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1、水平距离测量的总结水平距离测量的总结一、量距工具一、量距工具 量具：量具：钢尺、皮尺、因瓦尺 辅助工具：辅助工具：测仟、花杆、垂球、弹簧秤、温度计二、钢尺量距二、钢尺量距直线定线：直线定线：目估法；经纬仪法 一般量距法一般量距法（整尺法）：平坦倾斜 精密量距法精密量距法（串尺法）：定线量距-测桩高-整理（尺长，温度、倾斜）钢尺检定和尺长方程式钢尺量距注意事项：钢尺量距注意事项：三、视距测量：三、视距测量： 原理原理 测量测量：水平：水平距离倾斜：水平距离和高程差 测量误差测量误差四、电磁波测距四、电磁波测距概况概况 原理：原理：脉冲测距法和相位差测距法五、直线定向五、直线定向标准方向标准方向
2、直线方向表示：直线方向表示： 方位角方位角：真子午线；测子午线；坐标纵轴方位角相互关系：方位角，磁偏角，收敛角范围：0360,顺 象限角：象限角：顺、逆；090直线方位角确定：直线方位角确定：测左或右直线水平角推算直线方位角：前=后+水平夹角+180六、罗盘仪六、罗盘仪-测量磁方位角七、陀螺仪，陀螺经纬仪七、陀螺仪，陀螺经纬仪-真子午角测量（惯性测量）复习：复习： 1 距离测量的方法有那些 2 如何进行钢尺测量距离（普通、精密） 3 采用视距测量的方法（水平距离、高程） 4 直线方向的表示有那几种及相互转换 5 如何进行直线定向（直线的坐标角确定） 第六章 小区域控制测量主要内容主要内容：1.
3、控制测量概述控制测量概述2.导线测量导线测量3.经纬仪交会法定位经纬仪交会法定位 4.高程控制测量高程控制测量 5.全站仪简介全站仪简介、6.1 控制测量概述控制测量概述 一、控制测量一、控制测量(control survey)1.目的与作用目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一测量标准为测图或工程建设的测区建立统一测量标准控制误差的积累控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准作为进行各种细部测量的基准 平面平面控制网控制网(horizontal control network) (horizontal control network) 高程高程控制网控制网(vertical control
4、 network)(vertical control network)2.有关概念有关概念小地区（小区域）小地区（小区域）(block, region)(block, region)(小于小于10Km210Km2) ) ： 不必考虑地球曲率对不必考虑地球曲率对水平角和水平距离水平角和水平距离影响的范围影响的范围控制点控制点(control point) (control point) ： 具有具有精确可靠精确可靠平面坐标或高程的测量平面坐标或高程的测量基准点基准点控制网控制网(control network)(control network)： 由控制点分布和测量方法决定所组成的图形由控制点分
5、布和测量方法决定所组成的图形控制测量控制测量(control survey)(control survey)： 为建立控制网所进行的测量工作为建立控制网所进行的测量工作 整体控制整体控制，即，即最高一级控制网能控制整个测区。最高一级控制网能控制整个测区。 例如，国家控制网用一等锁环控制整个国土；例如，国家控制网用一等锁环控制整个国土； 对于区域网，最高一级控制网必须能控制整个测区。对于区域网，最高一级控制网必须能控制整个测区。 全面加密全面加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密， 例如国家控制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；例如国家控制网的一等
6、锁环内用二等全面三角网加密； 分片加密分片加密，就是急用部分先加密，不一定全面布网。，就是急用部分先加密，不一定全面布网。 高级到低级逐级控制高级到低级逐级控制就是用精度高一级控制网去控制精度低就是用精度高一级控制网去控制精度低 一级控制网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎部一级控制网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎部 测量的精度要求、工程规模及其精度要求。测量的精度要求、工程规模及其精度要求。工程控制网：工程控制网：为各类工程建设而布设的测量控制网。为各类工程建设而布设的测量控制网。 分为：分为：测图控制网、施工控制网和变形监测网。测图控制网、施工控制网和变形监测网。小区域控制网：小区
7、域控制网：面积为面积为10-15km2以内的小地区范围，为大比以内的小地区范围，为大比 例尺测图和某项工程建设而建立的控制网例尺测图和某项工程建设而建立的控制网图根控制测量：图根控制测量：直接用于地形图测图而布设的控制点直接用于地形图测图而布设的控制点 -图根控制点图根控制点，又称，又称图根点图根点。 测定图根点平面位置和高程的工作测定图根点平面位置和高程的工作-图根控制测量图根控制测量 图根控制图根控制可用可用一级或两级控制，首级控制用什么方一级或两级控制，首级控制用什么方 法，应根据城市与厂矿的规模而定法，应根据城市与厂矿的规模而定3.控制测量分类控制测量分类按功能分：按功能分： 平面控制
8、测量平面控制测量：测定各平面控制点的坐标：测定各平面控制点的坐标X X、Y Y 高程控制测量高程控制测量：测定各高程控制点的高程：测定各高程控制点的高程H H按精度分：按精度分：一等、二等、三等、四等、首级、图根（三角测量）一等、二等、三等、四等、首级、图根（三角测量） 一级、二级、三级、首级、图根（导线测量）一级、二级、三级、首级、图根（导线测量）按方法分：按方法分：天文测量天文测量 常规测量常规测量( (三角测量、导线测量三角测量、导线测量; ;水准测量水准测量) ) 卫星定位测量卫星定位测量按区域大小分：按区域大小分：国家控制测量国家控制测量 城市控制测量城市控制测量、 小区域工程控制测
