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1、公司公司徽标徽标 工工 程程 控控 制制 测测 量量 第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.1 平面控制测量概算平面控制测量概算控制测量外业工作获得了大量的外业观测值（如水平方向、边长和天文方位角等）和必要的测绘资料（如归心投影用纸等），将这些地面上观测成果化算到高斯平面上，为平差计算作好数据准备工作是概算工作主要任务。9.1.1概算目的与流程概算目的与流程目的：系统地检查外业成果质量；将地面上观测成果化算至高斯平面上，为平差计算做好数据准备工作；计算控制点的资用坐标，为其它急需开展的测量工作提供未经平差的基础数据。流程：概算的准备工作观测值化算至标石中心观测值化算至参考椭球面椭球面观
2、测值化算至高斯平面资用坐标的计算。第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.1.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备仪器检验资料的检查：仪器检验资料的检查：检验项目和方法是否符合规定，计算是否正确，检验结果是否满足要求。外业观测手簿的检查：记录格式、记录内容、测站计算、各项限差是否满足规范要求、成果取舍和重测是否合理等。归心改正资料的检查：投影纸上的投影点、线是否清楚，示误三角形、检查角及投影偏差是否合限，应改正的方向是否有错漏，归心元素的量取或计算是否正确，注记和整饰是否齐全等。编制已知数据表（包括坐
3、标、边长、方位角等），绘制平面控制网略图，检查点之记注记是否完整，觇标及标石委托保管书有无遗漏。第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.1.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备观测值化算至标石中心观测值化算至标石中心对于控制网中涉及归心改正数、近似坐标、球面角超的计算及三角高程的推算，但又没有实测边长的有关各边，应计算相应边的近似边长近似边长。对于三角形网，首先计算角度闭合差，将角度闭合差反号平均分配于各角，计算各角的近似平差值（一、二等网凑至1，三、四等网凑至10），然后按三角函数等方法，计算有关各边的近似边长，近似边长计算至0.1m。椭球
4、面上的大地线长度S高斯平面边长D为了检查方向改正的正确性和计算近似平面角，要计算球面角超第九章工程控制网平差第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.1.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备观测值化算至标石中心观测值化算至标石中心观测值化算至椭球面观测值化算至椭球面（1）角度闭合差的计算与调整（平面归化角）（2）近似坐标的计算（戎格公式和坐标增量公式）（3）近似子午线收敛角及近似大地方位角的计算（4）方向观测值的归算：水平方向观测值归算到椭球面上需加入垂线偏差改正、标高差改正和截面差改正。（5）边长观测值的归算：电磁波测距仪实测的边长归算为椭球
5、面上的大地线长度 第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.1.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备观测值化算至标石中心观测值化算至标石中心观测值化算至椭球面观测值化算至椭球面椭球面上的观测值化算至高斯平面椭球面上的观测值化算至高斯平面为了在平面上进行平差，还必须将椭球面上的观测值化算到高斯平面上，这项工作主要包括方向改化和距离改化。方向改化方向改化：椭球面上的大地线投影到高斯平面上是一条曲线，曲线和直线之间的夹角就是方向改化应加的改正数，方向改正数计算公式见第三章。距离改化距离改化：其一是将椭球面上的大地线长度化算为高斯平面上的曲线长度，其二
6、是将高斯平面上的曲线长度化算为直线长度，由于平面上曲线和直线的长度之差很小，可忽略不计，因此，距离改化实际上就是投影改正图9-1 椭球面方向、距离化至高斯平面第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.1.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备观测值化算至标石中心观测值化算至标石中心观测值化算至椭球面观测值化算至椭球面椭球面上的观测值化算至高斯平面椭球面上的观测值化算至高斯平面9.1.3资用坐标的计算资用坐标的计算平面控制网全部观测完成并经上述有关归算后，就可以进行平差计算，但是，如果平面控制网没有全部观测完成，而某些地区或工程又因任务紧迫急需平面
