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1、第1页，共48页，编辑于2022年，星期三6.1控制测量概述控制测量概述测量工作必须遵循测量工作必须遵循“从整体到局部从整体到局部”“先控制后碎部先控制后碎部”的原则来组织实施。的原则来组织实施。第2页，共48页，编辑于2022年，星期三国家平面控制网国家平面控制网国家高程控制网国家高程控制网一、一、控制测量控制测量第3页，共48页，编辑于2022年，星期三城市平面控制网的主要技术要求见表三角网的主要技术要求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最弱边边长相对中误差二等91.01/3000001/120000三等51.81/200000(首级)1/12000
2、0(加密）1/80000四等22.51/120000(首级)1/80000（加密）1/45000一级小三角15.01/400001/20000二级小三角0.510.01/200001/10000第4页，共48页，编辑于2022年，星期三6.2直线定向直线定向一、基本概念一、基本概念确定直线与标准方向之间的角度关系确定直线与标准方向之间的角度关系称直线定向称直线定向.AB第5页，共48页，编辑于2022年，星期三二、标准方向二、标准方向（基准方向）（基准方向）1、真子午线方向、真子午线方向真子午线是过地面某点真子午面与地球表面交线的方向。测量中常用的标准方向线有三种：坐标纵线北端所指方向为坐标北
3、方向。坐标纵线北端所指方向为坐标北方向。2、磁子午线方向、磁子午线方向3、坐标纵轴方向、坐标纵轴方向当磁针静止时指针指的方向为磁子午线方向。当磁针静止时指针指的方向为磁子午线方向。第6页，共48页，编辑于2022年，星期三1、方位角定义：、方位角定义：真方位角真方位角（A）磁方位角磁方位角（Am）坐标方位角坐标方位角()三、直线定向方法三、直线定向方法测量中常用测量中常用方位角方位角表示直线方向表示直线方向由标准方向的北端起，顺时针方向到某直线水平夹角,称为该直线的方位角直线的方位角,方位角值从0-360。第7页，共48页，编辑于2022年，星期三由于地球磁极与地球旋转轴南北极不重合，因此过地
4、面上某点的真子午线与磁子午线不重合。两者之间夹角为磁磁偏偏角角用用表示。磁子午线北端偏于真子午线以东为东东偏偏(+)，偏于真子午线以西为西西偏偏()。地球上不同地点磁偏角也不同。2、真方位角和磁方位角之间的关系、真方位角和磁方位角之间的关系地面上在不同经度的子午线都会聚于两极，所以真子午线方向除了在赤道上的各点外，彼此都不平行。地面上两点子午线方向的夹角，称为子午线收敛角子午线收敛角,用用表示表示。3、真方位角和坐标方位角、真方位角和坐标方位角第8页，共48页，编辑于2022年，星期三A=Am+MAmA=+第9页，共48页，编辑于2022年，星期三四、正反坐标方位角四、正反坐标方位角ABABB
5、A第10页，共48页，编辑于2022年，星期三五、坐标方位角的推算五、坐标方位角的推算前进方向左边前进方向左边称左角称左角1.左左角角12345612345前进方向前进方向BAb ab第11页，共48页，编辑于2022年，星期三2.右右角角12345612前进方向右边前进方向右边称右角称右角第12页，共48页，编辑于2022年，星期三六、坐标正反算六、坐标正反算坐标正算坐标正算已知：已知：XA、YA、DAB、AB求：求：XB、YBABOYX abYX第13页，共48页，编辑于2022年，星期三坐标反算坐标反算已知：已知：XA、YA、XB、YB求：求：DAB、ABABOYX abYX第14页，共
6、48页，编辑于2022年，星期三象限角象限角l象限角的定义：从象限角的定义：从X轴方向顺时针或逆时针转轴方向顺时针或逆时针转至某直线的水平角度。至某直线的水平角度。l象限角与坐标方位角的关系：象限角与坐标方位角的关系：(图图6-11)象象 限限由方位角换算由方位角换算象限角象限角由象限角换由象限角换算方位角算方位角象象 限限 R =R象象 限限R=180 =180 R象象 限限R=180=180+R象象 限限R=360 =360 R第15页，共48页，编辑于2022年，星期三第16页，共48页，编辑于2022年，星期三6.3导线测量导线测量一、一、导线测量概述导线测量概述由测量人员根据测量任务
