第六章小地区控制测量.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第六章小地区控制测量.精品文档.第六章 小地区控制测量61控制测量概述 遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，测量工作须先建立控制网，然后根据控制网进行碎部测量或测设。控制网分为平面控制网和高程控制网。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量；测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。国家控制网是在全国范围内建立的控制网，是全国各种比例尺测图的基本控制，并为确定地球的形状和大小提供研究资料。国家控制网是用精密测量仪器和方法，依照施测精度，按一、二、三、四等四个等级逐级控制建立的。图6-1 国家三角网 如图6-1所示，一等三角锁是国家平面控

2、制网的骨干。二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。建立国家平面控制网，主要采用三角测量的方法。 图6-2是国家水准网布设示意图。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环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密。建立国家高程控制网，采用精密水准测量的方法。 在城市或厂矿地区，一般就在上述国家控制点的基础上， 图6-2 国家水准网根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网，以供地形测图和施工放样使用。按1993年工程测量规范（GB50026-93），平面控

3、制网的主要技术要求如表6-1、表6-2、表6-3、表6-4所示。表6-1 三角测量的主要技术要求等 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测回数三角形最大闭合差/”二 等911/2500001/12000012-3.5三等首级4.51.81/1500001/7000069-7加密1/120000四等首级22.51/1000001/4000046-9加密1/70000一级小三角151/400001/20000-2415二级小三角0.5101/200001/10000-1230注：当测区测图的最大比例尺为1:1000时，一、二级小三角的边长可适当放大，但最大长度不应

4、大于表中规定的2倍。表6-2 图根三角测量的主要技术要求边长/m测角中误差三角形个数DJ6测回数三角形最大闭合差/方位角闭合差/1.7测图最大视距201316040注：1.表中为测站数表6-3 导线测量的主要技术要求等级导线长短/km平均长度/km测角中误差/测距中误差/mm测距相对中误差测回数方位角闭合差/相 对闭合差DJ1DJ2DJ6三等1431.8201/1500006103.61/55000四等91.52.5181/800004651/35000一级40.55151/3000024101/15000二级2.40.258151/1400013161/10000三级1.20.112151/

5、70012241/5000注：1.表中为测站数。2.当测区测图的最大比例尺为1:1000时。一.二.三级导线的平均边长及总长可适当放长，但不应大于规定的2倍。表6-4 图根导线测量的主要技术要求导线长度/m相 对闭和差边长测角中误差/DJ6测回数方位角闭和差/一般首级控制一般首级控制1.0M1/20001.5测图最大视距302016040 注： 1.M为测图比例尺的分母 2.隐蔽或施测困难地区导线相对闭和差可放宽，但不应大于1/1000。 直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。图根点的密度(包括高级点)，取决于测图比例尺和地物、地貌的复

6、杂程度。平坦开阔地区图根点的密度可参考表6-5的规定；因难地区、山区，表中规定的点数可适当增加。表6-5 一般地区解析图根点的个数测图比例尺图幅尺寸/cm解析控制点/个1:500505081:10005050121:20005050151:5000404030 注：1.表中所列点数指施测该幅图时，可利用的全部解析控制点。 2.当采用电子速测仪测图时，控制点数量可适当减少。 至于布设哪一级控制作为首级控制，主要应根据城市或厂矿的规模来确定。中小城市一般以四等网作为首级控制网。面积在15km2以下的小城镇，可用一级导线网作为首级控制。面积在0.5km2以下的测区，图根控制网可作为首级控制。厂区可布

7、设建筑方格网。城市或厂矿地区的高程控制分为二、三、四等水准测量和图根水准测量等几个等级，它是城市大比例尺测图及工程测量的高程控制，其主要技术要求如表6-6和表6-7所示。同样，应根据城市或厂矿的规模确定城市首级水准网的等级，然后再根据等级水准点测定图根点的高程。表6-6 水准测量的主要技术要求等级每km高差全中误差/mm路 线长 度/km水 准仪 的型 号水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差与已知点联测附 合或环线平 地/mm山 地/mm二等2铟瓦往返各一次往返各一次4三等650铟瓦往返各一次往一次124双面往返各一次四等1016双面往返各一次往一次206五等15单面往返各一次往一次30

8、注：1.结合之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍。 2.为往返测段，附合或环线的水准路线长度（单位为km）；为测站数。表6-7 图根水准测量的主要技术要求仪器类型1km高差中误差/mm附合路线长度/km视 线长 度/m观测次数往返较差、附合或环线闭合差/mm与 已 知点 联 测附 合或环线平地山地205100往返各一次往各一次4012 水准点间的距离，一般地区为23km，城市建筑区为l2km，工业区小于1km。一个测区至少设立三个水准点。本章主要讨论小地区(10km2以下)控制网建立的有关问题。下面将分别介绍用导线测量建立小地区平面控制网的方法和用三、四等水准测量及