9、量小区域工程控制测量二、国家、城市控制网二、国家、城市控制网 国家控制网国家控制网 平面：平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网 和导线网 (triangulation network)组成 高程高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准 网(leveling network)组成。 注：注：国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点城市控制网城市控制网 平面：平面：城市平面控制网由二、三、四等三角网 和 一、二、三小三角网；一、二、三导线网 高程高程：城市城市高程控制网是由二、三、四等水准 一、二、三小三角网；一、二、三导线网 图形图形1：国家一、二
10、等平面控制网布置形式：国家一、二等平面控制网布置形式一等三角网一等三角网二等三角网二等三角网三、小区域（三、小区域（10-15km2以内）控制测量以内）控制测量 平面：平面：国家、城市控制点国家、城市控制点-首级控制首级控制-一二级图根控制一二级图根控制 高程：高程：国家高程控制测量国家高程控制测量-一、二、三、四等一、二、三、四等 城市高程控制测量城市高程控制测量-二、三、四级二、三、四级 小区域高程控制测量小区域高程控制测量-三、四级三、四级 、图根、图根 注意注意：水准点的间隔距离：水准点的间隔距离： 一般地区一般地区2-3km， 城市建筑区城市建筑区1-2km 工业区小于工业区小于1k
11、m 一个测区至少设立三个水准点一个测区至少设立三个水准点等外等外大比例尺6.2 导线导线 (traverse) 测量测量 一、定义一、定义 1 导线的定义：导线的定义： 将测区内相邻控制点（导线点）(traverse point)连成直线而 构成的折线图形 2适用范围：适用范围： 主要用于主要用于带状地区带状地区 ( (如：公路、铁路和水利如：公路、铁路和水利) ) 、隐蔽地区、城、隐蔽地区、城 建区、地下工程等控制点的测量建区、地下工程等控制点的测量 二、导线布设形式二、导线布设形式 1闭合导线闭合导线(closed traverse) -用于首级控制用于首级控制 -多用于面积较宽阔的独立地
12、区多用于面积较宽阔的独立地区2附合导线附合导线(connecting traverse)-用于加密控制用于加密控制 -多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘 测与施工测与施工3支导线支导线(open traverse)-用于图根控制加密用于图根控制加密 -支导线的点数不宜超过支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用个，仅作补点使用 还有导线网还有导线网，其多用于测区情况较复杂地区其多用于测区情况较复杂地区图形：图形：导线的布设形式 附合导线附合导线闭合导线闭合导线支导线支导线单结点导线（导线网）单结点导线（导线网）等级测图比例尺附合导线长度(m)平均
13、边长(m)往返丈量较差相对误差测角中误差(秒)导线全长相对闭合差测回数方位角闭合差（秒）DJ2DJ6一级25002501/200051/10002410二级18001801/150081/70001316三级12001201/1000121/50001224图根1:500500751/3000201/20001601:100010001101:20002000180注意：注意：导线按精度分一、二、三级导线和图根导线三、导线测量的外业工作三、导线测量的外业工作 1踏勘选点及建立标志踏勘选点及建立标志 2测水平角测水平角-转折角转折角( (左角、右角左角、右角) )、连接角、连接角 3.量水平边长
14、量水平边长 4.连测或测起始方位角连测或测起始方位角1踏勘选点踏勘选点 首先首先调查收集测区已有的地形图和控制点的成果资料，然后然后在地形图上拟定导线的布设方案， 最后最后到野外进行实地踏勘核对、修改，选定点位并建立标志选定点位时，应注意以下几点：选定点位时，应注意以下几点：l）相邻点间要通视通视。对于钢尺量距导线，相邻点间还要地势较平坦，以便于丈量边长。2）点位应选在土质较坚实坚实的地方，且要考虑便于保存点的标志和安置仪器。3）点的周围视野要开阔开阔，便于碎部测量或加密4）导线各边的长度应按规定尽量接近于接近于平均边长。5）导线点的数量数量要足够，密度要均匀，以便控制整个测区。建立标志建立标
15、志2.测角测角导线转折角有：以导线为界沿前进方向左侧的角称为左角沿前进方向右侧的角称为右角在附合导线中在附合导线中，一般测量其左角左角； 在闭合导线中在闭合导线中，一般均测其内角内角4 .连测连测导线连测指的是新新布设的导线与高高级控制点的连接测量，以取得新布设导线的起算数起算数据：起始点的坐标起始边的方位角3. 测边测边测距仪、钢尺测定导线边长的水平距离（往返测量往返测量）如：附合导线外业如：附合导线外业: 已知数据已知数据： ABAB,X,XB B,Y,YB B； CDCD,X,XC C,Y,YC C。点点1 1、2 2、3 3、4 4 为新建导线点为新建导线点D DB1B1D D1212
16、D D2323D D3434D D4C4CA AB B1 12 23 34 4C CD D观测数据观测数据：连接角连接角 B B 、 C C ； 导线转折角导线转折角 1 1, , 2 2, , 3 3 , , 4 4 ； 导线各边长导线各边长D DB1B1，D D1212，D D4C4C ABAB CDCD(X(XB,B,Y YB B) )(XC,YC)(XC,YC) B B C C 1 1 2 2 3 3 4 4附合导线图附合导线图四、导线的内业计算四、导线的内业计算计算各导线点的坐标计算各导线点的坐标 （一）几个基本公式（一）几个基本公式1.坐标方位角坐标方位角(grid bearing
17、)的推算的推算注意注意注意注意：若计算出的方位角若计算出的方位角若计算出的方位角若计算出的方位角360360360360，则减去，则减去，则减去，则减去360360360360 若为负值，则加上若为负值，则加上若为负值，则加上若为负值，则加上360360360360或：例题例题:方位角的推算 1 1 2 2 3 3 4 4 5 595951301306565128128122122 1212303012345已知：已知：1212=30=300 0，各观测角各观测角如图，如图，求各边坐标方位角求各边坐标方位角2323、3434、4545、5151。解：解： 23= 1212- -2 2+180+