7、在测区内选定若干由测量人员根据测量任务在测区内选定若干控制点控制点，组成组成的多边形或折线称的多边形或折线称导线导线，这些点称这些点称导线点导线点。1附合导线附合导线ABCD1234第17页，共48页，编辑于2022年，星期三2.闭合导线闭合导线AB12345三角点三角点（已知控制点）（已知控制点）导线点导线点第18页，共48页，编辑于2022年，星期三ABCD12341-11-23支导线支导线第19页，共48页，编辑于2022年，星期三二、导线测量的外业工作二、导线测量的外业工作踏勘选点，布网设计踏勘选点，布网设计埋石（埋桩）、编号、作点之记埋石（埋桩）、编号、作点之记测量导线边长测量导线边
8、长观测水平角（观测水平角（联接角联接角和折角）和折角）第20页，共48页，编辑于2022年，星期三三、导线测量的内业工作三、导线测量的内业工作ABCD1234ABCD已知方位角已知方位角折角（水平角）3456B（一）附合导线计算（一）附合导线计算第21页，共48页，编辑于2022年，星期三附合导线内业计算附合导线内业计算第22页，共48页，编辑于2022年，星期三第23页，共48页，编辑于2022年，星期三（二）闭合导线计算（二）闭合导线计算l角度闭合差的计算与调整角度闭合差的计算与调整l坐标增量计算坐标增量计算第24页，共48页，编辑于2022年，星期三第25页，共48页，编辑于2022年，
9、星期三1坐标方位角的计算与调整坐标方位角的计算与调整推算出推算出CD边的坐标方位角为边的坐标方位角为计算闭合差计算闭合差图根导线的角度容许闭合差为第26页，共48页，编辑于2022年，星期三2坐标增量闭合差的计算与调整坐标增量闭合差的计算与调整各边坐标增量分别为各边坐标增量分别为fx=x计-x理=x计-(x终-x始)fy=y计-y理=y计-(y终-y始)第27页，共48页，编辑于2022年，星期三3.计算改正后的计算改正后的坐标增量坐标增量第28页，共48页，编辑于2022年，星期三以附合导线为例，其作业程序如下：1全站仪安于已知点B，后视已知点A，前视导线点1，测水平角0和竖直角，量仪高和棱
10、镜高。即可由B点坐标算出1点坐标和高程。2仪器安于己于1点，后视B点，前视2点，依法计算2点坐标。3依次测到C点，计算出C点的坐标XC、YC、HC。按已知C点的坐标计算坐标闭合差，并评定精度。若不超限，即可平差计算各导线点的坐标和高程。四、用全站仪测导线四、用全站仪测导线第29页，共48页，编辑于2022年，星期三6.4小三角网测量小三角网测量三角网是传统平面控制网的主要形式之一。在城市控制网和工程控制网中，三角网常用的基本图形有：一、三角网概述一、三角网概述(b)中中第30页，共48页，编辑于2022年，星期三以往主要是通过三角测量（即观测全部水平角）的方法来建立三角网。随着电磁波测距仪测距
11、精度及自动化程度的日益提高，不断改进着测量的传统方法。三边网测量三边网测量（观测全部边长）和边角边角网测量网测量得到了广泛应用，三角网也随之扩展为三边网三边网和和边角网边角网。尤其是边角网，既测角又测边，能有效地提高整个网形的结构强度和点位精度，已成为目前最常用的布网形式。边角网有以下几种情况：a.观测全部边长和全部角度；b.在测边网中加测部分角度；c.在测角网中加测部分边长；d.观测部分边长和部分角度。第31页，共48页，编辑于2022年，星期三1图形良好，边长适中。各三角形内角尤其是用于计算边长的传距角应不小于30，不大于120，尽可能布设成等边三角形。2为便于扩展和加密，点位应选在视野开
12、阔、土质坚实的高处，相邻点位间应互相通视。选点后，应在地面上埋设标志。等级边角网点，须埋设混凝土桩。图根边角点可埋设木桩。为便于今后寻找，应当绘点之记。边角网的精度在很大程度上取决于图形结构（即点位间相互关系）。在确定了各控制点的位置后，还应进一步进行精度估算和优化设计，以确定具体观测哪些角度和边长。二、边角网测量的外业工作二、边角网测量的外业工作（一）选点埋桩第32页，共48页，编辑于2022年，星期三角度测量是边角测量的主要外业工作之一。在一个边角网点上，当观测方向为两个以上时，应采用全圆测回法进行观测。（二）角度观测nm:第33页，共48页，编辑于2022年，星期三边长主要用电磁波测距仪
