《控制测量》教学教案.docx

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1、工程一控制测量的基本知识【工程介绍】本工程主要介绍了控制测量工作的基本知识，主要包括：控制测量的任务、作用及内容; 控制网布设的基本形式；控制网布设的基本原那么和方案；控制测量的基本过程以及控制测量 的开展过程。学习目标理解控制测量工作的整体概念；掌握控制网布设的基本形式及各自特点；理解国家控制网和工程控制网布设的原那么与方案；熟知控制测量的基本工作过程；了解控制测量的开展过程课时分配讲授4学时。1.1控制测量的任务、作用及内容一任务1 .在工程设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网各种比例尺地形图是工程勘测规划设计的依据。在这一阶段，设计人员要在大比例尺地 形图上进行建筑物的设计与规

2、划，以便指导下一步的施工过程。为此在地形图测绘前，首先 要建立起工程所涉及区域的必要精度的控制网，以保证所测大比例尺地形图的精度。2 .在施工阶段建立施工控制网施工阶段测量的任务是将图纸上设计好的建筑物测设到实地上去。对于不同的工程来 说，施工测量的具体任务也不同。例如，隧道施工测量的主要任务是保证对向开挖的隧道能 按照规定的精度贯通，并使各建筑物按照设计的位置修建；放样过程中，仪器所标出的方向、 距离都是依据控制网和图纸上设计的建筑物计算出来的。因而在施工放样之前，需建立具有 必要精度的施工控制网。3 .在工程的运营管理阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测控制网（3）零方向的2c互差或

3、下半测回的归零差超限，该测回应重测。方向观测法一测回中, 重测方向数超过测站方向总数的1/3时（包括观测3个方向时，有一个方向重测），该测回 应重测。（4）采用方向观测法时，每站基本测回重测的方向测回数，不应超过全部方向测回总数 的1/3,否那么该站所有测回重测。（5）重测与基本测回结果不取中数，每一测回只取一个符合限差的结果。5）测站平差与精度评定（1）按表2-6的格式，从观测手簿中抄取所有观测方向的各测回方向值（超限的基本测 回观测结果也抄入相应位置，并划去，表示不予采用）。（2）按表2-6格式计算所有方向的平差方向值，取至0.1。（3）计算出各测回观测值与其平差值之差，已入“V”栏内。（

4、4）求出各个方向的V值的绝对值之和XK（5）求出各个方向的之和ZM。1 95（6）按公式4 = / ,求出k值,式中m为本测站的测回数。 NmQn - 1）(7)按公式 二kn求出一测回方向值的中误差u,式中n为本测站的观方向数。（8）按公式公求出平差方向值中数的中误差Mo三、精密测角的误差来源及影响L外界因素对水平角观测的影响1）大气状况对目标成像质量的影响照准目标成像质量的好坏，直接影响角度测量的精度。精密测角中，要求目标成像稳定、 清晰，大气层密度变化和大气透明度对目标成像质量有着显著影响。（1）目标成像是否稳定主要取决于视线所通过的近地大气层密度的变化情况，也就是取 决于太阳造成地面热

5、辐射的强烈程度以及地形、地物和地类等的分布特征。（2）目标成像是否清晰主要取决于大气的透明程度，也就是取决于大气中对光线起散 射作用的尘埃、水蒸气等物质的多少，本质上也取决于太阳辐射的强烈程度。2）水平折光的影响3）温度变化对视准轴的影响4）照准目标的相位差5）觇标内架或三脚架扭转的影响2 .仪器误差对测角精度的影响1）仪器的几何结构误差（1）视准轴误差。视准轴误差产生原因。（2）水平轴倾斜误差水平轴倾斜误差及其产生原因水平轴倾斜误差对水平方向观测值的影响。(3)垂直轴倾斜误差垂直轴倾斜误差及其产生原因垂直轴倾斜误差对水平方向观测值的影响。为了消弱垂直轴倾斜误差对水平方向观测值的影响，观测时应

6、采取以下措施：每期作业前，对照准部水准器进行检查和校正，保证照准部水准器作用的正确。测回间重新整平仪器，使垂直轴倾斜误差对各测回观测值的影响带有偶然性，在各测 回观测值的平均值中可消弱其影响。2)仪器的机械结构误差(1)度盘的分划误差。角度的观测值是通过在度盘上的分划读数求得的，如果度盘分划 线的位置不正确，将影响到测角的精度。度盘分划误差的种类。根据误差产生的原因和特性，度盘分划误差可分为三种：a.分划偶然误差。度盘在用刻度机刻度的过程中，因外界偶然因素的影响，使刻度机在 度盘上刻出的某些分划线时而偏左，时而偏右，没有明显的周期性规律，这种误差称为分划 偶然误差。它的大小在0.200.25以

