FundamentalsofGeomatics测绘学基础第七章控制测量Chapter7ControlSurveyinginSmallArea数字测图原理与方法FundamentalsofGeomatics测绘学基础控制点与控制网控制网:由控制点组成的几何图形,称为控制网控制测量:在测区内,对控制网进行布设、观测、计算、等确定控制点位置的工作,称为控制测量。控制全局,起骨架作用限制误差的传递和积累作用平面控制测量高程控制测量分类控制测量概述——水准测量第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础7.3高程控制测量第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础导线测量(traversing);三角测量(三角网、三边网和边角网)triangulation,trilateration,triangulateration);交会测量(intersection);天文测量,GPS测量等。1、导线测量23nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn一、建立平面控制网的方法第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础2、三角测量CDAB(a)三角锁(b)三角网ACB一、建立平面控制网的方法第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础3、交会测量ABPCABCPPABABCKP(a)前方交会(d)后方交会(b)侧方交会(c)单三角形一、建立平面控制网的方法第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础4、天文测量:通过观测天体(如恒星、太阳)确定地面点的天文经度、天文纬度和该点至相邻点的方位角。5、GPS测量:以分布在空中的多个GPS卫星为观测目标来确定地面点的三维坐标的定位方法。一、建立平面控制网的方法第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础沿经、纬线方向的三角锁构成,各级的基础,为骨干网,用于研究地球形状和大小。一等三角锁内的三角网,三、四等网的基础。在一、二等网的基础上加密。用于工程。二、平面控制测量概述1、国家控制网的概念一等:二等:三、四等:控制网的等级布设原则:从整体到局部,由高级到低级,分级布设,逐级控制。第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础2、地形平面控制网基础:国家平面控制网等级:三、四等网下可加密一、二级小三角,或加密一、二、三级导线网。3、小区域控制网施测四等以下的平面控制测量。小于10km2的范围内建立控制网;水准面可视为水平面;采用平面直角坐标系计算坐标。二、平面控制测量概述第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础三角网及图根三角的主要技术要求图根等级测角中误差″三角形最大闭合差(″)平均边长(km)起始边相对中误差最弱边相对中误差测回数DJD1DJ2DJ3二等±1.0±3.591:30万1:12万12三等±1.8±7.05首级1:20万1:8万69四等±2.5±9.02首级1:12万1:4.5万46一级±5±1511:4万1:2万26二级±10±300.51:2万1:1万12±20±60不大于测图最大视距1.7倍1:1万1第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础城市导线测量主要技术指标等级导线长度km平均边长km测角中误差″测距中误差mm测回数方位角闭合差″导线全长相对闭合差DJ1DJ2DJ6三等153±1.5±18812-±3√n≤1/60000四等101.6±2.5±1846-±5√n≤1/40000一级3.60.3±5±15-24±10√n≤1/14000二级2.40.2±8±15-13±16√n≤1/10000三级1.50.12±12±15-12±24√n≤1/6000图根1.80.15-12±40√n≤1/4000注:n为测站数第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础一、导线测量概述1、导线(traverse)将测区内相邻控制点用直线连接所构成的折线称为导线。2、导线点,导线边(traversepoint,traverseline)构成导线的各点称导线点,折线边称为导线边。23nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础一、导线测量概述(续)3、导线测量(traversing)测定各转角、各边,根据起算数据和一定的几何关系推出各点的坐标。4、导线类型(按使用仪器和量边工具不同化分)钢尺量距导线,视距导线,电磁波测距导线。23nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础5、导线的布设形式附合导线、闭合导线、支导线、导线网等形式(1)附合导线23nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn一、导线测量概述(续)第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础(2)闭合导线3nPPMSnβn+1βnβ1Aβ2S2P2S1一、导线测量概述(续)第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础(3)支导线23PPMASS12ββ12P4一、导线测量概述(续)第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础(4)导线网MACOBND1CBADDDD1234D5(a)单结点导线网(b)多结点导线网一、导线测量概述(续)第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础23nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn122AP32PPBN5、导线测量原理坐标正算确定导线点坐标反算确定直线BN理论方位角一、导线测量概述(续)第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础外业工作步骤:(1)选点(2)埋石(3)量边(4)测角二、导线测量外业工作通视,适合测角量边;土质坚实,易于设站;视野开阔,便于测绘;边长相近,避免相邻边长悬殊;点数适当,密度均匀。