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1、6 小地区控制测量61 控制测量概述控制测量的作用是限制测量误差的传播和积累，保证必要的测量精度，使分区的测图能拼接成整体，整体设计的工程建筑物能分区施工放样。控制测量贯穿在工程建设的各阶段：在工程勘测的测图阶段，需要进行控制测量；在工程施工阶段，要进行施工控制测量；在工程竣工后的营运阶段，为建筑物变形观测而需要进行的专用控制测量。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量，平面控制测量确定控制点的平面位置（X、Y），高程控制测量确定控制点的高程（H）。一平面控制平面控制网常规的布设方法有三角网、三边网和导线网。三角网是测定三角形的所有内角以及少量边，通过计算确定控制点的平面位置。三边网则是测定三
2、角形的所有边长，各内角是通过计算求得。导线网是把控制点连成折线多边形，测定各边长和相邻边夹角，计算它们的相对平面位置。在全国范围内布设的平面控制网，称为国家平面控制网。国家平面控制网采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、三、四等。主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导线测量法。 一等三角锁沿经线和纬线布设成纵横交叉的三角锁系，锁长200250公里，构成许多锁环。一等三角锁内由近于等边的三角形组成，边长为2030公里。二等三角测量有两种布网形式，一种是由纵横交叉的两条二等基本锁将一等锁环划分成4个大致相等的部分，这4个空白部分用二等补充网填充，称纵横锁系布网方案。另一种是在一等锁环内布设全
3、面二等三角网，称全面布网方案。二等基本锁的边长为2025公里，二等网的平均边长为13公里。一等锁的两端和二等网的中间，都要测定起算边长、天文经纬度和方位角。所以国家一、二等网合称为天文大地网。我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，1975年修补测工作全部结束，全网约有5万个大地点。在城市地区为满足大比例尺测图和城市建设施工的需要，布设城市平面控制网。城市平面控制网在国家控制网的控制下布设，按城市范围大小布设不同等级的平面控制网，分为二、三、四等三角网，一、二级及图根小三角网或三、四等，一、二、三级和图根导线网。在小于10km2的范围内建立的控制网，称为小区域控制网。在这个范围
4、内，水准面可视为水平面，不需要将测量成果归算到高斯平面上，而是采用直角坐标，直接在平面上计算坐标。在建立小区域平面控制网时，应尽量与已建立的国家或城市控制网连测，将国家或城市高级控制点的坐标作为小区域控制网的起算和校核数据。如果测区内或测区周围无高级控制点，或者是不便于联测时，也可建立独立平面控制网。二高程控制高程控制测量就是在测区布设高程控制点，即水准点，用精确方法测定它们的高程，构成高程控制网。保证全国全图幅，每个1：100万的地图都能有、级高程控制点。高程控制测量的主要方法有：水准测量和三角高程测量。62 直线定向及坐标正反算CAB确定直线的方向简称直线定向。为了确定地面点的平面位置，不
5、但要已知直线的长度，并且要已知直线的方向。直线的方向也是确定地面点位置的基本要素之一，所以直线方向的测量也是基本的测量工作。确定直线方向首先要有一个共同的基本方向，此外要有一定的方法来确定直线与基本方向之间的角度关系。一、直线定向的基本方向作为直线定向用的基本方向有下列三种。(一) 真子午线方向过地球上某点及地球的北极和南极的半个大圆称为该点的真子午线(如下图)。真子午线方向指出地面上某点的真北和真南方向。真子午线方向要用天文观测方法、陀螺经纬仪和GPS来测定。由于地球上各点的真子午线都向两极收敛而会集于两极，所以，虽然各点的真子午线方向都是指向真北和真南，然而在经度不同的点上，真子午线方向互
6、不平行。两点真子午线方向间的夹角称为子午线收敛角。(二) 磁子午线方向过地球上某点及地球南北磁极的半个大圆称为该点的磁子午线。所以自由旋转的磁针静止下来所指的方向，就是磁子午线方向。磁子午线方向可用罗盘来确定。由于地磁的两极与地球的两极并不一致，北磁极约位于西经100.0北纬76.1；南磁极约位于东经139.4南纬65.8。所以同一地点的磁子午线方向与真子午线方向不能一致，其夹角称为磁偏角，用符号表示。(三) 坐标纵轴方向不同点的真子午线方向或磁子午线方向都是不平行的，这使直线方向的计算很不方便。采用坐标纵轴方向作为基本方向，这样各点的基本方向都是平行的，所以使方向的计算十分方便。通常取测区内
