《工程測量》課件-第六章 控制測量

6.1控制測量概述《工程測量》CONTENTS目錄控制測量的概念01平面控制測量02高程控制測量03控制測量的概念01一、控制測量的概念（一）測量的工作原則01/從整體到局部02/由高級到低級03/先控制后碎部04/步步檢核一、控制測量的概念控制點(diǎn)：在測區(qū)范圍內(nèi)選擇一些具有控制意義的測量標(biāo)志點(diǎn)?？刂凭W(wǎng)：由控制點(diǎn)相連組成一定的幾何圖形或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。控制測量：測區(qū)內(nèi)選擇一些具有控制意義的點(diǎn)，組成一定的幾何圖形，形成測區(qū)的骨架，用相對精確的測量手段和計(jì)算方法，在統(tǒng)一坐標(biāo)系中，確定這些點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程的工作?？刂凭W(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。一、控制測量的概念（二）目的為測圖或工程建設(shè)提供平面和高程控制基礎(chǔ)；作為各種碎部測量的起算基準(zhǔn)；控制誤差的累積。（三）實(shí)質(zhì)測定具有較高精度的控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。平面控制測量02二、平面控制測量平面控制測量主要工作是建立平面控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)的目的是測定控制點(diǎn)平面位置（??，??）。根據(jù)其范圍大小和功能不同，可分為：國家控制網(wǎng)城市控制網(wǎng)小地區(qū)控制網(wǎng)圖根控制網(wǎng)二、平面控制測量（一）國家控制網(wǎng)按精度可分為一、二、三、四等。國家級控制網(wǎng)二、平面控制測量（二）城市控制網(wǎng)城市控制網(wǎng)是在國家控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立起來的，服務(wù)于為城市規(guī)劃、市政建設(shè)、工業(yè)民用建筑設(shè)計(jì)和施工放樣的平面控制網(wǎng)。常見的布設(shè)方法GPS網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng)三角網(wǎng)邊角網(wǎng)二、平面控制測量（三）小地區(qū)控制網(wǎng)小地區(qū)控制網(wǎng)，是指在面積小于10km2范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)?？刹捎萌菧y量的方法建立，也可以采用導(dǎo)線測量的方法建立。主要布設(shè)方式可采用一、二、三級導(dǎo)線或一、二級小三角網(wǎng)或一、二級小三邊網(wǎng)。布設(shè)要求按相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行。（四）圖根控制網(wǎng)直接為測圖而建立的控制網(wǎng)稱為圖根控制網(wǎng)。圖根控制網(wǎng)的控制點(diǎn)稱為圖根點(diǎn)。圖根控制網(wǎng)也應(yīng)盡可能與上述各種控制網(wǎng)連接，形成統(tǒng)一系統(tǒng)。個(gè)別困難地區(qū)連接有困難時(shí)，也可建立獨(dú)立的圖根控制網(wǎng)。由于圖根控制專為測圖而做，圖根點(diǎn)的密度和精度要滿足測圖要求。高程控制測量03三、高程控制測量高程控制測量的主要工作是建立高程控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)目的是為測定控制點(diǎn)高程（H）。其主要方法：水準(zhǔn)測量、三角高程測量、全站儀高程測量和GPS高程控制測量。高程控制網(wǎng)按等級分為一、二、三、四等。國家高程控制網(wǎng)可采用一、二、三、四等高程控制網(wǎng)，主要方法是精密水準(zhǔn)測量。城市高程控制網(wǎng)可采用二、三、四等水準(zhǔn)測量。其中，首級控制不應(yīng)低于三等。小地區(qū)高程控制網(wǎng)可采用三、四等和圖根水準(zhǔn)測量（也稱等外水準(zhǔn)測量）。SUMMARYOFTHELESSON本課小結(jié)一、控制測量在統(tǒng)一坐標(biāo)系中，確定控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程的工作。二、平面控制測量測定控制點(diǎn)的平面位置（X,Y）。三、高程控制測量測定控制點(diǎn)的高程（H）。一、控制測量布網(wǎng)的原則是什么？二、小地區(qū)控制網(wǎng)是指多大面積以內(nèi)的范圍？思考《工程測量》6.2導(dǎo)線測量的外業(yè)工作CONTENTS目錄導(dǎo)線的布設(shè)形式01導(dǎo)線的外業(yè)工作02導(dǎo)線的布設(shè)形式01一、導(dǎo)線的布設(shè)形式導(dǎo)線：測區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)連成直線而構(gòu)成的折線，稱為導(dǎo)線。這些控制點(diǎn)，稱為導(dǎo)線點(diǎn)；導(dǎo)線點(diǎn)與導(dǎo)線點(diǎn)之間的折線稱為導(dǎo)線邊；相鄰導(dǎo)線邊之間構(gòu)成的水平角稱為轉(zhuǎn)折角。布設(shè)形式：閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線和支導(dǎo)線。導(dǎo)線測量：依次測定各導(dǎo)線邊的長度和各轉(zhuǎn)折角值；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)線的布設(shè)形式1.1閉合導(dǎo)線導(dǎo)線從某個(gè)已知控制點(diǎn)和已知方向出發(fā)，經(jīng)過數(shù)個(gè)點(diǎn)位又回到起點(diǎn)形成的一個(gè)閉合多邊形，這種導(dǎo)線稱為閉合導(dǎo)線。