控制测量--全部课件

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1、绪 论,一、控制测量的概念 所谓控制测量，就是在测区范围内布设少数点，称为控制点，将控制点连成网状，称为控制网，用高精度的仪器和方法测定控制点的平面位置和高程，测定平面位置的工作称为平面控制测量，测定高程的工作称为高程测量，合称为控制测量。 控制网按照用途及控制范围可分为以下几种： 1、国家控制网 在全国范围内布设，为工程建设和科学研究提供数据。,2、城市控制网 为城市规划、城市建设提供数据。 3、工程控制网 直接为某项工程建设的施工测量提供起算数据。 4、图根控制网 为地形测图提供测站点数据。 在建立国家控制网和城市控制网时，必须建立坐标系。 在建立工程控制网时，如缺少起算数据，也需要建立坐

2、标系。,二、控制测量的作用 1、为各种工程测量工作提供起算数据； 2、保障工程质量； 3、为工程变形观测提供稳固的测站点； 4、控制误差积累； 5、将大量的碎部测量工作化整为零。 任何一项工程建设都必须经过勘测、设计、施工、验收四个阶段，而在勘测阶段要进行的第一项工作就是控制测量。所以控制测量是各种工程的第一道工序，控制网的质量将直接影响到后续测量工作的质量和工程质量及效益。必须做好。,三、控制测量的方法,1、三角测量 将控制点连成三角形，观测各三角形的内角，用正弦公式计算其它边长，并计算坐标。 2、三边测量 观测三角形的三条边长，用余弦公式c2=a2+b2-2abcosC求角度，计算坐标。

3、3、边角同测 4、导线测量 5、水准测量 6、三角高程测量 7、天文测量 8、GPS卫星定位,四、控制测量的作业程序,测前蹋勘与技术设计； 实地选点与造标埋石； 观测（角度、边长、高差）； 概算（检查整理外业资料、数据化算、质量检核）； 平差计算； 检查总结和验收成果。,五、学习本课程的目的要求,了解国家网； 懂得城市网的建设方法（包括坐标系的建立）； 熟练掌握工程网的建网方法； 会设计、会选点埋石、会观测、会计算、会使用、会管理。 重视操作。,第一章 工程控制网的布设,第二节国家控制网的布设 一、国家一、二等三角网的布设方案 1、国家平面控制网的布网原则 分级布网、逐级控制； 要有足够的精度

4、和密度； 应有统一的规格；,2、国家一等三角锁的布设方案,沿经纬线布设成三角锁。 锁段长度：200km； 边长：25km； 测角中误差：0.7； 起算边精度：1/350000； 最弱边精度：1/150000；,3、国家二等三角网的布设方案,填满一等锁环内的空白。 边长：13km； 测角中误差：1.0； 起算边精度：1/350000； 最弱边精度：1/150000；,4、国家三、四等三角网,采用插点、插网形式布设。 边长：8、26km； 测角中误差：1.8、2.5； 最弱边相对精度：1/80000、1/40000；,二、国家高程网的布设,一等水准 环形，环长：10001500km； 二等：环形，

5、500750km； 三等：闭附合，长：300km； 四等：附合，长：80km； M，MW见下页。,第三节 工区平面控制网的布设,一、工区网的概念 工区控制网可分为两种： 一是在各项工程建设的规划设计阶段，为测绘大比例尺地形图而建立的控制网，称为工测控制网。 二是为工程建筑物的施工放样或变形观测等专门用途而布设的控制网，称为专用控制网。专用控制网的布设因工程类型不同而不同，如工业与民用施工中布设的控制网，常为方格网，道路、遂道施工时采用导线控制。 本课程只涉及工测控制网，而专用控制网在工程测量一门课程中介绍。,二、布网原则,统一规划首级控制，分期分区进行加密控制； 精度高、密度大（相对于国家网）

6、； 尽量避免控制点在施工时被破坏； 与国家网联结； 遵循统一的规范。 现一般按城市测量规范布设。,三、工区控制网的技术规格,光电测距导线的主要技术要求,第四节 三角网的图上设计和实地选点,一、对三角点点位的要求 图形好，内角为60；等边直伸 点位应选在制高点，以免造高标；相邻边长相近，长度适中 便于造标埋石、测角、归心及保存；便于测距，不受电磁场影响 通视良好，高出障碍物12m，旁离3m以上； 充分利用旧点。,二、现场蹋勘,了解测区行政隶属； 了解测区气候情况； 收集已有测量资料； 已有地形图； 已有控制点资料，等级、投影带、投影面、精度等； 觇标标石保存情况。 交通； 地形； 物资供应；,三

