長安大學(xué)《測量學(xué)》第七章 控制測量ppt課件

第七章控制測量,長安大學(xué)公路學(xué)院,.,7-1概述,遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則，測量工作須先建立控制網(wǎng)，然后根據(jù)控制網(wǎng)進(jìn)行碎部測量或測設(shè)。控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。測定控制點(diǎn)平面位置的工作，稱為平面控制測量；測定控制點(diǎn)高程的工作，稱為高程控制測量。,.,7-1概述,一、控制測量1、目的與作用建立測區(qū)統(tǒng)一的控制基準(zhǔn)控制誤差的積累便于開展細(xì)部測量工作2、有關(guān)名詞小地區(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?？刂茰y量：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。,.,7-1概述,一、控制測量3、控制測量分類按內(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)星定位測量按區(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,.,7-1概述,二、國家控制網(wǎng)平面：國家平面控制網(wǎng)由一、二、三、四等三角網(wǎng)組成。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)。,二等三角網(wǎng),一等三角網(wǎng),.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量平面控制測量方法：GPS測量、導(dǎo)線測量、三角測量或三邊測量的方法。平面控制測量精度要求表7-2,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量平面控制測量等級選用表7-3,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,相鄰點(diǎn)間平均邊長參照值表7-4,GPS測量的主要技術(shù)要求,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求表7-6,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,三角測量的主要技術(shù)要求表7-7,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,三邊測量的主要技術(shù)要求表7-8,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量1平面控制測量的技術(shù)要求,圖根導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求表7-9,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,GPS觀測的主要技術(shù)要求表7-10,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,水平角觀測的主要技術(shù)要求表7-11,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,光電測距儀的選用表7-12,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,光電測距的主要技術(shù)要求表7-13,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,一、平面控制測量2.平面控制測量的觀測技術(shù)要求,普通鋼尺丈量距離的主要技術(shù)要求表7-14,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量,高程控制測量的技術(shù)要求表7-15,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量,高程控制測量等級選用表7-16,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量1.高程控制測量的主要技術(shù)要求,水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求表7-17,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量1.高程控制測量的主要技術(shù)要求,光電測距三角高程測量的主要技術(shù)要求表7-18,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,水準(zhǔn)測量觀測的主要技術(shù)要求表7-19,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,光電測距三角高程測量觀測的主要技術(shù)要求表7-20,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,圖根水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求表7-21,.,7-2控制測量的等級與技術(shù)要求,二、高程控制測量2.高程控制測量的觀測技術(shù)要求,圖根三角高程測量的主要技術(shù)要求表7-22,.,7-3導(dǎo)線測量,將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)連成直線而構(gòu)成的折線圖形，稱為導(dǎo)線。構(gòu)成導(dǎo)線的控制點(diǎn)，稱為導(dǎo)線點(diǎn)，折線邊稱為導(dǎo)線邊導(dǎo)線測量就是依次測定各導(dǎo)線邊的長度和各轉(zhuǎn)折角；根據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各邊的坐標(biāo)方位角，從而求出各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式l閉合導(dǎo)線2附合導(dǎo)線3支導(dǎo)線,.,7-3導(dǎo)線測量,一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式1閉合導(dǎo)線多用于面積較寬闊的獨(dú)立地區(qū)。A、B為已知點(diǎn)，1、2、3、4、5為新建導(dǎo)線點(diǎn)。