9、光电测距三角高程测量建立小地区高程控制网的方法。62 导线测量 一、导线布设形式 将测区内相邻控制点连成直线而构成的折线图形，称为导线。构成导线的控制点称为导线点。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值；再根据起算数据，推算各边的坐标方位角和坐标增量，从而求出各导线点的坐标。 用经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为经纬仪导线；若用光电测距仪测定导线边长，则称为光电测距导线。 图6-3 导线布设形式导线测量是建立小地区平面控制网常用的一种方法。根据测区的具体情况，单一导线的布设有下列三种基本形式(如图6-3)。 l闭合导线 以高级控制点、中的点为起始点，并以边的坐标方位角为起始坐

10、标方位角，经过4、5、6、7点仍回到起始点，形成一个闭合多边形的导线，称为闭合导线。 2附合导线 以高级控制点、中的点为起始点，以边的坐标方位角为起始坐标方位角，经过1、2、3点，附合到另外两个高级控制点、中的点，并以边的坐标方位角为终边坐标方位角，这样的导线称为附合导线。 3支导线 由已知点2出发延伸出去(如2.l、2.2两点)的导线称为支导线。由于支导线缺少对观测数据的检核，故其边数及总长应有限制。 二、导线测量的外业工作 导线测量的外业工作包括踏勘选点及建立标志、量边、测角和连测，分述如下： 1踏勘选点及建立标志 在踏勘选点前，应调查收集测区已有地形图和高一级控制点的成果资料，把控制点展

11、绘在地形图上，然后在地形图上拟定导线的布设方案，最后到野外去踏勘，实地核对、修改、落实点位。如果测区没有地形图资料，则需详细踏勘现场，根据已知控制点的分布、测区地形条件及测图和施工需要等具体情况，合理地选定导线点的位置。 实地选点时，应注意下列几点： (l)相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距； (2)点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器； (3)视野开阔，便于施测碎部； (4)导线各边的长度应大致相等，除特别情形外，对于二、三级导线，其边长应不大于350m，也不宜小于50m，平均边长参见表6-3和表6-4； (5)导线点应有足够的密度，且分布均匀，便于控制整个测区。 导线点选

12、定后，要在每个点位上打一大木桩，桩顶钉一小钉，作为临时性标志；若导线点需要保存的时间较长，就要埋设混凝土桩，桩顶刻“十”字，作为永久性标志。导线点应统一编号。为了便于寻找，应量出导线点与附近固定而明显的地物点的距离，绘一草图，注明尺寸，称为“点之记”，如图6-4。 2量边 导线边长可用光电测距仪测定，测量时要同时观测竖直角，供倾斜改正之用。若用钢尺丈量，钢尺必须经过检定。对于一、二、三级导线，应按钢尺量距的精密方法(见4-1节)进行丈量。对于图根导线，用一般方法往返丈量，取其平均值，并要求其相对误差不 图6-4 点之记大于1/3000。钢尺量距结束后，应进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，三项改

13、正后的结果作为最后成果。 3测角 用测回法施测导线左角(位于导线前进方向左侧的角)或右角(位于导线前进方向右侧的角)。一般在附合导线或支导线中，是测量导线的左角，在闭合导线中均测内角。若闭合导线按顺时针方向编号，则其右角就是内角。不同等级的导线的测角主要技术要求已列人表6-3及表6-4。对于图根导线，-般用型光学经纬仪观测一个测回。若盘左、盘右测得角值的较差不超过40”，则取其平均值作为一测回成果。 测角时，为了便于瞄准，可用测钎、觇牌作为照准标志，也可在标志点上用仪器的脚架吊一垂球线作为照准标志。 4连测 如图6-5，导线与高级控制点连接，必须观测连接角、连接边，作为传递坐标方位角和传递坐标

14、之用。如果附近无高级控制点，则应用罗盘仪施测导线起始边的磁方位角，并假定起始点的坐标作为起算数据。 图6-5 导线连测 参照第三、四章角度和距离测量的记录格式，做好导线测量的外业记录，并要妥善保存。 三、导线测量的内业计算导线测量内业计算的目的就是求得各导线点的坐标。计算之前，应全面检查导线测量外业记录，数据是否齐全，有无记错、算错，成果是否符合精度要求，起算数据是否准确。然后绘制导线略图，把各项数据注于图上相应位置，如图6-6所示。1内业计算中数字取位的要求内业计算中数字的取位，对于四等以下的小三角及导线，角值取至秒，边长及坐标取至毫米(mm)。对于图根导线，角值取至秒，边长和坐标取至厘米(

15、cm)。2闭合导线坐标计算现以图6-6中的实测数据为例，说明闭合导线坐标计算的步骤。(l)准备工作 图6-6 闭合导线实测数据将校核过的外业观测数据及起算数据填入“闭合导线坐标计算表”(表6-8)中，起算数据用双线标明。(2)角度闭合差的计算与调整 边形闭合导线内角和的理论值为 =(-2)180 (6-1)由于观测角度不可避免地含有误差，致使实测的内角之和不等于理论值，而产生角度闭合差为 (6-2)各级导线角度闭合差的容许值，见表6-3及表6-4，超过，则说明所测角度不符合要求，应重新检测角度。若不超过，可将闭合差反符号平均分配到各观测角度中。改正后之内角和应为(-2)180，本例应为360，