7、、图上设计,选择适当比例尺的地形图（图上边长约10cm）； 展绘已知点； 选取三角点并构成三角网； 判断是否通视； 拟定水准路线； 精度估算。,四、实地选点,1、选点步骤 1）准备工作 a熟悉设计方案； b准备器材；望远镜，步话机，小平板，绘图纸，绘图用具，木桩，竹杆，测旗等； c拟定选点路线，从已知点开始； 2、选取点位 依据设计图上选取的点位，检查通视情况，如不通视，应调整。实地点位确定后，打木桩竖测旗，并用平板仪交会法测出其点位。 填写点之记。,2、上交资料,1）点之记； 2）选点图； 由平板仪交会而成，填上点号，点名，觇标类型，交通干线，主要河流，及居民地等，比例尺自定。 3）文字说明

8、 包括测区概况，已有成果及精度，设计依据，旧点利用情况，最长边长，最小角，精度估算的结果，对造标埋石及观测工作的建议等。,第五节 三角点的造标和埋石,一、觇标的建造 1、觇标类型 双锥标 寻常标 墩标 2、寻常标的部件 标心柱：是照准的标志，要求直，圆，醒目。 橹柱：支撑标心柱，要求等长，牢固。 拉材：连接标心柱与橹柱，使标心柱铅直。 横梁：连接橹柱，使橹柱稳固。 照准圆筒：消除相位差，提高精度，直径d=10/.D。,3、觇标的建造方法,1）备料加工 参考城市测量规范P146 2）标定橹柱的坑位 觇标竖起之后，要求橹柱不能挡住视线，因此，在竖标之前，应标定三个橹柱的坑位，使橹柱离开视线一定的距

9、离。,3）挖坑 坑深：土地，1m，岩石，0.30.4m。 坑底浇灌水泥并用水准仪操平。 4）竖标 将觇标部件组装后，竖立起来，用经纬仪在相互垂直的两方向检查标心柱是否位于铅垂线位置，如不在铅垂线位置，则应调整拉材或坑底高度，然后用水泥浇灌并用土夯实。,二、中心标石的埋设,1、标石类型 三、四等三角点标石分两层： 上层柱石，为三角点的准确位置，正方截头锥体； 下层盘石，正方四棱锥体，为备用。 一、二级小三角只埋设柱石。 2、埋设方法 用大于1kg的垂球 用经纬仪,第二章 角度测量,二、光学测微器,1、双平行玻璃板光学测器,2、双光学楔镜光学测微器,三、J2经纬仪的读数方法,1、度盘对径分划的影像

10、,2、测微尺影像 3、对径分划重合读数法 4、光学数字化读数结构,四、置数,照准； 测微轮置分、秒数； 换盘手轮置10数，度数。,第二节 经纬仪的三轴误差,一、球面三角学的基本知识 大圆过球心的平面与球面的交线。 球面角两大圆弧所在平面之间所夹的二面角。 球面三角形球面上相交于三点的三条大圆弧所围成的球面上的一部分。三个大圆弧称为球面三角形的边，其大小用它们所对的圆心角来表示，常记为a,b,c，三个大圆弧相交成的三个球面角称为球面三角形的角，常记为A、B、C，这三个边和三个角称为球面三角形的六个元素。 球面角超球面三角形的三内角之和与180之差。,正弦公式 余切公式 在相邻的四个元素中，B叫夹

11、角，C叫他角，a叫夹边，c叫他边，则余切公式可用文字描述如下： 他角余切乘夹角正弦等于他边余切乘夹边正弦，减去夹角夹边余弦乘积。 ctgCsinB=ctgcsina-cosBcosa,二、视准轴误差,1、概念 视准轴物镜光心与十字丝交点的连线， 理想的视准轴OT应当与水平轴HH垂直，而实际的视准轴OT不与水平轴HH垂直，实际视准轴与理想视准轴之间所夹的角度C称为视准轴误差。由于视准轴有误差C，因而会引起瞄准目标时水平度盘读数也有误差C，C就是C对水平盘读数的影响。,2、理想视准面和实际视准面,如图所示，O是仪器中心，HH是水平轴，OZ是理想的视准轴， 它与水平轴垂直，上下转动望远镜，理想视准轴