18、1800 0=80=800 0 34= 23-3+1800=1950 45=2470 51=3050 12=300（检查检查）2.坐标坐标正算正算公式公式 由A、B两点边长DAB和坐标方位角AB-计算坐标增量计算坐标增量 DABABA A A AB B B BXy0XABYAB其中，其中，XAB=XB-XA YAB=YB-YA X XAB AB =D=DAB AB coscos ABAB Y YAB AB =D=DAB AB sin sin ABAB3.坐标坐标反算反算公式（直角坐标换算极坐标）公式（直角坐标换算极坐标） 由由A、B两点坐标来两点坐标来-计算计算AB、DAB DABABA A
19、A AB B B BXy0XABYAB如如已知已知A、B两点坐标，则两点坐标，则AB的具体的具体计算方法如下：算方法如下：（2 2） （1）（3）根据）根据XAB、YAB的正负号的正负号-判断判断AB所在的象限所在的象限 （二）闭合导线平差计算步骤（二）闭合导线平差计算步骤 1.绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据2.转折角的计算与调整转折角的计算与调整115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4XA=536.27mXA=536.27mYA=328.74mYA=328.74m A1A14848434318
20、18 A A 1 1 2 2 3 3 4 411211222222424 979703030000 1051051717060610110146462424 12312330300606 (1(1）计算角度闭合差：）计算角度闭合差： = =测测- -理理 = = 测测-(n-2)-(n-2) 180180（2 2）计算限差：）计算限差：（3 3）若在限差内，则平均分配原则计算改正数）若在限差内，则平均分配原则计算改正数： 115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m
21、 A1A1484843431818 A A 1 12 3 3 4 411211222222424 979703030000 10510517170606 10110146462424 12312330300606 （4 4）计算改正后新的角度值）计算改正后新的角度值 3.按新的角值，推算各边坐标方位角按新的角值，推算各边坐标方位角 或4.按坐标正算公式，计算各边坐标增量按坐标正算公式，计算各边坐标增量 XAB =DAB cos AB YAB =DAB sin AB115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4XA=536.27mXA=536.27mY Y
22、A A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A12341122224970300105170610146241233006（1 1）计算坐标增量闭合差计算坐标增量闭合差：导线全长导线全长相对闭合差相对闭合差：导线全长导线全长闭合差闭合差: : 5.坐标增量闭合差坐标增量闭合差(closing error in coordination increment)计算计算 与调整与调整 （2 2）分配坐标增量闭合差）分配坐标增量闭合差 若若K1/2000K1/2000（图根级），则将图根级），则将f fx x、f fy y以以相反符号相反符号，按边长成正，按边长成正 比分
23、配到各坐标增量上去。并比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量计算改正后的坐标增量。 115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A12341122224970300105170610146241233006115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A1234
24、11222249703001051706101462412330066.坐标计算坐标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 导线点的坐标导线点的坐标 360 00 00=3600036426.8014321111110107 76 65 54 43 32 21 1 y Y 坐坐 标标坐坐 标标 增增 量量边长边长(m)(m)坐坐 标标方位角方位角 改正后改正后的角度的角度 观测角观测角 点点号号102 48 09102 48 09 -9-9-9-9-9-9-9-9 93 57 4593 57 45 84 23 278
25、4 23 27 78 51 1578 51 15102 48 00102 48 00 78 51 0678 51 06 84 23 1884 23 18 93 57 3693 57 3638 15 0038 15 00115 27 00115 27 00216 35 54216 35 54312 12 36312 12 36 38 15 0038 15 00112.01112.01 87.5887.58137.71137.7189.5089.50 +87.96+87.96500.00500.00 250.37250.37 +69.34+69.34+3+3+2+2+4+4+2+2-1-1-1-1
26、 0 0-1-1 +79.08+79.08 -82.10-82.10 -66.29-66.29 -37.64-37.64-110.56-110.56 +60.13+60.13200.00200.00 139.85139.85 200.00200.00287.99287.99569.33569.33 648.41648.41 566.30566.30 500.00500.00(1)填表(3)计算改正后角度及推方位角(7)计算各点坐标例1闭合导线坐标计算实例+0.11-0.03YY87.99 69.33-37.62 79.08-110.52-82.1160.15-66.300089 计 算 值改正