16、以作计算校核。 (3)用改正后的导线左角或右角推算各边的坐标方位角 根据起始边的已知坐标方位角及改正后的水平角，按下列公式推算其他各导线边的坐标方位角。 +180+（适用于测左角） (6-3) +180-（适用于测右角） (6-4)本例观测左角，按式(6-3)推算出导线各边的坐标方位角，列入表6-8的第4栏。在推算过程中必须注意： 1）如果算出的360，则应减去360。2）用式（6-4）计算时，如果(+180)0，0时；=180-，当0时；=+180，当0，0，(16)，l00mm前取正号计算；当(l5)(16)，100mm前取负号计算。总之，平均高差(18)应与黑面高差(l5)很接近。每页水

17、准测量记录计算校核每页水准测量记录应作总的计算校核：高差校核：(3)-(6)(l5) (8)-(7)(l6) (l5)+(l6)2(l8) (偶数站)或 (l5)+(16)2(18)l00mm (奇数站)视距差校核： (9)-(l0)本页末站(l2)-前页末站(l2)本页总视距： (9)+(10) 三、三、四等水准测量的成果整理 三、四等水准测量的闭合或附合线路的成果整理首先应按表6-6的规定，检验测段(两水准点之间的线路)往返测高差不符值(往、返测高差之差)及附合或闭合线路的高差闭合差。如果在容许范围以内，则测段高差取往、返测的平均值，线路的高差闭合差则反其符号按测段的长度成正比例进行分配(

18、见第2章)。65 三角高程测量 当地形高低起伏较大不便于水准测量时，由于光电测距仪和全站仪的普及，可以用光电测距三角高程测量的方法测定两点间的高差，从而推算各点的高程。 一、三角高程测量的计算公式如图6-15所示，已知点的高程，要测定点的高程，可安置全站仪(或经纬仪配合测距仪)于点，量取仪器高；在点安置棱镜，量取其高度称为棱镜高；用全站仪中丝瞄准棱镜中心，测定竖直角；再测定两点间的水平距离(注：全站仪可直接测量平距)，则两点间的高差计算式为 （6-20） 如果用经纬仪配合测距仪测定两点间的斜距 图6-15 三角高程测量原理及竖直角，则两点间的高差计算式为 （6-21）以上两式中，为仰角时或为正

19、，俯角时为负。求得高差以后，按下式计算点的高程： （6-22） 在三角高程测量公式(6-20)、(6-21)的推导中，假设大地水准面是平面(见图6-15)，但事实上大地水准面是一曲面，在第l章中已介绍了水准面曲率对高差测量的影响，因此由三角高程测量公式(6-20)、(6-21)计算的高差应进行地球曲率影响的改正，称为球差改正，如图6-16所示。按(l-4)式，得 （6-23）式中为地球平均曲率半径，一般取637lkm。另外，由于视线受大气垂直折光影响而成为一条向上凸的曲线，使视线的切线方向向上抬高，测得竖直角偏大，如图6-16所示。因此还应进行大气折光影响的改正，称为气差改正，恒为负值。气差改

20、正的计算公式为 （6-24）式中为大气垂直折光系数。球差改正和气差改正合称为球气差改正，则应为 （6-25）大气垂直折光系数随气温、气压、日照、时间、地面情况和视线高度等因素而改变，一般取其平均值，令0.14。在表6-14中列出水平距离=l00ml000m的球气差改正值。由于，故恒为正值。 图6-16 地球曲率及大气折光影响考虑球气差改正时，三角高程测量的高差计算公式可分别为 （6-26） （6-27）由于折光系数的不定性，使球气差改正中的气差改正具有较大的误差。但是如果在两点间进行对向观测，即测定及而取其平均值，则由于在短时间内不会改变，而高差必须反其符号与取平均，因此，可以抵消，所以作为高

21、程控制点进行三角高程测量时必须进行对向观测。表6-14 三角高程测量地球曲率和大气折光改正(0.14)D/mf/mmD/mf/mmD/mf/mmD/mf/mm10013508600248504917024001165029900552003450147003395061250450017750389756430065502080043100067 二、三角高程测量的观测与计算 l三角高程测量的观测在测站上安置经纬仪(或全站仪)，量取仪器高，在目标点上安置棱镜，量取棱镜高。和用小钢卷尺量两次取平均，读数至1mm。用经纬仪望远镜中丝瞄准目标，将竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，竖直角观测的测回数及限差规定见表6-15。然后用测距仪(或全站仪)测定两点间斜距(或平距)。2三角高程测量的计算 三角高程测量的往测或返测高差按(6-26)式或(6-27)式计算。由对向观测所求得往、返测高差(经球气差改正)之差的容许值为 =0.1(m) （6-28）式中为两点间平距，以km为单位。表6-15 竖直角观测测回数与限差项 目一、二、三级导线图根导线DJ2DJ6DJ6测回数121