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1、1 1、平面控制、平面控制2 2、高程控制、高程控制一、控制测量方法一、控制测量方法导线测量导线测量三角测量三角测量 GPSGPS定位定位水准测量水准测量三角高程测量三角高程测量交会测量交会测量 本章主要介绍如何用导线测量的方法进行平本章主要介绍如何用导线测量的方法进行平面控制测量，以及如何用水准测量方法进行高程面控制测量，以及如何用水准测量方法进行高程控制测量。控制测量。7-1 控制测量概述控制测量概述第1页/共49页二、平面控制测量 国家平面控制网由国家测绘部门用精密仪器和精密测量方法按一、二、三、四等四个等级，由高级向低级逐级布设，如图71所示。首先在全国范围内建立一等三角锁作为国家平面
2、控制网的骨干，然后用二等三角网布设于一等三角锁环内，作为国家平面控制网的全面基础，再用三、四等三角网逐级加密。建立国家平面控制网主要采用三角测量的方法，近年来，已改用卫星定位的GPS控制网，再用导线网等加密。第2页/共49页 在城市或矿区等地区，应在上述国家控制点的基础上，根据测区大小、城市规划和各种工程的需要，再布设不同等级的城市控制网，作为地形测量和各种工程测量的依据。在小范围内建立的控制网，称为小地区控制网。第3页/共49页 小地区控制网应尽可能与国家或城市控制网进行联测，即将国家或城市控制点的平面坐标和高程作为小区控制网的起算数据。如果测区内或附近没有国家或城市控制点，也可建立独立控制
3、网。第4页/共49页三、高程控制测量 高程控制测量的主要方法是水准测量，在山区一般采用三角高程测量的方法，三角高程测量方法不受地形起伏的影响，工作速度快，但若用经纬仪三角高程测量其精度较水准测量低。近年来，由于测距仪和全站仪的普及，使三角高程测量的精度大大提高。第5页/共49页 在全国范围内，由一系列按国家统一规范测定的水准点构成的网称为国家水准网。国家水准网按一、二、三、四等四个等级布设，如图72所示。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环内，是国家高程控制网的全面基础。一、二等水准测量称为精密水准测量。三、四等水准测量是在一、二等水准点的基础上进一步加密而得。第6页/
4、共49页四、四、GPS控制测量控制测量 随着测绘技术的发展，从二十世纪九十年代，随着测绘技术的发展，从二十世纪九十年代，全球定位系统（全球定位系统（GPS）技术以其速度快、精度）技术以其速度快、精度高、不受天气条件限制、全天候、不需要点之高、不受天气条件限制、全天候、不需要点之间通视、不用建造观测觇标、对边长和图形结间通视、不用建造观测觇标、对边长和图形结构没有限制、所获得的点位精度均匀、能同时构没有限制、所获得的点位精度均匀、能同时获得点的三维坐标等优点而广泛应用于控制测获得点的三维坐标等优点而广泛应用于控制测量中，取代常规的控制测量方法，建立三维控量中，取代常规的控制测量方法，建立三维控制
5、网。制网。第7页/共49页 应用应用GPS定位技术可以建立全国性的高精定位技术可以建立全国性的高精度度GPS网，用于建立全国的坐标框架，为地球网，用于建立全国的坐标框架，为地球科学和空间科学的研究服务，在此基础上，还科学和空间科学的研究服务，在此基础上，还可以建立城市控制网，作为地形测量和各种工可以建立城市控制网，作为地形测量和各种工程测量的依据。程测量的依据。第8页/共49页7.2 7.2 导线测量导线测量一、一、导线测量概述导线测量概述导线的布设形式导线的布设形式:1 1、闭合导线：、闭合导线：起闭于同一个已知起闭于同一个已知点的导线。点的导线。导线：由控制点组成的连续折线或闭合多边形。导
6、线：由控制点组成的连续折线或闭合多边形。第9页/共49页2、附合导线：布设在两个不同的已知点之间的导线。第10页/共49页3、支导线：从一个已知点出发既不闭合亦符合，称为支导线。第11页/共49页1 1、踏勘、选点、埋设标志、踏勘、选点、埋设标志 选点注意事项:导线点应选在土质坚硬，能长期保存和便于观测的地方。相邻导线点间通视良好，便于测角、量边。导线点视野开阔，便于测绘周围地物和地貌。二、二、导线测量的外业工作导线测量的外业工作第12页/共49页2、量边3、测角4、连接测量导线边长应大致相等，避免过长、过短，相邻导线边长应大致相等，避免过长、过短，相邻边长之比不应超过三倍。边长之比不应超过三
7、倍。第13页/共49页三、导线测量的内业计算 导线测量内业计算的目的是计算各待定导线点的平面坐标。在计算之前，应首先检查导线测量的外业记录是否正确，成果是否符合规范要求等。在检查合格后，即可绘制导线略图，并将已知数据和观测数据标入图中，如图74所示。（一）闭合导线的内业计算第14页/共49页 现以图74中的数据为例，说明闭合导线的内业计算步骤和方法，全部计算见表73，其计算步骤如下：1、角度闭合差的计算与调整 （1）角度闭合差的计算：第15页/共49页计算公式见（71）（2 2）角度闭合差的调整：）角度闭合差的调整：各种类型、各种等级导线的角度闭合差的各种类型、各种等级导线的角度闭合差的允许值
