6第六章小区域控制测量

第六章小地区控制测量第六章小区域控制测量#控制测量概述§6-1控制测量概述在测量区域内选择若干个点，用高精度的方法测定其位置，这些点称为控制点。由控制点组成的几何图形，称为控制网。测定控制点点位（平面、高程）的工作，叫控制测量。6.1控制测量概述在测量工作中，为了减少误差积累，保证测图精度，以及便于分幅测图，加快测图进度，满足碎部测量需要，就必须遵循“从整体到局部”、“先控制后碎部”及“由高级到低级”的测量组织原则。6.1.1控制测量及其布设原则1.平面控制测量测定控制点平面位置（x,y）的工作，称为平面控制测量。平面控制网根据观测方式方法来划分，可以分为三角网、三边网、边角网、导线网、GPS平面网等。在地面上选择一系列待求平面控制点，并将其连接成连续的三角形，从而构成三角形网，称三角网，如图：三角形网三角锁φ线形锁3.控制网的布设原则控制网的布设原则是：整体控制，全面加密或分片加密，高级到低级逐级控制。整体控制，即最高一级控制网能控制整个测区，例如，国家控制网用一等锁环控制整个国土；对于区域网，最高一级控制网必须能控制整个测区。全面加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密，例如国家控制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；分片加密，就是急用部分先加密，不一定全面布网。高级到低级逐级控制就是用精度高一级控制网去控制精度低一级控制网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎部测量的精度要求、工程规模及其精度要求。目前，平面控制网分为一、二、三、四等，一、二、三级和图根级控制网。根据测区情况和仪器设备条件，将平面控制网和高程控制网分开独立布设，也可以将其合并为一个统一的控制网——三维控制网。6.1.2控制网的分类1.国家控制网在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是由国家专门测量机构，用精密仪器和方法，进行整体控制，逐级加密的方式建立，高级点逐级控制低级点。一等三角横锁200km天文点国家一等三角网示意图200km一等三角纵锁二等网一等三角锁二等三角网布设于一等三角锁环内，全面布设三角网，如下左图平均边长13km，测角中误差不大于±1.0″，并作为下一级控制网的基础。三、四等三角网是二等三角网的进一步加密，有插网和插点两种形式，如图。三等网平均边长8km，测角中误差不大于±1.8″。四等平均边长2～6km，测角中误差不大于±2.5″，用以满足测图和各项工程建设的需要。三、四等控制点二等三角点(a)三、四等控制点插网形式(b)三、四等控制点插点形式(2)工程控制网为各类工程建设而布设的测量控制网称为工程控制网。根据不同的工程阶段，工程控制网可以分为测图控制网、施工控制网和变形监测网。(3)小地区控制网面积为15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程建设而建立的控制网，称为小地区控制网。直接用于地形图测图而布设的控制点，称为图根控制点，又称图根点。测定图根点平面位置和高程的工作，称为图根控制测量。图根控制可用一级或两级控制，首级控制用什么方法，应根据城市与厂矿的规模而定。首级控制图根控制在一、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(4)图根控制网2.一等三角锁二等连续网1)A级GPS网为国家平面控制网的基础6.1.3各级GPS控制网布置形式16202428323640444852EFGHIJKLM444546474849505152北京上海威海厦门三亚南宁武汉南京长春哈尔滨满洲里包头西安贵阳成都昆明下关拉萨安多安西西宁乌鲁木齐库尔勒喀什和田且末中国全球定位系统A级网格尔木广州2.一等三角锁二等连续网)B、C级GPS网作为国家平面控制网的加密或城市首级控制网6.1.3各级GPS控制网布置形式1101161111121131141181171201191091051081071061041031021013.图根导线的技术要求6.1.4常规平面控制测量的主要技术要求城市三角网的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±1.01/3000001/120000三等5±1.81/200000(首级)1/120000(加密)1/80000四等2±2.51/120000(首级)1/80000(加密)1/450006.1.4常规平面控制测量的主要技术要求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n1:20002000180三.高程控制测量二.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：现主要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)。：表3.技术要求1.主要方法2.等级关系国家高程控制网采用精密水准测量的方法。国家高程控制网同样按精度分为一、二、三、四个等级。一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设于一等水准网环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网是二等水准网的进一步加密，直接为各种测图和工程建设提供必需的高程控制点。