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1、 第六章第六章 小区域小区域控制测量控制测量 6-1控制测量概述控制测量概述 在测量区域内选择若干个点，用高精度的方法测定其位置，这在测量区域内选择若干个点，用高精度的方法测定其位置，这些点称为控制点。由控制点组成的几何图形，称为控制网。测定些点称为控制点。由控制点组成的几何图形，称为控制网。测定控控制点点位（平面、高程）的工作，叫控制测量。制点点位（平面、高程）的工作，叫控制测量。 在测量工作中，为了减少误差积累，保证测图精度，以及便于在测量工作中，为了减少误差积累，保证测图精度，以及便于分幅测图，加快测图进度，满足碎部测量需要，就必须遵循分幅测图，加快测图进度，满足碎部测量需要，就必须遵循
2、“从整从整体到局部体到局部”、“先控制后碎部先控制后碎部”及及“由高级到低级由高级到低级”的测量组织原的测量组织原则。则。 6.1.1 控制测量及其布设原则控制测量及其布设原则1. 平面控制测量平面控制测量测定控制点平面位置（测定控制点平面位置（x,y）的工作，称为平面控制测量。）的工作，称为平面控制测量。 平面控制网根据观测方式方法来划分，可以分为三角网、平面控制网根据观测方式方法来划分，可以分为三角网、三边网、边角网、导线网、三边网、边角网、导线网、GPS平面网等。平面网等。在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其连接成连续在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其连接成连续的三角形，从而构
3、成三角形网，称三角网，如图：的三角形，从而构成三角形网，称三角网，如图：三角形网三角锁线形锁 3. 控制网的布设原则控制网的布设原则 控制网的布设原则是：整体控制，全面加密或分片加密，高级到低级控制网的布设原则是：整体控制，全面加密或分片加密，高级到低级逐级控制。逐级控制。 整体控制整体控制，即最高一级控制网能控制整个测区，例如，国家控制网即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；对于区域网，最高一级控制网必须能控制整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。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，例如国家控
4、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；分片加密，就是急用部分先制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；分片加密，就是急用部分先加密，不一定全面布网。加密，不一定全面布网。 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一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一级控制网，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。模及其精度要求。 目前，平面控制网分为一、二、三、四等，一、二、三级和图根级目前，平面控制网分为一、二、三、四等，一、二
5、、三级和图根级控制网。根据测区情况和仪器设备条件，将平面控制网和高程控制网分控制网。根据测区情况和仪器设备条件，将平面控制网和高程控制网分开独立布设，也可以将其合并为一个统一的控制网开独立布设，也可以将其合并为一个统一的控制网三维控制网。三维控制网。6.1.2控制网的分类控制网的分类 1.国家控制网国家控制网 在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是由国家专在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是由国家专门测量机构，用精密仪器和方法，进行整体控制，逐级加密的方式门测量机构，用精密仪器和方法，进行整体控制，逐级加密的方式建立，高级点逐级控制低级点。建立，高级点逐级控制低级点。一等三角
6、横锁 200km 天文点国家一等三角网示意图 200km 一等三角纵锁 二 等 网一 等 三 角 锁 二等三角网布设于一等三角锁环内，全面布设三角网，如下左图平均边长13km，测角中误差不 大于1.0，并作为下一级控制网的基础。 三、四等三角网是二等三角网的进一步加密，有插网和插点两种形式，如图。三等网平均边长8km，测角中误差不大于1.8。四等平均边长26km，测角中误差不大于2.5，用以满足测图和各项工程建设的需要。 三、四等控制点二等三角点(a)三、四等控制点插网形式(b)三、四等控制点插点形式 为各类工程建设而布设的测量控制网称为工程控制网。根据不为各类工程建设而布设的测量控制网称为工