7、下。这种误差只要在较多的度盘位置上进行观 测读数，误差影响就可得到较好的抵偿。b.度盘分划长周期误差。因为被刻度盘的旋转中心与刻度机的标准盘旋转中心不重合， 被刻度盘与标准盘不平行，标准齿盘有误差等，使刻出的度盘分划线存在着一种以度盘全周 为周期，有规律性变化的系统性误差，这种误差称为分划长周期误差。其大小可达2。 这种误差的最重要特点是，在它的一个周期内，其数值一半为正，一半为负，总和为零。c.度盘分划短周期误差。因刻度机的扇形轮和涡轮有偏心差，扇形轮和涡轮有齿距误差, 使刻出的度盘分划线产生一种以度盘一小段弧(约30至1。)为周期，并在度盘全周上多 次重复出现有规律变化的系统误差，这种误差

8、称为分划短周期误差，其大小可达1.0 1.2。减弱度盘分划误差影响的方法。根据上述度盘分划误差的产生原因和基本特性可知， 对于分划偶然误差，只要在度盘的多个位置上进行观测就可减弱；对于长周期误差，按其周 期性的特点，将观测的各测回均匀地分布在一个周期内(即度盘的全周)，取各测回观测值 的中数，即可减弱或消除其影响。应当指出，测微器分划也存在周期性系统误差，为了减弱它的影响，各测回观测的测微 器位置，也要均匀地分配在测微器的全周上。(2)照准部偏心差。照准部偏心差的性质和影响。在水平角观测中，照准部绕垂直轴转动，假设照准部旋转 中心与水平度盘分划中心不一致，产生的误差叫照准偏心差。消除照准部偏心

9、差影响的方法如上所述，当存在照准部偏心差时，测微器A的水平度盘正确的读数比实际读数 大，即M = % + (2-20)如果在相距测微器A的180。处再安装一个测微器以那么，测微器3在水平度盘上的 实际读数应为：Mb = Ma + 180(2-21)由式(2-19)可得照准部偏心差对测微器A和测微器B在水平度盘上的读数的影响分别为:8 A = -pn(MA-P) rr，夕” sin(外+180。-P) r= -sin(MA-P)由此可以得出结论：相对180。的两个测微器所得读数的平均值，可以消除照准部偏心 差的影响。对于采用重合法读数的光学经纬仪，由于光学测微器的特殊构造，可以直接得到A、B 两

10、个测微器读数的平均值（即正、倒像分划线重合读数）。因此，采取对径180分划线重 合法读数，也可完全消除照准部偏心差的影响。（3）水平度盘偏心差。前已提到，假设水平度盘的旋转中心与其分划中心不重合，产生 的偏心差称为水平度盘偏心差。（4）光学测微器行差及其测定。由光学测微器的测微原理知道，假设开始时测微盘位于 。秒分划，当转动测微轮使度盘的上下分划像各移动半格（即相对移动一格）时，测微盘应 由0秒分划转到o秒分划。测微器行差产生原因和性质。a.由上述的分析可以看出，测微器行差具有如下性质：对于某一台仪器来说，它的测微器行差可能为正（即% ），也可能为负（4），是确定值。因此，对于某一台仪器 来说

11、，其行差是系统性误差，其影响在观测值中不能消除。b.行差对观测读数的影响，随测微盘上读数的增大而增大，因为行差是代表测微盘no个分格的误差，那么测微盘一个分格的行差应为4 = r/70O行差的测定。既然行差是系统性误差，对观测读数的影响不能消除，就应该测定出行 差的大小，采取必要的措施，将其影响限定在允许的范围内。按上述测定行差的基本方法，在每个度盘配置位置上，测定行差的操作方法是：a.将测微盘零分划线对准指标线，用度盘变换钮变换度盘至要求的位置。b.用水平微动螺旋使A分划线与对径的A，分划重合，然后转动测微轮使A与A，分划线 精密重合，读取测微轮上的读数a （假设读数小于零时，读数作负数）。