27、后改正后2K = = D1400012000例例2 2：闭合导线坐标计算表：闭合导线坐标计算表点号转折角 (右) 改正后转折角 方向角 边 长 D(米) 坐 标增量(米)X Y改 正 后增量(米)X Y坐标(米) X Y点号A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12 +12+12+12484318131 40 06 206 22 48 284 36 12 341 05 54 484318 485.47 +0.09 -0.08x = +0.09y = 0.08= x + y =0.120 539 59 00 理理=5400000 = 测测 理理
28、= 60 容容=605 =89 540 00 0097 03 12105 17 18101 46 36123 30 18112 22 36115.10 100.09 108.32 94.38 67.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.89-2-2-2-2-1+2+2+2+1+1612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.7
29、9-48.11-91.32-21.880 0草图水平角 水平距离 连测角 方位角 坐标正式图各点的坐标或导线方位角 各导线的水平距离注意：注意：例题例题3：闭合导线坐标计算表闭合导线坐标计算表-见附表例题例题4：p95表表7-5（三）附合导线内业计算（三）附合导线内业计算 说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点: 1.角度闭合差的分配与调整角度闭合差的分配与调整（2 2 2 2）满足精度要求）满足精度要求）满足精度要求）满足精度要求 若观测角为若观测角为若观测角为若观测角为左角左角左角左角，则将，则将，则将，则将f f f f反符号反符号反符号
30、反符号平均分配到各平均分配到各平均分配到各平均分配到各观测角观测角观测角观测角上；上；上；上； 若观测角为若观测角为若观测角为若观测角为右角右角右角右角，则将，则将，则将，则将f f f f同符号同符号同符号同符号平均分配到各平均分配到各平均分配到各平均分配到各观测角观测角观测角观测角上。上。上。上。（1 1 1 1）计算方位角闭合差：）计算方位角闭合差：）计算方位角闭合差：）计算方位角闭合差：方法方法方法方法1 1u方法方法2 （1 1 1 1）计算角度闭合差）计算角度闭合差）计算角度闭合差）计算角度闭合差： 2.坐标增量闭合差的计算坐标增量闭合差的计算 （2 2 2 2）满足精度要求）满足
31、精度要求）满足精度要求）满足精度要求，将f反符号平均分配到各观测角观测角观测角观测角右角：右角：右角：右角：左角：左角：左角：左角：将将将将fxfxfxfx、 fyfyfyfy反反反反符号符号符号符号平均分配到各平均分配到各平均分配到各平均分配到各坐标增量坐标增量坐标增量坐标增量上上上上例题例题5：附合导线的计算：附合导线的计算124.0124.08 8164.10164.10208.53208.5394.1894.18147.44147.44 ABAB CDCDXB=1230.88XB=1230.88YB=YB= 673.45673.45XC=1845.69XC=1845.69YC=1039
32、.98YC=1039.98434317171212 4 416160000 18018013133636 17817822223030 19319344440000 18118113130000 20420454543030 18018032324848 B B 1 1 2 2 3 3 4 4 C CA AB B5 56 67 7C CD D8 8 (1)(1)绘制计算草图绘制计算草图, ,在表内填写已知数据和观测数据在表内填写已知数据和观测数据 (2)(2)角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整 (3)(3)各边方向角的推算各边方向角的推算 (4)(4)坐标增量闭合差的计算与调整坐标增
33、量闭合差的计算与调整 (5)(5)推算各点坐标推算各点坐标图表：附合导线坐标计算表图表：附合导线坐标计算表点号转折角 (右) 改正后转折角 方位角 边 长 D(米) 坐 标增量(米)X Y改 正 后增量(米)X Y坐标(米) X Y点号A AB B5 56 67 78 8C CD D180133617822301934400181130020454301803248124.08164.10208.5394.18147.44B56 67 78 8C C1230.88 673.451845.691039.98+8+8+8+8+8+8180134417822381934408181130820454
34、3818032561119 01 1243 17 12 4 16 00 43032844405030564229433444856+90.66+116.68+178.85+81.79+146.92+84.71+115.39+46.70+107.23+12.38738.33+614.90 +366.41+614.81+366.53x=+0.09y=0.12=x+y=0.150K=D1490012000-2-2-2-1-2+2+3+3+2+2-12+9+90.64+116.66+178.83+81.78+146.90+84.73+115.42+107.26+46.72+12.40+614.81+3
35、66.531321.521438.181617.011698.79758.18873.60980.861027.581119 00 24 理理=11190112 = 测测 理理= - 48 容容=606 =98 注：注：导线测量的外业工作：导线测量的外业工作： 选点并做好标识：选点并做好标识： 测转折角：测转折角： 测导线水平边长：测导线水平边长： 连测或测起始方位角：连测或测起始方位角： 记录表及草图的绘制：记录表及草图的绘制：导线测量的业内工作导线测量的业内工作：绘制计算草图：绘制计算草图： 修正转折角：修正转折角：角度闭合差计算 闭合差的判断 闭合差的分配 改正后的转折角 导线边的坐标角