第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础外业工作步骤:(1)选点(2)埋石临时标记、永久标记、点之记。(3)量边(4)测角二、导线测量外业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础外业工作步骤:(1)选点(2)埋石(3)量边(4)测角二、导线测量外业工作图根导线:使用检定过钢尺;不进行尺长、温度和倾斜三项改正情况:①尺长改正数≤尺长1/1万;②与标准温差<±10°C;③尺面倾斜≤1.5%;支导线:往返测量,较差<1/3000;应用光电测距量边时,要观测竖角。一、二、三级导线:精密钢尺量边第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础外业工作步骤:(1)选点(2)埋石(3)量边(4)测角二、导线测量外业工作观测导线左(导线前进方向左侧的角)、右角:附和导线:统一观测角闭合导线:内角只有两个方向时,用测回法;≥3个方向时方向法;边长短时,注意对中;尽量采用三联架法:减少对中误差和目标偏心误差第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础三联脚架法二、导线测量外业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础通过导线测量的外业工作获得水平角、距离以后,如果角度、距离都符合限差要求,才可进行导线内业计算。三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础XYABCXβαACαABαAC=αAB+βαAC+β=αABβαAC=αAB–β三、导线测量内业工作1、导线内业计算公式角度传递公式第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础X213Xβ左α23α21α23=α21+β左β右α23=α21–β右α23=α12±180°+β左α23=α12±180°–β右三、导线测量内业工作α12第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础已知:XA,YA,SAB,AB求:XB,YBXB=XA+SABcosABYB=YA+SABsinAB坐标正算ABXBYBXAYADYABABXYDXABSAB三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础坐标反算根据两点的坐标求两点间的距离S和坐标方位角α的过程根据象限角计算坐标方位角三、导线测量内业工作第七章控制测量ΔXAB=XB-XAΔYAB=YB-YAABABXYRDDarctan象限角ABABABABABXYscossinDD或22ABABABYXsDDFundamentalsofGeomatics测绘学基础2、导线测量内业计算步骤(1)绘制导线图,将观测数据、起算数据填入表中;(2)推算坐标方位角;(3)计算角度闭合差与改正数;(4)计算坐标增量闭合差及全长相对闭合差;(5)计算坐标改正数;(6)计算各导线点坐标。nfviiYX,ixivvy,Kyxff,三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础23nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn180)1(111nniiMAn18011MA180212BN边方位角:18011nnn1801nnn……………………………推算坐标方位角三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础方位角闭合差:BNnf1角度的改正数:1nfv方位角闭合差是衡量角度观测质量的指标之一180)1()(11nfBNMAnii三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础城市导线测量主要技术指标等级导线长度km平均边长km测角中误差″测距中误差mm测回数方位角闭合差″导线全长相对闭合差DJ1DJ2DJ6三等153±1.5±18812-±3√n≤1/60000四等101.6±2.5±1846-±5√n≤1/40000一级3.60.3±5±15-24±10√n≤1/14000二级2.40.2±8±15-13±16√n≤1/10000三级1.50.12±12±15-12±24√n≤1/6000图根1.80.15-12±40√n≤1/4000注:n为测站数第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础坐标闭合差及改正数iiiiiiSYSXsincosDD(i=1,2……n)1111DDiiiiiiYYYXXX(i=2,3……n+1)DniiABXXX1'DniiABYYY1'32nPPPBNMASSS12nβββ12n+1βn三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础坐标闭合差:BByBBxYYfXXf''导线的全长闭合差:22yxSfff导线全长相对闭合差:iSSfK三、导线测量内业工作第七章控制测量FundamentalsofGeomatics测绘学基础城市导线测量主要技术指标等级导线长度km平均边长km测角中误差″测距中误差mm测回数方位角闭合差″导线全长相对闭合差DJ1DJ2DJ6三等153±1.5±18812-±3√n≤1/60000四等101.6±2.5±1846-±5√n≤1/40000一级3.60.3±5±15-24±10√n≤1/14000