测量学小地区控制测量

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1、小地区控制小地区控制测量量1. 1. 控制控制测量概述量概述2. 2. 导线测量量3. 3. 角度前方交会法角度前方交会法4. 4. 三、四等水准三、四等水准测量量5. 5. 三角高程三角高程测量量6. GPS6. GPS控制控制测量量简介介测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量1. 1. 控制控制测量概述量概述 控制测量为建立测量控制网而进行的测量工作 。 控制点具有准确可靠坐标（X，Y，H） 的基准点。 控制网 由控制点按一定规律构成的 几何图形。 作用：可控制全局；为减少误差积累； 可分组进行作业。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量 控制测量的原则： 1、分级布网、逐级控制； （

2、由高级到低级） 2、要有足够的精度； 3、要有足够的密度； 4、要有统一的规格。 内容：平面控制、高程控制。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量一、平面控制一、平面控制测量量确定控制点平面位置的工作。国家平面控制网国家平面控制网城市平面控制网城市平面控制网小地区平面控制网小地区平面控制网 常规方法：三角测量、导线测量 平面控制网：测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量国家控制网国家控制网 一等三角一等三角锁200Km200Km200Km200Km测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量国家控制网国家控制网二等二等连续网网测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量城市平面控制网：城市平面控制

3、网： 二、三、四等网。二、三、四等网。 一、二一、二级小三角网、小三小三角网、小三边网。网。 一、二、三一、二、三级导线网。网。 图根控制网（根控制网（导线网、交会定点）。网、交会定点）。城市城市导线网网测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量钢尺量距各尺量距各级导线的主要技的主要技术要求要求等等级附合附合导线 长度度（kmkm）平均平均边长（m m）测角角中中误差差测回数回数角度角度闭合合差差导线全全长相相对闭合差合差DJ6DJ6DJ2DJ2一级2.52505421/10000二级1.81808311/7000三级1.212012211/5000图根1

4、.0M M1.5测图最大视距2011/2000注：表中注：表中n n为测站数，站数，M M为测图比例尺的分母比例尺的分母测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量小地区范小地区范围：面：面积在在15km15km以内。以内。 为大比例尺大比例尺测图和工程建和工程建设而建立的而建立的 平面控制网。平面控制网。 一般采用小三角网或相一般采用小三角网或相应等等级的的 导线网。网。 包括：包括：首首级控制网、控制网、图根控制根控制网网测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量二、高程控制二、高程控制测量量 布布设原原则：由高：由高级到低、从整体到局部。到低、从整体到局部。 国家高程控制网：一、二、三、四等。

5、国家高程控制网：一、二、三、四等。 城市高程控制网：二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。 小地区高程控制网：三、四等及小地区高程控制网：三、四等及图根水准。根水准。 各各级高程控制网均采用高程控制网均采用水准水准测量、量、 高山地区可采用高山地区可采用三角高程三角高程测量量。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量国国家家高高程程控控制制网网返回测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量2. 2. 导线测量量一、一、导线测量概述量概述导线测区内相邻控制点连成直线而 构成的连续折线。导线边 导线测量依次测定各导线边的长度和 各转折角值；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

6、坐标。 主要用于带状地区、隐蔽地区、城建区、 地下工程、公路、铁路等控制点的测量。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量导线的布的布设形式与等形式与等级附合附合导线、闭合合导线、支、支导线。AB1DC23AB12345附合附合导线闭合合导线BA12支支导线测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量二、二、 导线测量的外量的外业工作工作1.1.踏勘踏勘选点及建立点及建立标志志混凝土混凝土桩（永久性）（永久性）木木桩（临时性）性）点之点之记测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量2.导线边长测量光电测距（测距仪、全站仪）、钢尺量距 当导线跨越河流或其它障碍时， 可采用作辅助点间接求距离法。河河EF

7、GHPb改正内角,再计算FG边的边长：时测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量3.3.导线转折角折角测量量 一般采用一般采用J6J6经纬仪测回法回法测量，两个以上方量，两个以上方向向组成的角也可用方向法。成的角也可用方向法。导线转折角有左角和右角之分。折角有左角和右角之分。当与高当与高级控制点控制点连测时，需，需进行行连接接测量。量。NBA32154测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量三、三、 导线测量的内量的内业计算算思路：由水平角观测值，计算方位角；由方位角、边长D，计算坐标 增量X 、 Y；由坐标增量X 、 Y，计算X、Y。（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内

8、业计算）测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量1.1.坐坐标计算公式：算公式：（1 1） 坐坐标正算（由正算（由、D，求求 X X、Y Y） 已知A（ ）， ， 求B点坐标 。 OyxAB测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量注：计算出的 AB ，应根据X 、 Y的正负， 判断其所在的象限。（2 2） 坐坐标反算（由反算（由X X、Y Y，求求、D， ）OyxAB已知A（ ）、B（ ）求求 。 测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量坐坐标方位角与坐方位角与坐标象限角的关系象限角的关系直线方向由方位角求象限角R由象限角R求方位角北东（NE） 第I象限南东（SE） 第II象限南西（SW） 第