36、的计算：导线边的坐标角的计算： 导线边坐标增量计算：导线边坐标增量计算： 坐标闭合差计算 导线闭合差计算 导线相对闭合差计算及判断 坐标闭合差分配 坐标增量计算 坐标计算：坐标计算： 绘制测量结果图：绘制测量结果图： 6.3 经纬仪交会法定位经纬仪交会法定位一、概述一、概述当进行平面控制测量时，如果导线点或小三角点的密度不能满足测图或工程需要时，还可采用经纬仪交会法-进行单点或两点加密。进行单点或两点加密。经纬仪交会法分：经纬仪交会法分：前方交会、侧方交会和后方交会三种如图：图a）前方交会前方交会，它是在两个已知点AB上安置经纬仪测出水平角,从而算得P点的平面坐标；图b）侧方交会侧方交会，是在
37、被测点P上和一个已知点（例如点A）上安置经纬仪，测出水平角,从而推算得P点的平面坐标；图C）后方交会后方交会，它是在被测点P上安置经纬仪，照准三个已知点，测出水 平角，从而推算得P点的平面坐标ABPABPACPB(3)后方交会后方交会(2)侧方交会侧方交会(1)前方交会前方交会二、公式推导二、公式推导常用的常用的前方交会前方交会的计算公式的计算公式:(a) 按已知坐标反算边长和方位角按已知坐标反算边长和方位角(b)推算推算AP和和BP坐标方位角和边长坐标方位角和边长(c)计算计算 P 点坐标点坐标注意注意 ：用上述公式时，用上述公式时，A，B，P三个点的点号三个点的点号 必须按逆时针次序排列。
38、必须按逆时针次序排列。ABP 待定点P位置最好在三个已知点连成的三角形的重心附近。待定点P观测已知点的夹角应不小于不小于30，不大于不大于120。待定点P若位于三个已知点A、B、C组成的圆周上，则无解；若待定点P在此圆附近，则求得待定点坐标精度很低，此圆称危危险圆险圆。待定点离危险圆的距离不得小于危险圆的半径的1/5。注意后方交会法：注意后方交会法：注意：极坐标法注意：极坐标法 在右图中，在已知点在右图中，在已知点A上测出水平角上测出水平角a a和和水平距离水平距离DAPAP，在，在B B点上测出水平角点上测出水平角b b和水平和水平距离距离DBPBP，则，则 由由A点计算点计算P点坐标点坐标
39、： 求得求得P点两组坐标差在限差之内，取点两组坐标差在限差之内，取平均值作为最后的结果平均值作为最后的结果 -光电测距仪或全站仪用极坐标法观测法求点的坐标极方便。光电测距仪或全站仪用极坐标法观测法求点的坐标极方便。由由B点计算点计算P点坐标点坐标：6.4 小区域高程控制测量小区域高程控制测量 一、三一、三 、四等水准测量、四等水准测量(leveling surveying)(自学自学)（一）适用：一）适用：平坦地区平坦地区的高程控制测量的高程控制测量（二）精度技术要求：（二）精度技术要求： 表一：三、四等水准测量测站技术要求 等等 级级视线长度视线长度(m)(m)前、后视前、后视 距离差距离差
40、(m)(m)前、后视前、后视距离累积差距离累积差(m)(m)红、黑面红、黑面读读 数数 差差(mm)(mm)红、黑面红、黑面高差之差高差之差(mm)(mm)三三 等等 65 3 6 2 365 3 6 2 3四四 等等 80 5 10 3 80 5 10 3 5 5表二：三、四等水准测量主要技术要求等级 每公里高 附合路 水准仪 往返测高 附合路线或 差中误差 线长度 级别 差不符值 环线闭合差 (mm) (km) (mm) (mm)三等 6 45 S1或S3 12R 12L或4n四等 10 15 S1或S3 20R 20L或6n注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位（三）施测
41、方法（三）施测方法( (1)使用DS3水准仪，红黑双面水准尺施测(2)限差要求(三、四等水准测量限差)(3)观测程序为：后后( (黑黑) ) 前前( (黑黑) ) 前前( (红红) ) 后后( (红红) ) - 一般一对尺子交替使用一般一对尺子交替使用 (4)读数：黑面黑面“三丝法”（上、下、中丝上、下、中丝）读数 红面红面读中丝中丝 后视后视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数 后视后视( (红面红面) ) 中丝读数
42、中丝读数后视尺前视尺(5)(5)计算与记录格式（见表）计算与记录格式（见表） 1 1）视距）视距=100=100| |上丝上丝- -下丝下丝| |2 2）前后视距差）前后视距差d di i = =后视距后视距- -前视距前视距 d di i要求要求: : 等等3m, 3m, 等等5m5m3 3）视距差累积值）视距差累积值didi= =前站的视距差累积值前站的视距差累积值 di-1 +di-1 +本站的前后视距差本站的前后视距差didi d di i要求要求: : 等等6m, 6m, 等等10m10m4 4）黑红面读数差）黑红面读数差= =黑面中丝黑面中丝+K-+K-红面中丝。红面中丝。 （K=
43、 4787mmK= 4787mm或或4687mm4687mm） 要求要求: : 等等2mm, 2mm, 等等3mm3mm5）黑面高差）黑面高差h h黑黑= =黑面后视中丝黑面后视中丝- -黑面前视中丝黑面前视中丝6 6）红面高差）红面高差h h红红= =红面后视中丝红面后视中丝- -红面前视中丝红面前视中丝7 7）黑红面高差之差）黑红面高差之差=h=h黑黑- -（h h红红0.100m0.100m） 要求要求: : 等等3mm, 3mm, 等等5mm5mm8 8）高差中数高差中数= h= h黑黑+ +（h h红红0.100m0.100m）/2/29 9）水准路线总长水准路线总长L=L=后视距后
44、视距+前视距前视距 或或采用双仪高法测量高程采用双仪高法测量高程测站编号点号后尺下丝前尺下丝方向及尺号中丝水准尺读数K+黑-红平均高差上丝上丝后视距离前视距离黑色面红色面前后视距差累计差12(1) (2) (9) (11)(4) (5) (10) (12) 后后 前前后后-前前后后01前前02后后-前前后后02前前01后后-前前(3) (6) (15)(8) (7) (16)(14) (13) (17)1.5871.5871.2131.2131.4001.4000.7550.7550.3790.3790.5670.5675.2555.2556.1876.18737.437.437.637.6-