12、OZ旋转形成一个竖直面OZL面，称为理想视准面，OL为理想视准轴视线水平时的位置，仍与水平轴垂直。 设盘左时，实际视准轴OZ向右偏移了一个角度C，当望远镜上下旋转时，实际视准轴旋转形成一个圆锥面，称为实际视准面，OL是实际视准轴视线水平时的位置，它与理想视准轴视线水平时的位置OL的夹角仍为C。,3、理想读数与实际读数的关系,M=L+C 4、C与C的关系,5、盘右时理想读数与实际读数,M=（L+R-180）/2 L+180-R=2C=2C/cos,三、水平轴倾斜误差,i=i tg M= 2i=L+180-R=2itg,四、垂直轴倾斜误差,v=vsintg 减弱措施： a严格校正水准管轴，保证气泡

13、居中时，垂直轴位于铅垂线位置 b严格整平仪器，以减小v值 c每测回开始观测前都要重新整平仪器，使各测回的值不相等，各测回的v便可抵消一部分。,第三节 经纬仪的检验与校正,二、光学测微器行差的测定 对径分划线相对移动一格时，测微器读数的实际改变值与理论值之差，称为行差。 产生原因： 转像透镜组位置不正确，使主副像分格成像宽窄不等； 物镜组位置不正确，使主副像分格成像同时过宽或过窄,第四节 水平角观测的误差来源及其影响,一、外界因素的影响 1、水平折光差 1）水平折光差产生的原因 由于空气密度不均，光线沿直线传播而引起的实际视准轴方向AB与理想视准轴方向AB之间在水平面内所夹的角度称为水平折光差

14、。 空气，水，木材，干土地，砖，石，铁。 吸散热速度由小到大,2）水平折光差的规律性及减弱措施,吸热过程与散热过程的正负号相反，故可在白天和晚上各观测总测回数的一半。 视线离引起水平折光的物体（水系岸边，树林边缘等）越近，越大，故应旁离3m以上。 视线通过引起水平折光的物体的路程越长，越大，故当地形复杂时，应适当缩短边长， 引起水平折光差的物体离测站越近，越大，故视线应离橹柱10cm以上。,2、仪器受温度变化的影响,温度变化使盘左、盘右C值不相等； 温度变化使盘左，盘右i值不相等； 温度变化使仪器中心位置变化。 减弱措施： a仪器开箱后，放在阴凉有风处一段时间； b遮伞； 二、仪器误差的影响

15、1、基座弹性扭转的影响； 2、照准部弹性扭转 3、脚螺旋孔内空隙的影响,三、观测误差,1、照准误差 阴天有风观测较好。 2、读数误差 主要是对径分划重合误差。,四、精密测角的原则,一测回不得调焦两次； 盘左顺时针转动照准部12周，盘右逆转12周。 盘左顺时针转动照准部瞄准，盘右逆时针转动照准部瞄准； 微动螺旋、测微轮最后应为旋进； 每测回重新整平仪器； 各测回按规定度盘位置观测。,第五节 方向观测法与测站平差,一、观测前的准备工作 1、测定归心元素； 2、安置仪器，寻找目标，检查通视情况； 3、选择零方向并调好焦距；距离适中、通视良好、成像清晰，视线较平； 4、量取仪高和觇标高； 5、编制观测

16、度盘表。,二、方向观测法的操作程序,三、测站上的限差,等级仪器两次重合读数差半测回归零差一测回2C互差测回较差 二、三、四等J11696 J238139 一、二级 J2 121812 J6 1824,四、手簿记录与计算,五、重测规定和观测成果取舍,第六节 归心改正及归心元素的测定,一、归心改正 1、测站归心改正 MBT=My+c,2、照准点归心改正,MBB=MBT+ 3、测站偏心与照准点偏心的联合影响 MBB=My+c+,第七节 垂直角观测,二、技术要求,仪器，测回数，限差见P72表2-20； 成像位置 一测回各方向的观测方法； 垂直角和指标差的比较 重测规定,第三章 精密距离测量,第一节 电磁波测距的基本原理 一、电磁波的基本概念 电磁波电场与磁场的交互变化在空间的传播。 电磁波的速度v 电磁波在真空中的速度c=299792458m/s； 电磁波在大气中的速度 v=,周期T一次完全变化所需的时间； 频率f单位时间内完全变化的次数； 波长电磁波在一个周期内传播的距离； 周期、频率、波长、速度之间的关系：,二、电磁波普与测