已知數(shù)據(jù)：，XB，YB觀測數(shù)據(jù)：連接角B；導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角0，1，5；導(dǎo)線各邊長SB1，S12，S51。,.,7-3導(dǎo)線測量,一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式2.附合導(dǎo)線多用于帶狀地區(qū)及公路、鐵路、水利等工程的勘測與施工。AB、CD為已知邊，點(diǎn)1、2、3、4為新建導(dǎo)線點(diǎn)。已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB；CD,XC,YC。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SB1，S12，S4C。,.,7-3導(dǎo)線測量,一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式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。A、B為已知邊，點(diǎn)1、2為新建支導(dǎo)線點(diǎn)。已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB觀測數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角B,1邊長SB1，S12,.,7-3導(dǎo)線測量,二、導(dǎo)線測量的外業(yè)1.踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志：在現(xiàn)場選定控制點(diǎn)位置，建立標(biāo)志。2量邊：測量各導(dǎo)線邊（新邊）的距離。3測角：觀測導(dǎo)線各轉(zhuǎn)折角。4連測：觀測導(dǎo)線連接角和連接邊。,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式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。,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式2坐標(biāo)正算由A、B兩點(diǎn)邊長DAB和坐標(biāo)方位角AB，計(jì)算坐標(biāo)增量。見圖有：,其中，XAB=XB-XAYAB=YB-YA,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式3、坐標(biāo)反算公式由A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)來計(jì)算AB、DAB,AB的具體計(jì)算方法如下：,（1）計(jì)算：,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式3、坐標(biāo)反算公式,（2）計(jì)算：,（3）根據(jù)XAB、YAB的正負(fù)號判斷AB所在的象限。,.,7-3導(dǎo)線測量,三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式3、坐標(biāo)反算公式,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整(1)計(jì)算角度閉合差(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),.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整(4)計(jì)算改正后新的角值：2推算各邊的坐標(biāo)方位角按新的角值，推算各邊坐標(biāo)方位角。3計(jì)算各邊的坐標(biāo)增量按坐標(biāo)正算公式，計(jì)算各邊坐標(biāo)增量。4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整（1）計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差：導(dǎo)線全長閉合差:導(dǎo)線全長相對閉合差：（2）分配坐標(biāo)增量閉合差。,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整（1）計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差：（2）分配坐標(biāo)增量閉合差：若K1/2000（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。,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整5.各點(diǎn)坐標(biāo)的計(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)。,.,7-3導(dǎo)線測量,四、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整2推算各邊的坐標(biāo)方位角3計(jì)算各邊的坐標(biāo)增量4坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整5.各點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算,.,7-3導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)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角度閉合差的計(jì)算（2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將f反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將f同符號平均分配到各觀測角上。,方法1：,（1）計(jì)算方位角閉合差：,.,7-3導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算（1）計(jì)算角度閉合差：（2）滿足精度要求，將f反符號平均分配到各觀測角上。,方法2：,右角：,.,7-3導(dǎo)線測量,五、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算2、坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算,.,7-4三角測量,將測區(qū)各控制點(diǎn)組成相互連接的若干個(gè)三角形而構(gòu)成三角網(wǎng)，這些三角形的頂點(diǎn)，稱為三角點(diǎn)。