7、某一特定的子午线方向作为坐标纵轴，在一定范围内部以坐标纵轴方向作为基本方向。在高斯坐标系统中我们就采用中央子午线作为坐标纵轴。二、确定直线方向的方法确定直线方向就是确定直线和基本方向之间的角度关系，有下面两种方法；(一) 方位角由基本方向的指北端起，按顺时针方向量到直线的水平角为该直线的方位角(Azimuth)，用A表示。所以方位角的定义域为0，360，如下图中O1、O2、O3和O4的方位角分别为A1、A2、A3和A4。那么针对三种标准方向就有三种方位角：1真方位角2磁方位角3坐标方位角三正反坐标方位角由方位角的概念可知，AB的方位角是A的正北方向顺时针转动到B的夹角，可称为直线AB的正方位角
8、AB；那直线BA的方位角就是B的正北方向顺时针转动到A，这时BA的方位角为BA，又叫做直线AB的反坐标方位角，正反坐标方位角间的关系为ABBA180水平夹角与方位角之间的关系：OBOAO两方位角之差就是水平夹角。坐标方位角的推算：BCAB180左 BCAB180右四象限角直线与基本方向（北端或男端）构成的锐角称为直线的象限角。象限角与方位角之间的换算。五坐标正、反算一）坐标正算根据已知点的坐标、边长及该边的坐标方位角，计算未知点的坐标其中 二）坐标反算根据两个已知点的坐标求出两点间的边长及方位角 注意：此时求出的，得到的只是象限角，还必须根据坐标增量的正负来判断方位角所在的象限，换算为坐标方位
9、角。6-3 导线测量一导线的布设形式：1闭合导线2附和导线3支导线4无定向附和导线5节点导线6网状导线二导线外业测量工作1踏勘选点：确定导线网的形式2边角观测 3外业精度衡量三导线测量的内业计算一）附和导线1角度闭合差计算2坐标增量闭合差计算二）闭合导线计算1在表中填入已知数据2计算、调整角度闭合差3计算各边的坐标方位角4坐标增量闭合差的计算与调整5导线点坐标计算65 交会法测量交会法测量概念：在进行平面控制测量时，导线点不能满足测图和工程需求，则需要进行控制点的加密。加密可采用导线测量，也可采用交会定点。把交会定点称为交会法测量。包括：前方（侧方）交会 后方交会 双点交会 测边交会一前方交会
10、已知A、B两点坐标，然后在这两点设站，观测出、，通过三角形的余切公式或正弦定理求出加密点坐标。1按照书P105推导。2利用正弦定理，推导出xAP、yAP，由 A点坐标推出P点坐标过程如下： 再由坐标正算公式得到P点坐标在实际中，为了校核和提高P点坐标的精度，通常采用三个已知点的前方交会图形。分别解算出两组P点坐标。由于测角有误差，所以解出的两组P点坐标不可能相等。若两组坐标较差不大于两倍比例尺精度时，取两组坐标的平均值作为P点的最后坐标。即二简要介绍后方交会和距离交会6-6 三、四等水准测量在我们的控制测量当中，分为平面控制和高程控制两个部分。在高程控制当中，主要的方法就是我们前面给大家介绍的
11、水准测量。在全国范围内用水准测量的方法测量一系列点的高程，进而形成一个全国范围的高程控制网，称为国家高程控制网。国家高程控制网按施测的次序和施测的精度分为四个等级，即一、二、三、四等。一等水准网是国家高程控制的骨干；二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础；三、四等水准网是在二等水准网的基础上进一步加密，直接为测图和工程提供必要的高程控制。三、四等水准测量的起算点高程应从高一级的控制点引测，如果测区附近没有国家一、二级水准点，则在小区范围内采用闭合水准路线建立独立的首级高程控制网，假定一个起算点的高程。三、四等水准测量及等外水准测的精度要求见书表66（P107）。三、四等水准测
12、量使用的仪器一般还是采用DS3水准仪，采用双面尺法进行观测，其记数要求见书表67（P107）。以下主要介绍三、四水准测量的观测程序、计算及校核。一测站观测程序1三等水准测量每测站照准标尺顺序：a后视标尺黑面，精平，读取上、中、下丝读数，记录；b前视标尺黑面，精平，读取上、中、下丝读数，记录；c前视标尺红面，精平，读取中丝读数，记录；d后视标尺红面，精平，读取中丝读数，记录；三等水准测量的测站观测顺序可总结为：“后前前后”（或黑黑红红）2四等水准测量测站观测顺序和三等观测的顺序稍有不同，a后视标尺黑面，精平，读取上、中、下丝读数，记录；b后视标尺红面，精平，读取中丝读数，记录；c前视标尺黑面，精平，读取上、中、下丝读数，记录；b前视标尺红面，精平，读取中丝读数，记录；四等水准测量的测站观测顺序可总结为：“后后前前”（或黑红黑红）二测站计算与校核1视距计算后视距离前视距离前、后视距差前、后视距积累差2同一水准尺黑、红面中丝读数校核前尺后尺3高差计算及校核黑面高差红面高差校核计算：红、黑面高差之差高差中数4每页计算校核a高差部分。每页后视红、黑面读数总和与前视红、黑面读数总和之差，应该等于红、黑面高差之和，还应该等于该页平均高差总和的两倍。b视距部分。三成果计算与校核。6-7 三角高程一 三角高程原理二 地球曲率和大气折光对高差的影响三 三角高程测量的观测和计算