45、0.2-0.2-0.2-0.2-1-10 0+0.833+0.833+0.932+0.932+1+1+0.8325+0.83252.1112.1111.7371.7371.9241.9242.1862.1861.8111.8111.9981.9986.7866.7866.6116.61137.437.4 37.537.5-0.1-0.1-0.3-0.3-1-10 0-0.074-0.074-0.175-0.175+1+1-0.0745-0.0745A转转1转转1转转2三、四等水准测量观测手簿 视距部分：视距部分： 后视距离(9)(1)(2) 前视距离(10)(4)(5) 前、后视距差(11)(
46、9)(10) 前、后视距累积差(12)本站(11)十前站(12)高差部分：高差部分： 黑面所测高差(15)(3)(6) 红面所测高差(16)(8)(7) 前视尺黑红面读数差(13)(6)+K1(7) 后视尺黑红面读数差(14)(3)+K2(8) 后尺与前尺读数差之差(17)=(14)(13) 应等于黑红面所测 高差之差，即 (17)(15)(16)0.1如下表测站的计算与检核红黑双面水准尺红黑双面水准尺一对双面水准尺，红面起点一根为一对双面水准尺，红面起点一根为4.6874.687m m，另一根为另一根为4.7874.787m m。(1)(1)计算检核计算检核(2)(2)测站检核：黑、红面高差
47、之差的计算测站检核：黑、红面高差之差的计算(3)(3)路线检核：水准路线闭合差的计算路线检核：水准路线闭合差的计算（五）水准测量的检核（五）水准测量的检核二、三角高程测量二、三角高程测量(trigonometric leveling) （一）适用（一）适用 地形起伏大地形起伏大的地区进行高程控制的地区进行高程控制 电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。（二）原理（二）原理 B点的高程：点的高程：三角测量高程的技术要求三角测量高程的技术要求注意：注意：当两点距离较大当两点距离较大（大于300m）时 1)加球气差改正数加球气差改正数： 2)可采用可
48、采用对向对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影高观测后取平均的方法，抵消球气差的影高 （三）观测与计算（三）观测与计算 测竖测竖直角直角 量仪器高量仪器高 量觇标高（棱镜高）量觇标高（棱镜高） 其技术要求，见各种规范其技术要求，见各种规范 即即球差为正，气差为负球差为正，气差为负6.5 全站仪功能介绍（自学） 一、全站仪一、全站仪(total station)的发展的发展 optical theodoliteelectronic theodoliteSteel tape EDM二、全站仪（二、全站仪（total station）构造简介构造简介徕卡徕卡TPS700TPS700系系列卓越中文全列
49、卓越中文全站仪站仪拓普康拓普康GTS 332W 全站仪全站仪索佳索佳10系列全站仪系列全站仪尼康尼康DTM801 系列全站仪系列全站仪宾得全站仪宾得全站仪PTS V2南方南方NTS 202 205全站仪全站仪三、全站仪的功能介绍三、全站仪的功能介绍 1角度测量角度测量(angle observation)（1）功能：功能：测水平角（测水平角（horizontal anglehorizontal angle）竖直角竖直角(vertical angle)(vertical angle)（2）方法：方法：与经纬仪相同与经纬仪相同。若要测出水平角若要测出水平角AOBAOB，则则：aob AOBu当精度
50、要求不高时只需半测回只需半测回瞄准瞄准A A点点置零（置零（0SET0SET）瞄准瞄准B B点，点，记下水平度盘记下水平度盘HRHR的大小的大小aob AOBu当精度要求高时：可用测回法可用测回法步骤同用经纬仪操作，配置度盘时，可以用步骤同用经纬仪操作，配置度盘时，可以用“置盘置盘”（H SETH SET）Aaob BO2距离测量距离测量(distance measuring)uPSM、PPM设置设置测距、坐标、放样前测距、坐标、放样前1 1）棱镜常数（）棱镜常数（PSMPSM）的设置。的设置。一般：一般： PRISM=0PRISM=0（原配棱镜），原配棱镜），-30mm-30mm（国产棱镜）
51、国产棱镜）2 2）大气改正数（）大气改正数（PPMPPM）（）（乘常数）设置。乘常数）设置。 输入测量时的气温（输入测量时的气温（TEMPTEMP）、）、气压（气压（PRESSPRESS），）， 或经计算后，输入或经计算后，输入PPMPPM的值的值（1）功能：）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪可测量平距、高差和斜距（全站仪 镜点至棱镜镜点至棱镜镜点间高差及斜距）镜点间高差及斜距）（2）方法：）方法： 照准棱镜点，按照准棱镜点，按MEASMEAS全站仪全站仪(total station)反光棱镜反光棱镜(reflector)S=ct/23坐标测量坐标测量(coordinate measuri
52、ng) （1）功能：）功能： 测出目标点的测出目标点的(X,Y,H(X,Y,H) )（2）原理原理 1)1)平面坐标（平面坐标（X X，Y Y）测量原理测量原理 2 2）高程（）高程（Z Z）测量原理测量原理 （3）方法）方法后视点后视点测站点测站点待测量点待测量点1) 输入测站输入测站X，Y，H，仪器高仪器高i，棱镜高棱镜高t。2) 瞄准后，将水平度盘读数设置为测站至后视点的坐标方位角瞄准后，将水平度盘读数设置为测站至后视点的坐标方位角3) 瞄准目标棱镜点，按瞄准目标棱镜点，按MEAS（测量）键测量）键4.点位放样点位放样 (Layout)（1）功能：）功能： 根据设计的待放样点根据设计的待
