第七章-小地區(qū)控制測量-PPT課件

1、凌 晴蘭州理工大學(xué)土木學(xué)院 第七章 小地區(qū)控制測量工程測量學(xué)1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)?？刂凭W(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。 1一、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;便于開展碎部測量工作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。導(dǎo)線:將測區(qū)內(nèi)相鄰

2、控制點(diǎn)連成直線而構(gòu)成的折線圖形，構(gòu)成導(dǎo)線的控制點(diǎn)稱為導(dǎo)線點(diǎn)1一、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1二、國家控制網(wǎng)在全國范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為國家控制網(wǎng).它是全國各種比例尺測圖的基本控制，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(yù)測提供形變信息等服務(wù)。 平面：國家平面控制網(wǎng)由一、二、三、四等

3、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)1三、城市控制網(wǎng) 城市或廠礦等地區(qū)，一般應(yīng)在上述國家等級控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)測區(qū)的大小、城市規(guī)劃或施工測量的要求，布設(shè)不同等級的城市平面控制網(wǎng)，以供地形測圖和測設(shè)建、構(gòu)筑物時(shí)使用。 建立城市平面控制網(wǎng)可采用GPS測量、三角測量、邊角組合測量和導(dǎo)線測量方法。1.城市平面控制網(wǎng)2.城市高程控制網(wǎng)城市測量規(guī)范將城市水準(zhǔn)測量分為二、三、四等。城市首級高程控制網(wǎng)不應(yīng)低于三等水準(zhǔn)，視測區(qū)需要，各等級高程控制網(wǎng)均可作為首級高程控制，光電測距三角高程測量可代替四等水準(zhǔn)測量。1在小于100

4、km2的范圍內(nèi)建立的平面控制網(wǎng)。在這個(gè)范圍內(nèi)，水準(zhǔn)面可視為水平面，不需要將測量結(jié)果歸算到高斯平面上，而是采用直角坐標(biāo)系。四、小區(qū)域控制網(wǎng)1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1一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式1閉合導(dǎo)線起終于同一已知點(diǎn)的導(dǎo)線，稱為閉合導(dǎo)線。它有3個(gè)檢核條件：一個(gè)多邊形內(nèi)角和條件和兩個(gè)坐標(biāo)增量條件。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

5、 ， 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。AB12345B012345(XB,YB)SB1S12S23S34S45S5B1一、導(dǎo)線測量的布設(shè)形式2附合導(dǎo)線AB、CD為已知邊，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； 導(dǎo)線各邊長SB1，S12，S4C。SB1S12S23S34S4CAB1234CDBC1234ABCD(XB,YB)(XC,YC)布設(shè)在兩個(gè)已知點(diǎn)之間的導(dǎo)線，稱為附合導(dǎo)線。它有3個(gè)檢核條件：一個(gè)坐標(biāo)方位角條件和兩個(gè)坐標(biāo)增量條件。1一、導(dǎo)線

6、測量的布設(shè)形式3.支導(dǎo)線A、B為已知點(diǎn)，1、2為新建導(dǎo)線點(diǎn)。已知數(shù)據(jù)： AB,XB,YB觀測數(shù)據(jù)：導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角B ，1 導(dǎo)線各邊長SB1。支導(dǎo)線只有必要的起算數(shù)據(jù)，沒有檢核條件，它只限于在圖根導(dǎo)線中使用，且支導(dǎo)線的點(diǎn)數(shù)一般不應(yīng)超過2個(gè)。AB12SB1S12B1AB(XB,YB)1二、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作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)折角和連接角測量。4.連測：觀測導(dǎo)線連接角和連接邊。1三、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。1三、導(dǎo)線

7、坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式2坐標(biāo)正算根據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)、已知邊長和方位角計(jì)算未知點(diǎn)的坐標(biāo)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-XA YAB=YB-YA XAB =DAB cos AB YAB =DAB sin ABDABABABxy0XABYAB1三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式3坐標(biāo)反算根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)反算邊長和方位角由A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)來計(jì)算AB、DABDABABABxy0XABYAB1（1）計(jì)算：3坐標(biāo)反算根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)反算邊長和方位角三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式AB的具體計(jì)算方法如下：（2）計(jì)算：（3）根據(jù)XAB、YAB的正負(fù)號判斷AB所在的象限。

