《工程测量控制测量》PPT课件.ppt

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1、第六章 控制测量一、概述 控制控制测量的主要目的是量的主要目的是限制各限制各项测量量误差的差的传播和播和积累累，是，是进行各行各项测量工作的基量工作的基础。控制测量概述-在在测量工作中，量工作中，为了不使了不使误差差积累，必累，必须遵循遵循“从从整体到局部整体到局部”，“先控制后碎部先控制后碎部”的原的原则。即先在即先在测区内建区内建立控制网，以控制网立控制网，以控制网为基基础，分，分别从各个控制点开始施从各个控制点开始施测控控制点附近的碎部点。制点附近的碎部点。-在在测量工作中，首先在量工作中，首先在测区内区内选择一些具有一些具有控制意控制意义的点的点，组成一定的几何成一定的几何图形，形成形

2、，形成测区的骨架区的骨架，用，用相相对精精确确的的测量手段和量手段和计算方法，在算方法，在统一坐一坐标系中，确定系中，确定这些些点的点的平面坐平面坐标和高程和高程，然后以它，然后以它为基基础来来测定其他地面点的点位定其他地面点的点位或其他或其他测量工作。量工作。其中，其中，这些具有控制意些具有控制意义的点称的点称为控制点控制点；由控制点；由控制点组成的几何成的几何图形称形称为控制网控制网；对控制网控制网进行布行布设、观测、计算，算，确定控制点位置的工作称确定控制点位置的工作称为控制控制测量量。控制控制测量分量分为：平面控制平面控制测量：量：确定控制点的平面位置确定控制点的平面位置(X(X、Y)

3、Y)；高程控制高程控制测量：量：确定控制点的高程确定控制点的高程(H)(H)。三三维控制网控制网图根控制网和施工控制网图根控制网和施工控制网一、平面控制测量 1、三角网测量、三角网测量2、导线测量、导线测量3、交会测量交会测量5、GPS测量测量4、天文测量天文测量n国家平面控制网国家平面控制网n城市平面控制网城市平面控制网n小区域控制网小区域控制网国家平面控制网国家平面控制网 我国原有国家平面控制网主要按三角网方法布我国原有国家平面控制网主要按三角网方法布设，按精度从高到低分按精度从高到低分为一、二、三、四等。一、二、三、四等。城市平面控制网城市平面控制网 在城市地区，在城市地区，为满足足1：

4、5001：2000比例尺地形比例尺地形测图和城市建和城市建设施工的需要，施工的需要，应进一步布一步布设城市平面控制网。城市平面控制网。城市平面控制网在国家控制网的控制下布城市平面控制网在国家控制网的控制下布设，按城市大小，按城市大小布布设不同等不同等级的平面控制网，分的平面控制网，分为二、三、四等三角网或二、三、四等三角网或三、四等三、四等导线网和一、二、三网和一、二、三级导线网。网。小区域控制网小区域控制网 在小于在小于10km2的范的范围内建立的控制网，称内建立的控制网，称为小区域控制小区域控制网。在网。在这个范个范围内，水准面可内，水准面可视为水平面，采用平面直角坐水平面，采用平面直角坐

5、标系系计算控制点的坐算控制点的坐标，不需将，不需将测量成果量成果归算到高斯平面上。算到高斯平面上。小区域平面控制网小区域平面控制网应尽可能与国家控制网或城市控制网尽可能与国家控制网或城市控制网联测，将国家或城市高将国家或城市高级控制点坐控制点坐标作作为小区域控制网的起算和校小区域控制网的起算和校核数据。核数据。二、高程控制二、高程控制测量量 建立高程控制网常用的方法是水准建立高程控制网常用的方法是水准测量，而在山量，而在山区或丘陵地区低精度的高程控制区或丘陵地区低精度的高程控制测量，以及量，以及图根高程根高程控制控制测量中，可以采用三角高程量中，可以采用三角高程测量方法。量方法。n 国家水准网

