土木工程测量控制测量

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1、6. 控制测量控制测量控控制制测测量量及及其其分分类类控控制制测测量量基基本本原原理理平平面面控控制制测测量量的的基基本本方方法法导导线线测测量量的的工工作作方方法法交交会会定定点点三三、四四等等水水准准测测量量6.1.1 控制测量的基本概念控制测量的基本概念1.控制点：控制点：选定测区内具有控制意义的点位，选定测区内具有控制意义的点位，并使用一定的标志固定下来，精确地测定其并使用一定的标志固定下来，精确地测定其位置，作为下一级测量的依据位置，作为下一级测量的依据 2.控制测量控制测量 ：为确定控制点空间位置而进行的为确定控制点空间位置而进行的测量工作测量工作 （1）平面控制测量平面控制测量

2、：确定控制点平面位置的确定控制点平面位置的测量工作测量工作 （2）高程控制测量高程控制测量 ：确定控制点高程位置的确定控制点高程位置的测量工作测量工作 3.控制网：控制网：（1）平面控制网（平面控制网（2 2）高程控制网）高程控制网 6.1 控制测量概述控制测量概述6.1.2 平面控制网平面控制网1.控制网的形式控制网的形式（1）三角网：）三角网：测定三角形的所有内角以及少量测定三角形的所有内角以及少量边边长长（2）三边网：）三边网：测定三角形的所有边长测定三角形的所有边长 （3）导线网：）导线网：测定各边的边长和相邻边的夹角测定各边的边长和相邻边的夹角 三角网（三边网）三角网（三边网）导线网

3、导线网2.平面控制网的等级划分及其技术要求平面控制网的等级划分及其技术要求（1）等级划分条件：）等级划分条件： 导线平均边长、测角精度要求、测边精度要求、导线平均边长、测角精度要求、测边精度要求、三角形角度闭合差、起始边相对中误差三角形角度闭合差、起始边相对中误差（2）等级划分）等级划分 1）国家三角控制网）国家三角控制网 按精度分为一、二、三、四个等级，精度逐级降低按精度分为一、二、三、四个等级，精度逐级降低 2）城市平面控制网）城市平面控制网 a. a. 三角网：三角网：二、三、四等三角网和一、二级小三二、三、四等三角网和一、二级小三角网角网 b. 导线网：导线网：分为三、四等和一、二、三

4、级分为三、四等和一、二、三级 3）小地区控制网）小地区控制网(小于小于102KM） 首级控制网及图根控制网首级控制网及图根控制网 1）图根点图根点 2）图根控制测量图根控制测量3.工程中建立平面控制网的施测方法工程中建立平面控制网的施测方法（1）导线测量：导线测量：用于在狭长地带、山区以及道用于在狭长地带、山区以及道桥工程中建立平面控制网，测定导线边长及相桥工程中建立平面控制网，测定导线边长及相邻导线边的导线转折角邻导线边的导线转折角。 （2）小三角小三角测量量 ：用于在丘陵或山区测图所建用于在丘陵或山区测图所建立的控制网测量，测量各三角形的所有内角及立的控制网测量，测量各三角形的所有内角及基

5、线长度。基线长度。（3）交会定点：）交会定点：加密控制点常用方法（前方交加密控制点常用方法（前方交会、后方交会及侧方交会法等会、后方交会及侧方交会法等）6.1.3 高程控制网高程控制网的等级划分及技术要求的等级划分及技术要求1.技术要求：技术要求： 路线长度、每公里高差中误差、路线闭合差路线长度、每公里高差中误差、路线闭合差2. 等级划分：等级划分：（1）国家水准网：）国家水准网：分一、二、三、四等，一、二等采分一、二、三、四等，一、二等采用精密水准测量方法建立，三、四等水准网可直接用精密水准测量方法建立，三、四等水准网可直接为地形测图及工程建设提供高程控制点。为地形测图及工程建设提供高程控制