8、 DABABABxy0XABYAB13坐標(biāo)反算根據(jù)兩個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)反算邊長和方位角三、導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算中的基本公式1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)計(jì)算的目的就是在處理觀測誤差的基礎(chǔ)上，計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。 注意：導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計(jì)算之前，應(yīng)全面檢查導(dǎo)線外業(yè)觀測記錄及成果是否符合精度要求；然后繪制導(dǎo)線略圖，注上實(shí)測邊長、轉(zhuǎn)折角、連接角和起始坐標(biāo)，以便于導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算 內(nèi)業(yè)計(jì)算中數(shù)字的取位，對于四等以下的小三角及導(dǎo)線，角值取至秒，邊長及坐標(biāo)取至毫米(mm)，對于圖根導(dǎo)線，角值取至秒，邊長和坐標(biāo)取至厘米(cm).1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算附合導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計(jì)算的思路由水平角觀測值，計(jì)算方位角；由方位角、邊長D，計(jì)算坐標(biāo)增

9、量X 、 Y；由坐標(biāo)增量X 、 Y，計(jì)算X、Y。（計(jì)算前認(rèn)真檢查外業(yè)記錄，滿足規(guī)范限差要求后，才能進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算）1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算1角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整 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11角度計(jì)算-計(jì)算角度閉合差和方位角：BD4231CA四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算（1）計(jì)算角度閉合差：如圖：以右轉(zhuǎn)折角為例計(jì)算一般公式：n為包括連接角在內(nèi)的轉(zhuǎn)折角的個(gè)數(shù)。+）1同理：以左角計(jì)算:（2）角度閉合差分配（計(jì)算角度改正數(shù)）：式中：n 包括連接角在內(nèi)的導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角數(shù)檢核： 各級導(dǎo)

10、線的限差見規(guī)范。1角度計(jì)算-計(jì)算角度閉合差和方位角：四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算1（3）計(jì)算改正后的角度改： 步步檢核計(jì)算檢核條件：（4）推算各邊的坐標(biāo)方位角：（用改正后的改）計(jì)算 否則，需重算。滿足精度要求，若觀測角為左角，則將閉合差反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將閉合差同符號平均分配到各觀測角上。1角度計(jì)算-計(jì)算角度閉合差和方位角：四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算2. 邊長改正-坐標(biāo)分量閉合差分配，計(jì)算坐標(biāo)（1）計(jì)算坐標(biāo)增量X、Y（方位角解算正確已知邊長）（2）計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差：由于 的存在，使導(dǎo)線不能和CD連接，存在導(dǎo)線全長閉合差 ：導(dǎo)線全長相對閉合差：1四、附合導(dǎo)線

11、坐標(biāo)計(jì)算2. 邊長改正-坐標(biāo)分量閉合差分配，計(jì)算坐標(biāo)（3）分配閉合差 ：檢核條件：（4）計(jì)算改正后的坐標(biāo)增量：檢核條件：1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算2. 邊長改正-坐標(biāo)分量閉合差分配，計(jì)算坐標(biāo)（5）計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)值：檢核：依次計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)，最后推算出的終點(diǎn)C的坐標(biāo)，應(yīng)和C點(diǎn)已知坐標(biāo)相同。1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算總結(jié)兩種角度閉合差方法方法1：（1）計(jì)算方位角閉合差：（2）滿足精度要求，若觀測角為左角，則將閉合差反符號平均分配到各觀測角上；若觀測角為右角，則將閉合差同符號平均分配到各觀測角上。1四、附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算總結(jié)兩種角度閉合差方法方法2：（1）計(jì)算角度閉合差：（2）滿足精度要求，將f反符號平

12、均分配到各觀測角上 其中，的計(jì)算公式如下：左角：右角：1實(shí)例：附合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算124.08164.10208.5394.18147.44ABCDXB=1230.88YB= 673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248B1234CAB567CD81圖表：附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算表點(diǎn)號轉(zhuǎn)折角 (右) 改正后轉(zhuǎn)折角 方位角 邊 長 D(m) 坐 標(biāo)增量(米)X Y改 正 后增量(米)X Y坐標(biāo)(米) X Y點(diǎn)號AB5678CD180 13 36178 22 30193 44 00181 13

13、00204 54 30180 32 48124.08164.10208.53 94.18 147.44B5678C1230.88673.451845.691039.98+8+8+8+8+8+8180 13 44178 22 38193 44 08181 13 08204 54 38180 32 561119 01 1243 17 12 4 16 00 43 03 28 44 40 50 30 56 42 29 43 34 4 48 56 +90.66+116.68+178.85+81.79+146.92+84.71+115.39+46.70+107.23+12.38738.33+614.90+

