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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第7章 控制测量,7.1 控制测量概述,一.目标和作用：,为了降低测量工作中误差累计，应该遵照三个基本标准：“从整体到局部、由高级到低级、先控制后碎部”。这几个基本标准说明我们测量工作是首先建立控制网，进行控制测量，然后在控制网基础上再进行施工测量、碎部测量等工作。另外这几个基本标准还有一层含义：控制测量是先布设能控制一个大范围、大区域高等级控制网，然后由高等级控制网逐层加密，直至最低等级图根控制网，控制网范围也会一级一级减小。,二、相关名词,要测量图上某块区域，能够现在测区范围内选定一些对整体含有控制作用点，称为,控制点,。这些控制点组成了一个网状结构就称为,控制网，,为建立控制网所进行测量工作就称为,控制测量,。,控制测量包含平面控制测量和高程控制测量，平面控制测量用来测定控制点平面坐标，高程控制测量用来测定控制点高程。,1/78,控制测量与细部测量,2/78,1.平面控制测量,平面控制网主要包含,GPS控制网、三角网和导线网。,GPS控制网是采取全球定位系统建立。三角网是指地面上一系列点组成连续三角形，这些三角形所形成网状结构就是三角网。导线概念在前面就已经讲过了，将地面上一系列控制点依次连接起来，所形成折线就是导线。由导线所组成控制网就是导线网。,导线测量是本章中要重点讲述内容。,2.高程控制测量,高程控制网主要采取,水准测量、三角高程测量方法建立。用水准测量方法建立高程控制网称为水准网。三角高程测量主要用于地形起伏较大、直接水准测量有困难地域。,3/78,三角测量观察觇标,4/78,西藏高原三角测量,5/78,三、控制测量分类,（1）按内容分：平面控制测量、高程控制测量,（2）按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级,（3）按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量,（4）按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量,四、国家控制网,在全国范围内建立高程控制网和平面控制网，称为国家控制网。它是全国各种百分比尺测图基本控制，也为研究地球形状和大小（提供依据），了解地壳水平形变和垂直形变大小及趋势，为地震预测提供形变信息等服务。,平面：,国家平面控制网由一、二、三、四等三角网组成。,主要由三角测量法布设，在西部困难地域采取精密导线测量法。当前我国正采取GPS控制测量逐步取代三角测量。,新布设平面控制网，需要已知一条边方位角确定控制网方向定向，需要已知一个点平面坐标确定控制网位置定位。,6/78,高程：,国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网,全国各地地面点高程，不论是高山、平原及江河湖面高程都是依据国家水准网统一传算。）三、四等水准网是国家是国家高程控制点深入加密，主要是为测绘地形图和各种工程建设提供高程起算数据。三、四等水准路线,应附合于高等级水准点之间,，并尽可能交叉，组成闭合环。,特点：,高级点逐层控制低级点。,四等水准点为基础，测定图根点高程。,我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，,1975年修补测工作全部结束。,7/78,1.常规(传统)平面控制测量等级关系,控制范围,三角(三边)网,城市导线,城市基本控制,小地域首级控制,图根控制,三等,四等,一级小三角,二级小三角,图根三角,二等,三等,四等,一级导线,二级导线,三级导线,图根导线,8/78,2.传统,各级,平面控制网,布置形式,1),一等三角锁,为国家平面控制网基础,2）二等连续网,充填一等三角锁成为国家平面控制网骨干。,9/78,3),在一、二级小三角或一、二、三级导线下,布置,图根控制,网,。,图根控制网图形与一、二级小三角或一、二、三级导线图形基本相同，其区分在于：图根控制网控制面积小，边长较短，精度要求较低，平差方法采取简易平差。,3.,各级,GPS控制网,布置形式,10/78,4.