C第六章 小地區(qū)控制測量

1、第第6章章 小區(qū)域常規(guī)平面控制測量小區(qū)域常規(guī)平面控制測量一、控制測量概述一、控制測量概述二、導線測量二、導線測量三、小三角測量三、小三角測量四、交會法定點四、交會法定點主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：6.1 國家控制網(wǎng)及圖根控制網(wǎng)的概念國家控制網(wǎng)及圖根控制網(wǎng)的概念 一、相關(guān)概念一、相關(guān)概念v 控制網(wǎng)：控制網(wǎng)：在測區(qū)內(nèi)選定一些對整體具有控制作用的點，稱為控制點控制點。由控制點構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的幾何圖形稱為控制網(wǎng)。v 控制測量控制測量(control survey) ：控制測量包括平面控制測量和高程控制測量，稱測定點位的(x,y)坐標為平面控制測量，測定點位的H坐標為高程控制測量。v 作用：作用：是全國各種比例

2、尺測圖的基本控制，也為研究地球的形狀和大小，了解地殼水平形變和垂直形變的大小及趨勢，為地震預測提供形變信息等服務。二、控制網(wǎng)的分類二、控制網(wǎng)的分類v 規(guī)模規(guī)模國家控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)城市控制網(wǎng)城市控制網(wǎng)小地區(qū)控制網(wǎng)小地區(qū)控制網(wǎng)圖根控制網(wǎng)圖根控制網(wǎng)v 功能功能平面控制網(wǎng)平面控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)三、控制測量的方法三、控制測量的方法v 平面控制測量平面控制測量(horizontal control network)v 高程控制測量高程控制測量常規(guī)幾何方法：三角測量常規(guī)幾何方法：三角測量(triangulation) ；導線測量；導線測量(traverse survey) ；交會定點。；交會定點。衛(wèi)

3、星測量方法：衛(wèi)星測量方法：GPS方法等。方法等。常規(guī)幾何方法：水準測量；三角高程測量。常規(guī)幾何方法：水準測量；三角高程測量。衛(wèi)星測量方法：衛(wèi)星測量方法：GPS高程測量。高程測量。四、控制網(wǎng)的級別和技術(shù)要求四、控制網(wǎng)的級別和技術(shù)要求v 國家控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)v 城市控制網(wǎng)城市控制網(wǎng)v 小地區(qū)控制網(wǎng)小地區(qū)控制網(wǎng)v 圖根控制網(wǎng)圖根控制網(wǎng)GPS測量；一、二、三、四等三角；測量；一、二、三、四等三角；精密導線；一、二、三、四等水準精密導線；一、二、三、四等水準GPS測量；二、三、四等三角；測量；二、三、四等三角；一、二級小三角；一、二、三級一、二級小三角；一、二、三級導線；二、三、四等水準導線；二、三、四

4、等水準首級控制：首級控制：GPS測量；一、二級測量；一、二級小三角；一、二級導線小三角；一、二級導線圖根控制圖根控制三角網(wǎng)三角網(wǎng)水準網(wǎng)水準網(wǎng)n一等三角鎖沿經(jīng)線和緯線布設(shè)成縱橫交叉的三角鎖系，鎖長200250公里，構(gòu)成許多鎖環(huán)。n一等三角鎖內(nèi)由近于等邊的三角形組成，邊長為2030公里。n二等三角測量有兩種布網(wǎng)形式，一種是由縱橫交叉的兩條二等基本鎖將一等鎖環(huán)劃分成4個大致相等的部分，這4個空白部分用二等補充網(wǎng)填充，稱縱橫鎖系布網(wǎng)方案；另一種是在一等鎖環(huán)內(nèi)布設(shè)全面二等三角網(wǎng)(triangulation network)，稱全面布網(wǎng)方案。n二等基本鎖的邊長為2025公里，二等網(wǎng)的平均邊長為13公里。n