12、转动测微轮，以A，分划线为指标，使分划线A，与B分划线精密重合。读取测微盘上 的读数b,注意，实测时这里的b为实际读数减n0之值。以A分划线为指标，使A与C两分划线精密重合，读取测微盘上的读数c,同样， 这里的c为实际读数减小之值。照准部旋转时仪器底座位移而产生的误差。仪器的水平度盘是与底座固定在一起的， 如果在转动照准部时底座有带动现象，将使水平度盘与照准部一起转动，从而给水平方向观 测带来系统误差。照准部转动时，仪器底座产生位移的原因是：由于支承仪器底座脚螺旋与 螺孔之间常有空隙存在，当照准部转动时，垂直轴与轴套间的摩擦力可能使脚螺旋在螺孔内 移动，因而使底座连同水平度盘产生微小的方位变动

13、；垂直轴与轴套间的摩擦力，使底座产 生弹性扭曲，从而带动底座和水平度盘、三角架架头和脚架间的松动，使底座和水平度盘产 生带动。脚螺旋的空隙带动。由于仪器脚螺旋与螺孔之间存在微小空隙，当转动照准部时，就 带动基座使脚螺旋杆靠近螺孔壁的一侧，直到空隙完全消失为止。这样在观测过程中，基座 连同水平度盘就产生微小的方位移动，使观测结果受到误差影响。这种微小的方位移动就叫 做脚螺旋空隙带动。水平微动螺旋的隙动差。当水平微动螺旋弹簧的减弱或受油腻影响，旋退水平微动螺 旋照准目标时，螺旋杆端就出现微小的空隙，在读数过程，弹簧才逐渐伸张而消除空隙，使 视准轴离开目标，给读数带来误差，这就是水平微动螺旋的隙动差

14、。3)观测误差(1)照准误差。照准误差产生的原因较为复杂，但影响照准精度的主要因素是人眼的分 辨能力有限、望远镜的光学性能及结构参数、目标的形状亮度以及背景情况、外界条件等。(2)读数误差。应用光学测微器读数时的误差来源：一是判断度盘对径分划线是否重合 误差；二是在测微尺上读取小数的误差。对于J2型经纬仪来说，前者大于后者近10倍。故 在读数时不必花费精力去估读测微尺分格的十分之一，影响读数精度的关键在于对径分划影 像的重合精度。对于电子经纬仪来说不存在读数误差。对于具有偶然性质的读数误差和照准误差，可以用屡次观测的方法削弱其影响。4)水平角观测操作的基本规那么(1) 一测回中不得变动望远镜焦

15、距。观测前要认真调整望远镜焦距，消除视差，一测回 中不得变动焦距。转动望远镜时，不要握住调焦环，以免碰动焦距。其作用在于，防止因调焦透镜移动不正确而引起视准轴变化。(2)在各测回中，应将起始方向的读数均匀分配在度盘和测微盘上。这是为了消除或减 弱度盘、测微盘分划误差的影响。(3)上、下半测回间纵转望远镜，使一测回的观测在盘左和盘右进行。一般上半测回在盘左位置进行，下半测回在盘右位置进行。作用在于消除视准轴误差及 水平轴倾斜误差的影响，并可获得二倍照准差的数值，借以判断观测质量。(4)下半测回与上半测回照准目标的顺序相反，并保持对每一观测目标的操作时间大致 相等。其作用在于减弱觇标内架或脚架扭转

16、的影响以及视准轴随时间、温度变化的影响等, 也就是说,在一测回观测中要连续均匀，不要由于某一目标成像不佳或其他原因而停留过久, 在高标上观测更应注意此问题。(5)半测回中照准部的旋转方向应保持不变。这样可以减弱度盘带动和空隙带动的误 差影响。假设照准部已转过所照准的目标，就应按转动方向再转一周，重新照准，不得反向转 动照准部。因此，在上、下半测回观测之前，照准部要按将要转动的方向先转12周。(6)测微螺旋、微动螺旋的最后操作应一律“旋进”，并使用其中间部位，以消除或减 弱螺旋的隙动差影响。(7)观测中，照准部水准器的气泡偏离中央不得超过工程测量规范(GB 50026- 2007)规定的格数。其

17、作用在于减弱垂直轴倾斜误差的影响。在测回与测回之间应查看气泡 的位置是否超出规定，假设超出，应立即重新整平仪器。假设一测回中发现气泡偏离超出规定, 应将该测回作废，待整平后，再重新观测该测回。2.2 精密测距仪器及距离测量、电磁波测距原理1 .电磁波测距的基本原理不难看出，利用电磁波测距，只要在测距仪的测程范围内，中间无障碍，在任何地形条 件下的距离测量都是十分快捷便利的，因此被广泛用于大地测量、工程测量、地形测量、地 籍测量和房地产测绘中。2 .脉冲式测距脉冲法测距直接测定仪器所发射的脉冲信号往返于被测距离的传播时间，由光电脉冲发 射器发射出一束光脉冲，经发射光学系统投射到合作目标。与此同时