8、见表允许值见表7-17-1及及7-27-2。第16页/共49页若 ，则说明角度测量合格，可将闭合差反符，则说明角度测量合格，可将闭合差反符号平均分配到各观测角中，号平均分配到各观测角中，若，应重新检测角度。，应重新检测角度。第17页/共49页角度闭合差调整原则：平均分配即：（72）第18页/共49页2、推算各边的坐标方位角（计算公式见第四章）或 第19页/共49页注意：1）若按上式求出前360，则应减360；2）若按上式求出前0，则应加360。闭合导线各边坐标方位角的推算，最后应与原已知方位角相等，否则应重新检查计算过程。第20页/共49页3、坐标增量的计算及其闭合差的调整 （1）坐标增量的计
9、算：计算公式第21页/共49页（2）坐标增量闭合差的计算 闭合导线的坐标增量闭合差的计算：第22页/共49页导线全长相对闭合差的计算：计算公式不同等级导线的全长相对闭合差允许值见表不同等级导线的全长相对闭合差允许值见表71及表及表72。第23页/共49页（3）坐标增量闭合差的调整：若KK容，则可将坐标增量闭合差fx、fy按边长成比例地分配到各纵、横坐标增量之中。原则：按边长成比例分配。即：第24页/共49页4、计算各导线点的坐标根据已知点的坐标及改正后的坐标增量按下式推算待定点坐标。按上式求出的已知点坐标应与已知点坐标值相同。按上式求出的已知点坐标应与已知点坐标值相同。第25页/共49页（二）
10、附合导线的内业计算 附合导线的计算步骤与闭合导线完全相同，仅在计算角度闭合差和坐标增量闭合差时的计算公式有所不同，以下主要介绍其不同点。1、角度闭合差的计算与调整（1）角度闭合差的计算：计算公式见（711）、（712）、（7-13）第26页/共49页 其中：其中：终终 为按角度观测值及起为按角度观测值及起始坐标方位角推算出的终边坐标方始坐标方位角推算出的终边坐标方位角；位角；终终为终边方位角理论值为终边方位角理论值（已知值）。（已知值）。第27页/共49页第28页/共49页（3）角度闭合差调整 不同等级导线的角度闭合差允许值同闭合导线。若ff容，则应重新检测角度。第29页/共49页2、坐标增量
11、闭合差的计算计算公式见（714）第30页/共49页附合导线的规范要求和其它内业计算步骤和方法同闭合导线。附合导线内业计算例题见表74。第31页/共49页7.3 7.3 三、四等水准测量三、四等水准测量 三、四等水准测量除用于国家高程控制网的加密外，还可以建立小地区首级高程控制网。三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水准点引测。三、四等水准点应在通视良好、成像清晰的气候条件下进行观测，一般用双面水准尺，为了减弱仪器下沉的影响，在每一测站上应按“后前前后”的观测程序进行测量。一、三、四等水准测量的技术要求见表7-5第32页/共49页使用使用DSDS3 3水准仪，双面水准尺施测，在一个测站水准仪，
12、双面水准尺施测，在一个测站的观测程序如下：的观测程序如下：二、三、四等水准测量的观测方法二、三、四等水准测量的观测方法（一）每一站的观测程序（一）每一站的观测程序（1）后视黑面尺，在圆水准器气泡居中时，）后视黑面尺，在圆水准器气泡居中时，读下、上丝读数（读下、上丝读数（1）、（）、（2），转动微倾），转动微倾螺旋，在符合水准器气泡居中时，读取中丝螺旋，在符合水准器气泡居中时，读取中丝读数（读数（3）；）；（2）前视黑面尺，按（）前视黑面尺，按（1）中同样方法读取）中同样方法读取下、上、中丝读数（下、上、中丝读数（4）、（）、（5）、（）、（6）；）；第33页/共49页（3）前视红面尺，转动微倾
13、螺旋，在符合水准器气泡居中时，读取中丝读数（7）；（4）后视红面尺，按（3）中同样方法读取中丝读数（8）。以上是按后前前后的观测程序在一个测站上应观测的8个观测值，对于四等水准测量也可以采用后后前前的观测程序。第34页/共49页（二）测站计算与检核1、视距计算（1）前、后视距离 后视距离：（9）=（1）-（2）*100 前视距离：（10）=（4）-（5）*100 第35页/共49页（2）前、后视距差前、后视距差（11）=后视距离（9）-前视距离（10）（3）前、后视距累计差前、后视距累计差（12）=本站（11）+上站（12）第36页/共49页2、水准尺读数检核计算同一水准尺黑、红面读数差前视水