5、一等鎖的兩端和二等網(wǎng)的中間，都要測定起算邊長、天文經(jīng)緯度和方位角。n國家一、二等網(wǎng)合稱為天文大地網(wǎng)(astro-geodetic network)。n我國天文大地網(wǎng)于1951年開始布設(shè)，1961年基本完成，1975年修補測工作全部結(jié)束，全網(wǎng)約有5萬個大地點。n三、四等三角網(wǎng)為在二等三角網(wǎng)內(nèi)的進一步加密。n圖為廣東省(含現(xiàn)在的海南省)的一等三角鎖(triangulation chain)和二等三角基本鎖的布設(shè)略圖。6.2 6.2 導線測量導線測量一、有關(guān)概念一、有關(guān)概念v導線：導線：將相鄰控制點連成直線而構(gòu)成的折線稱為導線(traverse)。v導線點：導線點：構(gòu)成導線的控制點稱為導線點(tra

6、verse point)。v導線測量導線測量(traverse survey)：是依次測定導線邊的水平距離和兩相鄰導線邊的水平夾角，然后根據(jù)起算數(shù)據(jù)，推算各邊的坐標方位角，最后求出導線點的平面坐標。適用情況：適用情況：是建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)常用的一種方法，在地物分布比較復雜的建筑區(qū)，視線障礙較多的隱蔽區(qū)和帶狀地區(qū)，多采用導線測量方法。二、導線的布設(shè)形式二、導線的布設(shè)形式v 附合導線附合導線v 支導線支導線v 閉合導線閉合導線3214ABCDAB12345小區(qū)域和圖根導線測量的技術(shù)要求小區(qū)域和圖根導線測量的技術(shù)要求 等級測 圖比 例 尺導線長度(m)平均邊長(m)測距相對 中 誤 差測 角 中誤

7、差()導線全長相對中誤差測 回 數(shù)角度閉合差()DJ2DJ6一級40005001/3000051/1500024 二級24002501/1400081/1000013 三級12001001/7000121/500012 圖根1：500500751/2000201/20001 (光電) (鋼尺)1：100010001101：20002000180n16n24n40n60n10三、導線測量的外業(yè)工作三、導線測量的外業(yè)工作v 踏勘選點及建立標志踏勘選點及建立標志現(xiàn)場踏勘選點時，應注意下列事項： 相鄰導線點間應通視良好，以便于角度測量和距離測量。如采用鋼尺量距丈量導線邊長，則沿線地勢應較平坦，沒有障礙

8、物。 點位應選在土質(zhì)堅實并便于保存之處。 在點位上，視野應開闊，便于測繪周圍的地物和地貌。 導線邊長應按參照表6-1的規(guī)定，最長不超過平均邊長的2倍，相鄰邊長盡量不使其長短相差懸殊。 導線應均勻分布在測區(qū)，便于控制整個測區(qū)。 導線點位選定后，在泥土地面上，要在點位上打一木樁，樁頂導線點位選定后，在泥土地面上，要在點位上打一木樁，樁頂釘上一小釘，作為臨時性標志；在碎石或瀝青路面上，可以用頂釘上一小釘，作為臨時性標志；在碎石或瀝青路面上，可以用頂上鑿有十字紋的大鐵釘代替木樁；在混凝土場地或路面上，可以上鑿有十字紋的大鐵釘代替木樁；在混凝土場地或路面上，可以用鋼鑿鑿一十字紋，再涂上紅油漆使標志明顯。

9、用鋼鑿鑿一十字紋，再涂上紅油漆使標志明顯。n若導線點需要長期保存，則可以參照圖埋設(shè)混凝土導線點標石。導線點在地形圖上的表示符號見圖，圖中的2.0表示符號正方形的長寬為2mm，1.6表示符號圓的直徑為1.6mm。n導線點埋設(shè)后，為便于觀測時尋找?？梢栽邳c位附近房角或電線桿等明顯地物上用紅油漆標明指示導線點的位置。應為每一個導線點繪制一張點之記(description of station) 。 導線轉(zhuǎn)折角(traverse angle)是指在導線點上由相鄰導線邊構(gòu)成的水平角。導線轉(zhuǎn)折角以導線點序號前進方向分為左角和右角。對附合導線和支導線測左角或右角均可，為防止出錯全線應盡可能一致。對閉合導線，

