第八章小区域控制测量方法

第八章小区域控制测量方法§8.1控制测量概述§8.2导线测量§8.3交会法测量§8.4三四等水准测量§8.5三角高程测量2019/8/31测量与地图学8.1控制测量概述测量的基本原则:从整体到局部,由高级到低级,先控制,后碎部。2019/8/32测量与地图学8.1控制测量概述2019/8/33测量与地图学在测区范围内,选择少量有控制意义的骨干点与已知点构成一定的几何图形,用较高精度的仪器、方法测定其坐标，为地形测图或施工放样提供依据，这工作过程就叫控制测量。8.1控制测量概述2019/8/34测量与地图学6.1控制测量概述一、控制测量的相关概念控制点：具有准确可靠坐标（X，Y，H）的基准点。控制网：由控制点按一定规律构成的几何图形。控制测量：为建立测量控制网而进行的测量工作。二、控制测量的目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网控制测量误差的积累，使全测区精度均匀作为进行各种细部测量的基准2019/8/35测量与地图学6.1控制测量概述三、控制测量的分类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按范围分：国家控制网、城市控制网、小区域控制网四、控制测量的原则1、分级布网、逐级控制（由高级到低级）；2、要有足够的精度；3、要有足够的密度。2019/8/36测量与地图学控制测量平面控制测量（确定平面坐标X、Y）高程控制测量（确定高程H）平面三角测量导线测量GPS控制测量水准测量三角高程测量GPS高程测量国家一二三四等等外小三角测量分一二三级导线ABCDE等网国家一二三四等等外水准测量2019/8/37测量与地图学6.1控制测量概述五、平面控制测量－－确定控制点平面位置的工作。1、平面控制网常规的布设方法有三角网、三边网和导线网。三角网：测定各三角形的所有内角，再根据起始边长、方位角、起始点坐标来推求各顶点的平面位置的测量方法称为三角测量，此时的控制网称为三角网。三边网：测定各三角形的边长和起始方位角，再根据起始点坐标来推求各顶点的平面位置的测量方法称为三边测量，此时的控制网称为三边网。导线网：将地面上一系列的点依相邻次序连成折线形式，依次测定各折线的长度和相邻边的夹角，再根据起始数据推求各点的平面位置的测量方法，称为导线测量，对应的控制网称为导线网。2019/8/38测量与地图学6.1控制测量概述2、平面控制网的分类国家平面控制网一等三角锁为国家平面控制网的基础;二等连续网填充一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。200Km2019/8/39测量与地图学2019/8/310测量与地图学2019/8/311测量与地图学6.1控制测量概述2、平面控制网的分类城市平面控制网二、三、四等网一、二级小三角网、小三边网一、二、三级导线网图根导线网城市导线网2019/8/312测量与地图学6.1控制测量概述2019/8/313测量与地图学6.1控制测量概述2019/8/314测量与地图学6.1控制测量概述2、平面控制网的分类小地区平面控制网小地区范围：面积在10km²以内。为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网。一般采用小三角网或相应等级的导线网。包括：首级控制网、图根控制网2019/8/315测量与地图学六、高程控制网国家高程控制测量主要是用水准测量方法进行国家水准网的布测。国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建设的高程控制基础，并为地球科学研究提供精确的高程资料，如研究地壳垂直形变的规律，各海洋平均海水面的高程变化，以及其他有关地质和地貌的研究等。6.1控制测量概述2019/8/316测量与地图学6.1控制测量概述六、高程控制网布设原则：由高级到低、从整体到局部。国家高程控制网：一、二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。小地区高程控制网：三、四等及图根水准。各级高程控制网均采用水准测量、高山地区可采用三角高程测量。2019/8/317测量与地图学6.1控制测量概述国家高程控制网2019/8/318测量与地图学国家水准网分4个等级布设，一、二等水准测量路线是国家的精密高程控制网。一等水准测量路线构成的一等水准网是国家高程控制网的骨干，同时也是研究地壳和地面垂直运动以及有关科学问题的主要依据，每隔15～20年沿相同的路线重复观测一次。构成一等水准网的环线周长根据不同地形的地区，一般在1000～2000km之间。在一等水准环内布设的二等水准网是国家高程控制的全面基础，其环线周长根据不同地形的地区在500～750km之间。一、二等水准测量统称为精密水准测量。国家水准网的布设采用由高级到低级、从整体到局部逐级控制、逐级加密的原则。6.1控制测量概述2019/8/319测量与地图学我国一等水准网由289条路线组成，其中284条路线构成100个闭合环，共计埋设各类标石近2万余座。全国一等水准网布设略图如图所示。6.1控制测量概述国家高程控制网2019/8/320测量与地图学二等水准网在一等水准网的基础上布设。我国已有1138条二等水准测量路线，总长为13.7万公里，构成793个二等环。三、四等水准测量直接提供地形测图和各种工程建设所必须的高程控制点。三等水准测量路线一般可根据需要在高级水准网内加密，布设附合路线，并尽可能互相交叉，构成闭合环。单独的附合路线长度应不超过200km；环线周长应不超过300km。四等水准测量路线一般以附合路线布设于高级水准点之间，附合路线的长度应不超过80km。6.1控制测量概述国家高程控制网2019/8/321测量与地图学城市和工程建设高程控制网依次分为二、三、四等3个等级。首级高程控制网，一般要求布设成闭合环形，加密时可布设成附合路线和结点图形。各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等级的精度一致。城市和工程建设水准测量是各种大比例尺测图、城市工程测量和城市地面沉降观测的高程控制基础，又是工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的依据。水准测量的实施，其工作程序是：水准网的图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准测量观测、平差计算和成果表的编制。