18、，由取样棱镜取出一小 局部光脉冲送入光电接收系统，并由光电接收器转换为电脉冲(称为主波)，作为计时的起 点；从合作目标反射回来的光脉冲也通过光电接收系统后，由光电接收器转换为电脉冲(也 称回波)，作为计时的终点。3 .相位式测距所谓相位法测距就是通过测量连续的调制信号在待测距离上往返传播产生的相位变化 来间接测定传播时间，从而求得被测距离。二 电磁波测距仪分类4 .按载波源分类电磁波测距仪可分为激光测距仪、红外测距仪、微波测距仪三种。其中，激光测距仪和 红外测距仪合称为光电测距仪。5 .按测程的长短分类(1)短程光电测距仪。测程在3km以内，测距精度一般在1cm左右。(2)中程光电测距仪。测程

19、在315km左右的仪器称为中程光电测距仪，这类仪器适 用于二、三、四等控制网的边长测量。(3)远程激光测距仪。测程在15km以上的光电测距仪，精度一般可达(5mm+lX 106D),能满足国家一、二等控制网的边长测量。如瑞典的AGA-8、AGA-600,美国的Range master,我国研制成功的JCY-3型等。6 .按测距精度(每千米测距中误差)可将测距仪分为i、n、m级。电磁波测距仪的标称精度常用以下公式表示：MD=a+bX W6D（2-37）式中，Md为测距中误差，mm； a为固定误差，mm； b为比例误差系数；D为两点间的水 平距离，mm。7 .按反射目标分类可将测距仪分为漫反射目标

20、（非合作目标，即免棱镜）测距仪、具有合作目标（平面反 射镜、角反射镜等）的测距仪和具有有源反射器（同频载波应答机、非同频载波应答机等） 的测距仪三电磁波测距误差来源及影响由前面的推导可知，相位式测距的基本公式可写成：(2-38)D二工 0 +竺）2f n 2式中，= c - n o将其线性化并根据误差传播定律得测距误差：(2-39)式中，/为光在真空中传播的速度；f为测尺频率；n为大气折射率；为相位；入为测尺波长。上式说明，测距误差必是由以上各项误差综合影响的结果。实际上，观测边长S的中 误差Md还应包括仪器加常数的测定误差mK和测站及镜站的对中误差/,即：（m Y （、2/21（ 1、2(2

21、-40)(2-40)I = + + + 丁焦 + 雇 + 据上式中的各项误差影响，就其方式来讲，有些是与距离成比例的。如以、/、和%等, Q 1我们称这些误差为“比例误差”；另一些误差影响与距离长短无关。如加中、HIk及等,我们称其为“固定误差”。另一方面，就各项误差影响的性质来看，有系统的，如叫、叫、 %/,及中的一局部；也有偶然的，如勿、勿/及勿中的另一局部。对于偶然性误差的影 响，我们可以采取不同条件下的屡次观测来削弱其影响；而对系统性误差影响那么不然，但我 们可以事先通过精确检定，缩小这类误差的数值，到达控制其影响的目的。1 .比例误差的影响1）光速值/的误差影响2）调制频率/的误差影

22、响3）大气折射率的误差影响2 .固定误差的影响1）对中误差/2）仪器加常数误差力/3）测相误差/4）周期误差见3 .测距成果的归算1）加常数改正2）乘常数改正3）气象改正4）斜距归算至平距5）平距归算至测区平均高程面6）平距归算至参考椭球面7）将椭球面上的长度归算至高斯平面导线测量的踏勘、选点、埋石一、实地踏勘与选点1 .选点的准备工作实地选点时，需要配备以下仪器和工具：小平板、罗盘仪、望远镜、卷尺、花杆和对讲 机等。2 .选点的工作步骤（1）先到点上，判明该点与相邻点在图上和实地上的相对位置关系，然后检查该点的标石觇标的完好情况。（2）按方向标定小平板的方位，用罗盘仪测出磁北方向，并按设计图

