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1、第七章 控制测量,长安大学公路学院,1,7-1 概述,遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则,测量工作须先建立控制网,然后根据控制网进行碎部测量或测设。 控制网分为平面控制网和高程控制网。测定控制点平面位置的工作,称为平面控制测量;测定控制点高程的工作,称为高程控制测量。,1,7-1 概述,一、控制测量 1、目的与作用 建立测区统一的控制基准 控制误差的积累 便于开展细部测量工作 2、有关名词 小地区(小区域):不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。 控制点:具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。 控制网:由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。 控制测量:为建立控制网所进行的测量
2、工作。,1,7-1 概述,一、控制测量 3、控制测量分类 按内容分: 平面控制测量:测定各平面控制点的坐标X、Y。 高程控制测量:测定各高程控制点的高程H。 按精度分:一等、二等、三等、四等;一级、二级、三级 按方法分:天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量 按区域分:国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 平面控制测量方法:GPS测量、导线测量、三角测量或三边测量的方法。 平面控制测量精度要求 表7-2,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 平面控制测量等级选用 表7-3,1,7-2
3、控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,相邻点间平均边长参照值 表7-4,GPS测量的主要技术要求,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,导线测量的主要技术要求 表7-6,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,三角测量的主要技术要求 表7-7,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,三边测量的主要技术要求 表7-8,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 1平面控制测量的技术要求,图根导线测量的主要技术要求 表7-9,1
4、,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,GPS观测的主要技术要求 表 7-10,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,水平角观测的主要技术要求 表7-11,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,DJ,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,光电测距仪的选用 表7-12,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,光电测距的主要技术要求 表7-13,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,一、平
5、面控制测量 2. 平面控制测量的观测技术要求,普通钢尺丈量距离的主要技术要求 表7-14,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量,高程控制测量的技术要求 表7-15,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量,高程控制测量等级选用 表7-16,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 1.高程控制测量的主要技术要求,水准测量的主要技术要求 表7-17,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 1.高程控制测量的主要技术要求,光电测距三角高程测量的主要技术要求 表7-18,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制
6、测量的观测技术要求,水准测量观测的主要技术要求 表7-19,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,光电测距三角高程测量观测的主要技术要求 表7-20,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,图根水准测量的主要技术要求 表7-21,1,7-2 控制测量的等级与技术要求,二、高程控制测量 2.高程控制测量的观测技术要求,图根三角高程测量的主要技术要求 表7-22,1,7-3 导线测量,将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图形,称为导线。构成导线的控制点,称为导线点,折线边称为导线边 导线测量就是依次
7、测定各导线边的长度和各转折角;根据起算数据,推算各边的坐标方位角,从而求出各导线点的坐标。 一、导线测量的布设形式 l闭合导线 2附合导线 3支导线,1,7-3 导线测量,一、导线测量的布设形式 1闭合导线 多用于面积较宽阔 的独立地区。 A、B为已知点,1、2、3、4、5为新建导线点。 已知数据: , XB , YB 观测数据:连接角B; 导线转折角0 ,1 ,5; 导线各边长SB1,S12,S51。,1,7-3 导线测量,一、导线测量的布设形式 2.附合导线 多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。 AB、CD为已知边,点1、2、3、4为新建导线点。 已知数据:AB,XB,YB