14、准尺：（13）=K+（6）-（7）后视水准尺：（14）=K+（3）-（8）其中K为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差，通常K为4.687或4.787。第37页/共49页3、高差的计算与检核黑面高差（15）=（3）-（6）红面高差（16）=（8）-（7）黑红面高差之差（17）=（15）-（16）0.100=（14）-（13）高差平均值（18）=1/2（15）+（16）0.100第38页/共49页3、每页计算的校核（1）高差部分红、黑面后视总和减红、黑面前视总和应等于红、黑面高差总和，还应等于平均高差总和的两倍。即：（3）+（8）-（6）+（7）=（15）+（16）=2（18）上式适用于测站数
15、为偶数。第39页/共49页或（3）+（8）-（6）+（7）=（15）+（16）=2（18）0.100上式适用于测站数为奇数。第40页/共49页（2）视距部分 后视距离总和减前视距离总和应等于末站视距累积差。即：（9）-（10）=末站（12）校核无误后，算出总视距：总视距=（9）+（10）用双面尺法进行三、四等水准测量的记录、计算与校核，见表7-7。第41页/共49页三、四等水准测量手簿三、四等水准测量手簿 表表7-77-7测站编号点号后尺下丝前尺下丝方向及尺号水准尺读数K+黑-红平均高差上丝上丝后视距前视距黑面 红面视距差d累计差d(18)12(1)(2)(9)(11)(4)(5)(10)(1
16、2)后后前前后-前后后前前后-前后后前前后-前(3)(6)(15)(8)(7)(16)(14)(13)(17)146214620995099512111211080108010371037105860586527352735998599843.143.143.043.0+0.1+0.1+0.1+0.1-1-10 0+0.625+0.625+0.725+0.725+1+1+0.625+0.6251812181212961296155415540570057000520052 0311 03115097509751.651.651.851.8-0.2-0.2-0.1-0.1+1+10 0 6241
17、 6241+1.144+1.144-1-1+1.2435+1.2435BMITP1TP1 TP2+1.243第42页/共49页7.4 7.4 三角高程测量三角高程测量一、一、三角高程测量原理三角高程测量原理 三角高程测量是根据两点间的水平距离和三角高程测量是根据两点间的水平距离和竖直角计算两点间的高差。竖直角计算两点间的高差。如图如图77所示，已知所示，已知A点的高程为，欲求点的高程为，欲求B点高程。置经纬仪（或全站仪）于点高程。置经纬仪（或全站仪）于A点，量点，量取仪器高取仪器高i，在，在B点安置觇标（或反光镜）点安置觇标（或反光镜）,量量取觇标高取觇标高v，测定垂直角，测定垂直角和和A、B
18、两点之间两点之间的平距的平距D（或斜距（或斜距S）。）。则则A、B两点间的高差计算公式为：两点间的高差计算公式为：第43页/共49页 （717）（715）或：或：（716）则则B点高程的计算公式为点高程的计算公式为 第44页/共49页 当两点间距离大于400 m时，应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响,其值简称为球差改正和气差改正，两者合在一起称为两差改正。式中式中,K为当地大气折光系数，为当地大气折光系数，R为地球半径。为地球半径。（718）三角高程测量，一般应进行往、返观测（对三角高程测量，一般应进行往、返观测（对向观测），取其平均值作为所测两点间的最后向观测），取其平均值作为所测两点间的
19、最后高差，对向观测可以消弱地球曲率差和大气折高差，对向观测可以消弱地球曲率差和大气折光差的影响。光差的影响。第45页/共49页1 1、三角高程测量的观测三角高程测量的观测（1）在测站点安置经纬仪或全站仪，量取仪器高）在测站点安置经纬仪或全站仪，量取仪器高i，在目标点上安置觇标或反光镜，量取觇标高，在目标点上安置觇标或反光镜，量取觇标高v；（2）用望远镜中丝照准觇标或反光镜中心，观测）用望远镜中丝照准觇标或反光镜中心，观测竖直角，并测量两点间水平距离。竖直角，并测量两点间水平距离。三角高程测量的有关技术要求见三角高程测量的有关技术要求见城市测量城市测量规范规范。二、二、三角高程测量的观测和计算三
20、角高程测量的观测和计算第46页/共49页2 2、三角高程测量的计算、三角高程测量的计算三角高程测量的计算一般在表三角高程测量的计算一般在表78所示表格所示表格中进行。中进行。第47页/共49页起算点A待定点B往返侧往返水距D(m)341.230341.233竖直角+140630-131900Dtan 85.764-80.769仪器高i(m)1.3101.430目标高v(m)3.8003.930两差改正f(m)0.0080.008高差h(m)+83.281-83.261平均高差(m)+83.272 三角高程测量计算表三角高程测量计算表 表表7-8第48页/共49页感谢您的观看。第49页/共49页