6、点。（2）城市高程控制网：）城市高程控制网：分二、三、四级三个等级。分二、三、四级三个等级。（3）小地区高程控制网：）小地区高程控制网：以国家或城市等级水准点为以国家或城市等级水准点为基础，建立单一水准路线或水准网基础，建立单一水准路线或水准网。3. 3. 建立高程控制网的方法：建立高程控制网的方法：高精度水准测量或三角高高精度水准测量或三角高程测量。程测量。 6.2.1 导线类型：导线类型：闭合导线、附和导线、支导线、闭合导线、附和导线、支导线、导线网、结点网导线网、结点网6.2 导线测量导线测量6.2.2 导线测量的外业工作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 （

7、1 1）资料搜集：测区及附近已有地形图和控资料搜集：测区及附近已有地形图和控制点制点 （2）导线点位置的选择导线点位置的选择: 1) 相邻导线点间要通视。相邻导线点间要通视。 2) 应选在土质坚实处，以保存和安置仪器。应选在土质坚实处，以保存和安置仪器。 3) 视野开阔，便于碎部测量。视野开阔，便于碎部测量。 4) 相邻导线的边长应大致相等。相邻导线的边长应大致相等。 5) 导线点应分布均匀，以便控制整个测区。导线点应分布均匀，以便控制整个测区。测图区域地形图测绘控制点选择地形图测绘控制点选择（3 3）建立标志建立标志 1 1）临时控制点应打上木桩与地面齐平，中心钉钉临时控制点应打上木桩与地面

8、齐平，中心钉钉 2 2）永久控制点则应制成混凝土桩或石桩永久控制点则应制成混凝土桩或石桩2.观测转折角（或内角）和连接角观测转折角（或内角）和连接角 采用测回法测角采用测回法测角（1 1）附合导线：）附合导线：城市测量一般观测导线前进方城市测量一般观测导线前进方向的左角，铁路测量中一般观测导线前进方向向的左角，铁路测量中一般观测导线前进方向的右角。的右角。（2 2）闭合导线：）闭合导线：观测内角。观测内角。（3 3）连接角：）连接角：各图中各图中1、A均均为连接角接角 导线前进方向导线前进方向3.边长测量边长测量 用全站仪、测距仪或钢尺精密测距进行导线边长测用全站仪、测距仪或钢尺精密测距进行导

9、线边长测量，读数到毫米。导线测量手薄格式见下表所示。量，读数到毫米。导线测量手薄格式见下表所示。 6.2.3 导线测量的内业计算导线测量的内业计算（1）根据导线类型进行角度闭合差计算及分根据导线类型进行角度闭合差计算及分配配（2）根据连接角及导线转折角计算导线各边根据连接角及导线转折角计算导线各边 的方位角的方位角（3）根据已知点坐标、已知边长及导线各边根据已知点坐标、已知边长及导线各边的坐标方位角计算未知点的坐标的坐标方位角计算未知点的坐标（4）根据导线类型进行坐标增量闭合差计算根据导线类型进行坐标增量闭合差计算及分配及分配（5）计算导线点最终坐标计算导线点最终坐标1.根据导线类型进行角度闭

10、合差计算及分配根据导线类型进行角度闭合差计算及分配（1）角度闭合差计算角度闭合差计算 1）附合导线测左（右）角附合导线测左（右）角 2）闭合导线测内角闭合导线测内角（2）闭合差分配闭合差分配（3）改正后的角度计算改正后的角度计算注意：注意：改正数与闭合改正数与闭合差反号差反号注意：闭合差是否注意：闭合差是否满足精度要求满足精度要求2.导线边方位角计算导线边方位角计算（1）观测左角：）观测左角：（2）观测右角：）观测右角：计算的方位角小于零时，应加上计算的方位角小于零时，应加上360计算的方位角大于计算的方位角大于360时，应减去时，应减去360注意注意:3.计算导线点坐标计算导线点坐标（1）计

11、算各导线边坐标增量）计算各导线边坐标增量 已知已知A点坐标及点坐标及AP直线边长直线边长DAP，计算未知点，计算未知点P的坐标增量为的坐标增量为（2）坐标增量闭合差计算及分配坐标增量闭合差计算及分配 1）计算坐标增量闭合差）计算坐标增量闭合差 (a)闭合导线闭合导线 (b)附合导线附合导线 2）计算坐标增量改正数）计算坐标增量改正数 （3）计算改正后的导线点坐标）计算改正后的导线点坐标注意：闭合差是否注意：闭合差是否满足精度要求满足精度要求4.评价观测结果精度评价观测结果精度（1）角度闭合差条件）角度闭合差条件 城市测量一级导线：城市测量一级导线： 城市测量二级导线：城市测量二级导线：（2）导

