第08章 小地区控制测量

第8章小地区控制测量武汉大学邓念武8.1控制测量的概念8.1.1国家控制网国家控制网包括国家平面控制网和国家高程控制网，按其精度可分为一、二、三、四等四个级别。国家一、二等控制网除了作为三、四等控制网的依据外，它还为研究地球的形状和大小以及其它科学提供依据。8.1.2水利水电工程控制网8.1.3城市控制网建立基础：国家控制网建立目的：为城市规划、市政建设、工业民用建筑设计和施工放样服务。等级划分：基本平面（高程）控制、图根控制和测站点。8.2导线测量8.2.1概述1、闭合导线2、附合导线3、支导线8.2.2导线测量的外业工作1、踏勘选点选点时，应注意下列几点：（1）相邻导线点间必须通视，便于量距或测距；（2）点位要选在视野开阔，控制面积大，便于碎部测量的地方；（3）导线点应分布均匀，具有足够的密度，以便控制整个测区；（4）导线边长应大致相等，相邻边长不宜相差悬殊；（5）导线点应选在不易被行人车马触动，土质坚硬，便于安置仪器的地方。2、转折角测量导线的转折角用经纬仪按测回法进行观测。转折角有左角和右角之分，在导线前进方向左边的角度称为左角，右边的角度称为右角。3、边长测量往返丈量的相对中误差一般不得超过l/2000，在特殊困难地区也不得超过1/1000。4、起始边定向8.2.3导线测量的内业工作（一）闭合导线内业计算已知A点的坐标XA=450.000米，YA＝450.000米，导线各边长，各内角和起始边AB的方位角αAB如图所示，试计算B、C、D、E各点的坐标。查看计算表计算目的：计算未知点的坐标。计算原理：计算过程中解决的两个问题：1、角度之和满足要求。2、坐标增量之和满足要求。设D12、12为已知，则12边的坐标增量为：121212121212sincosDyDx1、角度闭合差的计算和调整闭合导线的内角和在理论上应满足下列条件：180)2(n理角度闭合差f：180)2(nf测角度的改正数为：fn1查看计算表2、导线边方位角的推算BC边的方位角BABBC180CD边的方位角CBCCD180查看计算表ABBNNNECDABBCBCCCDAB边的方位角360180AEAAB(校核)右角推算方位角的公式：右后前180左角推算方位角的公式：左后前180查看计算表3、坐标增量计算设D12、12为已知，则12边的坐标增量为：121212121212sincosDyDx查看计算表4、坐标增量闭合差的计算与调整因为闭合导线是一闭合多边形，其坐标增量的代数和在理论上应等于零，即：00理理yx但由于测定导线边长和观测内角过程中存在误差，所以实际上坐标增量之和往往不等于零而产生一个差值，这个差值称为坐标增量闭合差。分别用yxff、表示：yfxfyx缺口AA′的长度称为导线全长闭合差，以f表示。由图可知：22yxfff导线相对闭合差。fddfK1对于量距导线和测距导线，其导线全长相对闭合差一般不应大于l/2000。调整的方法是：将坐标增量闭合差以相反符号，按与边长成正比分配到各条边的坐标增量中，公式为：ix的改正数=)(xifddiy的改正数=)(yifddABx的改正数=050.0950.200950.1139286.0米ABy的改正数=003.0950.200950.1139016.0米查看计算表5、导线点的坐标计算根据导线起算点A的已知坐标及改正后的纵、横坐标增量，可按下式计算B点的坐标：ABABABAByyyxxx起始点A的坐标已知，则B点的坐标为：02.53402.8400.450ABABxXX56.63256.18200.450ABAByYY查看计算表闭合导线坐标计算表坐标增量计算值（改正数）（米）改正数后坐标增量（米）坐标值（米）测站角度观测值º′″改正数″改正后角值º′″方位角αº′″边长d（米）ΔxˊΔyˊΔxΔyxy123456789A450.00450.00651800200.95+83.97(+0.05)+182.56(-0.00)+84.02+182.56B1354724-121354712534.02632.561093048241.20-80.57(+0.06)+227.35(-0.01)-80.51+227.34C841224-11841213453.51859.902051835264.00-238.66(+0.07)-112.86(-0.01)-238.59-112.87D1082548-111082537214.92747.032765258202.00+24.21(+0.05)-200.54(-0.00)+24.26-200.54E1212903-111212852239.18546.493352406231.80+210.76(+0.06)-96.49(-0.00)+210.82-96.49A900618-12900606450.00450.00计算米95.1139d0x0y75f米29.0xf米02.0yf413506＝允f米29.022yxfff2000139211dfK返回（二）附合导线的内