第六章 小地区控制测量.ppt

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1、第六章第六章 小地区控制测量小地区控制测量6.1 6.1 控制测量概述控制测量概述6.2 6.2 导线测量导线测量6.3 6.3 交会定点交会定点6.4 6.4 高程控制测量高程控制测量6.5 6.5 GPSGPS控制测量简介控制测量简介 控制测量为建立测量控制网而进行的测量工作。用较高精度测定控制点的相对位置（平用较高精度测定控制点的相对位置（平面位置与高程）的工作。面位置与高程）的工作。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。作用：可控制全局；为减少误差累积；6.1 6.1 控制测量概述控制测量概述 控制测量的原则：1、分级布网、逐级控制；（

2、由高级到低级）2、要有足够的精度；3、要有足够的密度；4、要有统一的规格。内容：平面控制、高程控制。一、平面控制测量一、平面控制测量确定控制点平面位置的工作。国家平面控制网国家平面控制网城市平面控制网城市平面控制网小地区平面控制网小地区平面控制网 常规方法：三角测量、导线测量 平面控制网：国家控制网国家控制网 一等三角锁一等三角锁200Km200Km200Km200Km国家控制网国家控制网二等连续网二等连续网城市平面控制网：城市平面控制网：二、三、四等网。二、三、四等网。一、二级小三角网、小三边网。一、二级小三角网、小三边网。一、二、三级导线网。一、二、三级导线网。图根控制网（导线网、交会定点

3、）。图根控制网（导线网、交会定点）。城市导线网城市导线网小地区范围：面积在小地区范围：面积在15km15km以内以内。为大比例尺测图和工程建设而建立的为大比例尺测图和工程建设而建立的 平面控制网。平面控制网。一般采用小三角网或相应等级的导线网。一般采用小三角网或相应等级的导线网。包括：包括：首级控制网、图根控制网首级控制网、图根控制网二、高程控制测量二、高程控制测量 布设原则：由高级到低级、从整体到局部。布设原则：由高级到低级、从整体到局部。国家高程控制网：一、二、三、四等。国家高程控制网：一、二、三、四等。城市高程控制网：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

4、及图根水准。小地区高程控制网：三、四等及图根水准。各级各级高程控制网均采用高程控制网均采用水准测量、水准测量、高山地区可采用高山地区可采用三角高程测量三角高程测量。国国家家高高程程控控制制网网一、导线测量概述一、导线测量概述 1 1 1 1导导导导线线线线 将将将将测测测测区区区区内内内内相相相相邻邻邻邻控控控控制制制制点点点点连连连连接接接接成成成成直直直直线线线线而而而而构构构构成的折线称为导线。成的折线称为导线。成的折线称为导线。成的折线称为导线。2 2 2 2导导导导线线线线点点点点，导导导导线线线线边边边边构构构构成成成成导导导导线线线线的的的的各各各各点点点点称称称称导导导导线线线

5、线点点点点，折线边称为导线边。折线边称为导线边。折线边称为导线边。折线边称为导线边。3 3 3 3导导导导线线线线测测测测量量量量测测测测定定定定各各各各转转转转角角角角，各各各各边边边边，根根根根据据据据起起起起算算算算数数数数据据据据和一定的几何关系推出各点的坐标。和一定的几何关系推出各点的坐标。和一定的几何关系推出各点的坐标。和一定的几何关系推出各点的坐标。4 4 4 4导导导导线线线线类类类类型型型型按按按按使使使使用用用用仪仪仪仪器器器器和和和和量量量量边边边边工工工工具具具具不不不不同同同同分分分分为为为为：钢钢钢钢尺尺尺尺量量量量距距距距导导导导线线线线，视视视视距距距距导导导导

