礦山測量課件5.小地區(qū)控制測量

模塊五小地區(qū)控制測量技能

任務(wù)一掌握控制測量的基本知識一、控制測量的意義和方法1、意義為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。控制測量誤差的積累。作為進(jìn)行各種碎部測量的基準(zhǔn)。概念解釋：

小地區(qū)（小區(qū)域）：不必考慮地球曲率對水平角和水平距離影響的范圍。

控制點(diǎn)：具有精確可靠平面坐標(biāo)或高程的測量基準(zhǔn)點(diǎn)。

控制網(wǎng)：由控制點(diǎn)分布和測量方法決定所組成的圖形。

控制測量：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。2、控制測量方法

按內(nèi)容分：

平面控制測量：測定各平面控制點(diǎn)的坐標(biāo)X、Y。高程控制測量：測定各高程控制點(diǎn)的高程H。

按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級

按方法分：天文測量、常規(guī)測量(三角測量、導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量)、衛(wèi)星定位（GPS）測量等

按區(qū)域分：國家控制測量、城市控制測量、小區(qū)域工程控制測量二、國家控制網(wǎng)的概念

1.平面：國家平面控制網(wǎng)由一、二、三、四等三角網(wǎng)組成。2.高程：國家高程控制網(wǎng)是由一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)組成。

國家控制網(wǎng)的特點(diǎn)：高級點(diǎn)逐級控制低級點(diǎn)。

圖形1：國家一、二等平面控制網(wǎng)布置形式一等三角網(wǎng)二等三角網(wǎng)3.小地區(qū)（15km2以內(nèi)）控制測量小地區(qū)平面控制：國家城市控制點(diǎn)——首級控制——圖根控制。小地區(qū)高程控制：國家或城市水準(zhǔn)點(diǎn)——三、四等水準(zhǔn)——圖根點(diǎn)高程。

任務(wù)二平面控制測量及實(shí)訓(xùn)一、經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量導(dǎo)線的定義：將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)（導(dǎo)線點(diǎn)）連成直線而構(gòu)成的折線圖形。適用范圍：主要用于帶狀地區(qū)(如：公路、鐵路和水利)、隱蔽地區(qū)、城建街區(qū)、地下工程等控制點(diǎn)的測量。

1、導(dǎo)線布設(shè)形式

1）閉合導(dǎo)線

多用于面積較寬闊的獨(dú)立地區(qū)。2）附合導(dǎo)線

多用于帶狀地區(qū)及公路、鐵路、水利等工程。3）支導(dǎo)線

支導(dǎo)線的點(diǎn)數(shù)不宜超過2個(gè)，僅作補(bǔ)點(diǎn)使用。還有導(dǎo)線網(wǎng)，多用于測區(qū)情況較復(fù)雜地區(qū)。

圖形：導(dǎo)線的布設(shè)形式

附合導(dǎo)線閉合導(dǎo)線支導(dǎo)線單結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線（導(dǎo)線網(wǎng)）2、導(dǎo)線測量外業(yè)

1）踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志2）測水平角——轉(zhuǎn)折角(左角、右角)、連接角3）量水平邊長4）起始方位角的測定5）導(dǎo)線測量記錄

附合導(dǎo)線外業(yè):已知數(shù)據(jù)：

AB,XB,YB；

CD,XC,YC。點(diǎn)1、2、3、4為新建導(dǎo)線點(diǎn)。DB1D12D23D34D4CAB1234CD

觀測數(shù)據(jù)：連接角

B

、

C

；導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角

1,

2,

3,

4

；導(dǎo)線各邊長DB1，D12，……，D4C。

AB

CD(XB,YB)(XC,YC)

B

C

1

2

3

4附合導(dǎo)線圖3．導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算——計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)

（一）幾個(gè)基本公式1、坐標(biāo)方位角的推算注意：若計(jì)算出的方位角>360°，則減去360°；若為負(fù)值，則加上360°。或：例題:方位角的推算

1

2

3

4

595

130

65

128

122

1230

12345已知：α12=300，各觀測角β如圖，求各邊坐標(biāo)方位角α23、α34、α45、α51。解：α23=α12-β2±1800=800

α34=α23-β3±1800=1950

α45=2470

α51=3050

α12=300（檢查）（二）閉合導(dǎo)線平差計(jì)算步驟

1、繪制計(jì)算草圖，在圖上填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)。2、角度閉合差(angleclosingerror)的計(jì)算與調(diào)整。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（1）計(jì)算角度閉合差：

=

測-

理

=

測-(n-2)

180

（2）計(jì)算限差：（3）若在限差內(nèi)，則平均分配原則，計(jì)算改正數(shù)：

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（4）計(jì)算改正后新的角值：

3、按新的角值，推算各邊坐標(biāo)方位角。

或

注意：若計(jì)算出的方位角>360°，則減去360°；若為負(fù)值，

則加上360°。115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

4、坐標(biāo)增量的計(jì)算由A、B兩點(diǎn)邊長DAB和坐標(biāo)方位角αAB，計(jì)算坐標(biāo)增量。見圖有：

DAB

ABABXy0

XAB

YAB其中，ΔXAB=XB-XA

ΔYAB=YB-YA

XAB=DAB

cos

AB

YAB=DAB

sin

AB5、坐標(biāo)增量閉合差計(jì)算與調(diào)整115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

