测量学课件第六章-小地区控制测量

2020/3/11测量学第六章小地区控制测量第六章小地区控制测量学习要点◆控制测量概述◆平面控制网的定位和定向◆导线测量与导线计算◆交会定点的计算◆三、四等水准测量2020/3/11测量学#控制测量概述控制测量概述一、控制测量的概念二、平面控制测量三、高程控制四、全球定位系统2020/3/11测量学一、控制测量的概念1.目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准2.控制测量分类按内容分：平面控制测量、高程控制测量按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级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小地区：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。控制点：具有精确可靠平面坐标参数或高程参数的测量基准点。控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形或路线。3.有关名词控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。§6-1控制测量概述一、控制测量的概念2020/3/11测量学二、平面控制测量二、平面控制测量——建立平面控制网，测定各平面控制点的坐标X、Y。等级关系：布置形式：分一等、二等、三等、四等，前一等作为以后各等的控制基准，逐级控制(由整体到局部，由高级到低级)。小地区内布置一级、二级、三级和图根控制。见：图6-1一等三角锁；图6-2二等连续网；图6-3三角网和三边网；图6-4导线网；三角锁、三角网(三边网、边角网)、导线网、交会定点，等。2020/3/11测量学1.平面控制测量的等级关系1.常规平面控制测量的等级关系城市平面控制网的等级关系三角(三边)网城市导线控制范围二等三等三等四等四等一级小三角一级导线二级小三角二级导线三级导线城市基本控制小地区首级控制图根控制图根导线图根三角2020/3/11测量学2.一等三角锁二等连续网图6-1一等三角锁为国家平面控制网的基础2.各级平面控制网布置形式二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。2020/3/11测量学三、四等三角网和导线网三、四等三角网和导线网根据测区的需要，在二等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：图6-3三角网或三边网图6-4导线网2020/3/11测量学首级控制图根控制在一、二级小三角或一、二、三级导线(测区的首级控制)下,布置图根控制网。图根控制网的图形与一、二级小三角或一、二、三级导线的图形基本相同，其区别在于：图根控制网的控制面积小，边长较短，精度要求较低，平差方法采用简易平差。交会定点前方交会后方交会附合导线闭合导线支导线导线布置的一般形式单结点导线2020/3/11测量学2020/3/11测量学3.图根导线的技术要求3.常规平面控制测量的主要技术要求（P144表6-1，表6-2，表6-3，）图根导线的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比例尺线长度长(m)中误差中误差DJ6长相对闭合差(km)(mm)()闭合差1:50050075一般地区1:100010001101/30002011/200060n1:20002000180表6-42020/3/11测量学三.高程控制测量三.高程控制测量——建立高程控制网，测定各控制点的高程H。：水准测量另外方法：三角高程测量、电子全站仪高程测量。：分一等、二等、三等、四等，前一等作为以后各等的控制基准，逐级控制(由整体到局部，由高级到低级)。地形测量时，布设图根水准(也称等外水准)。：P145表6-5技术要求主要方法等级关系2020/3/11测量学2020/3/11测量学四、GPS技术简要四.全球定位系统GPS技术简要1.系统基本构成三大部分：空间卫星座地面监控用户设备2020/3/11测量学GPS图示空间卫星座24颗卫星发射信号卫星轨道、时间数据及辅助资料信息用户设备接收设备接收卫星信号地面监控中央控制系统时间同步跟踪卫星定位2020/3/11测量学2020/3/11测量学2、GPS定位原理(1)(2)2、GPS定位原理(1)测边后方交会0-XYZ为空间三维坐标系统；A(xa,ya,za)、B(xb,yb,zb)为待定点；S1，S2，S3，S4为空间已知点(卫星)，坐标分别为x1y1z1,x2y2z2,x3y3z3，x4y4z4。如果测定了A、B点与各卫星的距离Di，就可以计算A、B点的三维坐标。(2)采用同步观测，能获得两点间高精度的差分观测值：abababzzzyyyxxx（6-1-1）2020/3/11测量学GPS定位原理(3)(3)通过与测区原有大地控制网的联测，求得GPS坐标与大地坐标之间的转换参数，从而求得观测点的测量坐标2020/3/11测量学3、GPS定位测量的特点3、GPS定位测量的特点相邻测站之间不必通视，布网灵活；定位精度高，差分距离相对误差约为110ppm；全天候观测，不受天气影响；观测、记录、计算高度自动化；实时定位的优越性，广泛应用于众多领域。室内、地下及地面空间不够开阔地带，不能接收到卫星信号，观测受到限制。2020/3/11测量学GPS定位方法测量中地位4、GPS技术在测量中的地位1)GPS定位点之间无须通视；4)已基本取代常规的大地控制测量方法，使经典的等级控制测量技术基本淘汰。5)RTK技术的迅速发展和广泛应用2)有利于长距离、大跨距的测量定位，如控制测量以及海岛、海峡的联系测量。3)测量方便。