7、程控制网。根据不同的工程阶段，工程控制网可以分为测图控制网、施工控制网和变同的工程阶段，工程控制网可以分为测图控制网、施工控制网和变形监测网。形监测网。 (3) 小地区控制网小地区控制网 面积为面积为15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程建设而建立的控制网，称为小地区控制网。建设而建立的控制网，称为小地区控制网。 直接用于地形图测图而布设的控制点，称为图根控制点，又称直接用于地形图测图而布设的控制点，称为图根控制点，又称图根点。测定图根点平面位置和高程的工作，称为图根控制测量。图根点。测定图根点平面位置和高程的工作，称为图根控制测量。图根
8、控制可用一级或两级控制，首级控制用什么方法，应根据城市图根控制可用一级或两级控制，首级控制用什么方法，应根据城市与厂矿的规模而定。与厂矿的规模而定。在一、二级小三角或一、二、三级导线下,布置图根控图根控制制网。图根控制网的图形与一、 二级小三角或一、二、三级导线的图形基本相同，其区别在于：图根控制网的控制面积小，边长较短，精度要求较低，平差方法采用简易平差。交会定点前方交会后方交会附合导线闭合导线支导线导线布置的一般形式单结点导线(4) 图根控制网图根控制网1)A级级GPS网网为国家平面控制网的基础6.1.3 各级GPS控制网控制网布置形式16202428323640444852EFGHIJK
9、LM444546474849505152北京上海威海厦门三亚南宁武汉南京长春哈尔滨满洲里包头西安贵阳成都昆明下关拉萨安多安西西宁乌鲁木齐库尔勒喀什和田且末中国全球定位系统A级网格尔木广州)B、C级级GPS网网作作为国家平面控制网的加密 或城市首级控制网6.1.3 各级GPS控制网控制网布置形式1101161111121131141181171201191091051081071061041031021016.1.4 6.1.4 常规平面控制测量常规平面控制测量的主要技术要求 城市三角网的主要技术要求城市三角网的主要技术要求 等 级 平均边长 (km) 测角中误差 () 起始边边长相对 中误差
10、最弱边边长相对中误差 二 等 9 1.0 1/300000 1/120000 三 等 5 1.8 1/200000 (首级) 1/120000 (加密) 1/80000 四 等 2 2.5 1/120000 (首级) 1/80000 (加密) 1/45000 6.1.4 6.1.4 常规平面控制测量常规平面控制测量的主要技术要求 图根导线的技术要求 测图 附合导 平均边 测距相对 测 角 测回数 导线全 方位角 比例尺 线长度 长(m) 中误差 中误差 DJ6 长相对 闭合差 (km) (mm) () 闭合差 1:500 500 75 一般地区 1:1000 1000 110 1/3000 2
11、0 1 1/2000 60n 1:2000 2000 180 二.高程控制测量建立高程控制网，测定各控制点的高程建立高程控制网，测定各控制点的高程H H。 ：水准测量另外方法：三角高程测量：现主要电子全站仪高程测量。 ：分一等、二等、三等、四等，前一等作 为以后各等的控制基准，逐级控制(由 整体到局部，由高级到低级)。 地形测量时，布设图根水准(也称等外 水准)。： 表 3 3.技术要求技术要求 1.主要方法主要方法2.等级关系等级关系 国家高程控制网采用精密水国家高程控制网采用精密水准测量的方法。国家高程控制网准测量的方法。国家高程控制网同样按精度分为一、二、三、四同样按精度分为一、二、三、
12、四个个等级。 一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设于一等水准网环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网是二等水准网的进一步加密，直接为各种测图和工程建设提供必需的高程控制点。 一 等 水 准 路 线二 等 水 准 路 线三 等 水 准 路 线四 等 水 准 路 线l 城市水准测量设计规格城市水准测量设计规格（长度单位：km） 水准点间距 (测段长度) 建筑区 1-2 其他地区 2-4 闭合或附合路线 的最大长度 二 等 400 三 等 45 四 等 15 水准测量主要技术要求水准测量主要技术要求 等 级 每公里高差中 误差 (mm)附合路线 长 度 （km）水准仪 级 别
13、测段往返测 高差不符值 （mm） 附合路线或 环线闭合差 （mm） 二 等 2 400 DS1 三 等 6 45DS3 四 等 10 15 DS3 图 根 20 8 DS3 注：表中R为测段长度，L为环线或附合线路长度，均以公里为单位。 6-2 增量的概念增量的概念D12 12 Xy0X12 Y12 2.2.增量与增量与极坐标关系 ()： X12=D12cos12 Y12=D12sin123.3.已知两点的直角 坐标，求它 们的极坐标 ()：121211221221212xytgyxDX12=X2-X1 Y12=Y2-Y1 通式：通式：X始始终终=X终终-X始始 Y始始终终=Y终终-Y始始 坐