6、线线线线，（罗罗罗罗盘盘盘盘导导导导线线线线，视视视视差差差差导导导导线线线线），电磁波测距导线电磁波测距导线电磁波测距导线电磁波测距导线 5 5 5 5导导导导线线线线布布布布设设设设形形形形式式式式是是是是根根根根据据据据测测测测区区区区的的的的情情情情况况况况和和和和精精精精度度度度要要要要求求求求而定。而定。而定。而定。6.2 6.2 导线测量导线测量二、导线的布设形式与等级二、导线的布设形式与等级 1、导线的布设形式：、导线的布设形式：附合导线、闭合导线、支导线。附合导线、闭合导线、支导线。AB1DC23AB12345附合导线附合导线闭合导线闭合导线BA12支导线支导线2、各级导线技

7、术要求、各级导线技术要求（）钢尺量距各级导线的主要技术要求（）钢尺量距各级导线的主要技术要求等级等级附合导附合导线长度线长度（kmkm）平均边平均边长长（mm）测角测角中误中误差差 测回数测回数角度闭合角度闭合差差 导线全导线全长相对长相对闭合差闭合差DJ6DJ6DJ2DJ2一级2.52.52502505 54 42 21/100001/10000二级1.81.81801808 83 31 11/70001/7000三级1.21.212012012122 21 11/50001/5000图根1.0M1.0M1.51.5测图最测图最大视距大视距20201 11/20001/2000注：表中注：表

8、中n n为测站数，为测站数，MM为测图比例尺的分母为测图比例尺的分母（）（）城市导线及图根导线的主要技术要求城市导线及图根导线的主要技术要求1:2千千6030图根图根1:6千千151201.52412三级三级1:1万万152002.4168二级二级1:1.4万万153003.6105一级一级全长相对全长相对中误差中误差测距中测距中误差误差(mm)平均平均边长边长(m)附合导附合导线长度线长度(km)方向角方向角闭合差闭合差()测角测角中误中误差差()等级等级1 1 1 1、踏勘选点及建立标志、踏勘选点及建立标志、踏勘选点及建立标志、踏勘选点及建立标志 （）选点要求：（）选点要求：（）选点要求：

9、（）选点要求：相邻点间通视良好，地势平坦，便于测角和相邻点间通视良好，地势平坦，便于测角和量距；量距；点位应选在土质坚硬外，便于保存和安置仪点位应选在土质坚硬外，便于保存和安置仪器；器；视野开阔，便于施测碎部；视野开阔，便于施测碎部；导线各边的长度应大致相等不能大于导线各边的长度应大致相等不能大于0.70.7倍，倍，平均边长见表所示，全长也有要求；平均边长见表所示，全长也有要求；导线应有足够的密度，分布较均匀，便于控导线应有足够的密度，分布较均匀，便于控制整个地区。制整个地区。三、三、导线测量的外业工作导线测量的外业工作（）建立标志（）建立标志混凝土桩（永久性）混凝土桩（永久性）木桩（临时性）

10、木桩（临时性）点之记点之记2.导线边长测量光电测距（测距仪、全站仪）、钢尺量距 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。河河EFGHPb改正内角,再计算FG边的边长：时时3.3.导线转折角测量导线转折角测量 一般采用一般采用J6J6经纬仪测回法测量，两个以上方向经纬仪测回法测量，两个以上方向组成的角也可用方向法。组成的角也可用方向法。导线转折角有导线转折角有左角左角和和右角右角之分。之分。当与高级控制点连测时，需进行连接测量。当与高级控制点连测时，需进行连接测量。NBA32154三、导线测量的内业计算三、导线测量的内业计算 计算步骤：计算步骤：(1)计算角度闭合差计算角度闭合差

11、f并进行调整；并进行调整；(2)推算各边的坐标方位角；推算各边的坐标方位角；(3)计算各边的坐标增量计算各边的坐标增量 X、Y：(4)计算纵、横坐标增量闭合差计算纵、横坐标增量闭合差 fX、fY 和导线和导线全长闭合差全长闭合差 fD 及相对误差及相对误差 K，并进行增量闭合差调，并进行增量闭合差调整：整：(5)计算各导线点的坐标计算各导线点的坐标 Xi，Yi。1.1.坐标计算公式：坐标计算公式：（1 1）坐标正算（由坐标正算（由、D，求求 X X、Y Y）已知A（），求B点坐标 。OyxAB注：计算出的 AB，应根据X、Y的正负，判断其所在的象限。（2 2）坐标反算（由坐标反算（由X X、Y