53、放样点P P及已知点的坐标，在实地标出及已知点的坐标，在实地标出P P点的平面点的平面位置及填挖高度位置及填挖高度XY后视点后视点测站点测站点待放样点待放样点P（2）原理）原理 1 1）先在待放样点的大致位置立棱镜对其进行观测，）先在待放样点的大致位置立棱镜对其进行观测， 测出测出当前棱镜位置当前棱镜位置的坐标的坐标XY后视点后视点测站点测站点待放样待放样点点P位置位置当前棱当前棱镜位置镜位置 2 2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值。距离差 值dD和角度差dHR或纵向差值X和横向差值YXY后视点测站点当前棱镜位置待放样点待放样点PdD
54、dHR 3 3）根据显示的）根据显示的dDdD、dHRdHR或或XX、YY， 逐渐找到放样点的位置逐渐找到放样点的位置XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点待放样点PdDdHRdHR=000000”dHD=0 m5程序测量程序测量 （1）数据采集）数据采集（2）坐标放样）坐标放样（3 3）对边测量、悬高测量、面积测量、导线测量、后方交）对边测量、悬高测量、面积测量、导线测量、后方交 会等会等（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据）数据存储管理。包括数据的传输、数据 文件的操作（改名、删除、查阅）文件的操作（改名、删除、查阅） 四、拓普康全站仪的使用四、拓普康全站仪的使用 TOPCONTOPCO
55、N全站仪放样点位的方法全站仪放样点位的方法 以下介绍的是少量零星点的坐标放样方法：以下介绍的是少量零星点的坐标放样方法： 1.按按MENU进入主菜单测量模式进入主菜单测量模式2.按按LAYOUT进入放样程序，再按进入放样程序，再按SKP略过选择文件略过选择文件3.按按OOC.PT（F1），），再按再按NEZ，输入测站输入测站O点的坐标点的坐标（x0,y0,H0）；）；并在并在INS.HT一栏，输入仪器高一栏，输入仪器高4.按按BACKSIGHT（F2），），再按再按NE/AZ，输入后视点输入后视点A的坐标的坐标（xA, yA）；）；若不知若不知A点坐标而已知坐标方位角，则可再按点坐标而已知坐标
56、方位角，则可再按AZ，在，在HR项输入的值。瞄准项输入的值。瞄准A点，按点，按YES5.按按LAYOUT（F3）：）：输入待放样点输入待放样点B的坐标（的坐标（xB,yB,HB）及测及测杆单棱镜的镜高后，按杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（F1）。）。使用水平制动和水平使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的微动螺旋，使显示的dHR=0，即找到了即找到了OB方向，指挥持测杆方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于单棱镜者移动位置，使棱镜位于OB方向上方向上 6.按按DIST，进行测量，根据显示的进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若方向移动，若dHD为正，则向
57、为正，则向O点方向移动；反之若点方向移动；反之若dHD为为负，则向远处移动，直至负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即为时，立棱镜点即为B点的平点的平面位置。其所显示的面位置。其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度，正值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填为挖，负为填7.按按NEXT放样下一个点放样下一个点C6.6 GPS定位原理及应用简介定位原理及应用简介一、一、GPS的定义及历史的定义及历史1定义定义 全球定位系统全球定位系统GPSGPS（Global Positioning SystemGlobal Positioning System）, ,是一是一种可以授时和测距的空间
58、交会定点的导航系统种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统, ,可向全球用户提可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息 2GPS的产生与发展的产生与发展由由TRANSIT到到GPS 19571957年年1010月第一颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运月第一颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运 而生而生利用多普勒频移原理利用多普勒频移原理19641964年建成子午卫星导航定位系统年建成子午卫星导航定位系统 (TRANSIT)(TRANSIT)美国从美国从19731973年开始筹建全球定位系统，年开始筹建全球定位系统，19
59、941994年投入使用年投入使用 经历经历2020年，耗资年，耗资300300亿美元，是继阿波罗登月计划和航亿美元，是继阿波罗登月计划和航 天飞机计划之后的第三项庞大空间计划天飞机计划之后的第三项庞大空间计划 二、二、GPS的组成的组成 GPSGPS定位系统由定位系统由GPSGPS卫星卫星空间部空间部分、分、地面控制部分地面控制部分和和用户用户GPSGPS接接 收机收机三部分组成三部分组成 1.空间部分空间部分（卫星星座）卫星星座）由21颗工作卫星 和3颗备用卫星平均位置：平均位置： 在相对地球赤道面倾角55 六个近似圆形轨道上； 每个轨道上分布4颗卫星； 每两个轨道面精度上相隔 60度 地球
60、上任意位置任意时刻 至少能观察到4颗卫星 最多11颗卫星GPS卫星图片卫星图片1GPS卫星图片卫星图片22.地面控制部分地面控制部分Colorado springs5 55 5HawaiiAscencionDiego Garciakwajaleinu1 1个主控站个主控站: :Colorado springs(Colorado springs(美国科罗拉的死普林斯美国科罗拉的死普林斯) )u3 3个注入站个注入站: :AscencionAscencion( (难大西洋的阿森松群岛难大西洋的阿森松群岛) )、 Diego Garcia(Diego Garcia(印度洋的迭哥伽西亚印度洋的迭哥伽西