23、检查各方向 的通视情况，对不通视的方向，应及时进行调整。（3）依照设计图到实地上去选定其他点的点位，在每点上同样进行2）项的工作，并 在小平板上画出方向线，用交会法确定预选点的点位。这样逐点推进，直到全部点位在实地 上都选定为止。3 .提交选点资料（1）选点图。选点图的比例尺视测区范围而定。图上应注明点名和点号，并绘出交通 干线、主要河流和居民地等。（2）控制点位置说明。填写点的位置说明，是为了日后寻找点位方便，同时也便于其 他单位使用控制点资料，了解埋设标石情况。（3）文字说明。内容包括：任务要求，测区概况，已有测量成果及精度情况，设计的 技术依据，旧点的利用情况，最长和最短边长、平均边长及

24、最小角的情况，精度估算的结果, 对埋石和观测工作的建议等。二控制点标石的埋设1 .平面控制点标志二、三、四等平面控制标志可采用磁质或金属等材料制作，其规格如图2-31和图2-32 所示；一、二级小三角点，一级及以下导线点、埋石图根点等平面控制点标志可采用6 14 “20、长度为30cm40cm的普通钢筋制作，钢筋顶端应锯 + ”字标记，距底端约5cm处 应弯勾状。图2-31瓷质标志（单位：mm）O图2-32金属质标志（单位：mm）OLD2 .平面控制标石埋设二、三等平面控制点标石规格及埋设结构图如图2-33所示，柱石与盘石间应放1cm 2cm厚粗砂，两层标石中心的最大偏差不应超过3mm；四等平

25、面控制点可不埋盘石，柱石 高度应适当加大；一、二级平面控制点标石规格及埋设结构如图2-34所示。JU40图2-33二、三等平面控制点标石埋设图图2-34 、二级平面控制点标石埋设图三、绘制点之记控制点标志埋设结束后需要绘制点之记。点之记是以图形和文字的形式对点位的描述。 点之记中包括的主要内容：点名、点号、位置描述、点位略图及说明、断面图等。四 绘制控制网略图为了更好的了解整个测区控制网点的分布情况，检查控制网的合理性，必须绘制测区控 制网略图。控制网略图要做到随测随绘，也就是，当完成某一等级控制网工作后，在绘图软 件上立即按点的坐标展出，再用相应的线条连接，这样不断的充实完成。当控制测量工作

26、完 成时，控制网略图也响应地绘制完成了。成果提交时，控制网略图也随之一同提交。五控制点标志的委托保管平面控制点埋石结束后需向当地政府办理测量标志委托保管及批准征用土地文件。六上交成果资料(1)测量标志委托保管书及批准征用土地文件。(2)控制点点之记、控制网略图。(3)选点中提供的有关资料(4)选点、埋石工作的技术总结。总结中应简单扼要说明测区的自然地理情况，选点 工作实施情况及对埋石与观测工作的建议；旧标石的利用情况，埋设标石的类型、数量统计; 扼要说明埋石工作情况，埋石中特殊问题及对观测工作的建议等。2.4导线测量的外业观测一、导线测量的主要技术要求L水平角观测的规定(1)水平角观测的技术要

27、求。工程测量规范规定，导线测量中水平角的观测宜用方 向观测法，技术要求见表2-10。表2-10导线测量的主要技术要求等级导线平均测角中测距中测距相测回数方位角导线全长度(km)边长(km)误差 ()误差(mm)对中误 差1级仪器2级 仪器6级 仪器闭合差 ()长相对 闭合差-、迂 二等1431.8201/15000061036匹1/55000四等91.52.5181/8000046561/35000一级40.55151/300002410匹1/15000二级2.40.258151/140001316G1/10000三级1.20.112151/70001224五1/5000注1：表中n为测站数;

28、注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，但最 大长度不应大于表中规定长度的2倍；注3：测角的1、2、6级仪器分别包括全站仪、电子经纬仪和光学经纬仪。(2)水平角观测所使用的全站仪、电子经纬仪和光学经纬仪，应符合以下相关规定：当观测方向不多于3个时，可不归零。当观测方向多于6个时，可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向(其中一个 为共同零方向)。其两组观测角之差，不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最后 结果，应按等权分组观测进行测站平差。各测回间应配置度盘，度盘配置应符合工程测量规范规定。水平角的观测值应取各测回的平均数作为测站成果

29、。三、四等导线的水平角观测，当测站只有两个方向时，应在观测总测回中以奇数测回 的度盘位置观测导线前进方向的左角，以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向右角。左右 角的测回数为总测回数的一半。但在观测右角时，应以左角起始方向为准变换度盘位置，也 可用起始方向的度盘位置加上左角的概值，在前进方向配置度盘。左角平均值与右角平均值 之和与360。之差，不应大于表2-10中相应等级导线测角中误差的2倍。(3)水平角观测的作业要求。仪器或反光镜的对中误差不应大于2mm。水平角观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过1格。四等及以上等级的水 平角观测，当观测方向的垂直角超过30的范围时，宜在测回间重新整置