如圖所示，導(dǎo)線從已知控制點(diǎn)B和已知方向AB出發(fā)，經(jīng)過1、2、3、4點(diǎn)，最后仍回到起點(diǎn)B后形成的一個(gè)閉合多邊形。A4123B閉合導(dǎo)線一、導(dǎo)線的布設(shè)形式1.2附合導(dǎo)線附合導(dǎo)線是由一條已知邊出發(fā)測量，經(jīng)過若干個(gè)未知點(diǎn)到達(dá)另一條已知邊的線路。如圖所示，導(dǎo)線從已知控制點(diǎn)A和已知方向AB出發(fā)，經(jīng)過1、2、3點(diǎn)，最后附合到另一已知控制點(diǎn)C和已知方向CD，這樣的導(dǎo)線稱為附合導(dǎo)線。附合導(dǎo)線32AB1CD一、導(dǎo)線的布設(shè)形式1.3支導(dǎo)線從一個(gè)已知控制點(diǎn)開始，既不附合到另一已知點(diǎn)，又不回到原來起點(diǎn)，這樣的導(dǎo)線稱為支導(dǎo)線。如圖，由起始邊AB出發(fā)，從一個(gè)方向經(jīng)過1、2、3號點(diǎn)位，既不附合到另一已知點(diǎn)，又不回到原起始點(diǎn)的即為支導(dǎo)線。支導(dǎo)線A123B導(dǎo)線的外業(yè)工作02二、導(dǎo)線的外業(yè)工作2.1踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志了解測區(qū)范圍，地形及布設(shè)控制點(diǎn)位置情況，以便確定導(dǎo)線的形式和布置方案。（3）視野開闊，便于施測碎部。實(shí)地選點(diǎn)要求：（1）相鄰點(diǎn)間通視良好，地勢較平坦，便于測角與量距。（2）點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，便于保存標(biāo)志和安置儀器。（4）導(dǎo)線各邊的長度應(yīng)大致相等，除特殊情形外，應(yīng)不大于350m，也不宜小于50m。（5）導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)有足夠的密度。分布均勻，便于控制整個(gè)測區(qū)。二、導(dǎo)線的外業(yè)工作2.1踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志建立標(biāo)志：（1）臨時(shí)性標(biāo)志——木樁（2）永久性標(biāo)志——混凝土樁或石樁臨時(shí)性標(biāo)志永久性標(biāo)志二、導(dǎo)線的外業(yè)工作2.2測角測角，就是測量導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角。導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)序號前進(jìn)方向的不同分為左角和右角。轉(zhuǎn)折角位于導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)稱為左角，反之稱為右角。對于附合導(dǎo)線和支導(dǎo)線，觀測左角或右角均可，但全線必須統(tǒng)一。對于閉合導(dǎo)線，不論左角或右角，都以觀測閉合導(dǎo)線的內(nèi)角為準(zhǔn)。導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角可使用經(jīng)緯儀、全站儀等按測回法進(jìn)行觀測。二、導(dǎo)線的外業(yè)工作2.3量邊量邊即導(dǎo)線邊長測量，是指測量相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間的水平距離。邊長測量可采用光電測距儀和普通鋼卷尺兩種。導(dǎo)線的邊長測量無論采用何種方法都須進(jìn)行往返測量。二、導(dǎo)線的外業(yè)工作2.4連接測量連接測量又叫定向測量，目的是使導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)納入國家坐標(biāo)系或該地區(qū)的統(tǒng)一坐標(biāo)系中。當(dāng)導(dǎo)線與測區(qū)已有控制點(diǎn)連接時(shí)，必須測出連接角，作為傳遞坐標(biāo)方位角和坐標(biāo)之用。SUMMARYOFTHELESSON本課小結(jié)一、導(dǎo)線的布設(shè)形式布設(shè)形式閉合導(dǎo)線附合導(dǎo)線支導(dǎo)線二、導(dǎo)線的外業(yè)工作：踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志、測角、量邊和連接測量一、導(dǎo)線選點(diǎn)的要求有哪些？思考二、導(dǎo)線外業(yè)測量中的測角為什么要分左角和右角？《工程測量》6.3導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理CONTENTS目錄導(dǎo)線內(nèi)業(yè)工作概念01導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計(jì)算步驟02導(dǎo)線內(nèi)業(yè)工作概念01導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理主要指外業(yè)所測得數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)計(jì)算，是根據(jù)起始點(diǎn)的坐標(biāo)和起始邊的坐標(biāo)方位角，以及所觀測的導(dǎo)線邊長和轉(zhuǎn)折角，計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)的工作。