12、线全长相对闭合差导线全长相对闭合差 导线全长闭合差导线全长闭合差 相对闭合差相对闭合差（1）应用：应用：丘陵或山区测图控制，道桥工程平面控制丘陵或山区测图控制，道桥工程平面控制（2）测距方式：测距方式：以钢尺精密量距为主以钢尺精密量距为主（3）网格形式：网格形式：单三角锁、中心多边形、大地四边形单三角锁、中心多边形、大地四边形 和线形锁等和线形锁等（4 4）等级划分：等级划分：一级、二级和图根小三角一级、二级和图根小三角 6.3 小三角测量小三角测量小三角网的形式小三角网的形式 基线基线6.3.1 小三角测量的外业工作步骤小三角测量的外业工作步骤 踏勘选点、基线丈量和水平角观测踏勘选点、基线丈

13、量和水平角观测 1.踏勘选点踏勘选点选点应注意的事项：选点应注意的事项：(1)(1) 基基线线的的位位置置，应应布布设设在在地地形形平平坦坦便便于于精精密密量量距的地方，如河滩，台地等处。距的地方，如河滩，台地等处。(2)(2) 相相邻邻三三角角点点应应通通视视，视视野野开开阔阔便便于于测测角角及及扩扩大控制范围。大控制范围。(3)(3) 三三角角形形内内角角尽尽可可能能布布设设成成60o的的等等边边三三角角形形，平均边长应符合规范规定。平均边长应符合规范规定。(4)(4) 点位应在土质坚实，地势较高，便于保存处。点位应在土质坚实，地势较高，便于保存处。 基线丈量基线丈量 基基线线一一般般作作

14、为为小小三三角角锁锁的的起起始始边边，丈丈量量精精度度要要求求高高，采采用用钢钢尺尺精精密密丈丈量量或或电电磁磁波波测测距距仪仪测测量。量。水平角观测水平角观测 （1）用全圆测回法或测回法测角用全圆测回法或测回法测角 （2）对每个三角形进行精度评定对每个三角形进行精度评定 （3）联联测测：应应与与国国家家控控制制网网联联测测，若若不不能能进进行行联联测测时时应应采采用用陀陀螺螺定定位位仪仪或或罗罗盘盘测测定定起起始始方方位位角，并假定合适起始点独立坐标系。角，并假定合适起始点独立坐标系。 6.3.2 小三角测量的平差原理小三角测量的平差原理 1.单三角锁平差单三角锁平差 包括两个方面：包括两个

15、方面：图形平差以及基线平差图形平差以及基线平差。（1）图形平差：）图形平差：对每个三角形均进行角度平差，使最对每个三角形均进行角度平差，使最后每个三角形的内角和均为后每个三角形的内角和均为180o。（2）基线平差：基线平差：由平差后的各三角形的内角以及起始由平差后的各三角形的内角以及起始基线的量测值基线的量测值d0，根据正玄定理推算到终止基线得到根据正玄定理推算到终止基线得到推算值推算值dn，基线相对闭合差，基线相对闭合差 采用最小二乘原理，通过改变角度值使得闭合差为采用最小二乘原理，通过改变角度值使得闭合差为最小。最小。（3）三角形边长及控制点坐标计算）三角形边长及控制点坐标计算2.中心多边

16、形的平差原理中心多边形的平差原理观观测测各各个个内内角角，丈丈量量基基线线的的边边长长和和基基线线的的方方位位角。平差条件：角。平差条件：(1) 三角形内角和经过调整后应等于三角形内角和经过调整后应等于180o。(2) 中心点水平角之和经过调整后应等于中心点水平角之和经过调整后应等于360o。(3) 由由AB基基线线经经过过推推算算各各边边边边长长后后，推推回回到到AB基线时应相等。基线时应相等。3.大地四边形平差原则大地四边形平差原则 已知条件：已知条件：8个内角、一条基线边的长度、基线边个内角、一条基线边的长度、基线边一个点的坐标以及基线的方位角。一个点的坐标以及基线的方位角。 有有3个独

