控制测量电子教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21211昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校第一章第一章 绪论绪论1.1 控制测量学基本任务和主要内容1.2 控制测量基准面和基准线1.3 控制网布设形式 本章提要本章提要本章提要本章提要 习题习题 第1页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21212昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校 控制测量学是研究准确测定和描绘地面控制点空间位置及其改变学科。本章主要介绍控制测量任务和作用，进行平面控制测量和高程控制测量时基准面和基准线。并简明讲述了建立控制网基方法和程序。难点：进行控制测量基准面与基准线定义与应用本章提要本章提要 知识点及学习要求1控制测量学基本任务和作用；2铅垂线与大地水准面概念与定义；3参考椭球与总椭球概念与定；4建立控制网地本方法与布网形式。返回本章首页第2页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21213昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校1.11.1控制测量学基本任务和主要内容控制测量学基本任务和主要内容控制测量概念：在一定区域内，按测量任务所要求精度，测定一系列地面标志点（控制点）水平和高程，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。控制测量分类按工作内容分平面控制测量高程控制测量测定控制点平面位置测定控制点高程按用途分大地控制测量工程控制测量全国范围内,按国家统一颁布法式、规范进行控制测量为工程建设或地形图测绘，在小区域内，在大地测量控制网基础上独立建立控制网控制测量1.控制测量任务与作用第3页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21214昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校控制测量基本任务 在设计阶段建立用于测绘大百分比尺地形图测图控制网在施工阶段建立施工控制网在工程完工后运行阶段，建立以监视建筑物变形为目标变形观察专用控制网第4页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21215昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础性主要确保作用 地形图是一切经济建设规划和发展必需基础性资料。为测制地形图，首先要布设全国范围内及局域性大地测量控制网，为取得大地点准确坐标，必须要建立合理大地测量坐标系以及确定地球形状、大小及重力场参数。控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊作用控制测量在发展空间技术和国防建设中，在丰富和发展当代地球科学相关研究中，以及在发展测绘工程事业中，它地位和作用将显得越来越主要。控制测量作用 第5页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21216昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校研究建立和维持高科技水平工程和国家水平控制网和精密水准网原理和方法研究取得高精度测量结果精密仪器和科学使用方法研究地球表面测量结果向椭球及平面数学投影变换及相关问题测量计算研究高精度和多类别地面网、空间网及其联合网数学处理理论和方法控制测量学研究内容 返回本章首页第6页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21217昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校1.2 1.2 控制测量基准面和基准线控制测量基准面和基准线 1.铅垂线与大地水准面 地球自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等起伏形态，海洋面积约占地表面71%，陆地面积约占29%，是一个不规则曲面。第7页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21218昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校水准面水准面：假设一个静止不动海水面延伸并穿过陆地，包围整个地球，形成一个闭合曲面。水平面水平面：与水准面相切平面。铅垂线铅垂线：重力方向线，铅垂线是测量工作基准线。大地水准面大地水准面：水准面因其高度不一样而有没有数个，其中与平均海水面相吻合水准面。地球上任意一点，都同时受到两个力作用：地球自转离心力和地心引力，它们协力称为重力，重力方向即为铅垂线方向（见下列图）。第8页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/21219昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校第9页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212110昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校2.参考椭球与总地球椭球我国当前采取旋转椭球体参数值为：长半径 a=6378140m短半径 b=6356755m扁 率 a=(a b)/a=1/298.257因为旋转椭球扁率很小，在测区面积不大，测量精度要求不高时，其近似值为6371Km。经过长久测量实践表明，大地体与一个以椭圆短轴为旋转轴旋转椭球形状十分近似，所以测绘工作便取大小与大地体很靠近旋转椭球作为地球参考形状和大小。大地体大地体：大地水准面所包围形体。第10页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212111昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校3.垂线偏差和大地水准面差距 参考椭球和总地球椭球，其表面都不可能与大地水准面处处重合，因而在同一点上所作这两个面法线,即大地水准面铅垂线与椭球面法线也必定不会重合（见下列图）,二者之间夹角u称为垂线偏差。u在子午线和卯酉线上投影分量通常分别以 和 表示。大地水准面与椭球面在某一点上高差称为大地水准面差距，用N表示。