61、亚) )、 kwajaleinkwajalein( (南太平洋的卡瓦加兰南太平洋的卡瓦加兰) )u5 5个监控站个监控站：主控站、注入站及：主控站、注入站及Hawaii(Hawaii(夏威夷夏威夷) )3.用户接收机部分用户接收机部分uGPSGPS接收机的基本类型分导航型和大地型接收机的基本类型分导航型和大地型u大地型接收机又分单频型和双频型大地型接收机又分单频型和双频型图片：导航型图片：导航型GPS机手持型手持型GPS机机车载型车载型GPS机机图片：大地型图片：大地型GPS接收机接收机单频机单频机双频机双频机三、三、GPS定位方法分类定位方法分类 （1 1）绝对）绝对/ /单点定位单点定位(
62、point positioning)(point positioning) 确定观测点在确定观测点在WGS-84WGS-84系中的坐标，即绝对位置系中的坐标，即绝对位置（2 2）相对定位）相对定位(relative positioning)(relative positioning) 确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，即相确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，即相 对位置对位置 四、四、GPS的后处理测量方法的后处理测量方法 1静态测量静态测量(static surveying) （1 1）方法：方法： 将几台将几台GPSGPS接收机安置在基线端点上，接收机安置在基线端点上，保持固
63、定不动，同保持固定不动，同步观测步观测4 4颗以上卫星颗以上卫星。可观测数个时段，可观测数个时段，每时段观测十几分每时段观测十几分钟至钟至1 1小时左右小时左右。最后将观测数据输入计算机，经软件解算最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标得各点坐标（2）用途）用途 是精度最高的作业模式。是精度最高的作业模式。 主要用于大地测量、控制测量、变形测量、主要用于大地测量、控制测量、变形测量、 工程测量工程测量（3）精度）精度 可达到（可达到（5mm+1ppm5mm+1ppm） 2动态测量动态测量(kinematic surveying)（1）方法：）方法： 先建立一个基准站，并在其上安置接收机
64、连续观测可见卫先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第星，另一台接收机在第1 1点静止观测数分钟后，在其他点依次点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km15km（2）用途：用途：适用于精度要求不高的碎部测量适用于精度要求不高的碎部测量（3）精度：）精度：可达到（可达到（1020mm+1ppm） 图形：相对定位模式图形：相对定位模式静态相对定位模式静态相对定位模式流动站流动站动态相对定
65、位模式动态相对定位模式基准站基准站五、五、GPS实时动态定位（实时动态定位（RTK）方法方法 1RTK(real-time kinematic)工作原理及方法工作原理及方法 与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出 2RTK用途：用途： 适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量3作业范围：作业范围：目前一般为目前一般为10km左右左右4精度：精度：可达到（可达到（1020mm+1ppm
66、） 小结小结一、控制测量概述一、控制测量概述 控制测量作用；控制测量作用； 控制测量分类：控制测量分类： 平面控制测量：平面控制测量：国家，城市，小区域（三角，导线） 高程控制测量：高程控制测量：国家，城市，小区域（水准、三角）二、导线测量二、导线测量平面控制测量平面控制测量 导线布设形式导线布设形式：闭合、附和、支导线 导线测量的外业：导线测量的外业：选点并做好标识； 测转折角； 测导线水平边长； 连测或测起始方位角； 记录表及草图的绘制 导线测量的业内：导线测量的业内：绘制计算草图：绘制计算草图： 修正转折角：修正转折角：角度闭合差计算 闭合差的判断 闭合差的分配 改正后的转折角 导线边的
67、坐标角的计算：导线边的坐标角的计算： 线边坐标增量计算：线边坐标增量计算： 坐标闭合差计算 导线闭合差计算 导线相对闭合差计算及判断 坐标闭合差分配 坐标增量计算 坐标计算：坐标计算： 绘制测量结果图：绘制测量结果图： 三、三四等级水准测量三、三四等级水准测量 技术要求：技术要求：水准测量等级、水准点间距、水准点数 施测方法：施测方法：三等级三等级后前后前 四等级四等级后后前前 前视黑尺读数：前视黑尺读数：上丝、下丝、中丝 后视黑尺读数：后视黑尺读数：上丝、下丝、中丝 前视红尺读数前视红尺读数:中丝 后视红尺读数：后视红尺读数：中丝 四、经纬仪交会法四、经纬仪交会法 前方交会：前方交会：测量两
68、角推到未指点P坐标（AB放仪器） 侧方交会：侧方交会：测量两角推到未指点P坐标（AP放仪器） 后方交会：后方交会：测量两角推到未指点P坐标（P放仪器） 五、三角高程测量五、三角高程测量 注意：注意：单向三角测量要考虑球气差六、六、GPS控制测量及全站仪的使用控制测量及全站仪的使用 1.测量时为什么首先要建立控制网？测量控制网有那些2.平面控制网有哪几种形式，各在什么情况下使用3.导线测量外业踏勘选点时应注意哪些问题？4.经纬仪交会法定位分哪几种形式？各在什么情况下采用？5.试根据图中导线的已知数据及观测数据列表计算导线点1、2的平面坐标习题（习题（1、3、4、6、8、9）6.闭合导线12341的已知数据为：X1=5032.70m，Yl=4537.66m，12=9705808”，观测数据为：1=12505204”，2=82046”29，3=91008”23，4=60014”2，D12=100.29m，D23=78.96m，D34=137.22m，D41=78.67m，试列表计算2、3、4点的坐标