一等水准路线二等水准路线三等水准路线四等水准路线城市水准测量设计规格（长度单位：km）水准点间距(测段长度)建筑区1-2其他地区2-4闭合或附合路线的最大长度二等400三等45四等15水准测量主要技术要求等级每公里高差中误差(mm)附合路线长度（km）水准仪级别测段往返测高差不符值（mm）附合路线或环线闭合差（mm）二等±2400DS1±±三等±645DS3±±四等±1015DS3±±图根±208DS3±注：表中R为测段长度，L为环线或附合线路长度，均以公里为单位。#平面控制网的定位和定向§6-2导线控制点坐标计算一.坐标计算原理二.导线计算的基本公式三.直角坐标与极坐标换算1.直角坐标增量的概念D121212Xy0X12Y122.坐标增量与极坐标关系(坐标正算)：X12=D12cos12Y12=D12sin123.已知两点的直角坐标，求它们的极坐标(坐标反算)：121211221221212xytgyxD△X12=X2-X1△Y12=Y2-Y1通式：△X始→终=X终-X始△Y始→终=Y终-Y始坐标增量特性：直线坐标增量的正负取决于直线的方位角所在象限，即直线的方向（指向)的象限。（不是…）一.坐标计算原理四.导线计算的基本公式二.导线计算的基本公式1.推算各边方位角右后前1802.计算各边坐标增量X=DcosY=Dsin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DB、D1、D2...计算1、2、3...的坐标：D1D2D3AB123123(,)(X1,Y1)22(X2,Y2)122333(X3,Y3)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。三.导线的布置形式AB12支导线二.导线测量的外业四.导线测量的外业主要工作：选点：在现场选定控制点位置，建立标志。测距：测量各导线边（新边）的距离。测角：观测导线各连接角、转折角。掌握三步工作的方法与要求。一.导线的布置形式（一）踏勘选点及建立标志四.导线测量的外业工作选点时应注意下列各点：相邻导线点之间通视良好，便于角度和距离测量；点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处；点位分布均匀，便于控制整个测区，进行细部测量。12cm501520φ2标心路面云溪路清河东路34T34T35T3621.5610.8214.73（砼标石）22.34绘制控制点的“点之记”一.导线的布置形式（二）导线边长测量四.导线测量的外业工作导线边长一般用电磁波测距仪或全站仪观测，同时观测垂直角将斜距化为平距。图根导线的边长也可以用经过检定的钢卷尺往返或两次丈量（三）导线转折角测量导线的转折角是在导线点上由相邻两导线边构成的水平角。(导线的转折角分为左角和右角，在导线前进方向左侧的水平角称为左角，在右侧的称右角。)三.导线测量的内业计算五.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。例1：C1D423BA前进方向如图，A、B、C、D是已知点，外业观测资料为导线边距离和各转折角见图中标注。20536482904054202470816721561753125214093312560744711180nf终始测40697f容19.0xf11.0yf22.022yxfff2900144.64122.0K20001容K-13-13-13-13-13-12-7720536352904042202465516721431753112214092012560627236442821107531002711774016901833944721603801125.3698.71114.63116.44156.25641.44+0.04-107.31+0.03-17.92+0.04+30.88+0.03-0.63+0.05-13.05-108.03-0.02-64.81-0.02+97.12-0.02+141.29-0.02+116.44-0.03+155.70+445.74-107.27-17.89+30.92-0.60-13.00-64.83+97.10+141.27+116.42+155.67+445.63点号观测角（右角）°´改正数˝改正角°´A1B234CD辅助计算坐标方位角α距离Dm点号A1B234CD增量计算值改正后增量坐标值ΔxmΔymΔxmΔymxmym1536.86837.541429.59772.711411.70869.811442.621011.081442.021127.501429.021283.17-107.84例2闭合导线的计算北214300031250363890384107053389020073辅助计算点号观测角（左角）°´改正数˝改正角°´1234坐标方位角α距离Dm点号1234增量计算值改正后增量坐标值ΔxmΔymΔxmΔymxmym1212闭合导线坐标计算表10748308936308933505318431253000730020+13+13+12+12+50359591010748437300328934028936433600000125300030619152155317105.2280.18129.3478.16392.90-0.02-61.10-0.02+47.90-0.03+76.61-0.02-63.32+0.02+85.66+0.02+64.30+0.02-104.21+0.01-45.82+0.09-0.07+64.32+47.88+76.58-104.19-45.81-63.34-61.12+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00500.00500.00500.0005180)2(nf测012406容f09.0