閉合導(dǎo)線準(zhǔn)備工作將校核過的點(diǎn)號、外業(yè)觀測數(shù)據(jù)（角度和距離）及起算數(shù)據(jù)填入“閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算表”中，相應(yīng)第①、②、⑥欄。閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算表點(diǎn)號觀測角（左角）o＇"改正數(shù)″改正后角度o＇"坐標(biāo)方位角αo＇"距離D/m坐標(biāo)增量及其改正數(shù)改正后坐標(biāo)坐標(biāo)值點(diǎn)號備注

Δx/mΔy/mΔx改/mΔy改/mx/my/m

①②③④=②+③⑤⑥⑦⑧⑨⑩???

1

201.60

500.00500.001

21082718

2

263.40

3841018

3

241.00

41354911

4

200.40

5900701

5

231.40

11212702

1

2

∑5400050

1137.80

輔助計(jì)算

導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理一、角度閉合差的計(jì)算對于任意多邊形，其內(nèi)角和理論值的通項(xiàng)式可寫成：

閉合導(dǎo)線導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理一、角度閉合差的計(jì)算由于圖中所示閉合導(dǎo)線為五邊形，所以其內(nèi)角和的理論值為（5-2）×180°＝540°。如果用∑??測表示多邊形內(nèi)角實(shí)測之和，由于存在測量誤差，使得∑??測不等于∑??理，兩者之間的差值被稱為角度閉合差，通常用????表示，即：

閉合導(dǎo)線導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理二、計(jì)算角度閉合差的容許值角度閉合差的大小反映了水平角觀測的質(zhì)量。依據(jù)導(dǎo)線測量規(guī)范不同等級導(dǎo)線誤差要求，圖根導(dǎo)線角度閉合差容許值

式中，n為多邊形內(nèi)角的個(gè)數(shù)。如果|????|>，說明所測水平角不符合要求，應(yīng)對所測水平角進(jìn)行檢查或重測。如果|????|≤，說明所測水平角符合要求，可對所測水平角進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三、改正數(shù)的計(jì)算式中，n為轉(zhuǎn)折角個(gè)數(shù)。如果角度閉合差不超限，可將角度閉合差????反符號平均分配到各觀測水平角中：改正數(shù)之和應(yīng)與角度閉合差大小相等且符號相反，即，改正數(shù)取值到秒。當(dāng)，即????不能被n整除而有余數(shù)時(shí)，可將余數(shù)調(diào)整給短邊的鄰角上。改正后各角值為：導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理四、坐標(biāo)方位角的推算根據(jù)起始邊的坐標(biāo)方位角及改正后的轉(zhuǎn)折角，推算其它各導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角。即：如：

閉合導(dǎo)線導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理五、坐標(biāo)增量計(jì)算及其調(diào)整根據(jù)坐標(biāo)正算原理，圖1中1、2邊的坐標(biāo)增量為：導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理五、坐標(biāo)增量計(jì)算及其調(diào)整閉合導(dǎo)線縱、橫坐標(biāo)增量代數(shù)和的理論值應(yīng)為零，即：由于測量誤差的存在，計(jì)算出的坐標(biāo)增量總和與理論值不相等，二者之差稱為坐標(biāo)增量閉合差，分別用????、????表示：

閉合導(dǎo)線導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理本著邊長誤差與邊長度成正比的原則，將坐標(biāo)增量閉合差反符號按邊長成正比例進(jìn)行調(diào)整的原則進(jìn)行分配。令為第條邊的坐標(biāo)增量改正數(shù)，則有：。最后，以為檢核。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理六、導(dǎo)線全長閉合差fD和全長相對閉合差K的計(jì)算由于坐標(biāo)增量閉合差的存在，使導(dǎo)線不能閉合，1-1′之長度????稱為導(dǎo)線全長閉合差：所有邊長誤差總和為fD，若用表示為導(dǎo)線總長，則導(dǎo)線全長相對閉合差為：圖根導(dǎo)線的。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理七、改正后坐標(biāo)增量計(jì)算各邊坐標(biāo)增量計(jì)算值加上相應(yīng)的改正數(shù)，即得各邊的改正后的坐標(biāo)增量。?????改、?????改計(jì)算檢核：改正后縱、橫坐標(biāo)增量之代數(shù)和應(yīng)分別為零。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理八、導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算同理類推，即可分別求出3、4、5點(diǎn)的坐標(biāo)。1點(diǎn)坐標(biāo)是已知的，各邊的坐標(biāo)增量已經(jīng)求得。所以有：最后，由5點(diǎn)推算1點(diǎn)的坐標(biāo)，應(yīng)與已知坐標(biāo)值相等，以此作計(jì)算檢核（見表1）。導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理點(diǎn)號觀測角（左角）o

＇"改正數(shù)″改正后角度o

＇"坐標(biāo)方位角αo

＇"距離D/m坐標(biāo)增量及其改正數(shù)改正后坐標(biāo)坐標(biāo)值點(diǎn)號備注

Δx/mΔy/mΔx改/mΔy改/mx/my/m

①②③④=②+③⑤⑥⑦⑧⑨⑩???

1

3352400201.60+5+183.30+2-83.92+183.35-83.90500.00500.001

21082718-101082708683.35416.102

2635108263.40+7-28.21+2-261.89-28.14-261.87

3841018-1084100655.21154.233

1680116241.00+7-235.75+2+50.02-235.68+50.04

41354911-101354901419.53204.274

1235017200.40+5-111