17、立条件：个独立条件： 相应有相应有3个角度闭合差个角度闭合差：（1）用途：）用途：加密控制点加密控制点（2）常用方法：）常用方法： 前方交会法前方交会法 后方交会法后方交会法 侧方交会法侧方交会法 6.4 交会定点交会定点1.前方交会法前方交会法 A、B为两为两控制点（坐标已知）在控制点（坐标已知）在A、B上分别上分别架设仪器，分别架设仪器，分别AB与与AP的夹角的夹角和和BA与与BP的的夹角夹角，则，则P点坐标由下式计算点坐标由下式计算 为了提高精度，通常采用为了提高精度，通常采用3个已知点与待定个已知点与待定点组成两个三角形来测定点组成两个三角形来测定P点的坐标。取两组点的坐标。取两组结果

18、的平均值来确定结果的平均值来确定P点坐标。点坐标。注意：注意：A、B、P三点必须是反时针旋转三点必须是反时针旋转2.后方交会法后方交会法在在P点设站对点设站对3个已知点个已知点A、B、C，进行观测角度进行观测角度和和, 则则P点坐标点坐标按下式计算按下式计算其中其中 1. 用途：用途：加密国家高程控制网；小地区地形测加密国家高程控制网；小地区地形测量中首级高程控制网；工程建设中建立高程施量中首级高程控制网；工程建设中建立高程施工控制网。工控制网。 2. 观测方法：观测方法：双面尺法（红面及黑黑面）双面尺法（红面及黑黑面）（1）三等水准：）三等水准： 后黑（三丝）一前黑（三丝）一前红（中丝）后黑

19、（三丝）一前黑（三丝）一前红（中丝）一后红（中丝）一后红（中丝） （2）四等水准：）四等水准： 后黑（三丝）一后红（中丝）一前黑（三丝）后黑（三丝）一后红（中丝）一前黑（三丝）一前红（中丝）一前红（中丝）6.5 三、四等水准测量三、四等水准测量 3. 计算校核：计算校核：（1）视距计算与校核）视距计算与校核后视视线长后视视线长：（9）=（1）-（2）*100前视视线长：前视视线长：（10）=（5）-（6）*100 计算后视视线长与前视视线长之差：计算后视视线长与前视视线长之差： （11）=（9）-（10） 对于三等水准测量，（对于三等水准测量，（11）不得超过）不得超过3m； 对于四等水准测量

20、，（对于四等水准测量，（11）不得超过）不得超过5m。计算前、后视线长累计差计算前、后视线长累计差： （12）=上站（上站（12）+本站（本站（11） 对于三等水难测量，（对于三等水难测量，（1212）不得超过）不得超过6m； 对于四等水准测量，（对于四等水准测量，（1212）不得超过）不得超过10m。 2）黑、红面读数差计算与检核）黑、红面读数差计算与检核 前尺前尺：（：（13）=（3）+K-（7） 后尺：（后尺：（14）=（4）+K-（8）对对于于三三等等水水准准测测量量，（13）、（14）不不得得超超过过2mm，对对于四等水准测量，（于四等水准测量，（12）不得超过）不得超过3mm。）高

21、差计算与检核高差计算与检核 黑面高差：（黑面高差：（15）=（3）-（4） 红面高差红面高差：（：（16）=（8）-（7） 检核计算检核计算：（：（17）=（15）-（16）0.001=(14)-(13) 对于三等水准测量，（对于三等水准测量，（17）不得超过）不得超过3mm；对于四等对于四等水准测量（水准测量（17）不得超过）不得超过5mm。该站观测高差该站观测高差: : （18）=(15)+(16)=(15)+(16) 0.100/24每页计算与检核每页计算与检核高差检核：高差检核： （当测站数为偶数时）（当测站数为偶数时） （当测站数为奇数时）（当测站数为奇数时） 视距差检核：视距差检核：