三角測量:由三角點(diǎn)構(gòu)成三角形（三角網(wǎng)），測量所有的三角形內(nèi)角，加測12條基線，由起算數(shù)據(jù)、角度及1-2條基線進(jìn)行三角點(diǎn)的定位（坐標(biāo)）。小三角測量：建立小區(qū)域控制網(wǎng)的三角測量稱為小三角測量。一、三角網(wǎng)的布設(shè)形式,.,7-4三角測量,一、三角網(wǎng)的布設(shè)形式,.,7-4三角測量,二、三角測量的外業(yè),.,7-5交會定點(diǎn),需要加密個(gè)別控制點(diǎn)時(shí)，可用交會定點(diǎn)的方法。交會定點(diǎn)的方法一、前方交會A，B已知點(diǎn)，P：未知點(diǎn)，；測角，,.,7-5交會定點(diǎn),推導(dǎo)：則,.,7-5交會定點(diǎn),前方交會計(jì)算實(shí)例計(jì)算坐標(biāo)時(shí)，務(wù)必使實(shí)測圖形的編號應(yīng)與推導(dǎo)公式時(shí)的編號一致。計(jì)算實(shí)例見p153頁表7-25。,.,7-5交會定點(diǎn),二、測邊交會已知點(diǎn)A、B、C按逆時(shí)針方向編號，它們之間的邊長分別用和表示，a、b、c為測定的邊長。,.,7-5交會定點(diǎn),二、測邊交會已知點(diǎn)A、B、C按逆時(shí)針方向編號，它們之間的邊長分別用和表示，a、b、c為測定的邊長。計(jì)算的兩組坐標(biāo)，如果點(diǎn)位較差在限差之內(nèi)，則取其平均值作為最后結(jié)果。,.,7-5交會定點(diǎn),三、測邊角后方交會A、B為兩個(gè)已知點(diǎn)，p點(diǎn)為未知點(diǎn)。在P點(diǎn)安置全站儀，測得P點(diǎn)至A、B兩點(diǎn)的距離分別為a,b,測得PA與PB兩方向的水平夾角為。,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,三、四等水準(zhǔn)測量一般用于建立小地區(qū)測圖以及一般工程建設(shè)場地的高程首級控制。三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)的高程應(yīng)從附近的一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)引測；如在獨(dú)立地區(qū)，可采用閉合水準(zhǔn)路線；三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)一般須長期保存，點(diǎn)位須建立在穩(wěn)固處。三、四等水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求詳見表7-16、表7-17和表7-19。,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,1測站觀測程序后視(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,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,三、四等水準(zhǔn)測量記錄、計(jì)算表（雙面尺法）,三、四等水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法）,（9）,（10）,后-前,（15）,（16）,（17）,（18）,37.4,37.6,后-前,+0.833,5.239,-0.175,+1,+0.8325,+1,下絲,下絲,后尺,前尺,上絲,上絲,測站編號,點(diǎn)號,后視距,前視距,視距差d(m),d(m),方向及尺號,水準(zhǔn)尺讀數(shù)（m）,K+黑-紅,平均高差（m）,備注,黑面,紅面,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,（11）,（12）,后,前,（14）,（13）,K為尺常數(shù)：K105=4.787K106=4.687,1,2,BM.1-ZD.1,ZD.1-ZD.2,1.571,0.739,后105,前106,1.197,0.363,-0.2,-0.2,1.384,6.171,0,0.551,-1,+0.932,2.121,2.196,后105,前106,1.747,1.821,37.4,37.5,-0.1,-0.3,后-前,1.934,6.621,0,2.008,6.796,-0.074,-1,-0.0745,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,2計(jì)算與校核（1）視距計(jì)算后視距離（9）=100（1）-（2）前視距離（10）=100（4）-（5）前后視距差值（11）=（9）-（10），此值應(yīng)符合表7-19的要求。視距差累積值（12）=前站（12）+本站（11），其值應(yīng)符合表7-19的要求。,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,2計(jì)算與校核（2）高差計(jì)算前視黑、紅讀數(shù)差：（13）=K106+（6）-（7）后視黑、紅讀數(shù)差：（14）=K105+（3）-（8）黑面高差：（15）=（3）-（6）紅面高差：（16）=（8）-（7）紅、黑面高差之差：（17）=（15）-（16）0.100計(jì)算校核：（17）=（14）-（13）平均高差：（18）=（15）+（16）0.100,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,2計(jì)算與校核（3）計(jì)算的校核高差部分按頁分別計(jì)算后視紅、黑面讀數(shù)總和與前視讀數(shù)總和之差，它應(yīng)等于紅、黑面高差之和。對于測站數(shù)為偶數(shù)（3）+（8）-（6）+（7）=（15）+（16）=2（18）對于測站數(shù)為奇數(shù)（3）+（8）-（6）+（7）=（15）+（16）=2（18）0.100,.,7-7三、四等水準(zhǔn)測量,3成果計(jì)算1.檢驗(yàn)測段(兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間的線路)往返測高差不符值(往、返測高差之差)及附合或閉合線路的高差閉合差2.如果在容許范圍以內(nèi)，則測段高差取往、返測的平均值，線路的高差閉合差則反其符號按測段的長度成正比例進(jìn)行分配,.,7-8三角高程測量,三角高程測量是一種間接測定兩點(diǎn)之間高差的方法要求觀測兩點(diǎn)之間的水平距離D(或斜距S)以及兩點(diǎn)之間的垂直角。使用于山區(qū)或不便于進(jìn)行水準(zhǔn)測量的地區(qū)。,.,7-8三角高程測量,一、三角高程測量原理A點(diǎn)高程已知，在測站A觀測A