7、坐标，此时可计算并提供未经平差的控制点概略坐标未经平差的控制点概略坐标，即资用坐标，以满足测区和其它一般性工作的需要。资用坐标是利用概算所得的高斯平面上的方向值或与边长相结合进行推算的，经常是控制网中的一部分，没有经过严密的和完整的控制网平差，因而精度相对较低精度相对较低。控制点资用成果表控制点资用成果表及成果说明及成果说明第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.2 水准测量概算水准测量概算9.2.1概算目的与流程概算目的与流程目的：目的：系统地检查外业成果质量；对观测高差进行有关改正，为平差计算做好数据准备工作；计算控制点的资用高程，为其它急需开展的测量工作提供未经平差的基础数据。流程
8、：流程：概算的准备工作观测高差各项改正数的计算控制点概略高程的计算。9.2.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备水准仪、水准标尺等仪器设备的检验资料进行检查；编制已知数据表已知数据表，绘制高程控制网略图，检查点之记点之记注记是否完整，标石委标石委托保管书托保管书有无遗漏。第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.2 水准测量概算水准测量概算9.2.2概算的主要内容与方法概算的主要内容与方法概算资料的检查和准备概算资料的检查和准备观测高差各项改正数的计算观测高差各项改正数的计算（1）水准标尺每米真长误差改正系统性误差；铟瓦水准标尺（0.100.1
9、5mm）；条码尺（0.10mm）；双面木质水准尺（0.50mm）。当每米平均真长误差f大于0.02mm时，应对观测高差h进行改正：改正数=(每米平均真长误差)(测段高差)（2）水准标尺温度改正改正数=(实际温度-检验温度)(尺带膨胀系数mm/(m)(测段高差m)（3）正常水准面不平行改正（不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异）按水准规范规定，四等及以上水准测量结果应进行正常水准面不平行的改正。i测段改正数=A(常系数)H(起始点平均高程)(起始点纬度差/单位分)第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差（4）水准路线闭合差改正闭合差=(起-始)+(经改正后的测段高差/尺长
10、和尺温改正)+(各测段正常水准面不平行改正数)闭合差分配：9.2.3资用资用高程的计算高程的计算与平面控制网类似，根据已知点高程及改正后的高差计算控制点资用高程：第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.3坐标系统的选择坐标系统的选择9.3.1概述概述国家大地测量控制网是将测量成果归算到参考椭球面上，以高斯正形投影方法按6带或3带进行分带和计算。好处：好处：符合高斯投影分带原则和计算方符合高斯投影分带原则和计算方法，与国际惯例相一致，而且也有利于大地测量成果的统一、使用和互算。法，与国际惯例相一致，而且也有利于大地测量成果的统一、使用和互算。国家大地测量控制网内业平差计算的基准面是参考椭球
11、面，大地坐标是先将地球自然表面的观测值归算到参考椭球面上，再投影到高斯平面上进行平差计算得到的。自然表面参考椭球面（产生变形）精密工程测量：合理选择投影面精密工程测量：合理选择投影面6或3带投影投影变形、分带精密工程测量：合理选择投影带精密工程测量：合理选择投影带第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.3坐标系统的选择坐标系统的选择9.3.1概述概述9.3.2投影面和投影带的选择投影面和投影带的选择投影变形分析投影变形分析实测边长归算到参考椭球面上的变形：实测边长归算到参考椭球面上的变形：变形=-(平均大地高)/(归算边方向法截弧曲率半径)(归算边长度)参考椭球面上边长归算到高斯平面上的