30、气泡位置。有垂 直轴补偿器的仪器，可不受此款限制。如受外界因素(如地震)的影响，仪器的补偿器无法正常工作或超出补偿器的补偿范 围时，应停止观测。当测站或照准目标偏心时，应在水平角观测前或观测后测定归心元素。测定时，投影 示误三角形的最长边，对于标石、仪器中心的、投影不应大于5mm,对于照准标志中心的投 影不应大于10mm。投影完毕后，除标石外，其他各投影中心均应描绘两个观测方向。角度 元素应量至15秒，长度元素应量至1mm。首级控制网所联测的方向的水平角观测，应按首级网相应等级的规定执行。(4)水平角观测误差超限时，重测要求。一测回内2C互差或同一方向值各测回较差超限时，应重测超限方向，并联测

31、零方向。下半测回归零差或零方向的2C互差超限时，应重测该测回。假设一测回中重测方向数超过总方向数的1/3时，应重测该测回。当重测的测回数超过变形监测控制网是进行建筑物变形观测的依据。由于在工程施工阶段改变了地面的原有 状态，加之建筑物本身的重量将会引起地基及其周围地层的不均匀变化。此外，建筑物本身 及其基础，也会由于地基的变化而产生变形，这种变形，如果超过了某一限度，就会影响 建筑物的正常使用，严重的还会危及建筑物的平安。一些城市过度开采地下水也会引起市 区大范围的地面沉降，从而造成危害。因此，在竣工后的运营阶段，需对大型建筑物或地 表进行变形监测。为此需建立变形观测控制网。由于这种变形的数值

32、一般都很小，为了能 足够精确地测出它们，要求变形观测控制网具有较高的精度。二 作用1 .控制网是进行各种测量工作的基础控制网的建立是为了完成具体测量任务而进行的前期准备工作，为满足地形图测绘需 要，建立测图控制网；为满足施工需要，建立施工控制网；为满足工程运营管理需要，建 立变形监测控制网。2 .控制网具有控制全局作用对测图控制网而言，控制网的作用是控制全局、保证所测的各幅地形图具有足够精 度，能准确拼接成一个整体；对施工控制网而言，其作用是控制全局，保证各建筑物轴线 之间的相互位置具有必要的精度，以满足设计与施工的精度要求。3 .控制网具有限制测量误差的传递与积累的作用建立控制网时所采用的分

33、级布网、逐级控制的原那么，就是从技术上考虑限制测量误差 的传递和与积累。三、 内容控制测量工程按施工过程分为三个阶段：设计阶段、施工阶段和使用阶段。各个阶段 的基本内容为：1 .控制网的设计阶段在控制网的设计阶段，主要工作是对控制网的精度指标、技术流程、工程进度、质量控 制等进行设计。2 .控制网的施测阶段控制网的施测。依据技术设计报告和文件，完成控制网的选点、埋石、外业观测和数据 处理。3 .控制网的使用与维护阶段控制网的使用与维护。主要是对控制网成果进行有效管理，为工程建设工程的后续工作 提供有用资料，并对控制网进行维护，必要时进行复测与补测等。总测回数的1/3时，应重测该站。2 .电磁波

34、测距的规定1）电磁波测距的技术要求利用电磁波测距离进行距离测量，技术要求见表2-1 lo表2.11距离测量的主要技术要求平面控制网 等级仪器精度等 级每边测回数一测回读数 较差（秒）单程各测回 较差（mm）往返测距较 差（mm）往返三等5mm级仪器33572(a+bXD)10mm级仪器44W10W15四等5mm级仪器225710mm级仪器33W10W15一级10mm级仪器2W10W15二、三级10mm级仪器1-W10W15注1：测回是指照准目标一次，读数24次的过程。注2：困难情况下，边长测距可采取不同时间段测量代替往返观测。2）电磁波测距的作业要求（1）测站对中误差不应大于2mm。（2）当观