10、應測閉合多邊形的內(nèi)角。v 測角測角v 連測連測四、導線測量的內(nèi)業(yè)工作四、導線測量的內(nèi)業(yè)工作v 準備工作準備工作v 量邊量邊 圖根導線邊長可以使用檢定過的鋼尺丈量或檢定過的光電測距儀測量。導線連測目的在于把已知點的坐標傳遞到導線上來，使導線點的坐標與已知點的坐標形成統(tǒng)一系統(tǒng)。v 閉合導線的坐標計算閉合導線的坐標計算 角度閉合差的計算與調(diào)整角度閉合差的計算與調(diào)整180)2n（理理測f調(diào)整原則：調(diào)整原則：反符號、平均分配反符號、平均分配nnf6040或容 坐標方位角的推算坐標方位角的推算180左右后前圖根導線：圖根導線：角度改正數(shù)計算：角度改正數(shù)計算：nfvi坐標增量閉合差改正數(shù)的計算坐標增量閉合差

11、改正數(shù)的計算分配原則：分配原則：反符號、按邊長成正比分配反符號、按邊長成正比分配00理理yx理測理測yyfxxfyx導線全長閉合差導線全長閉合差DDfDfKD1導線全長相對閉合差導線全長相對閉合差22yxDfff導線點坐標的計算導線點坐標的計算1111AAAAyyyxxxiyyixxDDfvDDfvii坐標增量閉合差的計算與調(diào)整坐標增量閉合差的計算與調(diào)整閉合導線的坐標計算閉合導線的坐標計算v 附合導線的坐標計算附合導線的坐標計算角度閉合差的計算與調(diào)整角度閉合差的計算與調(diào)整分配原則：分配原則：左角時反符號平均分配；右角時同符號平均分配左角時反符號平均分配；右角時同符號平均分配坐標方位角的推算坐標

12、方位角的推算180n左右起終終終aaf180左右后前圖根導線：圖根導線：nnf6040或容坐標增量閉合差的計算與調(diào)整坐標增量閉合差的計算與調(diào)整分配原則：分配原則：反符號、按邊長成正比分配反符號、按邊長成正比分配20001容K始終理始終理yyyxxx理測理測yyfxxfyx導線全長閉合差導線全長閉合差導線全長相對閉合差導線全長相對閉合差22yxDfff導線點坐標的計算導線點坐標的計算DDfDfKD1圖根導線全長相對閉合差允許誤差：圖根導線全長相對閉合差允許誤差：6.3 6.3 小三角測量小三角測量一、有關(guān)概念一、有關(guān)概念v三角點三角點v小三角測量小三角測量適用于山區(qū)或丘陵地區(qū)的平面控制。適用于山

13、區(qū)或丘陵地區(qū)的平面控制。二、小三角網(wǎng)的布設(shè)形式二、小三角網(wǎng)的布設(shè)形式v大地四邊形大地四邊形v三角鎖三角鎖v中點多邊形中點多邊形v線形鎖線形鎖三、小三角測量的等級及技術(shù)要求測 回 數(shù)等 級平 均 邊 長(km )測 角中 誤 差( )三 角 形 最大 閉 合 差( )三 角 形個 數(shù)起 始 邊 相對 中 誤 差最 弱 邊 相對 中 誤 差D J 2D J 6一 級1 5 156 71 40 0001 20 00024二 級0.5 10 306 71 20 0001 10 00012圖 根 1.7倍最 大 視 距 20 60 121 10 0001 10 0001v 選點選點四、小三角測量的外業(yè)工