13、施测。（三）边长测量第34页，共48页，编辑于2022年，星期三只有一个已知点的坐标和一条边的坐标方位角作为起始数据，称为独立边角网；多于三个已知数据的往往称非独立边角网。本例中，A点为已知点，ab 为已知方位角；必要的观测数据为3个，在此3个数据中，除了必须有一个边长外，其余二个不管是边长还是角度，都可解算B、C点的坐标。三、边角网的计算三、边角网的计算已知：已知：XA,YA、ab 求：求：XB,YB、XC,YC观测数据？观测数据？BCAabs1s3s2第35页，共48页，编辑于2022年，星期三当观测数据多于必要的观测数据时，多余观测数称为多余观测，一个多余观测则产生一个条件方程式。本例中
14、，观测了3个个角角度度和和3个个边边长长，则多余观测数据为3个，因此产生3个条件方程式。条件方程式由于观测对象的不同也不尽相同。本例中的3个条件方程式，1个为图形条件：个为图形条件：2个为正弦条件：个为正弦条件：用条件平差方法和最小二乘原理解算条件方程式，即可得到各观测量的平差值。式中：均为相应数据的平差值第36页，共48页，编辑于2022年，星期三6.5交会定点交会定点一、前方交会一、前方交会APABB第37页，共48页，编辑于2022年，星期三 二、极坐标法二、极坐标法APABB第38页，共48页，编辑于2022年，星期三用全站仪进行坐标测量实际上是极坐标法定位，只不过是利用了全站仪的程序
15、进行定位而已。工作步骤如下：1.安仪器于已知点A，量出仪高；待定点p安棱镜，量出镜高，并键于全站仪。2键入已知点A的坐标和高程。3瞄准B点，键入B点的方位角。4瞄准P点，进行坐标测量。5.显示P点的坐标和高程。同时，将全部成果存入内存。三、用全站仪进行坐标测量三、用全站仪进行坐标测量第39页，共48页，编辑于2022年，星期三 四、后方交会四、后方交会ABCP12第40页，共48页，编辑于2022年，星期三三角高程测量三角高程测量有有时时所所求求点点的的高高程程不不可可以以立立放放水水准准尺尺，用用什什么么方方法法解解决决呢呢？一一般般情情况况可以采用三角高程测量的方法求得。可以采用三角高程测
16、量的方法求得。6.6第41页，共48页，编辑于2022年，星期三ABDABihabvh0i一、一、三角高程测量原理三角高程测量原理第42页，共48页，编辑于2022年，星期三当两点距离当两点距离D300时，应考虑地球曲率时，应考虑地球曲率和大气折光的影响。和大气折光的影响。第43页，共48页，编辑于2022年，星期三二、两点距离二、两点距离D300时，考虑地球曲率时，考虑地球曲率和大气折光的影响和大气折光的影响地球曲率的影响：地球曲率的影响：大气折光的影响：大气折光的影响：综合两项的影响：综合两项的影响：当当D=300，5.9第44页，共48页，编辑于2022年，星期三三、考虑地球曲率三、考虑
17、地球曲率和大气折光的影响和大气折光的影响高差计算公式为高差计算公式为:当当采采用用对对向向观观测测，即即由由A点点观观测测B点点，由由B点点观观测测A点点，取取对对向向观观测测所所得得高高差差绝绝对对值值的的平平均均数数可可以以抵抵消消两两差的影响，所以三角高程测量，一般采用对向观测，差的影响，所以三角高程测量，一般采用对向观测，第45页，共48页，编辑于2022年，星期三四、三角高程测量的观测四、三角高程测量的观测1、在测站安置仪器，量仪器高、在测站安置仪器，量仪器高i和标杆高和标杆高s（精确到精确到0.5cm）2、用经纬仪观测、用经纬仪观测竖直角竖直角，必须以盘左、必须以盘左、盘右进行观测
18、。盘右进行观测。3、竖直角竖直角观测测回数与限差应符合规定观测测回数与限差应符合规定。4、当两点间的距离未知时，可用三角测量、当两点间的距离未知时，可用三角测量方法计算得到。方法计算得到。第46页，共48页，编辑于2022年，星期三五、三角高程测量的计算五、三角高程测量的计算1.三角高程测量三角高程测量对向观测所求得的高差（经两差对向观测所求得的高差（经两差改正后）较差应小于改正后）较差应小于0.1D（D为距离，单位：为距离，单位：km），），符合要求，则取平均值作为最后高差值。符合要求，则取平均值作为最后高差值。2.三角高程测量路线测应组成闭合或附合路线。观三角高程测量路线测应组成闭合或附合路线。观测结果列于图上，其线路高差闭合差的限值测结果列于图上，其线路高差闭合差的限值fh容容=0.05（D以公里以公里km为单位）为单位）3.当观测成果满足要求时，则将闭合差按与边长成当观测成果满足要求时，则将闭合差按与边长成正比分配，再用改正后的高差计算各点的高程。正比分配，再用改正后的高差计算各点的高程。第47页，共48页，编辑于2022年，星期三第48页，共48页，编辑于2022年，星期三