常规平面控制测量,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,9,1.0,1/300000,1/10,三 等,5,1.8,1/00,(首级),1/10,(加密),1/80000,四 等,2,2.5,1/10,(首级),1/80000,(加密),1/45000,11/78,图根导线技术要求,测图 附合导 平均边 测距相对 测 角 测回数 导线全 方位角,百分比尺,线长度 长(m)中误差 中误差 DJ,6,长相对 闭合差,(km)(mm)(,)闭合差,1:500 500 75 普通地域,1:1000 1000 110,1/3000 ,20 1 1/,60,n,1:180,表7-4,12/78,五、小区域控制网,小区域控制网应尽可能以国家控制网或城市控制网联测（,城市控制网是指在城市地域建立控制网，它属于区域控制网，它是国家控制网发展和延伸）,，将国家或城市控制网高级控制点作为小区域控制网起算和校核数据。假如测区内或测区附近没有高级控制点，或联测较为困难，也可建立独立平面控制网。,平面控制网建立主要采取导线测量和小三角测量，高程控制网建立主要采取三、四等水准测量和三角高程测量。,小区域平面控制网，应依据测区大小分级建立测区首级控制网和图根控制网。,直接为测图而建立控制网称为图根控制网，,其控制点称为图根点。图根点密度应依据测图百分比尺和地形条件而定。小区域高程控制网，也应依据测区大小和工程要求采取分级建立。普通以国家或城市等级水准点为基础，在测区建立三、四等水准路线或水准网，,再以三、,四等水准点为基础，测定图根点高程。,13/78,14/78,青藏高原导线,15/78,16/78,17/78,18/78,7.2 导线测量,(1)导线布设,将相邻控制点连成直线组成折线导线，,控制点称为导线点。,导线测量,依次测定导线边水平距离与两相邻导线边水平夹角，（,注意相邻导线点之间要确保通视）,依据起算数据，推算各边方位角，求出导线点平面坐标。,水平角用经纬仪测量，边长用光电测距仪或钢尺丈量，,也可使用全站仪测量水平角与边长。,适用范围较广：,地物分布复杂建筑区，视线障碍多隐蔽区和带状区，,布设形式有闭合导线、附合导线和支导线。,19/78,导线布设形式,要求出控制点平面坐标，关键是要知道一个,已知点坐标、导线边方位角以及两个控制点之间水平距离,。通常我们会有一些起算数据，,比如AB是更高一级平面控制网控制点，,AB坐标是已知,（通惯用双线表示已知数据,），然后我们将导线与AB进行联测。因为AB坐标已知，AB方位角则已知，然后只要测量每条导线边转折角，依据方位角推算公式就能够把每条导线边方位角求出来。而导线边距离能够用距离测量方法测出来。,20/78,1)闭合导线,起讫于同一已知点导线。,从已知高级控制点,A,，已知方向,AB,出发，,经过1，2，3，4点，返回到起点,A,，形成,闭,合多边形,。,3个检核条件,1个多边形内角,和条件，2个坐标增量条件。,2)附合导线,布设在两个已知点之间导线。从一高级控制点,B,和已知方向,AB,出发，经过5，6，7，8点，附合到另一已知高级点,C,和已知方向,CD,。,3个检核条件,1个坐标方位角条件，2个坐标增量条件,21/78,-起始边方位角，也就是AB边方位角，为终止边方位角，也就是CD这条边方位角，它们在理论上应该有公式描述这种关系，不过因为测转折角（即角）时候有误差存在，所以实际推算出来并不会等于已知CD边方位角。所以能够采取这个公式作为一个检核条件，表明误差大小，假如超出了一定程度就要重测转折角。对于坐标增量和，有,，这两个检核条件也应该是显而易见。,22/78,3)支导线,由一已知点,C,和一已知边方向,CD,出发，,延伸出去导线,C,，9，10。,支导线只有必要起算数据，,没有检核条件,，,只限于图根导线使用，,支导线点数普通不应超出3个。,当导线点数目不能满足局部测图需要时，常采取支导线形式。,23/78,青藏高原导线,24/78,(2)导线测量外业,踏勘选点、建立标志、测角与量边。,1)踏勘选点及建立标志,搜集测区原有地形图与高一等级控制点结果资料，,在地形图上初步设计导线布设路线，按设计方案到实地踏勘选点。,现场踏勘选点注意事项：,相邻导线点间通视良好，便于角度测量和距离测量。,点位选在土质坚实并便于保留之处。,点位视野开阔，便于测绘周围地物和地貌。,导线边长应符合规范要求，,最长不应超出平均边长两倍，,相邻边长悬殊不应太大。,导线均匀分布在测区，便于控制整个测区。