14、作四、小三角測量的外業(yè)工作 選點前應搜集測區(qū)內(nèi)已有的地形圖和控制測量資料，在地形圖上初步擬定布設(shè)方案，然后到實地對照、修改，最后確定點位。如果測區(qū)沒有可利用的地形圖，則須到野外詳細踏勘，綜合比較，最后選定點位。選點時既應考慮到各級小三角測量的技術(shù)要求，又要考慮到測圖和用圖方面的要求，一般應注意以下幾點：（1）三角形應接近等邊三角形，困難地區(qū)三角形內(nèi)角也不應大于120或小于30；（2）三角形的邊長應符合規(guī)范的規(guī)定；（3）三角點應選在地勢較高，視野開闊，便于測圖和加密的地方，選在便于觀測和保存點位的地方，三角點間應通視良好； （4）基線應選在地勢平坦而無障礙便于量距的地方，小三角網(wǎng)的起始邊最好能采

15、用測距儀直接丈量。使用測距儀時還應避開發(fā)熱體和強電磁場的干擾。v角度測量角度測量v基線丈量基線丈量v起始邊定向起始邊定向觀測前應檢校好儀器。觀測一般采用方向觀測法?；€是計算三角形邊長的起算數(shù)據(jù)，要求保證必要的精度。 與高級網(wǎng)聯(lián)測的小三角網(wǎng)，可根據(jù)高級點的坐標，用坐標反算得出高級點間的坐標方位角和所測的連接角，推算出起始邊的坐標方位角。對于獨立的小三角網(wǎng)，可直接測定起始邊的真方位角或磁方位角進行定向。v 三角鎖的近似平差三角鎖的近似平差 角度閉合差的計算和調(diào)整角度閉合差的計算和調(diào)整a1c1b1a2c2b2a3c3b3a4c4b4ABCDEFD0D1D2Dn180iiiicbaf3iicibia

16、fvvv333iiiiiiiiifccfbbfaa五、小三角測量的內(nèi)業(yè)計算五、小三角測量的內(nèi)業(yè)計算 基線閉合差的計算和調(diào)整基線閉合差的計算和調(diào)整212102121022121101sinsinsinsinsinsin sinsinsinsinsinsinsinsinnnnbbbaaaDDbbaaDbaDDbaDDnnnDbbbaaaD21210sinsinsinsinsinsin1sinsinsinsinsinsin21210nnnbbbDaaaD1sinsinsinsinsinsin21210nnnDbbbDaaaDW基線條件閉合差基線條件閉合差01)sin()sin()sin()sin()

17、sin()sin(221122110 nbnbbnnanaavbvbvbDvavavaD0cotcot11 DniiibniiiaWbvav niiniiDibiabaWvv11cotcot. iiciiibiibibiiiaiiaiaiicvcCvbvvbBvavvaA 邊長及坐標的計算邊長及坐標的計算三角形角號角度觀測值( )第一次改 正()第一次改正后 角 度( )sin sin ctg ctg 第二次改 正()第二次改正后 角 度邊 長(m)60 44 2756 06 3663 09 00-1-1-160 44 2656 06 3563 08 590.872420.89219+0.56

18、024+0.50624+2-260 44 2856 06 3563 08 57527.853502.252539.812 180 00 03-3 180 00 00 180 00 0046 44 2663 51 3569 24 08-3-3-346 44 2363 51 3269 24 050.728250.93607+0.94104+0.37585+2-246 44 2563 51 3269 24 03665.420693.849 180 00 09-9 180 00 00 180 00 00 102 19 3439 13 1938 27 00+3+2+2 102 19 3739 13 21

19、38 27 020.976950.62184-0.21853+1.25940+2-2 102 19 3939 13 2138 27 00449.099441.640179 59 53+7 180 00 00 180 00 0061 00 2648 31 4470 27 44+2+2+261 00 2848 31 4670 27 460.874690.94242+0.55413+0.35485+2-261 00 3048 31 4670 27 44378.327475.837 179 59 54+6 180 00 00 180 00 000.542920.48943+1.83688+2.4963