12、 Y，求求、D，）OyxAB已知A（、B(）求求求 。2、附合导线的计算 如图，如图，A A、B B、C C、D D是已知点，起始边的是已知点，起始边的方位角方位角 和终止边的方位角和终止边的方位角 为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。为已知。外业观测资料为导线边距离和各转折角。D4231CABD4231CA（1）计算角度闭合差：如图：以右转折角为例 计算 。一般公式：同理：以左角计算+）B B即：（各级导线的限差见规范）检核：（2）闭合差分配（计算角度改正数）：式中：n 包括连接角在内的导线转折角数（3）计算改正后的角度改：计算检核条件：（4）推算各边的坐标方位角：（用改正后的改）计

13、算出的计算出的 ，否则，需重算否则，需重算。（5）计算坐标增量X、Y：（6）计算坐标增量闭合差：由于由于fx fx ；fyfy存在存在,使导线使导线 不闭合在不闭合在C C点上而是闭合点上而是闭合 在在CC点，其产生差值点，其产生差值C CC C长度称为导线全长闭合差长度称为导线全长闭合差几何意义几何意义如图所示。如图所示。导线全长闭合差导线全长闭合差 f f值与导线总长值与导线总长S S的比值的比值T T称为导线全长相对称为导线全长相对闭合差闭合差 （7）分配闭合差 ：检核条件：检核条件：检核条件：检核条件：（8）计算改正后的坐标增量：检核条件：检核条件：检核条件：检核条件：（9）计算各导线

14、点的坐标值：依次计算各导线点坐标，依次计算各导线点坐标，最后推算出的终最后推算出的终最后推算出的终最后推算出的终 点点点点C C C C的坐标，应和的坐标，应和的坐标，应和的坐标，应和C C C C点已知坐标相同。点已知坐标相同。点已知坐标相同。点已知坐标相同。例：例：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向前进方向 如图，如图，A A、B B、C C、D D是已知点，外业观测资料为导是已知点，外业观测资料为导 线边距离和各转折角见图中标注。线边距离和各转折角见图中标注。205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56

15、175 31 25214 09 331256 07 44-13-13-13-13-13-12-77205 36 35290 40 42202 46 55167 21 43175 31 12214 09 201256 06 25236 44 28211 07 53100 27 1177 40 1690 18 3394 47 2160 38 01125.3698.71114.63116.44156.25641.44 +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

16、.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点点号号观测角观测角（右角）（右角）改改正正数数 改正角改正角 A1B234CD辅辅助助计计算算坐标坐标方位角方位角 距离距离 D m点点号号A1B234CD增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym1536.86 837.541429.59 772.711411.70 869.811442.621011.081442.02 11

17、27.501429.021283.17-107.843.3.闭合导线的计算闭合导线的计算 闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，闭合导线的计算步骤与附合导线基本相同，需要强调以下两点：需要强调以下两点：(1)(1)角度闭合差的计算角度闭合差的计算n n边形闭合导线内角和的理论值应为边形闭合导线内角和的理论值应为：（2 2）坐标增量闭合差的计算）坐标增量闭合差的计算根据闭合导线本身的特点根据闭合导线本身的特点：理论上理论上实际上实际上北北214378.16m105.22m129.34m80.18m辅辅助助计计算算点点号号观测角观测角（右角）（右角）改改正正数数 改正角改正角 1234坐标坐标方位

18、角方位角 距离距离 D m点点号号1234增量计算值增量计算值改正后增量改正后增量坐标值坐标值x my mx my mxmym1212闭闭 合合 导导 线线 坐坐 标标 计计 算算 表表107 48 3089 36 3089 33 5053 18 43125 30 0073 00 20+13+13+12+12+50359 59 10107 48 4373 00 3289 34 0289 36 43360 00 00125 30 00306 19 15215 53 17105.2280.18129.3478.16392.90 -0.02-61.10 -0.02+47.90 -0.03+76.61