8、;CD,XC,YC。 观测数据:连接角B 、C ; 导线转折角1, 2, 3 ,4 ; 导线各边长SB1,S12,S4C。,1,7-3 导线测量,一、导线测量的布设形式 3.支导线 支导线的点数不宜超过2个,仅作补点使用。 A、B为已知边,点1、2为新建支导线点。 已知数据:AB,XB,YB 观测数据:转折角B, 1 边长SB1,S12,1,7-3 导线测量,二、导线测量的外业 1.踏勘选点及建立标志:在现场选定控制点位置,建立标志。 2量边 :测量各导线边(新边)的距离。 3测角 :观测导线各转折角。 4连测:观测导线连接角和连接边。,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 1坐
9、标方位角的推算 注意:若计算出的方位角360,则减去360;若为负值,则加上360。,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 2坐标正算 由A、B两点边长DAB和坐标方位角 AB,计算坐标增量。见图有:,其中,XAB=XB-XA YAB=YB-YA,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 3、坐标反算公式 由A、B两点坐标来计算AB、DAB,AB的具体计算方法如下:,(1)计算:,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 3、坐标反算公式,(2)计算:,(3)根据XAB、YAB的正负号判断AB所在的象限。,1,7-3 导线测量,三、导线坐标计算中的基本公式 3
10、、坐标反算公式,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 1角度闭合差的计算与调整 (1)计算角度闭合差 (2)计算限差 (3)若在限差内,则平均分配原则,计算改正数,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 1角度闭合差的计算与调整 (4)计算改正后新的角值: 2推算各边的坐标方位角 按新的角值,推算各边坐标方位角。 3计算各边的坐标增量 按坐标正算公式,计算各边坐标增量。 4坐标增量闭合差的计算与调整,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 4坐标增量闭合差的计算与调整 (1)计算坐标增量闭合差: 导线全长闭合差: 导线全长相对闭合差: (2)分配坐标增量闭合差。,1,7-3 导线
11、测量,四、闭合导线坐标计算 4坐标增量闭合差的计算与调整 (1)计算坐标增量闭合差: (2)分配坐标增量闭合差: 若K1/2000(图根级),则将fx、fy以相反符号,按边长成正比分配到 各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 4坐标增量闭合差的计算与调整 5.各点坐标的计算 根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量,来依次计 算各导线点的坐标。,1,7-3 导线测量,四、闭合导线坐标计算 1角度闭合差的计算与调整 2推算各边的坐标方位角 3计算各边的坐标增量 4坐标增量闭合差的计算与调整 5. 各点坐标的计算,1,7-3 导线测量,五、附合导线
12、坐标计算 说明:与闭合导线基本相同,以下是两者的不同点: 1角度闭合差的计算 (2)满足精度要求,若观测角为左角,则将f反符号平均分配到各观测角上;若观测角为右角,则将f同符号平均分配到各观测角上。,方法1:,(1)计算方位角闭合差:,1,7-3 导线测量,五、附合导线坐标计算 (1)计算角度闭合差: (2)满足精度要求,将f反符号平均分配到各观测角上。,方法2:,右角:,1,7-3 导线测量,五、附合导线坐标计算 2、坐标增量闭合差的计算,1,7-4 三角测量,将测区各控制点组成相互连接的若干个三角形而构成三角网,这些三角形的顶点,称为三角点。 三角测量:由三角点构成三角形(三角网),测量所
13、有的三角形内角,加测12条基线,由起算数据、角度及1-2条基线进行三角点的定位(坐标)。 小三角测量:建立小区域控制网的三角测量称为小三角测量 。 一、三角网的布设形式,1,7-4 三角测量,一、三角网的布设形式,1,7-4 三角测量,二、三角测量的外业,1,7-5 交会定点,需要加密个别控制点时,可用交会定点的方法。 交会定点的方法 一、前方交会 A,B已知点, , P:未知点, ;测角,,1,7-5 交会定点,推导: 则,1,7-5 交会定点,前方交会计算实例 计算坐标时,务必使实测图形的编号应与推导公式时的编号一致。计算实例见p153页表7-25。,1,7-5 交会定点,二、测边交会 已
14、知点A、B、C按逆时针方向编号,它们之间的边长 分别用和表示,a、b、c为测定的边长。,1,7-5 交会定点,二、测边交会 已知点A、B、C按逆时针方向编号,它们之间的边长 分别用和表示,a、b、c为测定的边长。 计算的两组坐标,如果点位较差在限差之内,则取其平均值作为最后结果。,1,7-5 交会定点,三、测边角后方交会 A、B为两个已知点,p点为未知点。 在P点安置全站仪,测得P点至A、B 两点的距离分别为a,b,测得PA与PB 两方向的水平夹角为。,1,7-7 三、四等水准测量,三、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。 三、四等水准点的高程应从附近的一、
15、二等水准点引测;如在独立地区,可采用闭合水准路线; 三、四等水准点一般须长期保存,点位须建立在稳固处。 三、四等水准测量的主要技术要求详见表7-16、表7-17和表7-19。,1,7-7 三、四等水准测量,1测站观测程序 后视(黑面) 上丝读数,下丝读数,中丝读数 前视(黑面) 上丝读数,下丝读数,中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数,后视尺,前视尺,1,7-7 三、四等水准测量,三、四等水准测量记录、计算表(双面尺法),三、四等水准测量记录(双面尺法),(9),(10),后-前,(15),(16),(17),(18),37.4,37.6,后-前,+0.833,5.239,-0.175,+1,+0.8325,+1,下丝,下丝,后尺,前尺,上丝,上丝,测站编号,点号,后视距,前视距,视距差d(m),d(m),方向及尺号,水准尺读数 ( m),K+黑-红,平均高差 (m),备注,黑面,红面,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(11),(12),后,前,(14),(13),K为尺常数: K105= 4.787 K106= 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,