《控制测量》PPT课件

第六章控制测量§6.1控制测量概述§6.2平面控制网的定位与定向§6.3导线测量和导线计算§6.4交会定点的计算§6.5三四等水准测量§6.6用GPS测定点位控制测量—为建立测量控制网而进行的测量工作。控制点—具有准确可靠坐标（X，Y，H）的基准点。控制网—由控制点按一定规律构成的几何图形。作用：①可控制全局；②为减少误差积累；③可分组进行作业。§6.1控制测量概述控制测量的原则：1、分级布网、逐级控制；（由高级到低级）2、要有足够的精度；3、要有足够的密度；4、要有统一的规格。内容：平面控制、高程控制。一、平面控制测量确定控制点平面位置的工作。国家平面控制网城市平面控制网小地区平面控制网常规方法：三角测量（三角网、边角网）、导线测量（导线网）平面控制网：国家控制网——一等三角锁200Km国家控制网—二等连续网793由48000多个平面控制点组成的国家基本大地控制网作为全国城乡建设的地理信息基础大地控制网西安原点南海领域原点标志城市平面控制网：二、三、四等网。一、二级小三角网、小三边网。一、二、三级导线网。图根控制网（导线网、交会定点）。城市导线网小地区范围：面积在15km²以内。为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网。一般采用小三角网或相应等级的导线网。包括：首级控制网、图根控制网9310GNSSA级网93等级平均边长（km）a(mm)b(1×10-6)最弱边相对中误差二等9≤5≤21/120000三等5≤5≤21/80000四等2≤10≤51/45000一级1≤10≤51/20000二级1≤10≤51/10000表中：a—GNSS网基线向量的固定误差，b—比例误差系数；由此形成基线向量的弦长中误差：表6-1城市GNSS平面控制网的主要技术指标22)(dba二、高程控制测量布设原则：由高级到低、从整体到局部。国家高程控制网：一、二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。小地区高程控制网：三、四等及图根水准。各级高程控制网均采用水准测量、高山地区可采用三角高程测量。国家高程控制网返回确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。标准方向真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向一、直线定向§6.2平面控制网的定位与定向（一）标准方向的分类1、真子午线方向通过地球表面某点的真子午线的切线方向，称为该点的真子午线方向。真子午线的切线方向P1P2真子午线方向是用天文测量方法或用陀螺经纬仪测定的。陀螺仪GP1-2A2．磁子午线方向磁子午线方向是磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴线所指的方向。AP´PP—北极P´—磁北极磁子午线方向可用罗盘仪测定。DQL-1型森林罗盘仪DQL-1B型森林罗盘仪3．坐标纵轴方向我国采用高斯平面直角坐标系，6°带或3°带都以该带的中央子午线为坐标纵轴，因此取坐标纵轴方向作为标准方向。xyoP1P2高斯平面直角坐标系二、直线方向的表示方法1、方位角1）方位角的定义从直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角；其角值范围为0°~360°。12标准方向北端方位角22222标准方向真子午线方向磁子午线方向坐标纵轴方向真方位角（A）磁方位角（Am）坐标方位角（α）2磁北真北坐标北AmAα12）几种方位角之间的关系mAAAmA2磁北真北坐标北AmAα1磁偏角δ—真北方向与磁北方向之间的夹角；子午线收敛角γ—真北方向与坐标北方向之间的夹角。当磁北方向或坐标北方向偏于真北方向东侧时，δ和γ为正；偏于西侧时，δ和γ为负。δγ由于地面各点的真北（或磁北）方向互不平行，用真（磁）方位角表示直线方向会给方位角的推算带来不便，所以在一般测量工作中，常采用坐标方位角来表示直线方向。xyoP1P2γγ坐标北与真北的关系3）正、反坐标方位角直线1-2：点1是起点，点2是终点。α12—正坐标方位角；α21—反坐标方位角。α21α12xyoxx1218021121801221180正反直线2-1：所以一条直线的正、反坐标方位角互差180º2、象限角某直线的象限角是由直线起点的标准方向北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向量至该直线的锐角，用R表示。直线R与α的关系O1O2O3O4（北）（西）y（东）（南）xoⅠⅣⅢⅡRO1RO3RO2RO4αO1αO2αO3αO41234αO1=RO1αO2=180°＋RO2αO3=180°＋RO3αO4=360＋RO4三、坐标方位角的推算α12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为β2（右角）、23边与34边的连接角为β3（左角），现推算α23、α34。1234xxxα23α34α12β2β3前进方向212221231801234xxα23α12β2α21前进方向xα34β3α3232333234180由图中分析可知：推算坐标方位角的通用公式：左右后前180注意：计算中，若α前360°，减360°；若α前0°，加360°。当β角为左角时，取“＋”；若为右角时，取“－”。例题：已知α12=46°，β2、β3及β４的角值均注于图上，试求其余各边坐标方位角。α23=α12＋180°－β24x23146°125°10´5136°30´247°20´解：α34=α23＋180°＋β3=417°20´360°（417°20´－360°）=57°20´α45=α34＋180°－β40°（－10°＋360°）=350°=100°50´=46°＋180°－125°10´=100°50´＋180°＋136°30´=－10°=57°20´＋180°－247°20´返回前进方向导线——测区内相邻控制点连成直线而构成的连续折线。