水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进行调查研究，搜集和分析测区已有的水准测量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。如果测区的面积较大，则应先在1：25000～1：100000比例尺的地形图上进行图上设计。6.1控制测量概述城市高程控制网2019/8/322测量与地图学城市和工程建设高程控制测量图上设计应遵循以下原则：（1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。（2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电线或电缆50m以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。（3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。（4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为2～4km；城市建筑区和工业区为1～2km。（5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。（6）注意测区已有水准测量成果的利用。6.1控制测量概述2019/8/323测量与地图学根据上述要求，首先应在图上初步拟定水准网的布设方案，再到实地选定水准路线和水准点位置。在实地选线和选点时，除了要考虑上述要求外，还应注意使水准路线避开土质松软地段，确定水准点位置时，应考虑到水准标石埋设后点位的稳固安全，并能长期保存，便于施测。为此，水准点应设置在地质上最为可靠的地点，避免设置在水滩、沼泽、沙土、滑坡和地下水位高的地区；埋设在铁路、公路近旁时，一般要求离铁路的距离应大于50m，离公路的距离应大于20m，应尽量避免埋设在交通繁忙的岔道口；墙上水准点应选在永久性的大型建筑物上。6.1控制测量概述城市和工程建设高程控制测量2019/8/324测量与地图学•1.控制网的设计•2.编写工作大纲•3.踏勘选点和埋石•4.外业观测•5.数据处理•6.技术总结控制测量的过程2019/8/325测量与地图学6.2导线测量一、导线测量的相关概念导线：由直线连接各控制点而形成的连续折线图形，称为导线，其转折点称为导线点；导线边：连接导线点的直线边的直线称为导线边；导线转折角：相邻导线边构成的水平角称为导线转折角。导线测量：在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次序连成折线，并测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法。主要用于带状地区、隐蔽地区、城建区、地下工程、公路、铁路等控制点的测量。2019/8/326测量与地图学导线•布点灵活，要求通视条件少，外业工作量小，内业计算简便，扩展快。但精度一般不高，适用于视野不开阔测区及带状测区的图根平面控制。2019/8/327测量与地图学二、导线的布设形式与等级导线的布设形式：附合导线、闭合导线、支导线。AB1DC23附合导线235AB14闭合导线BA12支导线6.2导线测量多用于面积较宽阔的独立地区。多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。2019/8/328测量与地图学钢尺量距各级导线的主要技术要求等级附合导线长度（km）平均边长（m）测角中误差˝测回数角度闭合差˝导线全长相对闭合差DJ6DJ2一级2.52505421/10000二级1.81808311/7000三级1.212012211/5000图根≤1.0M≤1.5测图最大视距201┄1/2000n01n61n42n06注：表中n为测站数，M为测图比例尺的分母2019/8/329测量与地图学6.2导线测量三、导线测量的外业观测导线测量的外业工作包括：踏勘选点、埋石造标、测角、测边和测定方向。1.踏勘选点及建立标志图上初选——实地定点——埋设标志2019/8/330测量与地图学导线点的选择及注意问题相邻点要通视、视野开阔、方便碎部测量、密度均匀（相邻边长比小于三倍）、土质坚硬、方便测角量边、能长期保存。2019/8/331测量与地图学选点原则（1）相邻点间应相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距。（2）点位应选在土质坚实，便于安置仪器和保存标志的地方。（3）导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部测量。（4）导线边长应大致相等，其平均边长应符合技术要求。（5）导线点应有足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区。6.2导线测量2019/8/332测量与地图学标志的设立如果是永久导线点还要作好点之记。临时图根点等级导线点A15I级2019/8/333测量与地图学6.2导线测量三、导线测量的外业观测1.踏勘选点及建立标志混凝土桩（永久性）木桩（临时性）2019/8/334测量与地图学6.2导线测量点之记报亭人民路东风街6.25m5.23m5.48mⅡ-122019/8/335测量与地图学6.2导线测量三、导线测量的外业观测2.导线转折角测量导线的转折角分为左角和右角，在前进方向左侧的水平角称为左角，在右侧的水平角称为右角。导线的等级不同，测角技术要求也不同。图根导线的转折角一般用DJ6级光学经纬仪测一个测回，两个半测回之间的角值较差不应超过。对附合导线或支导线，一律测导线前进方向同一侧的角度，通常测左角，闭合导线一般测内角。04连接角转折角转折角2019/8/336测量与地图学3、导线边长测量钢尺量距、视距法、光电测距（测距仪、全站仪）当导线跨越河流或其它障碍时，可采用作辅助点间接求距离法。sinsinbFG河EFGHPb06180)(改正内角,再计算FG边的边长：时6.2导线测量2019/8/337测量与地图学6.2导线测量三、导线测量的外业观测4.测定方向：当与高级控制点连测时，需进行连接测量以推求方位，包括测定连测角和连测边。NBAA1BA1AD32142019/8/338测量与地图学6.2导线测量四、导线测量的内业