,25/78,26/78,导线点位埋设,泥土地面,，点位上打木桩，桩顶钉小钉暂时性标志,碎石或沥青路面,，顶上凿十字纹大铁钉代替木桩。,混凝土场地或路面,，钢凿凿十字纹，涂红油漆。,需长久保留导线点,，埋设混凝土导线点标石。,导线点应分等级统一编号，便于测量资料统一管理。,为便于观察时寻找，在点位附近房角或电线杆等显著地物上用红油漆标明指示导线点位置。,为每个导线点绘制点之记,注记地名、路名、导线点编号,及导线点距离邻近显著地物点距离。,27/78,28/78,2)导线边长测量,图根导线边长用检定过钢尺丈量,或检定过光电测距仪测量。,钢尺量距宜采取双次丈量法，,较差相对误差应小于1/3000。,钢尺尺长更正数大于1/10000时，应加尺长更正；,量距时，平均尺温与检定时温度相差大于10时，,应进行温度更正；,尺面倾斜大于1.5%时，应进行倾斜更正。,29/78,3)导线转折角测量,导线转折角在导线点上由相邻导线边组成水平角。,导线转折角分为左角和右角，导线前进方向左侧水平角称为左角，右侧水平角称为右角。若观察无误差，,在同一个导线点测得左角与右角之和应等于360。,图根导线转折角用DJ6级经纬仪测回法观察一测回。,30/78,(3)闭合导线测量内业计算,计算各导线点坐标。,计算前，应检验导线测量外业统计：,数据是否齐全，有没有遗漏、记错或算错，,结果是否符合规范要求。,检验无误后，绘制导线略图，,将已知数据和观察结果标注于图上,。,31/78,（一）几个基本公式,1、坐标方位角(grid bearing)推算:,2、坐标正算公式,已知A点坐标（X,A,，Y,A,），方位角和AB间水平距离DAB2，现在要求B点坐标,3、坐标反算公式,已知A、B两点坐标，,现在要求两点间水平距离和方位角,推广到n条（未知方位角导线）边情况：,（,i,为转折角）（式中n为转折角个数）,XAB=,DAB,cos,12,YAB=,DAB,sin,12,注意：依据,X,AB,，Y,AB,正负号来判断所在象限。,I=R II =180-R,III,AB,=180+R,AB,IV,AB,=360-R,AB,32/78,33/78,34/78,Yc=1377.210+,35/78,二,、,闭合导线数据,36/78,37/78,已知数据,：,A1,，X,A,，Y,A,导线转折角A，1，4；,边长D,A1,，D,12,，D,4A,。,测 量,38/78,闭合导线坐标计算表,点号,转折角,(右),更正后,转折角,方向角,边 长,D,(米),坐 标,增量(米),X Y,改 正 后,增量(米),X Y,坐标(米),X Y,点号,A,1,2,3,4,A,1,97 03 00,105 17 06,101 46 24,123 30 06,112 22 24,+12,+12,+12,+12,+12,48 43 18,485.47,+0.09,-0.08,539 59 00,理,=540,00,00,f,=,测,-,理,=-60,f,容,=,60,5,=,134,540 00 00,97 03 12,105 17 18,101 46 36,123 30 18,112 22 36,1,2,3,4,A,536.27,536.27,328.74,328.74,A,闭合导线坐标计算,39/78,2、坐标方位角计算,40/78,检核,41/78,闭合导线坐标计算表,点号,转折角,(右),更正后,转折角,方向角,边 长,D,(米),坐 标,增量(米),X Y,改 正 后,增量(米),X Y,坐标(米),X Y,点号,A,1,2,3,4,A,1,97 03 00,105 17 06,101 46 24,123 30 06,112 22 24,+12,+12,+12,+12,+12,48 43 18,131 40 06,206 22 48,284 36 12,341 05 54,48 43 18,540 00 00,97 03 12,105 17 18,101 46 36,123 30 18,112 22 36,115.10,100.09,108.32,94.38,67.58,1,2,3,4,闭合导线坐标计算,539 59 00,理,=540,00,00,f,=,测,-,理,=-60,f,容,=,60,5,=,134,42/78,3.