20、4輔助計算baba1b1c1a)(1B2b2c2a3b3c3a4b4c4a)(B21 . 2858.475sinsin33322. 4206265000044. 0837.475000044. 0853.527BD000044. 0000185. 0016638. 3206265102282.33044441022 mbaDDbctgactgWvvmBDDDWmmbctgactgmWnffmiiiiDbaDii已知基線長：（按二級小三角）容容限表6-6 三角鎖邊長計算表三角點轉(zhuǎn) 折 角（左 角）( ) 方位角 ( )邊 長(m)坐 標 增 量(m)坐 標(m)三角點xyA125 54 0052

21、7.853-309.52+427.581000.001000.00AB125 30 38690.481427058B71 24 38665. 420+212.12+630.70D156 25 30902.602058.28D47 50 08378.327+253.96+280.42F61 00 301156.562338.70F288 50 38475.837+153.69-450.33E150 51 251310.251888.37E259 42 03449.099-80.29-441.86C163 03 001229.961446.51C242 45 03502.252-229.96-44

22、6.51A63 08 571000.001000.00A125 54 00BB720 00 00+0.000.00 xy表6-7 三角鎖坐標計算v 中點多邊形的近似平差中點多邊形的近似平差a1c1b1a2c2b2a3c3b3a4c4b4ABCDEOc5a5b5角度閉合差的計算和調(diào)整角度閉合差的計算和調(diào)整180iiiicbaf3iicibiafvvv圓周閉合差的計算和調(diào)整圓周閉合差的計算和調(diào)整360313603111nniiniiofcfcfnffvnffvvoiicoiibia323nffccnffbbnffaaoiiioiiioiii32323邊長閉合差的計算和調(diào)整邊長閉合差的計算和調(diào)整OA

23、bbbaaaOAnn2121sinsinsinsinsinsin01sinsinsinsinsinsin2121nnbbbaaa1sinsinsinsinsinsin2121nnDbbbaaaW niiniiDibiabaWvv11cotcot.v 大地四邊形的近似平差大地四邊形的近似平差角度閉合差的計算和調(diào)整角度閉合差的計算和調(diào)整邊長閉合差的計算和調(diào)整邊長閉合差的計算和調(diào)整ABa1b1a2b2a3b3a4b4CD44223311360bababababa44223331121360babafbabafbaf484848483144313321222111ffvvffvvffvvffvvbab

24、ababa01sinsinsinsinsinsin421421bbbaaa6.4 交會定點測量交會定點測量n交會定點(intersection location)是通過測量交會點與周邊已知坐標點所構(gòu)成的三角形，來計算交會點的平面坐標，它是加密小地區(qū)平面控制點的方法之一。n按交會的圖形，交會定點可以分成：n前方交會(forward intersection)n側(cè)方交會(side intersection)n后方交會(resection)；n按觀測值類型，交會定點可以分成：n測角交會(angular intersection)n測邊交會(linear intersection)n邊角交會(line

25、ar-angular intersection)。一、前方交會一、前方交會APAPApDxxcos)sin(sinABAPDD)cos()sin(sinABABAPDxxsin.sincos.(cos)sin(sin ABABABADx 如圖，如圖， A、B為已知控制點，為已知控制點，P點為待求點，觀測角度點為待求點，觀測角度、，計算計算P點坐標的過程如下：點坐標的過程如下：cotcotcotcotcotcotcotcotBABAPBABAPxxyyyyyxxxABABABABABAByyDxxDsin cos 為了檢核，可作兩組前方交會。如圖分別按為了檢核，可作兩組前方交會。如圖分別按A、B和和B、C求求出出P點的坐標。如果兩組坐標求出的點位較差在允許范圍內(nèi)，則點的坐標。如果兩組坐標求出的點位較差在允許范圍內(nèi)，則可取平均值作為待定點的坐標?？扇∑骄底鳛榇c的坐標。 二、后方交會二、后方交會)tan()(tan()(tan)(BP