返回本章首页第11页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212112昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校1.3 1.3 控制网布设形式控制网布设形式1 三角网1）网形 如右图,在地面上选定一系列点位1，2，使相互观察两点通视，把它们按三角形形式组合起来即组成三角网。假如测区较小，能够把测区所在一部分椭球面近似看做平面，则该三角网即为平面上三角网（右图）。三角网中观察量是网中全部（或大部分）方向值（相关方向值观察方法见第三章），右图中每条实线表示对向观察两个方向。依据方向值即可算出任意两个方向之间夹角。1.3.1 水平控制网布设形式第12页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212113昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校2）起算数据和推算元素 为了得到全部三角点坐标,必须已知三角网中某边长 和某一边坐标方位角 ，统称为起算数据。三角点上观察水平角（或方向）、三角形边长、坐标方位角和三角点坐标统称为三角测量推算元素。第13页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212114昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校 3）工程测量中三角网起算数据取得 在工程测量中，三角网起算数据可由以下方法求得：起算边长起算边长 当测区内有国家三角网（或其它单位施测三角网）时，若其精度满足工程测量要求，则可利用国家三角网边长作为起算边长。若已经有网边长精度不能满足工程测量要求（或无已知边长可利用）时，则可采取电磁波测距仪直接测量三角网某一边或一些边边长作为起算边长。起算坐标起算坐标 当测区内有国家三角网（或其它单位施测三角网）时，则由已经有三角网传递坐标。若测区附近无三角网结果可利用，则可在一个三角点上用天文测量方法测定其经纬度，再换算成高斯平面直角坐标，作为起算坐标。保密工程或小测区也可采取假设坐标系统。起算方位角起算方位角 当测区附近有控制网时，则可由已经有网传递方位角。若无 已经有结果可利用时，可用天文测量方法测定三角网某一边天文方位角再把它换算为起算方位角。在特殊情况下也可用陀螺经纬仪测定起算方位角。独立网与非独立网独立网与非独立网 当三角网中只有必要一套起算数据（比如一条起算边，一个起算方位角和一个起算点坐标）时，这种网称为独立网。下列图中各网都是独立网，其中（a）称为中点多边形，是三角网中惯用一个经典图形。第14页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212115昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校假如三角网中具有多于必要一套起算数据时，则这种网称为非独立网。比如下列图为相邻两三角形中插入两点经典图形。ABC和D都是高级三角点，其坐标、两点间边长和坐标方位角都是已知。所以，这种三角网起算数据多于一套，属于非独立网，又称为附合网。图中P、Q为待定点。第15页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212116昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校 导线网包含单一导线和含有一个或多个结点导线网。网中观察值是角度（或方向）和边长。独立导线网起算数据是：一个起算点坐标和一个方向方位角。导线网与三角网相比，主要优点主要优点在于：网中各点上方向数较少，除结点外只有两个方向，因而受通视要求限制较小，易于选点和降低觇标高度，甚至无须造标。导线网图形非常灵活，选点时可依据详细情况随时改变。网中边长都是直接测定，所以边长精度较均匀。导线网尤其适合于障碍物较多平坦地域或隐蔽地域。2.2.导线网导线网导线网缺点缺点主要是：导线网中多出观察数较一样规模三角网要少，有时不易发觉观察值中粗差，因而可靠性不高。第16页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212117昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校 3.3.边角网和三边网边角网和三边网 边角网是指测角又测边以三角形为基本图形网。假如只测边而不测角即为三边网。第17页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212118昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校4.GPS网网我国许多大、中城市勘测院及工程测量单位开始用GPS布设控制网。第18页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212119昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校 1.3.2高程控制网布设形式国家高程控制网是用水准测量方法布设，其布设标准与平面控制网布设标准相同。按国家水准测量规范要求，各等级水准路线普通都应组成闭合环线或附合于高级水准路线上。工测高程控制网布设也应恪守前述控制网布设标准。三角高程测量主要用于山区高程控制和平面控制点高程测定。高程控制网等级：高程控制网等级：(1)一等水准路线是高程控制骨干；(2)在一等网基础上布设二等水准路线是高程控制全方面基础；(3)在一、二等水准网基础上加密三、四等水准路线，直接为地形测量和工程建设提供必要高程控制；返回本章首页第19页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212120昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校习习 题题1控制测量包含哪些主要内容?它应遵照怎样作业程序?2控制测量学任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中地位。3野外测量基准面、基准线各是什么?测量计算基准面、基准线各是什么?为何野外作业和内业计算要采取不一样基准面?4名词解释（1）大地水准面 （2）大地体 （3）总地球椭球 （4）参考椭球 （5）大地水准面差距（6）垂线偏差 （7）独立网与非独立网第20页绪绪绪绪 论论论论7 7 7 78 8 8 89 9 9 9101010106 6 6 65 5 5 54 4 4 43 3 3 32 2 2 21 1 1 1/212121昆明冶金高等专科学校昆明冶金高等专科学校5何谓垂线偏差?造成地面各点垂线偏差不等原因有哪些?6简述三角网、导线网、边角网适用范围及优、缺点。7当代大地测量定位技术，除传统方法以外，主要还有哪些方法？简明说明它们基本原理及特点。8简述控制测量新技术发展几个方面。习习 题题返回本章首页第21页