合肥工业大学测量学第六章小地区控制测量课件

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1、第六章,小地区控制测量,本 章 要 点 1、控制测量的概念及控制测量的方法 2、导线测量的外业及内业计算（重点、难点） 3、高程控制测量简介 4、小三角测量简介,2,目 录,第一节 控制测量概念 第二节 导线测量 第三节 小三角测量 第四节 交会法定点 第五节 高程控制测量,3,小地区控制测量常用方法的外业工作和有关的内业计算。 1、控制测量的概念及控制测量的方法 2、导线测量的外业及内业计算（重点、难点） 3、高程控制测量简介 4、小三角测量简介,本 章 内 容,4,6-1 控制测量概念,1. 测量控制点：测区内一些有控制意义并较精密地测算出其平面坐标或高程的点。 2. 测量控制网： 由控制

2、点构成的几何图形； 按控制网的功能分为： l 高程控制网：水准网、三角高程网。 l 平面控制网：三角网、导线和导线网。 按控制网的规模分为： l 国家控制网 l 城市控制网 l 小区域控制网 l 图根控制网。,5,3、 控制测量：,用较高的精度测定各控制点位置的测量工作叫。 l平面控制测量 测定控制网平面坐标的工作称 。 l高程控制测量 测量控制网高程的工作称 。 4、测量工作程序：测量工作遵循的是“从整体到局部、先控制后碎部、由高级到低级”的原则。 5、控制测量目的： 可以保证整个测区有一个统一的、均匀的测量精度，而且可以有多个工作面加快测量进度。,6,一、国家控制网,国家控制网: 又称基本

3、控制网，即在全国范围内按统一的方案建立的控制网，它是用精密仪器精密方法测定，并进行严格的数据处理，最后求定控制点的平面位置和高程。 国家控制网级别：按其精度 分为一、二、三、四等四个级别，而且是由高级向低级逐级加以控制。 国家平面控制网的建立： 先在全国范围内，沿经纬线方向布设一等网，作为平面控制骨干。在一等网内再布设二等全面网，作为全面控制的基础。为了其它工程建设的需要，再在二等网的基础上加密三、四等控制网。（图6-1）,7,8,国家平面控制网测量方法,建立国家平面控制网，主要是用三角测量、精密导线测量和GPS测量。 国家高程控制网的建立 首先是在全国范围内布设沿纵、横方向的一等水准路线，在

4、一等水准路线上布设二等水准闭合或附合路线，再在二等水准环路上加密三、四等闭合或附合水准路线。 国家高程控制测量方法 主要是用精密水准测量。 国家一、二级控制网，除了作为三、四级控制网的依据外，它还为研究地球形状和大小以及其它学科提供依据。(图6-2),9,二、城市控制网,城市控制网:是在国家控制网的基础上建立起来的 目的:在于为城市规划、市政建设、工业民用建筑设计和施工放样服务。 分级建立：为了满足不同目的和要求，城市控制网也要分级建立。 国家控制网和城市控制网，均由专门的测绘单位承担。控制点的平面坐标和高程，由测绘管理部门统一，为社会各部门服务。,10,三、 小区域控制网,1、 小区域控制网

5、：是指在面积小于15平方公里范围内建立的控制网。 2、 小区域控制网坐标系和高程系：原则上应与国家或城市控制网相连，形成统一的坐标系和高程系。但当连接有困难时，为了工程建设的需要，也可建立独立控制网。 3、 小区域控制网分级建立： 要根据面积大小分级建立， 主要采用 一、二、三级导线、一、二级小三角网或一、二级小三边网， 其面积和等级的关系，如表6-1。,11,表6-1小区域控制网的建立,12,四、图根控制网,图根控制网：直接为测图建立的控制网称。 图根点：图根控制网的控制点，又称。 图根控制网系统：应尽可能与上述各种控制网连接，形成统一系统。特别困难地区连接有困难时，也可建立独立图根控制网。