坐标增量计算,43/78,闭合导线坐标计算表,点号,转折角,(右),更正后,转折角,方向角,边 长,D,(米),坐 标,增量(米),X Y,改 正 后,增量(米),X Y,坐标(米),X Y,点号,A,1,2,3,4,A,1,97 03 00,105 17 06,101 46 24,123 30 06,112 22 24,+12,+12,+12,+12,+12,48 43 18,131 40 06,206 22 48,284 36 12,341 05 54,48 43 18,540 00 00,97 03 12,105 17 18,101 46 36,123 30 18,112 22 36,115.10,100.09,108.32,94.38,67.58,+75.93,-66.54,-97.04,+23.80,+63.94,+86.50,+74.77,-48.13,-91.33,-21.89,1,2,3,4,闭合导线坐标计算,539 59 00,理,=540,00,00,f,=,测,-,理,=-60,f,容,=,60,5,=,134,44/78,坐标增量闭合差计算,图根导线,更正,检核,45/78,T,=,=,f,D,1,4000,1,闭合导线坐标计算表,点号,转折角,(右),更正后,转折角,方向角,边 长,D,(米),坐 标,增量(米),X Y,改 正 后,增量(米),X Y,坐标(米),X Y,点号,A,1,2,3,4,A,1,97 03 00,105 17 06,101 46 24,123 30 06,112 22 24,+12,+12,+12,+12,+12,48 43 18,131 40 06,206 22 48,284 36 12,341 05 54,48 43 18,485.47,+0.09,-0.08,540 00 00,97 03 12,105 17 18,101 46 36,123 30 18,112 22 36,115.10,100.09,108.32,94.38,67.58,+75.93,-66.54,-97.04,+23.80,+63.94,+86.50,+74.77,-48.13,-91.33,-21.89,-2,-2,-2,-2,-1,-2,-2,-2,-1,-1,612.18,545.62,448.56,472.34,415.26,490.05,441.94,350.62,1,2,3,4,A,536.27,536.27,328.74,328.74,A,闭合导线坐标计算,539 59 00,理,=540,00,00,f,=,测,-,理,=-60,f,容,=,60,5,=,134,f,x,=+0.09,f,y,=,-,0.08,f=,f,x,+,f,y,=0.120,46/78,更正后,坐标增量,检核,47/78,T,=,=,f,D,1,4000,1,闭合导线坐标计算表,点号,转折角,(右),更正后,转折角,方向角,边 长,D,(米),坐 标,增量(米),X Y,改 正 后,增量(米),X Y,坐标(米),X Y,点号,A,1,2,3,4,A,1,97 03 00,105 17 06,101 46 24,123 30 06,112 22 24,+12,+12,+12,+12,+12,48 43 18,131 40 06,206 22 48,284 36 12,341 05 54,48 43 18,485.47,+0.09,-0.08,540 00 00,97 03 12,105 17 18,101 46 36,123 30 18,112 22 36,115.10,100.09,108.32,94.38,67.58,+75.93,-66.54,-97.04,+23.80,+63.94,+86.50,+74.77,-48.13,-91.33,-21.89,-2,-2,-2,-2,-1,-2,-2,-2,-1,-1,A,536.27,536.27,328.74,328.74,A,闭合导线坐标计算,+75.91,-66.56,-97.06,+23.78,+63.93,+86.52,+74.79,-48.11,-91.32,-21.88,0 0,539 59 00,理,=540,00,00,f,=,测,-,理,=-60,f,容,=,60,5,=,134,f,x,=+0.09,f,y,=,-,0.08,f=,f,x,+,f,y,=0.120,48/78,4、坐标计算,检核,49/78,T,=,=,f,D,1,4000,1,闭合导线坐标计算表,点号,转折角,(右),更正后,转折角,方向角,边 长,D,(米),坐 标,增量(米),X