2020/3/11测量学#平面控制网的定位和定向一.方位角的定义二.坐标方位角三.直角坐标与极坐标换算四.导线计算的基本公式§6-2平面控制网的定位和定向2020/3/11测量学一.方位角定义一.方位角的定义方位角——从标准方向起，顺时针量到直线所成的夹角。从0—360。简称：方向角地面同一直线，由于起始的标准方向不同，其方位角的名称和数值也不同。标准方向方位角名称测定方法真北方向(真子午线方向)真方位角A天文方法测定磁北方向(磁子午线方向)磁方位角Am罗盘仪测定坐标纵轴(中央子午线方向)坐标方位角计算而得标准方向OPPO真北A磁北Am坐标纵轴2020/3/11测量学1.正反方向角二.坐标方位角XYABABBAABBA=AB180例1已知CD=782024，JK=3261230，求DC，KJ：解：DC=2582024KJ=14612301.正反方向角2020/3/11测量学2.方向角与象限角的关系2.方向角与象限角的关系ⅠⅡⅢⅣ0XY(2).方向角与象限角的关系(表6-6)第Ⅰ象限R=第Ⅱ象限R=180-第Ⅲ象限R=-180第Ⅳ象限R=360-P1R11P2R22P3R33P4R44(1).象限角——直线与X轴的夹角，R=090。2020/3/11测量学三.直角坐标与极坐标换算三.直角坐标与极坐标的换算S121212Xy0X12Y122.已知两点的极坐标关系，求它们的直角坐标关系(坐标正算)：X12=S12cos12Y12=S12sin12(6-2-6)3.已知两点的直角坐标关系，求它们的极坐标关系(坐标反算)：121211221221212xytgyxS(6-2-7)(6-2-8)1.在坐标系中表示两个点的关系：极坐标表示：S12，12；直角坐标表示：X12，Y12(X12=X2-X1，Y12=Y2-Y1)2020/3/11测量学四.导线计算的基本公式四.导线计算的基本公式1.推算各边方向角：右后前1802.计算各边坐标增量X=ScosY=Ssin3.推算各点坐标X前=X后+XY前=Y后+Y三个基本公式：如图，A、B为已知导线点，1、2、3...为新建导线点。观测了导线转折角B、1、2...观测了导线各边长SB、S1、S2...计算1、2、3...的坐标：S1S2S3AB123123(,)(X1,Y1)22(X2,Y2)122333(X3,Y3)2020/3/11测量学#平面控制网的定位和定向五、平面控制网的定位和定向1、一点坐标及一边方位角2、两点坐标——与已有的大地控制网或城市控制网连测2020/3/11测量学#导线测量和计算§6-3导线测量与导线计算一.导线的布置形式二.导线测量外业三.导线坐标计算2020/3/11测量学一.导线的布置形式附合导线闭合导线单结点导线导线测量是平面控制测量中最常用的方法。导线点组成的图形为一系列折线或闭合多边形。闭合导线和附合导线也称为单导线，结点导线和两个环以上的导线称为导线网。一.导线的布置形式2020/3/11测量学1.闭合导线1.闭合导线AB12345B012345SB1S12S23S34S45S51(XB,YB)闭合导线图已知数据：AB，XB，YBA、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。观测数据：连接角B；导线转折角0，1，5；导线各边长SB1，S12，……，S51。2020/3/11测量学2.附合导线SB1S12S23S34S4CAB1234CD已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。观测数据：连接角B、C；导线转折角1,2,3,4；导线各边长SB1，S12，……，S4C。ABCD(XB,YB)(XC,YC)BC1234附合导线图2.附合导线2020/3/11测量学3.支导线3.支导线AB12AB(XB,YB)B1SB1S12已知数据：AB,XB,YBA、B为已知边，点1、2为新建支导线点。观测数据：转折角B,1边长SB1，S122020/3/11测量学二.导线测量的外业二.导线测量的外业主要工作（图根导线）：选点：（通视好、能保存、分布均）在现场选定控制点位置，建立标志。测距：（光电测距、钢尺量距）测量各导线边（新边）的距离。测角：观测导线各连接角、转折角（DJ6经纬仪一测回）掌握三步工作的方法与要求。2020/3/11测量学三.导线测量的内业计算三.导线测量的内业计算目的：计算各导线点的坐标。要求：评定导线测量的精度，合理分配测量误差。2020/3/11测量学1.附合导线的计算1.附合导线的计算AB567CDABCDXB=1230.88YB=673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248B1234C8(1).绘制计算草图,在表内填写已知数据和观测数据2020/3/11测量学附合导线计算步骤(3).各边方向角的推算；(5).推算各点坐标。(2).角度闭合差的计算与调整；满足图形条件：180)(n终始右理nf60允精度要求：(4).坐标增量闭合差的计算与调整；满足纵横坐标条件：始终理始终理yyyxxx20001DfT精度要求：AB567CDABCDXB=1230.88YB=673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248B1234C82020/3/11测量学附合导线坐标计算表点号转折角(右)改正后转折角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)XY点号AB5678CD180133617822301934400181130020454301803248124.08164.10208.5394.18147.44B5678C1230.88673.451845.691039.