6、国家水准网n 城市高程控制城市高程控制测量量n 小区域高程控制小区域高程控制1、国家水准网、国家水准网 国家水准网遵循国家水准网遵循“从整体到局部、由高从整体到局部、由高级到低到低级、逐、逐级控制、逐控制、逐级加密加密”的原的原则布布设为一、二、三、四等。一、二、三、四等。2、城市高程控制、城市高程控制测量量 在国家水准在国家水准测量的基量的基础上，城市高程控制上，城市高程控制测量分量分为二、三、四等。二、三、四等。3、小区域高程控制、小区域高程控制测量量 一般以国家或城市等一般以国家或城市等级水准点水准点为基基础，在整个，在整个测去去建立三、四等水准网或水准路建立三、四等水准网或水准路线，用

7、，用图根水准根水准测量量或三角高程或三角高程测量量测定定图根点的高程。根点的高程。三、控制三、控制测量的一般作量的一般作业步步骤1.技技术设计：收集收集资料，料，图上上设计。2.实地踏勘地踏勘选点：点：应满足一定条件。足一定条件。3.埋埋设标石：石：标石石类型。型。4.外外业观测：观测数据、作数据、作业规范。范。5.内内业计算：算：严密平差、近似平差。密平差、近似平差。-为了保了保证成果的成果的质量，杜量，杜绝错误，必，必须坚持持检核的原核的原则。没有没有对前一前一阶段工作的段工作的检查，就不能，就不能进行下一行下一阶段工作。段工作。-测量量规范范四、平面控制点坐四、平面控制点坐标计算基算基础

8、1、坐、坐标方位角的推算方位角的推算 前一前一边的坐的坐标方位角方位角等于后一等于后一边的坐的坐标方位方位角加左角（或减右角），角加左角（或减右角），再再180。在在计算中，若算中，若计算算结果大于果大于360 应减去减去360，计算算结果果为负值时应加加360。2、平面直角坐、平面直角坐标正、反算正、反算1）坐坐标正算正算已知：已知：A点坐点坐标XA、YA,AB边坐坐标方位角方位角AB 水平距离水平距离SAB，求：求：B点坐点坐标XB、YB2.2.坐坐标反算反算已知已知:A:A、B B点坐点坐标（X XA A、Y YA A），（），（X XB B、Y YB B）求：求：ABAB边坐坐标方位角

9、方位角ABAB、水平距离水平距离S SABAB判断象限：第一象限第二象限第三象限第四象限 导线测量导线测量的主要目的是确定一系列点的平面位置。量的主要目的是确定一系列点的平面位置。将控制点用折将控制点用折线连接起来形成折接起来形成折线，称，称为导线，点，点间的折的折线边称称为导线边，相，相邻导线边之之间的的夹角称角称为转折角折角；与坐；与坐标方位角已知的方位角已知的导线边（定向（定向边）相）相连接的接的转折角，称折角，称为连接角接角（又称定向角）。（又称定向角）。通通过观测导线边的的边长，根据起算数据，根据起算数据经计算而算而获得点的得点的平面坐平面坐标，即，即为导线测量量。32ABCD145

10、导线点、导线边、导线的转折角、连接角1 1、单一一导线：附合：附合导线、闭合合导线、支、支导线A123AA12132附合导线附合导线闭合导线闭合导线支导线支导线BBCDB一、一、导线的布的布设形式：形式：单一一导线和和导线网网2 2、导线网：网：DA1324BCEFGH二、二、导线的的观测1、转折角的折角的观测A123CDA12B2、导线边长观测3、导线点的高程点的高程测量量35101624等级等级导线导线长度长度(km)平均平均边长边长(km)测角测角中误差中误差（）测距测距中误差中误差(mm)测回数测回数方位角方位角闭合差闭合差（）导线全长相对导线全长相对闭合差闭合差DJ1DJ2DJ6三等

11、三等1531.518812160 000四等四等101.62.51846140 000一级一级3.60.351524114 000二级二级2.40.281513110 000三级三级1.50.1212151216 000城市城市导线测量的主要技量的主要技术指指标4、三、三联角架法角架法导线观测 在在观测者精心安置者精心安置仪器的情况下，三器的情况下，三联角架法可角架法可以减弱以减弱仪器和目器和目标对中中误差差对测角和角和测距的影响，从距的影响，从而提高而提高导线的的观测精度，减少了坐精度，减少了坐标传递误差。差。1 1、附合、附合导线的的计算（具有两个算（具有两个连接角）接角）A123BCD1