Y,改 正 后,增量(米),X Y,坐标(米),X Y,点号,A,1,2,3,4,A,1,97 03 00,105 17 06,101 46 24,123 30 06,112 22 24,+12,+12,+12,+12,+12,48 43 18,131 40 06,206 22 48,284 36 12,341 05 54,48 43 18,485.47,+0.09,-0.08,f,x,=+0.09,f,y,=,-,0.08,f=,f,x,+f,y,=0.120,540 00 00,97 03 12,105 17 18,101 46 36,123 30 18,112 22 36,115.10,100.09,108.32,94.38,67.58,+75.93,-66.54,-97.04,+23.80,+63.94,+86.50,+74.77,-48.13,-91.33,-21.89,-2,-2,-2,-2,-1,-2,-2,-2,-1,-1,612.18,545.62,448.56,472.34,415.26,490.05,441.94,350.62,1,2,3,4,A,536.27,536.27,328.74,328.74,A,闭合导线坐标计算,+75.91,-66.56,-97.06,+23.78,+63.93,+86.52,+74.79,-48.11,-91.32,-21.88,0 0,539 59 00,理,=540,00,00,f,=,测,-,理,=-60,f,容,=,60,5,=,134,50/78,51/78,52/78,53/78,7.4 交会定点计算,测量交会点与周围已知坐标点组成三角形水平角，,计算交会点平面坐标，是加密平面控制点方法之一,。,前方交会、侧方交会、后方交会。,(1)前方交会,在已知坐标点,A,，,B,安置经纬仪向待定点观察水平角，,交会角,为30120之间，最好近于90。,54/78,P,点坐标计算公式,余切公式,适合于计算器编程计算,55/78,(2)侧方交会,已知点,A,点,待定点,P,安置经纬仪,观察水平角,检验角,。,先算出,=,180(,),按余切公式计算点坐标。,56/78,(3)后方交会,在待定点,P,安置经纬仪，观察水平角,和检验角,危险圆,不在一直线上3个已知点,A,，,B,，,C,组成圆。,P,点位于危险圆上时，无法确定。,选,P,点时，应防止使,P,点位于危险圆上。,57/78,待定点,P,坐标,式中系数值,58/78,7.5 高程控制测量,三、四等水准测量,(1)三、四等水准测量技术要求,59/78,(2)三、四等水准测量方法,1)一站观察次序,在测站上安置水准仪,后视水准尺黑面旋转微倾螺旋居中管水准气泡,用上、下视距丝读数；用中丝读数,前视水准尺黑面,旋转微倾螺旋居中管水准气泡,用上、下视距丝读数；用中丝读数,前视水准尺,红面,旋转微倾螺旋居中管水准气泡用中丝读数。,后视水准尺,红面,旋转微倾螺旋居中管水准气泡用中丝读数,观察次序三等后、前、前、后。,观察次序四等后、后、前、前。,60/78,61/78,三角高程测量,地形高低起伏、,两点间高差较大时，,不便于水准测量。,三角高程测量。,测定两点间平距或斜距,及竖直角。,分光电测距三角高程测量,和经纬仪三角高程测量，,前者可代替四等水准测量，,后者用于山区图根高程控制。,62/78,63/78,64/78,65/78,66/78,年珠峰复测原理,第一阶段：海拔5600米之前水准测量法,从拉孜(位于西藏自治区西南部,为此次测量起点)到5600米珠峰半山坡使用精密水准测量,路线长为500km，天天只能测量4公里,3月开始从拉孜出发陕西测绘队,要在6月15日前测完全程500km路段精密水准测量工作,67/78,68/78,69/78,70/78,第二阶段：海拔5600米以后6点联测确保精度,从5600米起使用觇标、GPS、雪深雷达,综合测量峰顶高度。,测量人员将直接进行珠峰山顶测量，测量人员在观察点，,用,三角高程测量,原理观察登山队员竖立在珠峰顶上觇标，测量距离与竖直角经过计算最终得出珠峰山体高度,为了提升测量精度，,此次珠峰测量一共在珠峰脚下部下了6个观察点,观察队员将进行6点联测,71/78,72/78,73/78,74/78,75/78,76/78,77/78,78/78,
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