)線7.4交會(huì)定點(diǎn)的計(jì)算測角交會(huì)定點(diǎn)是加密平面控制點(diǎn)方法之一。前方交會(huì)、側(cè)方交會(huì)、后方交會(huì)1)前方交會(huì)已知點(diǎn)A，B安置經(jīng)緯儀向待定點(diǎn)觀測水平角交會(huì)角γ為30o~120o之間，最好近于90oP點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式——余切公式適于計(jì)算器編程計(jì)算fx-5800P前方交會(huì)程序QH4?2計(jì)算2)側(cè)方交會(huì)已知A點(diǎn),待定點(diǎn)P安置經(jīng)緯儀觀測水平角α、β、γ、檢查角θ先算出β=180o－(α＋γ)按前方交會(huì)余切公式計(jì)算交會(huì)點(diǎn)坐標(biāo)3)后方交會(huì)待定點(diǎn)P安置經(jīng)緯儀，觀測水平角α,β,γ,檢查角θ危險(xiǎn)圓——不在一直線上3點(diǎn)A，B，C構(gòu)成的圓P點(diǎn)位于危險(xiǎn)圓上時(shí)，無法確定，選P點(diǎn)時(shí)應(yīng)避免。待定點(diǎn)P坐標(biāo)式中系數(shù)值fx-5800P程序QH4?3計(jì)算測角后方交會(huì)按鍵進(jìn)入COMP模式按鍵執(zhí)行ClrStat命令清除統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)器按鍵進(jìn)入REG模式按A→B→C→D的順序，預(yù)先在統(tǒng)計(jì)串列ListX順序輸入4個(gè)點(diǎn)的x坐標(biāo)在統(tǒng)計(jì)串列ListY順序輸入4個(gè)點(diǎn)的y坐標(biāo)fx-5800P后方交會(huì)程序QH4?3計(jì)算7.5三、四等水準(zhǔn)測量1)技術(shù)要求《工程測量規(guī)范》規(guī)定，三、四、五等水準(zhǔn)觀測的主要技術(shù)要求2)三、四等水準(zhǔn)觀測方法(1)一站觀測順序①后視水準(zhǔn)尺黑面旋轉(zhuǎn)微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡上、下視距絲讀數(shù)；中絲讀數(shù)②前視水準(zhǔn)尺黑面旋轉(zhuǎn)微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡上、下視距絲讀數(shù)；中絲讀數(shù)③前視水準(zhǔn)尺紅面旋微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡→中絲讀數(shù)④后視水準(zhǔn)尺紅面旋微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡→中絲讀數(shù)觀測順序三等——后→前→前→后觀測順序四等——后→后→前→前四等水準(zhǔn)觀測直讀視距7.6三角高程測量地形高低起伏、兩點(diǎn)間高差較大時(shí)不便于水準(zhǔn)測量用三角高程測量測定兩點(diǎn)間平距/斜距及豎直角光電測距三角高程測量經(jīng)緯儀三角高程測量地球曲率球差改正數(shù)f1大氣垂直折光氣差改正f2受重力影響地球表面低層空氣密度>高層空氣密度當(dāng)豎直角觀測視線穿過密度不均勻介質(zhì)將形成一條上凸曲線使視線的切線方向向上抬高測得的豎直角偏大該現(xiàn)象為大氣垂直折光

將受大氣垂直折光影響視線看成半徑為R/k的近似圓曲線k為大氣垂直折光系數(shù)氣差改正公式球氣差改正(兩差改正)1)三角高程測量的嚴(yán)密計(jì)算公式平距——hAB=DABtanαAB+iA－vB斜距——hAB=SABsinαAB+iA－vB沒有考慮球氣差的影響適用于兩點(diǎn)相距＜200m的三角高程計(jì)算考慮球氣差改正f的三角高程測量公式——平距——hAB=DABtanαAB+iA－vB+f斜距——hAB=SABsinαAB+iA－vB+f球氣差改正——k——0.08