导线边导线测量——在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次序连成折线，并测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法。主要用于带状地区、隐蔽地区、城建区、地下工程、公路、铁路等控制点的测量。§6.3导线测量和导线计算一、导线的布设形式与等级导线的布设形式：附合导线、闭合导线、支导线。A3B1DC235AB124BA12钢尺量距各级导线的主要技术要求等级附合导线长度（km）平均边长（m）测角中误差˝测回数角度闭合差˝导线全长相对闭合差DJ6DJ2一级2.52505421/10000二级1.81808311/7000三级1.212012211/5000图根≤1.0M≤1.5测图最大视距201┄1/2000n01n61n42n06注：表中n为测站数，M为测图比例尺的分母二、导线测量的外业工作1.踏勘选点及建立标志混凝土桩（永久性）木桩（临时性）点之记2.导线边长测量光电测距（测距仪、全站仪）、钢尺量距当导线跨越河流或其它障碍时，可采用作辅助点间接求距离法。sinsinbFG河EFGHPb06180)(改正内角,再计算FG边的边长：时3.导线转折角测量一般采用J6经纬仪测回法测量，两个以上方向组成的角也可用方向法。导线转折角有左角和右角之分。当与高级控制点连测时，需进行连接测量。NBAA1BA1AD32154三、导线测量的内业计算思路：①由水平角观测值β，计算方位角α；②由方位角α、边长D，计算坐标增量ΔX、ΔY；③由坐标增量ΔX、ΔY，计算X、Y。（计算前认真检查外业记录，满足规范限差要求后，才能进行内业计算）1.坐标计算公式：（1）坐标正算（由α、D，求X、Y）已知A（），，求B点坐标。AAyx,ABABD,BByx,ABABABABABABABABDyyyDxxxsincosABABABABxxyxxxAxBxOAyyxABxABABAByABDBy注：计算出的αAB，应根据ΔX、ΔY的正负，判断其所在的象限。（2）坐标反算（由X、Y，求α、D，）AxBxOAyyxABxABABAByABDBy22)()(ABABAByyxxD已知A（）、B（）AAyx,BByx,求。ABABD,ABABABABABxxyyxyarctanarctan2、附合导线的计算如图，A、B、C、D是已知点，起始边的方位角和终止边的方位角为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。)(始AB)(终CDCDD4231CABAB2134CBCDD4231CABAB2134C（1）计算角度闭合差：理测f如图：以右转折角为例计算。理一般公式：理始终180n180n终始理同理：以左角计算理180n始终理理1806ABCDCCCDCBBABB18018018018018018044344323342122311121+）B180nf）（终始左右即：允ff（各级导线的限差见规范）检核：（2）闭合差分配（计算角度改正数）：nfVi/式中：n—包括连接角在内的导线转折角数（3）计算改正后的角度β改：iV测改计算检核条件：fVi（4）推算各边的坐标方位角α：（用改正后的β改）左右后前180计算出的，否则，需重算。终终（5）计算坐标增量ΔX、ΔY：iiiiiiDYDXsincos（6）计算坐标增量闭合差：)()(始终始终yyyfxxxfyx由于的存在，使导线不能和CD连接，存在导线全长闭合差：yxff,Df22yxDfff导线全长相对闭合差：DDfDDfK1iyyiixxiDDfvDDfv（7）分配闭合差：yxff,yyxxfvfv检核条件：（8）计算改正后的坐标增量：yiiixiiivyyvxx改改BCBCyyyxxx理理检核条件：（9）计算各导线点的坐标值：改改iiiiiiyyyxxx11依次计算各导线点坐标，最后推算出的终点C的坐标，应和C点已知坐标相同。例：C110836017.128302.1429CDCCmymx3390214DCD42352131756512167B824423654.87386.1536ABBBmymxABA846320580742024504290前进方向如图，A、B、C、D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。20536482904054202470816721561753125214093312560744711180nf终始测714606容f19.0xf11.0yf22.022yxfff2900144.64122.0K20001容K-13-13-13-13-13-12-7720536352904042202465516721431753112214092012560625236442821107531002711774016901833944721603801125.3698.71114.63116.44156.25641.44+0.04-106.31+0.03-16.92+0.04+30.88+0.03-0.63+0.05-13.05-108.03-0.02-64.81-0.02+96.12-0.02+141.29-0.02+116.44-0.03+155.70+445.74-106.27-16.89+30.92-0.60-13.00-64.83+96.10+141.27+116.42+155.67+445.63点号观测角（右角）°´改正数˝改正角°´A1B234CD辅助计算坐标方位角α距离Dm点号A1