14、366.41+614.81+366.53-2-2-2-1-2+2+3+3+2+2+12-9+90.64+116.66+178.83+81.78+146.90+84.73+115.42+107.26+46.72+12.40+614.81+366.531321.521438.181617.011698.79758.18873.60980.861027.58fx = +0.09fy =-0.12K = = D1490012000f1119 00 24理=11190112f= 測-理=-48 f容=40 6 =98 交會(huì)測量是通過測量交會(huì)點(diǎn)與周邊已知坐標(biāo)點(diǎn)所構(gòu)成三角形的水平角，來計(jì)算交會(huì)點(diǎn)的平面坐標(biāo)，

15、它是加密小地區(qū)平面控制點(diǎn)的方法之一。按照交會(huì)的圖形，交會(huì)測量分為：前方交會(huì)、側(cè)方交會(huì)、后方交會(huì)；按照觀測值類型交會(huì)測量可分為測角交會(huì)、測邊交會(huì)和邊角交會(huì)。1P1)根據(jù)A、B點(diǎn)的坐標(biāo)反算AB邊的坐標(biāo)方位角和邊長 2）計(jì)算AP邊的坐標(biāo)方位角和邊長 3）根據(jù)坐標(biāo)正算公式計(jì)算P點(diǎn)的坐標(biāo) 一、前方交會(huì)A，B已知點(diǎn) ， ， P：未知點(diǎn) ；測角，1P上式稱為前方交會(huì)余切公式注意：此公式的推導(dǎo)是A、B、P是按逆時(shí)針編號其中A、B是已知點(diǎn)，P是未知點(diǎn)。一、前方交會(huì)A，B已知點(diǎn) ， ， P：未知點(diǎn) ；測角，2前方交會(huì)計(jì)算實(shí)例1二、測邊交會(huì)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S1和S2表示，a、b

16、、c為測定的邊長。2二、測邊交會(huì)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S1和S2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。 2三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)。1一、三角高程測量原理A點(diǎn)高程已知，在測站A觀測 AB水平距離D和垂直角，則：1二、較遠(yuǎn)距離的三角高程測量距離較遠(yuǎn)時(shí)，考慮地球曲率差和大氣折光差對高差的影響，應(yīng)對觀測得到的高差加“兩差”改正：球差改正：氣差改正：兩差改正：1三、三角高程測量的觀測與計(jì)算l三角高

17、程測量的觀測（1）安置儀器于測站，量儀器高；立標(biāo)桿或棱鏡于測點(diǎn)，量取標(biāo)桿或棱鏡高度，讀數(shù)至毫米。（2）用經(jīng)緯儀或測距儀（全站儀）采用測回法觀測豎直角13個(gè)測回，前后半測回之間的較差及指標(biāo)差如果符合限差規(guī)定，則取其平均值作為最后的結(jié)果。（3）根據(jù)公式計(jì)算高差及高程。采用對向觀測法且對向觀測高差較差符合限差要求時(shí)，取其平均值作為高差結(jié)果。 1三、三角高程測量的觀測與計(jì)算2三角高程測量的計(jì)算當(dāng)用三角高程測量的方法測定平面控制點(diǎn)的高程時(shí)，應(yīng)組成閉合或附合的三角高程路線，每條邊均要進(jìn)行對向觀測。由對向觀測所求得的高差平均值，組成閉合或附和路線，環(huán)線或符合路線的高差閉合差不得超過容許值。 當(dāng)高差閉合差小于或等于容許值時(shí)，則將閉合差按邊長成正比例反符號分配的原則，將分配于各高差之中，然后用改正后的高差從起始點(diǎn)的高程開始依次計(jì)算其他各點(diǎn)的高程。1第七章 教學(xué)內(nèi)容回顧1.概述 2.導(dǎo)線測量3.交會(huì)定點(diǎn) 4.三、四等水準(zhǔn)測量 5.三角高程測量1謝謝！1已知A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)為 XA=1011.358m, YA=1185.395m；點(diǎn)B的坐標(biāo)為XB=883.122m, YB=1284.855m。求方位角 ？作 業(yè)1XA=536.27m YA=328.74mA148*4318115.1010