控制測量學(xué)課件第二講

1、控制測量學(xué),第二講 水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計,2.1 國家水平控制網(wǎng)建立的基本原理(掌握） 2.2 工程測量水平控制網(wǎng)建立的基本原理(掌握,本章講述平面控制網(wǎng)的布設(shè)，目的是解決平面控制點(diǎn)位置的選擇問題。內(nèi)容涉及平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則、布設(shè)方案；平面控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計、精度估算；平面控制網(wǎng)的選點(diǎn)、造標(biāo)埋石,第二講 水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計,2.1.1 建立國家水平大地控制網(wǎng)的方法,常規(guī)大地測量法（三角測量、導(dǎo)線測量、邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)） 天文測量法 現(xiàn)代定位新技術(shù)（GPS 、VLBI 、INS,控制網(wǎng)的布設(shè)形式,1 三角網(wǎng) 1）網(wǎng)形 如果測區(qū)較小，可以把測區(qū)所在的一部分橢球面近似看做平面，三角網(wǎng)中的觀測量是網(wǎng)中

2、的全部（或大部分）方向值,2）起算數(shù)據(jù)和推算元素 為了得到所有三角點(diǎn)的坐標(biāo) ,必須已知三角網(wǎng)中某邊長 和某一邊的坐標(biāo)方位角 ，統(tǒng)稱為起算數(shù)據(jù)。三角點(diǎn)上觀測的水平角（或方向）、三角形邊長、坐標(biāo)方位角和三角點(diǎn)的坐標(biāo)統(tǒng)稱為三角測量的推算元素,控制網(wǎng)的布設(shè)形式,3）工程測量中三角網(wǎng)起算數(shù)據(jù)的獲得 起算邊長 起算坐標(biāo),控制網(wǎng)的布設(shè)形式,起算方位角,獨(dú)立網(wǎng)與非獨(dú)立網(wǎng)：當(dāng)三角網(wǎng)中只有必要的一套起算數(shù)據(jù)（例如一條起算邊，一個起算方位角和一個起算點(diǎn)的坐標(biāo)）時，這種網(wǎng)稱為獨(dú)立網(wǎng)。 具有多于必要起算數(shù)據(jù)時，則這種網(wǎng)稱為非獨(dú)立網(wǎng)。又稱為附合網(wǎng),控制網(wǎng)的布設(shè)形式,控制網(wǎng)的布設(shè)形式,導(dǎo)線網(wǎng)包括單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)。網(wǎng)中的觀測

3、值是角度（或方向）和邊長。 獨(dú)立導(dǎo)線網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)需要幾個？ 導(dǎo)線網(wǎng)特別適合于障礙物較多的平坦地區(qū)或隱蔽地區(qū),2導(dǎo)線網(wǎng),控制網(wǎng)的布設(shè)形式,導(dǎo)線網(wǎng)與三角網(wǎng)相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于,1網(wǎng)中各點(diǎn)受通視要求的限制較小，易于選點(diǎn)和降低覘標(biāo)高度，甚至無須造標(biāo)。 2導(dǎo)線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點(diǎn)時可根據(jù)具體情況隨時改變。 3網(wǎng)中的邊長都是直接測定的，因此邊長的精度較均勻,控制網(wǎng)的布設(shè)形式,導(dǎo)線網(wǎng)的缺點(diǎn)主要是： 導(dǎo)線網(wǎng)中的多余觀測數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時不易發(fā)現(xiàn)觀測值中的粗差，因而可靠性不高,控制網(wǎng)的布設(shè)形式,邊角網(wǎng)：指既測角又測邊的以三角形為基本圖形的網(wǎng)。 如果只測邊而不測角即為三邊網(wǎng),邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng),控制網(wǎng)的布

4、設(shè)形式,GPS網(wǎng),控制網(wǎng)的布設(shè)形式,中國已經(jīng)建成國家A、B級GPS網(wǎng)和一、二級網(wǎng),GPS網(wǎng),控制網(wǎng)的布設(shè)形式,必要的起算數(shù)據(jù)數(shù)說明,水準(zhǔn)網(wǎng)： 1 ，水準(zhǔn)點(diǎn)高程 測角網(wǎng) ：4， 兩點(diǎn)坐標(biāo)或一點(diǎn)坐標(biāo)、一條邊長、一個方位角 測邊網(wǎng)/邊角網(wǎng) ：3 一點(diǎn)坐標(biāo)、一個方位角,2.1.2 布設(shè)原則,1.分級布網(wǎng)、逐級控制 2.應(yīng)有足夠的精度 3.應(yīng)有足夠的密度 4.應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格,1.分級布網(wǎng)、逐級控制 我國領(lǐng)土遼闊，地形復(fù)雜，不可能用最高精度和較大密度的控制網(wǎng)一次布滿全國,2.1.2 布設(shè)原則,2.應(yīng)有足夠的精度 控制網(wǎng)的精度應(yīng)根據(jù)需要和可能來確定。 為了保證國家控制網(wǎng)的精度，必須對起算數(shù)據(jù)和觀測元素的精度

5、、網(wǎng)中圖形角度的大小等，提出適當(dāng)?shù)囊蠛鸵?guī)定。這些要求和規(guī)定均列于國家規(guī)范中,2.1.2 布設(shè)原則,3.應(yīng)有足夠的密度 控制點(diǎn)的密度，主要根據(jù)測圖方法及測圖比例尺的大小而定。 由于控制網(wǎng)的邊長與點(diǎn)的密度有關(guān)，所以在布設(shè)控制網(wǎng)時，對點(diǎn)的密度要求是通過規(guī)定控制網(wǎng)的邊長而體現(xiàn)出來的,2.1.2 布設(shè)原則,2.1.2 布設(shè)原則,將上表中的數(shù)據(jù)代入此式得出,因此國家規(guī)范中規(guī)定，國家二、三等三角網(wǎng)的平均邊長分別為13km和8km,3.應(yīng)有足夠的密度,4.應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格 由于我國三角鎖網(wǎng)的規(guī)模巨大，必須由國家制定統(tǒng)一的大地測量法式和作業(yè)規(guī)范，作為建立全國統(tǒng)一技術(shù)規(guī)格的控制網(wǎng)的依據(jù),2.1.2 布設(shè)原則,2.