（1）計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差：導(dǎo)線全長相對閉合差(relativelengthclosingerroroftraverse):

導(dǎo)線全長閉合差:（2）分配坐標(biāo)增量閉合差。

若K<1/2000（圖根級），則將fx、fy以相反符號，按邊長成正比分配到各坐標(biāo)增量上去。并計(jì)算改正后的坐標(biāo)增量。

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74m

A148

43

18

A

1

2

3

4112

22

24

97

03

00

105

17

06

101

46

24

123

30

06

6、坐標(biāo)計(jì)算根據(jù)起始點(diǎn)的已知坐標(biāo)和經(jīng)改正的新的坐標(biāo)增量，來依次計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。K=

=<

D1400012000例題：閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算表點(diǎn)號轉(zhuǎn)折角

(右)

改正后轉(zhuǎn)折角

方向角

邊長

D(米)

坐標(biāo)增量(米)

X

Y改正后增量(米)

X

Y坐標(biāo)(米)XY點(diǎn)號A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12+12+12+12484318

1314006206224828436123410554484318485.47

+0.09

-0.08

x=+0.09

y=

0.085395900

理=540

00

00

=

測

理=

60

容=

40

5=

89

54000009703121051718101463612330181122236115.10100.09108.3294.3867.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.89-2-2-2-2-1+2+2+2+1+1612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.79-48.11-91.32-21.8800（三）附合導(dǎo)線平差計(jì)算說明：與閉合導(dǎo)線基本相同，以下是兩者的不同點(diǎn):1、角度閉合差的分配與調(diào)整（2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將fα反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將fα同符號平均分配到各觀測角上。（1）計(jì)算方位角閉合差：

2、坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算二、經(jīng)緯儀測角交會法1、前方交會法前方交會是采用經(jīng)緯儀在已知點(diǎn)A、B上分別向新點(diǎn)P觀測水平角α和β，從而可以計(jì)算P點(diǎn)的坐標(biāo)。2、側(cè)方交會法

此法實(shí)質(zhì)上與前方交會法相同，也是利用兩個(gè)高級控制點(diǎn)測定另一未知點(diǎn)的坐標(biāo)。如圖，A、B為已知點(diǎn)，P為未知點(diǎn)。為此，可在已知點(diǎn)A和未知點(diǎn)P上安置儀器，觀測水平角∠A和∠P。利用∠A、∠P和已知點(diǎn)A、B的坐標(biāo)，便可推算P點(diǎn)的坐標(biāo)。3、后方交會法如圖，設(shè)A、B、C、Ｄ為已知點(diǎn)，P為未知點(diǎn)。為了測定P點(diǎn)的坐標(biāo)，將儀器安置在P點(diǎn)，測出γ１、γ２、γ３角，利用γ１、γ２、γ３角值及A、B、C、Ｄ四個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)，就可算出P點(diǎn)的坐標(biāo)。任務(wù)三高程控制測量及實(shí)訓(xùn)

一、四等及等外水準(zhǔn)測量適用：平坦地區(qū)的高程控制測量。1、精度技術(shù)要求：

表一：四等、等外水準(zhǔn)測量測站技術(shù)要求

等級視線長度(m)前、后視距離差(m)前、后視距離累積差(m)紅、黑面讀數(shù)差(mm)紅、黑面高差之差(mm)四等

≤80≤5≤10≤3≤5等外

≤100≤10≤50≤4≤6表二：四等、等外水準(zhǔn)測量主要技術(shù)要求等級每公里高水準(zhǔn)路水準(zhǔn)儀往返測高附合路線或差中誤差線長度級別差不符值環(huán)線閉合差

(mm)(km)(mm)(mm)四等

1015S3

20

R±20

L等外

205S10

-----±40

L注：R為測段的長度；L為附合路線的長度，均以km為單位。2、施測方法

每站觀測程序（見圖）（1）順序：“后前前后（黑黑紅紅）”；一般一對尺子交替使用。（2）讀數(shù)：黑面“三絲法”（上、下、中絲）讀數(shù)，紅面僅讀中絲。

后視(黑面)

上絲讀數(shù)，下絲讀數(shù)，中絲讀數(shù)前視(黑面)

上絲讀數(shù)，下絲讀數(shù)，中絲讀數(shù)前視(紅面)

中絲讀數(shù)后視(紅面)

中絲讀數(shù)后視尺前視尺圖表：四等水準(zhǔn)測量記錄表3.四等和等外水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算

水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算包括對外業(yè)記錄的檢查、計(jì)算并分配閉合差，最后算出各待定點(diǎn)的高程。⑴檢查和整理外業(yè)手簿⑵水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算與分配以及高程計(jì)算二、三角高程測量

（一）適用于：

地形起伏大的地區(qū)、煤礦井下斜巷進(jìn)行高程控制。（二）原理B點(diǎn)的高程：注意：當(dāng)兩點(diǎn)距離較大（大于300m）時(shí)：

1、加球氣差改正數(shù)：

2、可采用對向觀測后取平均值的方法，抵消球氣差的影響。（三）觀測與計(jì)算測豎直角、量儀器高、量覘標(biāo)高（棱鏡高）。