35、测数据超限时，应重测整个测回，如观测数据出现分群时，应分析原因，采 取相应措施重新观测。（3）四等及以上等级控制网的边长测量，应分别量取两端点观测始末的气象数据，计 算时应取平均值。（4）测量气象元素的温度计宜采用通风干湿温度计，气压表宜选用高原型空盒气压表; 读数前应将温度计悬挂在离开地面和人体1.5m以外阳光不能直射的地方，且读数精确至 0.2；气压表应置平，指针不应滞阻，且读数精确至50Pa。（5）当测距边用电磁波测距三角高程测量方法测定的高差进行修正时，垂直角的观测 和对向观测高差较差要求，可按工程测量规范中五等电磁波测距三角高程测量的有关规 定放宽1倍执行。（6）每日观测结束，应对外

36、业记录进行检查。当使用电子记录时，应保存原始观测数 据，打印输出相关数据和预先设置的各项限差。3.精密导线测量记录要求（1）对于观测人员所报出的读数，记录员应复述再记录。（2）每一测站应于现场记录所有的记录工程，包括文字工程和数据，不可缺项。（3）迁站时应检查记录数据的完整性，检核无超限后方可迁站。（4）记录字体的高度应稍大于记录表格的一半。（5）对于原始记录的数据，不可擦、涂、挖、贴，不可转抄、改字。（6）不管什么原因，数据的末位不能更改，其他数位出现错误可以划改，并加备注。（7）不可连环涂改数据。所谓连环涂改，就是同时更改了一个测站（测回）两个相关 的数据，或是同时更改了某个观测数据和用此

37、观测数据通过计算而得到的计算数据。二、导线测量的外业观测工作.水平角观测水平角观测时宜采用方向观测法，当方向数不多于3个时，可不归零。各测回间度盘和 测微器应配置正确的初始位置。1 .导线边的测量导线边的测量宜采用中、短程红外测距仪。中、短程的划分，短程为3km以下；中程 为315 km。电磁波测距仪按标称精度分级，当测距长度为1km时，仪器精度分别为：I 级：|mD|5mm；II 级：5mm|mD| 1 Omm；III 级：10mm|mD|20mmo新工程测量规范对电磁波测距仪测距精度的等级分为：5毫米级和10毫米级两种。（1）电磁波测距仪及辅助工具的检校，应符合如下规定：对于新购置或经大修

38、后的测距仪，应进行全面检校。测距使用的气象仪表，应送气象部门按有关规定检测。当在高海拔地区使用空盒气压计时，宜送当地气象台（站）校准。（2）测距作业应符合以下要求：测距时应在成像清晰和气象条件稳定时进行，雨、雪和大风等天气不宜作业，不宜顺 光、逆光观测，严禁将测距仪对准太阳。当反光镜背景方向有反射物时，应在反光镜后遮上黑布作为背景。测距过程中，当视线被遮挡出现粗差时，应重新启动测量。当观测数据超限时，应重测整个测回。当观测数据出现分群时，应分析原因，采取相 应措施重新观测。温度计宜采用通风干湿温度计，气压表宜采用高原型空盒气压计。当测量四等及以上的边长时，应量取两端点的测边始末的气象数据，计算

39、时应取平均 值。测量温度时应量取空气温度，通风干湿温度计应悬挂在离开地面和人体L5m以外的地 方，其读数取值精确至0.2。气压表应置平，指针不能滞阻，其读数取值精确至50Pa。当测距边用三角高程测定的高差进行倾斜修正时，垂直角的观测和对向观测较差要 求，可按五等三角高程测量的有关规定放宽1倍执行。测距宜选在日出后1小时或日落前1小时左右的时间内观测。2.5导线测量的概算与外业验算一、导线测量的概算1 .概算工作的准备概算工作前需要必要的准备工作，主要包括：1）外业成果资料的检查（1）观测手簿检查：包括水平方向手簿、边长观测手簿。检查原始数据是否清晰，运 算是否准确并合乎要求，各项限差是否满足相

40、应的规定，度盘位置是否正确，测站点和观测 点气温、气压是否明确记载，各项注记是否齐全（2）观测记簿检查：全面核对记簿和手簿有关内容是否有过失，成果的取舍和重测是 否合理，分组观测是否合乎要求，测站平差是否正确。（3）仪器检查资料及其他：检查仪器检查工程、方法及次数是否符合规定，计算是否 正确，检查结果是否满足限差要求，点之记注记是否完整，觇标及标石委托保管书有无遗漏。2）数据表和控制网略图的编制对数据编制数据表。编制时，应对资料的来源、精度等情况认真分析，并在表中加以说明。为了满足概算和以后平差计算的需要，还应绘制导线网略图。略图比例尺不做 要求，但应清晰、美观、实用。2 .导线测量的概算1）