14、标增量特性：直线坐标增量的正负取决坐标增量特性：直线坐标增量的正负取决于直线的方位角所在象限，即直线的方向（指于直线的方位角所在象限，即直线的方向（指向向)的象限。（不是的象限。（不是 ）1.推算各边方位角 右后前1802.计算各边坐标增量 X=Dcos Y=Dsin 3.推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y三个基本公式：三个基本公式：如图，A、B为已知导线点，1、2、3.为新建导线点。观测了导线转折角B、1、2. 观测了导线各边长DB、D1、D2. 计算1、2、3.的坐标：D1 D2 D3 A AB B1 12 23 3 1 2 3 (,) (X1,Y1)22(X2,Y2) 2323
15、33(X3,Y3)附合导线闭合导线单结点导线导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。 导线点组成的图形为一系列折线 或闭合多边形。 闭合导线和附合导线也称为单导单导 线线，结点导线和两个环以上的导 线称为导线网导线网。 AB12支导线支导线四四. .导线测量的外业导线测量的外业 主要工作：主要工作： 选点：选点：在现场选定控制点位置，建立标志。 测距：测距：测量各导线边（新边）的距离。 测角：测角：观测导线各连接角、转折角。掌握三步工作的方法与要求。（一）踏勘选点及建立标志选点时应注意下列各点：选点时应注意下列各点： 相邻导线点之间通视良好，便于角度和距离测量；相邻导线点之间通视良好，便于角度
16、和距离测量； 点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处；点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处； 点位分布均匀，便于控制整个测区，进行细部测量。点位分布均匀，便于控制整个测区，进行细部测量。 12 cm5015202 标心路 面云溪路清河东路34T34T35T3621.5610.8214.73（砼标石）22.34绘制控制点的“点之记” （二）导线边长测量 导线边长一般用电磁波测距仪或全站仪观测，同时观导线边长一般用电磁波测距仪或全站仪观测，同时观测垂直角将斜距化为平距。图根导线的边长也可以用经过测垂直角将斜距化为平距。图根导线的边长也可以用经过检定的钢卷尺往返或两次丈量检定的钢卷尺往
17、返或两次丈量 （三）导线转折角测量 导线的转折角是在导线点上由相邻两导线边构成的水导线的转折角是在导线点上由相邻两导线边构成的水平角。平角。( (导线的转折角分为左角和右角，在导线前进方向导线的转折角分为左角和右角，在导线前进方向左侧的水平角称为左角，在右侧的称右角。左侧的水平角称为左角，在右侧的称右角。) ) 五五. .导线测量的内业计算导线测量的内业计算 目的：目的：计算各导线点的坐标。 要求：要求：评定导线测量的精度， 合理分配测量误差。 例例1：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向前进方向 如图，如图，A A、B B、C C、D
18、D是已知点，外业观测资料为导是已知点，外业观测资料为导 线边距离和各转折角见图中标注。线边距离和各转折角见图中标注。205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 31 25214 09 331256 07 44711180 nf终始测40697f 容19. 0 xf11. 0yf22. 022yxfff2900144.64122. 0K20001容K-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 27236 44 28211 07 53100
19、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 -0.02 +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点点号号观测角观测角
20、（右角）（右角） 改改 正正 数数 改正角改正角 A1B234CD辅辅助助计计算算坐标坐标 方位角方位角 距离距离 D m点点号号A1B234CD增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mx my m1536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811442.621011.081442.021127.501429.021283.17-107.84例例2 2 闭合导线的计算闭合导线的计算北北21430003125 036389 0384107 053389 020073 78.16m105.22m129.34m80.18m辅辅助