业计算查看计算表1801801801802121321211EEFEFPPPPAPPPABAAP180nBAEF1、角度闭合差的计算和调整查看计算表NNABP1ABAAB1AP2、坐标增量闭合差的计算由于A、E的坐标为已知，所以从A到E的坐标增量也就已知，即：AExxx理AEyyy理通过附合导线测量也可以求得A、E间的坐标增量，用x、y表示由于测量误差故存在坐标增量闭合差：)()(AEyAExyyyfxxxf查看计算表附合导线坐标计算表坐标增量计算值（改正数）（米）改正数后坐标增量（米）坐标值（米）测站角度观测值º′″改正数″改正后角值º′″方位角αº′″边长d（米）ΔxˊΔyˊΔxΔyxy123456789B2240330A1141709-061141703640.901068.741582033182.25-169.38(-0.03)+67.26(+0.03)-169.41+67.29P11465824-071465817471.491136.031251850177.30-102.49(-0.03)+144.68(+0.02)-102.52+144.70P21351130-061351124368.971280.73803014189.65+31.29(-0.03)+187.05(+0.03)+31.26+187.08P31453712-061453706400.231467.81460720179.80+124.62(-0.03)+129.60(+0.02)+124.59+129.62E1580206-061580200524.821597.43F240920计算13f米00.729d米12.0xf米10.0yf413506＝允f米16.022yxfff2000145561dfK返回8.5高程控制测量8.5.1三、四等水准点的选点及布设8.5.2三、四等水准测量使用的仪器三、四等水准测量按规定应用DS3型水准仪和双面水准尺。8.5.3三、四等水准测量施测方法及有关规定1．一个测站上的观测顺序（1）瞄准后视尺黑面，读取下丝、上丝、中丝读数；（2）瞄准后视尺红面，读取中丝读数；（3）瞄准前视尺黑面，读取下丝、上丝、中丝读数，；（4）瞄准前视尺红面，令气泡重新准确符合，读取中丝读数。AB黑下：1.571黑上：1.197黑中：1.384黑下：0.744黑上：0.358黑中：0.551红中：6.1714746红中：5.239微倾式水准仪注意符合气泡居中哟！查看表格2．测站上的计算及校核（1）视距部分后距=（⑴项—⑵项）×100，记入第⑼项；前距=（⑸项—⑹项）×100，记入第⑽项；后、前距差d=⑨项一⑩项，记人第⑾项；后、前距差累积值∑d=本站⑾+前站⑿，记入第⑿项。查看表格（2）高差部分a．理论上讲，同一把水准尺的黑面读数十K值减去红面读数应为零。即：后视尺⑶项十K—⑷项=⒀项；前视尺⑺项十K—⑻项=⒁项；其中K为水准尺红、黑面起始读数的差值，系一常数值。在本例中47号尺的K＝4.787米；46号尺的K＝4.687米。由于测量有误差，⒀项和⒁项往往不为零，但其不符值不得超过±3毫米（三等水准不得超过±2毫米）。查看表格b．理论上讲，用黑面尺测得的高差与用红面尺测得的高差应相等。⑶项—⑺项=⒂项（黑面尺高差）；⑷项—⑻项=⒃项（红面尺高差）。⒄项=⒂项—［⒃项±0.1米］⒄项=⒂项—［⒃项±0.1米］＝⒀项—⒁项当以上计算合格后，再按下式计算出高差中数：高差中数⒅项=（⒂项十⒃项±0.1米)/2查看表格后尺下丝前尺下丝后尺上丝前尺上丝水准尺读数后距前距测站编号点号后前距差d累计差∑d方向及尺号黑面红面K+黑减红高差中数高程⑴⑸后⑶⑷⒀⑵⑹前⑺⑻⒁⑼⑽后－前⒂⒃⒄⑾⑿⒅1.5710.744后471.3846.17101.1970.358前460.5515.239-137.438.6后－前+0.833+0.932+11BM1TP1-1.2-1.2+0.832543.5782.1212.201后461.9346.92101.7471.816前472.0086.796-137.438.5后－前-0.074-0.175+12TP1TP2-1.1-2.3-0.07451.9192.053后471.7266.51301.5341.676前461.8666.554-138.537.7后－前-0.140-0.041+13TP2TP3+0.8-1.5-0.14051.9652.141后461.8326.51901.7001.874前472.0076.793+126.526.7后－前-0.175-0.274-14TP3TP4-0.2-1.7-0.1745四等水准测量记录返回8.5.4三、四等水准测量的成果整理当一条水准路线的测量工作完成后，首先应将手薄的记录计算进行详细的检查，并计算高差闭合差是否超过如下容许误差：平地)(20mmLh允（四等）)(12mmLh允（三等）山地)(6mmnh允（四等）)(4mmnh允（三等）式中L——路线长度，以km计；n——测站数。