9、III象限北西（NW）第IV象限RNERSE（180）RSW（180）RNW（360）R180R180+ R360R测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量2、附合导线的计算 如如图，A A、B B、C C、D D是已知点，起始是已知点，起始边的的方位角方位角 和和终止止边的方位角的方位角 为已知。外已知。外业观测资料料为导线边距离和各距离和各转折角。折角。D4231CAB测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量即：（各级导线的限差见规范）检核：（2）闭合差分配（计算角度改正数） ：式中：n 包括连接角在内的导线转折角数（1）计算角度闭合差：测量学小地区

10、控制测量测量学小地区控制测量（3）计算改正后的角度改：计算检核条件：（4）推算各边的坐标方位角： （用改正后的改）计算出的算出的 ， 否否则，需重算需重算。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量（5）计算坐标增量X、Y：（6）计算坐标增量闭合差：由于 的存在，使导线不能和CD连接，存在导线全长闭合差 ：导线全长相对闭合差：测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量（7）分配闭合差 ：检检核条件：核条件：核条件：核条件：（8）计算改正后的坐标增量：检检核条件：核条件：核条件：核条件：测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量（9）计算各导线点的坐标值： 依次依次计算各算各导线点坐点坐标，最后推算出

11、的最后推算出的最后推算出的最后推算出的终终 点点点点C C C C的坐的坐的坐的坐标标，应应和和和和C C C C点已知坐点已知坐点已知坐点已知坐标标相同。相同。相同。相同。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量例：例：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前前进方向方向 如如图，A A、B B、C C、D D是已知点，外是已知点，外业观测资料料为导 线边距离和各距离和各转折角折角见图中中标注。注。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 31 25214 09 331

12、256 07 44-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 25236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 01125.3698.71114.63116.44156.25641.44 +0.04-107.31 +0.03 -17.92 +0.04+30.88 +0.03 -0.63 +0.05 -13.05-108.03 -0.02 -64.81 -0.02 +97.12 -0.02+141.29 -0

13、.02+116.44 -0.03+155.70+445.74-107.27-17.89+30.92-0.60-13.00-64.83+97.10+141.27+116.42+155.67+445.63点点号号观测角角（右角）（右角） 改改正正数数 改正角改正角 A1B234CD辅助助计算算坐坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号A1B234CD增量增量计算算值改正后增量改正后增量坐坐标值x my mx my mxmym1536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811442.621011.081442.02 1127.501429.021283.17-1

14、07.84测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量3.3.闭合合导线的的计算算 闭合合导线的的计算步算步骤与附合与附合导线基本相同，基本相同，需要需要强调以下两点：以下两点：(1)(1)角度角度闭合差的合差的计算算n n边形形闭合合导线内角和的理内角和的理论值应为：测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量（2 2）坐）坐标增量增量闭合差的合差的计算算根据根据闭合合导线本身的特点：本身的特点：理理论上上实际上上北北214378.16m105.22m129.34m80.18m测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量辅助助计算算点点号号观测角角（右角）（右角） 改改正正数数 改正角改正角 1234坐

15、坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号1234增量增量计算算值改正后增量改正后增量坐坐标值x my mx my mxmym1212闭 合合 导 线 坐坐 标 计 算算 表表107 48 3089 36 3089 33 5053 18 43125 30 0073 00 20+13+13+12+12+50359 59 10107 48 4373 00 3289 34 0289 36 43360 00 00125 30 00306 19 15215 53 17105.2280.18129.3478.16392.90 -0.02 -61.10 -0.02 +47.90 -0.03 +76.61 -

16、0.02 -63.32 +0.02 +85.66 +0.02 +64.30 +0.02-104.21 +0.01 -45.82+0.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.00测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量四、四、查找找导线测量量错误的方法的方法1 1、个、个别测角角错误的的检查基本方法：通基本方法：通过按一定比例展按一定比例展绘导线来来发现测 角角错误点。点。闭闭合合合合导线导线

17、附合附合附合附合导线导线421314AD2233455B(1)C(6)CB测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量2 2、个、个别边错误的的检查例：例：21341455 导线全全长闭合差合差f f 的坐的坐标方方位角位角凡坐凡坐标方位角与方位角与 或或 相接相接近的近的导线边，是可能是可能发生量生量边错误的的边。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量3. 3. 角度前方交会法角度前方交会法 交会定点用来加密控制点的方法，分为测角交会和距离交会两类。BAPAAB CAB前方交会前方交会DaDbP距离交会距离交会后方交会后方交会BP侧方交会方交会测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量一、前方交