19、 -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+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.00四、城市图根导线测量的特点四、城市图根导线测量的特点 及注意事项及注意事项 图根控制点 直接用于测绘地形图的控制点。图根控制测量 测定图根点平面位置和高 程的工作。由于城市街区道路较多，所以图根控制 宜采用导线测量，在高级

20、控制点基础上 进一步加密。图根支导线测量时，用图根支导线测量时，用DJDJ6 6经纬仪对左、右经纬仪对左、右折角各测一测回，并应满足折角各测一测回，并应满足 ，边长往返丈量，边长往返丈量，K1/3000.K1/3000.图根支导线平均边长及边数图根支导线平均边长及边数测图比例尺测图比例尺平均边长平均边长/m/m导线边数导线边数1:5001:5001001002 21:10001:10001501502 21:20001:20002502502 21:50001:50003503504 4 利用电磁波测距仪和电子全站仪，采用极 坐标法布设图根点。其中测角的方向较差不应超过30，边长应遵循下表规定

21、。比例尺比例尺边长边长/m/m1:5003001:10005001:20007001:50001000电磁波测距仪极坐标法边长 分为测角交会和距离交会两类。BAPAAB CAB前方交会前方交会DaDbP距离交会距离交会后方交会后方交会BP侧方交会侧方交会6.3 6.3 交会定点交会定点一、前方交会一、前方交会1.基本公式（余切公式）BAP当A、B、P逆时针编号时：当A、B、P顺时针编号时：2、计算实例 为了提高精度，通常在三个已知点上进行观测，得到P点的两组坐标，其点位较差为：前方交会计算实例前方交会计算实例点名点名x观观 测测 角角yAPBxAxBBPC中数中数略略图图辅辅助助计计算算xPx

22、BxCxPxPAB2 21 1C1 12 2P1 11 12 22 2yAyByPyByCyPyP37477.5437327.2037194.57437327.2037163.6937194.5437194.5616307.2416078.9016226.4216078.9016046.6516226.4216226.424041577519025811335690623二、后方交会二、后方交会1.1.基本公式（仿权公式）基本公式（仿权公式）式中：式中：ABCCBA注意事项：注意事项：1 1）、必须分别与必须分别与A A、B B、C C的按上图所示关的按上图所示关系对应，这三个角可按方向观测法

23、获得，其总和应等系对应，这三个角可按方向观测法获得，其总和应等于于360360。2 2）A A、B B、C C为三个已知点构成的三角形内角，为三个已知点构成的三角形内角，其值根据三条已知边的方位角计算。其值根据三条已知边的方位角计算。3 3）如出现上图（）如出现上图（b b）的情况，计算时）的情况，计算时、均均以负值代入计算。以负值代入计算。4 4）P P点不能位于或接近三个已知点的外接圆（危险点不能位于或接近三个已知点的外接圆（危险圆）上，否则圆）上，否则P P点坐标为不定解或计算精度低。点坐标为不定解或计算精度低。48GPS定位的基本原理定位的基本原理 1 1、绝对定位的原理绝对定位的原理 空间距离后方交会（三球交会）空间距离后方交会（三球交会）原理原理 在在空空间间若若有有三三个个已已知知三三维维坐坐标标的的卫卫星星，若若观观测测得得到到了了某某未未知知位位置置的的接接收收机机(设设坐坐标标为为（x,y,zx,y,z）)相相对对于于这这三三个个已已知知点点的的空空间间距距离离 ，则则根根据据以以下下方方程程即即可可推推算算出出未未知知点点的的三三维坐标：维坐标：式式中中坐坐标标为为某某地地球球空空间间直直角角坐坐标标系系中中坐坐标标，一一般般为为WGS-84系统坐标。系统坐标。49空间距离交会原理图空间距离交会原理图