41、近似边长的计算对于三角网，须从边（或观测边）开始，按正弦公式计算边长，如图2-35所示，b 为边，那么a、c的计算公式如下：ba =sinAsinBsinB(2-53)图2-35三角形近似边长的计算对于测边网，那么首先要有观测角度近似值，以便推算方向近似值，角度A的计算按余 弦公式计算，公式如下：b2 +c2 -a2A = arccos(2-54)(2-54)2bc对于边角网（含导线网），由于观测元素是所有的边长和角度，所以无需进行近似边长 的计算。2）近似坐标的计算为了计算近似子午线收敛角（为求近似大地方位角用）及方向改化和距离改化，须计算 各控制点的近似坐标。坐标的计算有两种公式：（1）变

42、形戎格公式：(2-55)XCtg2 + 才2。方gl Pl + 2ctg + ctg2Pl。方g2 + /2。方白1 + X)ctg + ctg2三角形编号如图2-36所示，1、2为点，3为待求点。3图2-36应用变形戎格公式的角度编号(2)坐标增量公式:X2=X + NX、?=才1 + D2 COS T2 =Pi + D；2 sinTj；(2-56)式中，D%为近似平面边长；El为近似坐标方位角。3 .方向观测值的归算导线测量中的方向观测值通常需要归算至高斯平面，这要分两步进行。1)将地面上的方向观测值归算至椭球面将地面上的方向观测值归算至椭球面，需要加入“三差改正”，即垂线偏差改正、标高

43、差改正和截面差改正。对于三等及以下等级的工程测量平面控制网，由于边长较短、精度较 低，一般无需加“三差改正”，即直接把地面观测方向值看作椭球面上观测方向值。2)将椭球面上的方向观测值归算至高斯平面将椭球面上的方向观测值对算至高斯平面需要加入“方向改正”，方向改正的计算公式 见式(2-57)。品=焉(%-%2)/”/=标。2-ZKm(2-57)式中，X、y均为近似值，且ym=(yi+y2)/2, Rm为1、2两点中心处在参考椭球面上的平均曲 率半径(m)o4 .边长观测值的改化边长观测值的改化主要参见精密测距仪器及距离测量之测距成果的归算。二、导线测量的验算1 .计算导线方位角条件和环形条件闭合

44、差为了检核角度的观测质量，如导线产生方位附合条件就要计算方位角条件闭合差。如观 测角度为其公式如下：=T二+%：+n-180。(258)_，ff按上式计算得力值，对于三等、四等和一级导线，分别不能超过3册、土5G 和，10Vn。当导线构成闭合环时，环形闭合差可按下式计算:=范 5-2).180。(2-59)式中，/为闭合环内角个数。环形闭合差的限值为:A 环 Q 2Km0(2-60)2 .计算导线测角中误差三、四等导线，应按左、右角进行测量，此时导线的测角中误差按下式计算:AA2n-(2-61)式中，为测站圆周角闭合差（ ）；n为的个数。当导线网内有多个方位符合条件时，可按方位角条件闭合差计算

45、测角中误差:(2-62)式中，介为符合导线或闭合导线环的方位角闭合差（）；n为计算力时的测站数；N为力 的个数。测角中误差不应超过相应等级测角中误差的标称值。3 ,测距边单位权中误差(2-63)(2-63)Pdd2n式中，为单位权中误差；d为各边往、返距离的较差（mm）； n为测距边数；P为各边距 离的先验权，其值为1/吊，%为测距的先验中误差，可按测距仪器的标称精度计算。4 .任一边的实际测距中误差(2-64)式中，加。，为第i边的实际测距中误差（mm）； 为第i边距离测量的先验权。5 .平均测距中误差当网中的边长相差不大时，可按下式计算平均测距中误差：(2-65)式中，加。为平均测距中误差

46、（mm）。三、导线测量的平差计算1 .平差易软件进行导线平差的流程用平差易软件进行控制网平差的过程包括：(1)控制网数据录入。(2)坐标推算。(3)坐标概算。(4)选择计算方案。(5)闭合差计算与检核。(6)平差计算。(7)平差报告的生成和输出。2 .操作步骤利用平差易软件进行导线平差的过程如下：第一步：录入原始数据。在平差易软件中输入以上数据。根据控制网的类型选择数据输入格式，此控制网为边角网，选择边角格式。在观测信息区中输入每一个测站点的观测信息，为了节省空间只截取观测信息的局部表 格不意图。需要注意的是：(1)数据为空或前面已输入过时可以不输入(对向观测例外)。(2)在电子表格中输入数据时，所有零值可以省略