12、 1）计算坐算坐标方位角方位角闭合差合差2 2）判断是否在限差内）判断是否在限差内3 3）计算各算各转折角的改正数并折角的改正数并检查4 4）计算改正后的各算改正后的各转折角折角三、三、导线测量的近似平差量的近似平差计算算5 5）计算各算各边坐坐标方位角方位角6）计算各算各边的的纵、横坐、横坐标增量增量7）计算算纵、横坐、横坐标闭合差及合差及导线全全长闭合差合差8）计算算导线全全长相相对闭合差合差并判断是否在限差内并判断是否在限差内A123BCD9 9）计算各算各边的的纵、横坐、横坐标增量的改正数并增量的改正数并检查1010）计算各点的坐算各点的坐标 点点 名名观观 测测 角角坐标方位角坐标方

13、位角边边 长长S Sxxyyxy yM M()()()()（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）237 59 30237 59 30A(PA(P1 1)+7 +7 99 01 00 99 01 002 507.692 507.691 215.631 215.63157 00 37157 00 37225.85225.85 +4 +4-207.91-207.91 -4 -4+88.21+88.21P P2 2 +7 +7167 45 36167 45 362 299.822 299.821 303.801 303.80144 46 20144 46 20139.03139.03 +2

14、 +2-113.57-113.57 -2 -2+80.20+80.20P P3 3 +7 +7123 11 24123 11 242 186.272 186.271 383.981 383.98 87 57 51 87 57 51172.57172.57 +3 +3 +6.13 +6.13 -3 -3+172.46+172.46P P4 4 +7 +7189 20 36189 20 362 192.432 192.431 556.411 556.41 97 18 34 97 18 34 100.07100.07 +2 +2-12.73-12.73 -1 -1+99.26+99.26P P5 5

15、 +7 +7179 59 18179 59 182 179.722 179.721 655.661 655.66 97 17 59 97 17 59102.48102.48 +2 +2-13.02-13.02 -2 -2+101.65+101.65B(PB(P6 6)+7 +7129 27 24129 27 242 166.722 166.721 757.291 757.29 46 45 30 46 45 30=740.00740.00=-341.10-341.10=+541.78+541.78N N888 45 18888 45 18n n-0 0=1911400=19114002、附合、附

16、合导线（一个（一个连接角）接角）A123BC有坐有坐标条件，无方位角条件，但有起算方位角条件，无方位角条件，但有起算方位角4、闭合合导线的的计算算A132B有坐有坐标条件，也有坐条件，也有坐标方位角条件，此方位角条件，此时坐坐标方位角条件方位角条件为多多边形内角和条件。形内角和条件。5 5、支、支导线的的计算算A12B无坐无坐标条件，无方位角条件条件，无方位角条件 交会测量交会交会测量是加密控制点常用的方法。量是加密控制点常用的方法。依依观测值是角度是角度还是是边长，交会法分，交会法分为：测角交会角交会 测边交会交会 边角交会角交会一一、测角交会的形式角交会的形式ABPABCP前方交会后方交会

17、1 1、前方交会、前方交会P1)1)根据根据A A、B B点的坐点的坐标反算反算ABAB边的坐的坐标方位角和方位角和边长 2)2)计算算APAP边的坐的坐标方位角和方位角和边长 3)3)根据坐根据坐标正算公式正算公式计算算P P点的坐点的坐标(1)(1)计算公式算公式极坐极坐标法法P（2 2）前方交会余切公式）前方交会余切公式:注意：注意：图中中A A、B B、P P是按逆是按逆时针编号号其中其中A A、B B是已知点，是已知点，P P是未知点。是未知点。P（3）三点前方交会）三点前方交会为了避免外了避免外业观测发生生错误，并提高并提高P P点的精度，在一般点的精度，在一般测量量规范中，都要求