21、助计计算算点点号号观测角观测角 （左角）（左角） 改改 正正 数数 改正角改正角 1234坐标坐标 方位角方位角 距离距离 D m点点号号1234增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mx my m1212闭闭 合合 导导 线线 坐坐 标标 计计 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 17105.2280.1
22、8129.3478.16392.90 -0.02 -61.10 -0.02 +47.90 -0.03 +76.61 -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+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.0005180)2( nf测012406 容f09. 0测xfx07. 0测yfy11. 022yxf
23、ff3500190.39211. 0K20001容K交会定点的计算加密个别控制点的方法加密个别控制点的方法ABP 已知点： A(XA,YA)、B(XB,YB) 待定点： P 观测数据：、,( =180-)sin/sinsin/sin0201DDDD PBA然后再按极坐标法计算P点的坐标 PBAbabpabapabababxxyyarctg)/()(bpbpbpbpappappDYYDXXDYaYDXaXsincos:sincos2211或计算坐标 PBAbpbpbpbpappappDYYDXXDYaYDXaXsincos:sincos2211或cotcot)(cotcotcotcot)(cot
24、cotBABAPABBAPxxyyyyyxxx余切公式余切公式 )2/()(cos10222120DDDDD BA再按极坐标法计算P点的坐标 先求ab，再求和 apPD1D2D0 appappDYaYDXaXsincos11)2/()(cos10222120DDDDD BA再按极坐标法计算P点的坐标 先求ab，再求和 apPD1D2D0 appappDYaYDXaXsincos11)2/()(cos10222120DDDDD BA再按极坐标法计算P点的坐标 先求ab，再求和 apPD1D2D0 appappDYaYDXaXsincos11四四. .后方交会计算后方交会计算在待定点P观测三个已知
25、点的水平方向值Ra、Rb、 Rc(用以计算夹角、 ) ，计算待定点P的坐标。B C A P (XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)后方交会的图形 ABCP 33CBAPCBAPyyyyxxxxPA PC PB CBACCBBAAPCBACCBBAAPPPPyPyPyPyPPPxPxPxPx匀质三角形的重心非匀质三角形的重心后方交会计算方法之一重心公式： RaRbRcabcabcRRRRRRCCCPBBBPAAAPCBAtantantantancotcot1tantantantancotcot1tantantantancotcot1A、B、C由A、 B、C坐标反算得。ABCP?AP?BP?C
26、P后方交会的图形编号(三种情况) ABCP ABCP ABCPabcabcRRRRRR当A、B、C、P处于共圆(也称危险圆)时，无法确定 P点坐标。BCAP cotcot1cotcot1cotcot1CPBPAPCBA三、四等水准测量及高程计算三、四等水准测量及高程计算 三、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。一一. .三、四等水准测量及其技术要求三、四等水准测量及其技术要求 三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水 准点引测；如在独立地区，可采用闭合水准路 线； 三、四等水准点一般须长期保存，点位要建立 在稳固处。三、四等水准测量可用D3水准仪进行三、四等
27、水准测量的技术要求 三、四等水准测量测站技术要求 等 级视线长度 (m)前、后视 距离差 (m)前、后视 距离累积差 (m)红、黑面 读 数 差 (mm)红、黑面 高差之差 (mm)三 等 65 3 6 2 3四 等 80 5 10 3 5 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 测段往返测 附合路线或 差中误差 线长度 级别 高差不符值 环线闭合差 (mm) (km) (mm) (mm) 三等 6 45 DS3 12R 12L 四等 10 15 DS3 20R 20L注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。二二. .三三. .四等水准测量作业方法四等水准