6、 图根点的密度和精度：由于图根控制专为测图而做，所以图根点的密度和精度要满足测图要求。 表6-2是对平坦开阔地区图根点密度的规定。 对山区或特别困难地区，图根点的密度，可适当增大。,13,表6-2开阔地区图根点的密度,14,62 导线测量,导线测量适用于平坦地区、城镇建筑密集区及隐蔽地区，是进行平面控制测量的主要方法之一。 1、导线： 将相邻控制点用直线连接起来构成的折线和多边形。 导线点：折线的顶点 ； 导线边：相邻点间的连线 。 2、导线测量：就是测量导线各边长和各转折角，然后根据已知数据和观测值计算各导线点的平面坐标。,15,3、导线分类：,（1）按精度分类 l 精密导线 用于国家或城市

7、平面控制测量; l 普通导线 多用于小区域和图根控制测量。 l 图根导线 用于测图控制的导线，此时的 导线点又称图根点。 （2）按使用仪器分类 l 经纬仪导线： 用经纬仪测角和钢尺量边的导线 l 光电测距导线：用光电测距仪测边和角的导线,16,二、导线的布设形式,附合导线（图6-3） 闭合导线（图6-4） 支导线 （图6-5） 导线网 结点导线（图6-6） 导线环 （图6-7）,17,附合导线,导线起始于一个高级控制点，最后附合到另一高级控制点的，称为附合导线，具有自行检核条件，图形强度好，是小区域控制测量的首选方案。,图6-3,18,闭合导线,布设形式：起、止于同一已知点，中间经过一系列的导

8、线点，形成一闭合多边形，这种导线称。闭合导线也有图形自行检核，是小区域控制测量的常用形式。 缺点：但由于它起、止于同一点，产生图形整体偏转不易发现，因而图形强度不及附合导线。,图6-4,19,支导线,布设形式：从一已知点控制点开始，既不附合到来另一已知点，又不回到原来起始点的，称支导线。 缺点：支导线没有图形自行检核条件，因此发生错误不易发现，一般只能用在无法布设附合或闭合导线的少数特殊情况，并且要对导线边长和边数进行限制。,图6-5,20,导线网,可以布设成结点导线和导线环,图6-6 结点导线 图6-7 导线环,21,三、导线测量的技术要求,表6-3是工程测量规范中对小区域和图根导线测量的技

9、术要求。 说明（图根导线） 表中,图根导线的平均边长和导线的总长度是根据测图比例尺所定的。 例：测图中又规定点位中误差不大于图上0.5，对1：500地形图上0.5对应的实际点位误差为0.25m。如果把0.25m视为导线的全长闭合差，根据全长相对闭合差则导线的全长为500m。,22,表6-3,23,四、导线测量的外业工作,导线测量工作分为外业和内业 外业工作主要是布设导线，通过实地测量获取导线的有关数据，其具体工作包括以下几方面： 选点 测角 量边 连测,24,（一）选点,选点时应注意下列几点： l相邻点间通视要良好，地势平坦，视野开阔。其目的在于方便量边、测角和有较大的控制范围。 l点位应放在

10、土质坚硬又安全的地方，其目的在于能稳固地安置经纬仪和有利于点位的保存。 l 导线边长应符合表6-3的要求，导线边长应大致相等，相邻边长差不宜过大，点的密度要符合表6-2的要求，且均匀分布于整个测区。,25,图6-8 导线桩 图6-9永久性控制桩,l标志的形式： 临时性标志：如图6-8所示，打入7760cm的木桩，在桩顶钉一钉子或刻画“十”字，以示点位。 永久性标志：如图6-9所示，即埋设混凝上桩，在桩中心的钢筋顶面上刻“十”字，以示点位。,26,绘制点之记,标志埋设好后，对作为导线点的标志要进行统一编号， 点之记：绘制导线点与周围固定地物的相关位置图。 如图6-10所示，作为今后找点的依据。,