18、布范中，都要求布设三个已三个已知点的前方交会。知点的前方交会。30 150（4 4）交会角：）交会角：在在测角交会角交会图形中，由形中，由未知点未知点（交会点）至（交会点）至相相邻两已知点两已知点间方向的方向的夹角角 2 2、后方交会、后方交会（1 1）计算公式算公式利用前方交会的余切公式利用前方交会的余切公式ABCP（2）利用仿）利用仿权公式公式计算：算：ABCP（3 3）后方交会的危后方交会的危险圆：过三个已知点构成的三个已知点构成的圆 凡位于凡位于危危险圆上的上的P点，无点，无论采采用何种用何种计算公式，均无解。算公式，均无解。ABCP危险圆二、二、测边交会交会1 1、计算公式算公式（1

19、 1）利用前方交会余切公式）利用前方交会余切公式 由余弦公式解得：角由余弦公式解得：角A A和角和角B B （2 2）利用极坐）利用极坐标公式公式 由角由角A A、ABAB的方位角，距离的方位角，距离a,a,坐坐标正算公式解得。正算公式解得。2 2、注意事、注意事项测边交会在交会在实际作作业时也也应组成两套成两套图形解算交会点。形解算交会点。a ab bA AP PB BS SABAB 高程控制测量高程控制高程控制测量：水准量：水准测量和三角高程量和三角高程测量量一、水准一、水准测量概述量概述 水准水准测量的主要目的是量的主要目的是测出一系列水准点的高程出一系列水准点的高程。通。通过水准点的高

20、程，可以了解地表的形状、地壳的水准点的高程，可以了解地表的形状、地壳的变化，以及指化，以及指导工程的工程的设计、施工、施工、监测。水准。水准测量必量必须有有统一的高程系。一的高程系。我国我国统一的高程系是一的高程系是1985年国家高程系年国家高程系。水准水准测量的等量的等级分分为：一、二等水准一、二等水准测量量科学研究、提供高程起算数据科学研究、提供高程起算数据三、四等水准三、四等水准测量量工程建工程建设、提供高程起算数据、提供高程起算数据普通水准普通水准测量量工程建工程建设、测图等。等。二、水准路二、水准路线：在水准点之在水准点之间进行水准行水准测量所量所经过的路的路线 1、单一水准路一水准

21、路线 因线路中已知点的个数不同又分为三种：u附合水准路线 u闭合水准路线 u支水准路线 AB123A12132附合水准路线附合水准路线闭合水准路线闭合水准路线支水准路线支水准路线A32、水准网、水准网 由几条单一水准路线相互连接构成网形，网中单一水准路线相联接的水准点称为结点。n根据水准网中已知点个数的不同又分为：u附和水准网u独立水准网DA132C4BE附和水准网附和水准网独立水准网独立水准网A3617542三、水准三、水准测量的量的观测一、二等水准测量采用精密水准仪和因瓦水准尺，用光学测微法读数，进行往返观测。三等水准测量采用中丝读数法，进行往返观测，当用光学测微法观测时，也可以用单程双转

22、点法观测。四等水准测量采用中丝读数法，当水准路线为附合路线或闭合路线时，可只进行单程观测。四、水准测量的内业计算1.单一附合水准路线单一附合水准路线1）计算闭合差）计算闭合差2）判断闭合差是否超限）判断闭合差是否超限4）计算各测段观测高差的改正数）计算各测段观测高差的改正数6）计算各测段的改正后的高差）计算各测段的改正后的高差7）计算各点的高程值）计算各点的高程值5）检查改正数计算）检查改正数计算AB2h1h2h313）计算各测段观测高差之权）计算各测段观测高差之权或 或 8）精度评定）精度评定 单一符附合水准路线计算单一符附合水准路线计算=86mm权单位权中误差为：1点高程中误差为：2点高程中误差为：点 名观测高差距 离L(km)高差改正数v(mm)最或然高程pvvA47.231+7.2314.50.22+814.08154.470-4.3267.20.14+1323.66250.157-8.2517.00.14+1220.16B41.918-5.34618.7+3357.903.单结点水准网单结点水准网2.单一闭合水准路线单一闭合水准路线首尾相连的附合水准路线 1计算结点高程平差值 2计算各水准路线上的待定点高程 3精度评定 （1）计算单位权中误差：（2）计算结点高程平差值中误差mD