28、测量作业方法1.1.采用双面尺法作测站检核采用双面尺法作测站检核 2.2.每站观测次序：每站观测次序： 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) ) 中丝读数中丝读数后视尺前视尺（三、四等水准观测手薄（三、四等水准观测手薄 见见P116）三三. .三、四等水准测量成果整理三、四等水准测量成果整理附合水准路线、闭合水准路线的计算方法 与图根(等外)水准路线相同。结点水准路线、水准网的平差计算
29、，要考 虑“权”。1.1.三角高程测量原理三角高程测量原理tanABABhDiva=+-大地水准面AHAiDHBa aDtanhBMABABvD：为：为A、B两点间的平距两点间的平距a：为观测：为观测M点的竖直角点的竖直角iA：为：为A点仪器高点仪器高vB：为：为B点目标高点目标高BAABHHh=+2.2.地球曲率和大气折光对高差的影响地球曲率和大气折光对高差的影响 设地球曲率影响的设地球曲率影响的改正，称球差改正改正，称球差改正c，其值从第其值从第1 1章可知：章可知： 22DcR=式中式中: :R为地球曲率半径为地球曲率半径 D为两点间水平距为两点间水平距 由于大气折光造成瞄准目标光线为曲
30、线，从图中可看出：由于大气折光造成瞄准目标光线为曲线，从图中可看出：ivciRRhABrNMPQAB球差改正气差改正Dah =Dtana+i-v+c-rABhABh =Dtana+i+c-v-rAB水准面=NP+PQ-NB22(1)0.432DDfcKRRg=+=-=球差改正与气差改正后在一起称为两差改正球差改正与气差改正后在一起称为两差改正f式中式中K为大气垂直折光系数，它随气温、气压、日照、地为大气垂直折光系数，它随气温、气压、日照、地面情况而改变，一般取平均值面情况而改变，一般取平均值K=0.14。 22DKRg= -大气折光影响的改正，称为气差改正大气折光影响的改正，称为气差改正， 恒
31、为负值。恒为负值。气差改正的公式为气差改正的公式为 两点间距离较远时，三角高程测量计算公式为：两点间距离较远时，三角高程测量计算公式为： tanhDivfa=+-+ 三角高程测量一般采用往返观测，又称对向观测，取往返平均三角高程测量一般采用往返观测，又称对向观测，取往返平均值可以消除两差的影响。因为值可以消除两差的影响。因为 由由1站观测站观测2点：点： h12=Dtan1+i1-v2+f 由由2站观测站观测1点：点： h21=Dtan2+ i2-v 1+f 121212211211()(tantan)2222iivvhhhDDaa-=-=-+从上面公式看出两差从上面公式看出两差f自动消除了。
32、自动消除了。 返往返取平均得：返往返取平均得：树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.5.2522.5.25Wednesday, May 25, 2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。20:40:4820:40:4820:405/25/2022 8:40:48 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.5.2520:40:4820:40May-2225-May-22加强交通建设管理，确保工程建设质量。20:40:4820:40:4820:40Wednesday, May 25, 2022安全在于心细，事故出在麻痹。22.5.2522.5.2520:40:4820:40:48
33、May 25, 2022踏实肯干，努力奋斗。2022年5月25日下午8时40分22.5.2522.5.25追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年5月25日星期三下午8时40分48秒20:40:4822.5.25严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年5月下午8时40分22.5.2520:40May 25, 2022作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年5月25日星期三20时40分48秒20:40:4825 May 2022好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午8时40分48秒下午8时40分20:40:4822.5.25专注今天，好好努力，剩下的交给时间。22.5.2522.5.2520:4020:40:4820:40:48May-22牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年5月25日星期三20时40分48秒Wednesday, May 25, 2022相信相信得力量。22.5.252022年5月25日星期三20时40分48秒22.5.25谢谢大家！谢谢大家！