12、变形参考椭球面上边长归算到高斯平面上的变形教材错误，应该是km第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差投影面和投影带的选择形式投影面和投影带的选择形式控制网对精度的要求：对地形图测绘和一般工程,要求长度变形不大于10cm/km2.5cm/km;对精度要求较高的工程,长度变形不大于2.5cm/km;对精密工程,长度变形控制要求更高。变形满足工程测量精度要求时,选择参考椭球面为投影面,采用国家统一的3带高斯平面直角坐标系。好处：一好处：一测多用，同时，工程控制网坐标系统就与国家大地测量系测多用，同时，工程控制网坐标系统就与国家大地测量系统一致，二者的测量成果也可以互相利用统一致，二者的测量成果也
13、可以互相利用。变形不能满足工程测量精度时,根据测区和工程实际情况,重新选择投影面和投影带。从投影面看：从投影面看：测区大地高越高，投影变形越大；一般是变形小；从投影带看：从投影带看：距离中央子午线越远，投影变形越大；总是变长；第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差当测区观测距离15km:测区平均高程面平距=F(斜距,/m测站与目标高差,/m测站与目标大地高,/m测区平均高,/m地球曲率半径/m)此为：此为：距离归算的通用公式距离归算的通用公式第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.3.3坐标的邻带换算坐标的邻带换算坐标邻带换算的目的分带投影坐标不一致；减小投影变形；坐标邻带换算的过程
14、主要方法：高斯投影正反算；实质：把椭球面上的大地坐标作为过渡坐标。过程：在带：通用坐标平面直角坐标高斯坐标反算大地坐标（B和经差）在带：大地坐标（B和经差）高斯坐标正算平面直角坐标通用坐标第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.4控制网间接平差控制网间接平差按间接平差时，通常取待定点的平差坐标作为未知数，首先建立各方向和边长与待定点平差坐标之间的误差方程式，再按照间接平差的原理和步骤，由误差方程和观测值的权组成未知数法方程，求解各待定点的坐标平差值，并进行精度评定。也称为坐标平差法。9.4.1 边角网间接平差边角网间接平差方向误差方程式方向误差方程式边长误差方程式边长误差方程式边角网误差
15、方程式（包括了上述两种）边角网误差方程式（包括了上述两种）方向改正数=F(定向角改正数，近似坐标，近似边长，平差坐标改正数)边长改正数=F(近似坐标方位角，平差坐标改正数)第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差观测值权的确定与方差估计观测值权的确定与方差估计定权公式定权公式单位权方差（常数）；量纲问题（秒、mm?）；特殊情况：如认为角度观测同精度；距离较短且大致相等时时，可认为距离观测同精度。平差准则：不同类观测值的方差估计不同类观测值的方差估计实际上，定权需要知道观测值的方差，而平差前是未知的（验前方差），需方差估计：按仪器的标称精度确定方差的估值(a+bppm);按大量观测资料确定方差
16、的估值(大型控制网三角形闭合差);按单一网平差的改正数确定方差的估值;按赫尔默特方差估计方法确定方差的估值。平差及精度评定平差及精度评定误差方程（边、角）；必要观测数=待定点数2+观测方向的测站数边角网的单位权中误差坐标中误差及点位中误差方位角中误差或边长中误差相对点位中误差第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.4.2水准网间接平差水准网间接平差高程系统的选择正常高高程系统（国家高程系统，似大地水准面，非等位面，无明确物理意义，但可以精确计算）；力高高程系统（大规模水利工程）；任意假定的高程系统；平差及精度评定定权公式单位权中误差第九章第九章
17、工程控制网平差工程控制网平差9.5工程控制网测量与平差实例工程控制网测量与平差实例9.5.1润扬大桥平面控制网测量与平差润扬大桥平面控制网测量与平差工程概况工程概况平面控制网布设与观测平面控制网布设与观测控制网平差及精度控制网平差及精度控制网复测问题处理控制网复测问题处理第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.5.2淮河入海水道变形监测网测量与平差淮河入海水道变形监测网测量与平差工程概况工程概况 变形监测网布设与观测变形监测网布设与观测变形监测网平差及精度变形监测网平差及精度 第九章第九章 工程控制网平差工程控制网平差9.5.3苏通大桥苏通大桥GPS网平差网平差3带,中央子午线经度120,参考椭球面桥轴线所在经度12059,参考椭球面桥轴线所在经度12059,控制点平均高程面桥轴线所在经度12059,桥面高程面