6、1.3 布設(shè)方案,我國采取傳統(tǒng)的三角網(wǎng)作為水平控制網(wǎng)的基本形式，只是在青藏高原特殊困難的地區(qū)布設(shè)了一等電磁波測距導(dǎo)線。國家三角網(wǎng)的布設(shè)方案分為一、二、三、四等4個等級,一等三角鎖是國家大地控制網(wǎng)的骨干，主要作用是控制二等以下各級三角測量，并為地球科學(xué)研究提供資料,一等三角鎖布設(shè)方案,一等鎖在起算邊兩端點(diǎn)上精密測定了天文經(jīng)緯度和天文方位角，作為起算方位角，用來控制鎖、網(wǎng)中方位角誤差的積累,一等三角鎖布設(shè)方案,二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設(shè)的，它是國家三角網(wǎng)的全面基礎(chǔ)，同時又是地形測圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個方面的要求,二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案,二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案,三、四等三角網(wǎng)

7、是在一、二等網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了加密控制點(diǎn)，以滿足測圖和工程建設(shè)的需要。三、四等點(diǎn)以高等級三角點(diǎn)為基礎(chǔ)，盡可能采用插網(wǎng)方法布設(shè)，也采用了插點(diǎn)方法布設(shè)，或越級布網(wǎng)。即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插入四等全面網(wǎng)，而不經(jīng)過三等網(wǎng)的加密,三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案,b,三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案,內(nèi)插、外插圖形,三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案,國家三角鎖、網(wǎng)的布設(shè)規(guī)格及其精度,工測控制網(wǎng)可分為兩種：一種是在各項(xiàng)工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計階段，為測繪大比例尺地形圖和房地產(chǎn)管理測量而建立的控制網(wǎng)，叫做測圖控制網(wǎng)；另一種是為工程建筑物的施工放樣或變形觀測等專門用途而建立的控制網(wǎng)，我們稱其為專用控制網(wǎng),工程測量水平控制網(wǎng)建立的基本原理,工程測量

8、水平控制網(wǎng)布設(shè)原則,1.分級布網(wǎng)、逐級控制 2.要有足夠的精度 3.要有足夠的密度 4.要有統(tǒng)一的規(guī)格,對于工測控制網(wǎng)，通常先布設(shè)精度要求最高的首級控制網(wǎng)，隨后根據(jù)測圖需要，測區(qū)面積的大小再加密若干級較低精度的控制網(wǎng)。用于工程建筑物放樣的專用控制網(wǎng)，往往分二級布設(shè)。第一級作總體控制，第二級直接為建筑物放樣而布設(shè)；用于變形觀測或其他專門用途的控制網(wǎng)，通常無須分級,布設(shè)原則說明,以工測控制網(wǎng)為例，一般要求最低一級控制網(wǎng)（四等網(wǎng)）的點(diǎn)位中誤差能滿足大比例尺1:500的測圖要求。按圖上0.lmm的繪制精度計算，這相當(dāng)于地面上的點(diǎn)位精度為0.1500=5（cm）。 對于國家控制網(wǎng)而言，盡管觀測精度很高，

9、但由于邊長比工測控制網(wǎng)長得多，待定點(diǎn)與起始點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，因而點(diǎn)位中誤差遠(yuǎn)大于工測控制網(wǎng),布設(shè)原則說明,布設(shè)原則說明,要有統(tǒng)一的規(guī)格 為了使不同的工測部門施測的控制網(wǎng)能夠互相利用、互相協(xié)調(diào)，也應(yīng)制定統(tǒng)一的規(guī)范，如現(xiàn)行的城市測量規(guī)范和工程測量規(guī)范,布設(shè)原則說明,各等級三角網(wǎng)平均邊長較相應(yīng)等級的國家網(wǎng)邊長顯著地縮短； 三角網(wǎng)的等級較多； 各等級控制網(wǎng)均可作為測區(qū)的首級控制。 三、四等三角網(wǎng)起算邊相對中誤差，按首級網(wǎng)和加密網(wǎng)分別對待,工測三角網(wǎng)具有如下的特點(diǎn),橋梁三角網(wǎng)對于橋軸線方向的精度要求應(yīng)高于其他方向的精度，以利于提高橋墩放樣的精度； 隧道三角網(wǎng)則對垂直于直線隧道軸線方向的橫向精度的要求高于其他方向的精度，以利于提高隧道貫通的精度； 用于建設(shè)環(huán)形粒子加速器的專用控制網(wǎng)，其徑向精度應(yīng)高于其他方向的精度，以利于精確安裝位于環(huán)形軌道上的磁塊,特定要求的控制網(wǎng),小結(jié),1. 起算數(shù)