18、会一、前方交会1.基本公式（余切公式）BAP当A、B、P逆时针编号时：测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量当A、B、P顺时针编号时：2、计算实例 为了提高精度，通常在三个已知点上进行观测，得到P点的两组坐标，其点位较差为：测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量前方交会前方交会计算算实例例点名点名x观 测 角角yAPBxAxBBPC中数中数略略图辅助助计算算xPxBxCxPxPAB2 21 1C1 12 2P1 11 12 22 2yAyByPyByCyPyP37477.5437327.2037194.57437327.2037163.6937194.5437194.5616307.241

19、6078.9016226.4216078.9016046.6516226.4216226.424041577519025811335690623测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量4. 4. 三、四等水准三、四等水准测量量小地区控制小地区控制测量一般采用量一般采用三四等水准三四等水准测量量和和三角高程三角高程测量量。三、四等水准三、四等水准测量量 用于国家高程控制网加密、建立小地区首用于国家高程控制网加密、建立小地区首级高程控制。高程控制。布布设形式：形式： 附合水准路附合水准路线、结点网的形式；点网的形式； 闭合水准路合水准路线形式；水准支形式；水准支线。测量学小地区控制测量测量学小地区

20、控制测量三、四等水准的主要技三、四等水准的主要技术要求要求等等级水准水准仪 型号型号视线长度度m前后前后视距距差差m m前后前后视距累距累积差差m视线离地离地面最低高面最低高度度m 基本分划、基本分划、辅助分划助分划（黑（黑红面）面）读数差数差mm 基本分划、基本分划、辅助分划（黑助分划（黑红面）高差之差面）高差之差mm 等等级水准水准仪 型号型号水准尺水准尺线路路长度度kmkm与已知与已知点点联测附合成附合成 环线观测次数次数每千米高差每千米高差中中误差差mm往返往返较差、附合或差、附合或环线闭合差合差平地平地mm山地山地mm三三四四五五图根根DS1DS3DS3DS10DS3因瓦因瓦双面双面

21、双面双面单面面单面面5050161655往返各往返各一次一次往返各一次往返各一次往返各一次往返各一次往返各往返各一次一次往返各往返各一次一次往返各一次往返各一次往一次往一次往一次往一次往一次往一次往一次往一次6101520三三四四五五图根根DS1DS3DS3DS10DS310075 10010010035大致相等大致相等6100.30.22.03.01.05.03.01.5L为往返往返测段、附合或段、附合或环绕的水准路的水准路线长度（度（单位位为km）,n为测站数。站数。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量 三四等水准三四等水准测量的量的观测和和记录方法方法1）双面尺法）双面尺法后后视黑面

22、，黑面，读取下、取下、上、中上、中丝读数，数，记入入（1 1）（）（2 2）（）（3 3）中；）中；前前视黑面，黑面，读取下、取下、上、中上、中丝读数，数，记入入（4）（）（5）（）（6）中；）中； 黑黑面面尺尺红面面尺尺测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量2 2）单面尺法面尺法 按按变动仪器高法器高法进行行检核。核。观测顺序序为“后后前前变动仪器高器高前前后后”，变高前按高前按三三丝读数，以后按中数，以后按中丝读数。数。前前视红面，面，读取中取中丝读数，数，记入（入（7 7）；）；后后视红面，面，读取中取中丝读数，数，记入（入（8 8）。）。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量 测站

23、站计算和算和检核核1 1）双面尺法）双面尺法计算和算和检核核视距距计算算 前、后前、后视距差：三等水准距差：三等水准测量，不得超量，不得超过3m，四等水准，四等水准测量，不得超量，不得超过5m。 前、后前、后视距累距累积差：三等水准差：三等水准测量，不得超量，不得超过6m，四等水准，四等水准测量，不得超量，不得超过10m。 测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量计算黑面、算黑面、红面的高差面的高差 三等水准三等水准测量，不得超量，不得超过3mm3mm，四等水准，四等水准测量，不得超量，不得超过5mm5mm。式内。式内0.1000.100为单、双号、双号两根水准尺两根水准尺红面零点注面零点注记

24、之差，以米之差，以米(m)(m)为单位。位。 计算平均高差算平均高差 同一水准尺同一水准尺红、黑面中、黑面中丝读数的数的检核核 同一水准尺同一水准尺红、黑面中、黑面中丝读数之差，数之差，应等等于于该尺尺红、黑面的常数差、黑面的常数差K(4.687K(4.687或或4.787)4.787)， 三等水准三等水准测量，不得超量，不得超过2mm2mm，四等水准，四等水准测量，量，不得超不得超过3mm3mm。 测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量测站站编号号点号点号后后尺尺前前尺尺下下丝上上丝下下丝上上丝后后视距距前前视距距视距差距差d(m)d(m)方向方向及尺及尺号号水准尺水准尺读数数 （ m）黑