11、图6-10,27,（二）测角,l 测角: 就是测导线的转折角。 转折角以导线点序号前进方向分为左角和右角。 对附合导线和支导线测左角或测右角均可，但全线必须统一。 对闭合导线，测闭合多边形的内角。 l 导线角度测量的有关技术要求：可参考表6-3。 l 图根导线测量: 一般用J6经纬仪测一个测回。上、下半测 回角差不大于40时，即可取平均值作为角值。 测回法观测：当测站上只有两个观测方向,即测单角时使用； 方向测回法观测：当测站上有三个观测方向时，可以不归零； 当观测方向超过三个时，方向测回法观测一定要归零。,28,（三） 量边,1. 钢尺 丈量 l导线边长一般要求用检定过的钢尺进行往、返丈量。

12、 l 图根导线测量： 通常可以在同一方向丈量两次。 当尺长改正数小于尺长的万分之一； 测量时的温度与钢尺检定时的温度差小于10； 边的倾斜小于1.5时，可以不加三项改正， 因其相对中误差不大于三千分之一 ，直接取平均值即可。 2、光电测距仪测量 : 既能保证精度，又省力、省时。,29,（四）连测,1.目的：在于把已知点的坐标系传递到导线上来，使导线点的坐标与已知点的坐标形成统一系统。由于导线与已知点和已知方向连接的形式不同， 2.连测的内容： 在图63、图6-4、图65中只测连接角， 在图6-11中，除了测连接角外还要测连接边。 l与国家网连测： 连测工作可与导线测角、量边同时进行，要求相同；

13、 l 独立坐标系的导线连测： 则要假定导线任一点的坐标值和某一条边的坐标方位角已知，方能进行坐标计算。,30,图6-11,31,五、 导线测量的内业工作,1、内业工作：内业计算导线平差计算， 即用科学的方法处理测量成果，合理地分配测量误差，最后求出各导线点的坐标值。 2、计算前注意 ： l 对外业测量成果进行复查，确认没有问题，方可在专用计算表格上进行计算； l 对各项测量数据和计算数据取到足够位数。 对小区域控制和图根控制测量的所有角度观测值及其改正数取到整秒： 对距离、坐标增量及其改正数和坐标值 均取到厘米。 取舍原则：“四舍六入，五前单进双舍”。,32,图6-12是实测图根闭合导线示意图

14、，图中各项数据是从外业观测手簿中获得的。 已知:A2边的坐标方位角为 975808 ；A xA=5032.70，yA=4537.66,图6-12,（一） 闭合导线计算,33,现结合本例说明闭合导线计算步骤如下：,1. 填表：如表6-4 中填入已知数据和观测数据. 2. 角度闭合差的计算与调整： 内角和理论值：对于任意多边形，其内角和理论值的通项式可写成：理=（n2）180 由于此闭合导线为四边形其内角和的理论值为360。 1)角度闭合差的计算： f=测 理 =测 （n-2）180 例： f=测 （n-2）180=360 0058 -360 = + 58,34,表6-4 闭合坐标导线计算表,fn

15、=-58/4= -14(-15),35,2) 角度容许闭合差的计算（公式可查规范） = （ 图根导线） 若：f F，则 认为导线的角度测量是符合要求的，否则要对计算进行全面检查，若计算没有问题，就要对角度进行重测,本例：f=+58根据表6-3可知， = = 120，则有 f F ， 所以本观测有效。,36,3) 角度闭合差的调整：根据误差理论，设法消除f这项工作叫 。调整前提是假定所有角的观测误差是相等的，,角度改正数：= （n测角个数）。 角度改正数计算按角度闭合差反号平均分配，余数分给短边构成的角。 检核：= 改正后的角度值： 检核：改= （n-2）180,37,3推算导线各边的坐标方位角,推算导线各边坐标方位角公式：根据已知边坐标方位角和改正后的角值推算， (6-2) 式中， 、 表示导线前进方向的前一条边的坐标方位角和与之相连的后一条边的坐标方位角。 为前后两条边所夹的左角， 为前后两条边所夹的右角据此，由式6-2求得：,已知,38,注意两点：,l大于360时，应减去360； 时，应先加360。 l最后推算出的已知边坐标方位角，应与已知值相比，以此作为计算检核。 例：,39,表6-4 闭合坐标导线计算表,40,4、坐标增量计算（表6-4 ）,在图6-13中，设 为已知、则12边的坐标增量为： (6-3) 坐标增量的符号取决于 边的坐