25、面黑面红面面K+黑黑-红平均平均高差高差（m）备注注K为尺尺常数：常数：K5=4.787K6=4.687三、四等水准三、四等水准测量量记录（双面尺法）（双面尺法）（1）（4）（2）（5）（9）（10）（11）（12）后后前前后后-前前（3）（6）（8）（7）（15）（16）（14）（13）（17）（18）12BM.1-TP.1TP.1-TP.21536094758.9+0.11954137358.1-0.21030044258.8+0.11276069458.3-0.1后后5前前6后后-前前后后6前前5后后-前前12420736+0.50660305422+0.60816640985+0.67

26、963505773+0.577-1+1-2+0.5070+1-1+2+0.6780测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量每每页校核：校核： （9 9）=117.0=117.0 （10）=117.1=-0.1=-0.1=2=2站（站（1212） （3 3）+ +（8 8） =15.286 =15.286 （6 6）+ +（7 7） = 12.916=+2.37=+2.37 （1515）+ +（1616） = +2.37 = +2.37 （1818）= +1.185= +1.185 2 2（18）= +2.37 总视距距（9 9）+ + （1010） = 234.1m = 234.1m测量学小地

27、区控制测量测量学小地区控制测量2 2）单面尺法的面尺法的计算校核算校核四等水准四等水准测量量记录、计算表（算表（变更更仪器高法）器高法）测站站编号号1后后尺尺前前尺尺下下丝上上丝下下丝上上丝后后视距距前前视距距视距差距差d(m)d(m)水准尺水准尺读数数 （ m）后后视前前视高高 差差+ +- -平均高差平均高差备注注（1）（4）（2）（5）（3）（6）（9）（10）（11）（12）（8）（7）（15）（14）（13）168116811307130714941494084908490473047306610661054105411372137237.437.437.637.6-0.2-0.2-

28、0.2-0.20.8310.8310.8330.833+0.832+0.832（5 5）测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量AB大地水准面大地水准面DHAhABHBDtanvi5. 5. 三角高程三角高程测量量 三角高程三角高程测量原理量原理A A、B B两点两点间的高差：的高差：若用若用测距距仪测得斜距：得斜距：直直觇 A-BA-B、反、反觇 B-A B-A 对向向观测测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量等等级仪器器测回数回数三三丝法法中中丝法法指指标较差差 竖直角直角较差差 对向向观测高差高差较差差mmmm附合或附合或环型型闭合差合差mmmm四等四等五等五等图根根DJDJ2 2DJ

29、DJ2 2DJDJ6 61 13 32 21 177400D400D7710101010测距距仪三角高程三角高程测量的主要技量的主要技术要求要求 三角高程三角高程测量的量的观测与与计算算 电磁波磁波测距三角高程（四等、五等）、距三角高程（四等、五等）、经纬仪三角高程；三角高程； 可布可布设三角高程网或高程三角高程网或高程导线，也可布置，也可布置为闭合或附合的高程路合或附合的高程路线。返回测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量6. GPS6. GPS控制控制测量量简介介一、一、 GPSGPS系系统的构成的构成GPSGPS空空间部分部分GPSGPS空空间系系统21+3颗GPS星座载波L1:频率1

30、575.42MHz载波L2:频率1227.60MHz测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量地面控制部分地面控制部分GPSGPS一个主控站、三个注入站和五个一个主控站、三个注入站和五个监测站站GPSGPS用用户设备部分部分按用途分：按用途分：导航型、航型、测地型、授地型、授时型型按按载波波频率分：率分：单频接收机、双接收机、双频接收机接收机测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量北京博北京博飞GPSGPS接收机接收机轻巧的主机巧的主机测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量二、二、GPSGPS定位的基本原理定位的基本原理 卫星（星（x xs s,y,ys s,z,zs s）与接收机（）与接收机

31、（x,y,zx,y,z）之）之间的距离的距离 建立的关系式建立的关系式为： 实际上因接收机钟差改正 是未知数，接收机必须同 时至少测定四颗卫星的距离 才能解算出接收机的三维坐标。 基本原理： 空间距离后方交会2341测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量 定位原理和方法定位原理和方法：1 1、伪距定位（精度距定位（精度较低）低） 测量量GPSGPS卫星的星的伪噪声噪声码从从卫星到达用星到达用户接收机天接收机天线的的传播播时间，进而而计算出距离。算出距离。2 2、载波相位定位（精度波相位定位（精度较高）高） 测定来自定来自GPSGPS卫星的星的载波信号和接收机波信号和接收机产生的同生的同频参考信号之参考信号之间的相位差的相位差。测量学小地区控制测量测量学小地区控制测量