《小地區(qū)控制測量》PPT課件.pptVIP

第六章 小地區(qū)控制測量 第一節(jié) 控制測量概述 地形測圖和地籍測量，實際上就是測定地面上各個特征點位置的工作。都需要遵循從控制到碎部的基本原則。 在測區(qū)內(nèi)選擇若干個具有控制意義的點，稱為控制點。由控制點組成一定的幾何圖形，稱為測量控制網(wǎng)。 用較精密的儀器和方法來測定控制網(wǎng)中的角度，邊長和高差，通過計算，求得各控制點的平面位置和高程，這部分工作稱為控制測量。,以控制點為測站，測定其周圍地形特征點或界址點的位置，從而得到具有統(tǒng)一精度的地形圖或地籍圖，這部分工作稱為碎部測量（或稱為細(xì)部測量）。,一、平面控制測量,控制測量分為平面控制測量、高程控制測量和三維控制測量。,測定控制點平面位置的工作，稱為平面控制測量，平面控制網(wǎng)是某參考面上，由相互聯(lián)系的平面控制點所構(gòu)成的測量控制網(wǎng)。范圍較小時（一般半徑小于10km），可把參考面看作平面，通常情況下是指參考橢球面。,在已有基本控制網(wǎng)的地區(qū)測繪大比例地形圖，應(yīng)進(jìn)一步加密，以此測定測繪地形圖所需直接使用的控制點，稱為圖根點。,二、高程控制測量,測定控制點高程的工作，稱為高程控制測量，主要用水準(zhǔn)測量的方法實施，但在高差大的山區(qū)則用三角高程測量的方法。,在我國全國范圍內(nèi)，根據(jù)從高級到低級，分級布網(wǎng)，逐級控制的原則，已布設(shè)了一、二、三、四各個等級的三角網(wǎng)、水準(zhǔn)網(wǎng)，這些國家控制網(wǎng)的各控制點的坐標(biāo)、高程，作為地形測量和工程建設(shè)的依據(jù)。 在進(jìn)行局部地區(qū)測量時，一般要求與國家控制網(wǎng)系統(tǒng)連接統(tǒng)一，當(dāng)國家控制點離測區(qū)較遠(yuǎn)，或不易尋找時，在不影響測繪和工程需要的前提下，可暫不與國家控制網(wǎng)相連，這種不與國家控制網(wǎng)連接的控制網(wǎng)，稱獨立控制網(wǎng)，采用假定坐標(biāo)系統(tǒng)。,第二節(jié) 控制測量外業(yè)工作,一、平面控制網(wǎng)的布設(shè)形式 依控制網(wǎng)在空間布置的幾何圖形，平面控制網(wǎng)分成三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)兩種基本形式。 （一）三角網(wǎng) 在地面上選擇一系列彼此通視的控制點，把它們用三角形的形式聯(lián)接起來，構(gòu)成三角網(wǎng)。傳統(tǒng)的三角測量，是高精度地量測極少量的邊長，觀測各三角形內(nèi)角，再通過起始點坐標(biāo)，起始邊的方位角，推算出各邊的邊長和方位角，然后計算出各控制點平面位置。,（二）導(dǎo)線網(wǎng) 在地面上選定一系列的點，依相鄰次序聯(lián)成折線，這就是導(dǎo)線。觀測各條邊長及其折角，再通過起始點的坐標(biāo)、起始邊方位角推算出各邊的方位角和各控制點坐標(biāo)。,1、閉合導(dǎo)線,2、附合導(dǎo)線 如下圖所示，由某一已知點A出發(fā)，經(jīng)過1，2，3等導(dǎo)線點后終止于另一個已知點C，稱為附合導(dǎo)線。,3、支導(dǎo)線： 從某一已知點起，支出12個點，既不閉合到原來的已知點，也不附合到另一個已知點，這條折線，稱為支導(dǎo)線。由于支導(dǎo)線缺乏檢核，一般規(guī)定支導(dǎo)線不得超過2個點。,三、導(dǎo)線測量的外業(yè)工作,1、導(dǎo)線布設(shè)形式的選擇 2、導(dǎo)線點的選擇與標(biāo)定 選點時應(yīng)注意如下幾點： （1）、相鄰導(dǎo)線點通視應(yīng)良好，地面堅實平坦，便于量距、測角。 （2）、導(dǎo)線點應(yīng)選在視野開闊，有一定控制意義的地方，便于施測碎部。 （3）、相鄰導(dǎo)線邊長度不宜相差懸殊，相鄰導(dǎo)線邊長度之比應(yīng)不超過3。根據(jù)測圖比例尺需要，一組導(dǎo)線平均邊長為120米，二級導(dǎo)線平均邊長為70米。,3、量距 用檢定過的鋼尺，往返丈量各導(dǎo)線邊水平距離各一次 。也可用光電測距儀測定。,4、測角 對閉合導(dǎo)線一般測內(nèi)角，對附合導(dǎo)線可依觀測前進(jìn)方向的左角（或右角）。用DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀觀測一個測回，兩半測回之差不應(yīng)超過40，對中誤差在2mm之內(nèi)，角度閉合差在限差范圍之內(nèi)。 為推算各導(dǎo)線邊方位角，在導(dǎo)線與高級控制點連接時，要加測連接角，若導(dǎo)線為獨立系統(tǒng)，則需用羅盤儀或其它方法測定起始邊方位角。,第三節(jié) 導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)工作,導(dǎo)線測量外業(yè)工作結(jié)束以后，全面檢查外業(yè)記錄，計算無誤的情況下，繪制導(dǎo)線草圖、注明導(dǎo)線點號、實測的轉(zhuǎn)換角值、邊長、起始邊方位角和起始點的坐標(biāo)，進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算。,一、導(dǎo)線坐標(biāo)計算的概念,坐標(biāo)正算:,坐標(biāo)反算,二、閉合導(dǎo)線坐標(biāo)計算,(一)將檢核過的已知數(shù)據(jù)填入表格。,（二）角度閉合差及其調(diào)整 閉合導(dǎo)線內(nèi)角和在理論上應(yīng)滿足： 理（n2）180 （n為導(dǎo)線內(nèi)角個數(shù)） 測得的導(dǎo)線內(nèi)角總和與理論的內(nèi)角總和之差，稱為角度閉合差，以f 表示 f 測 理 角度閉合差容許值一般規(guī)定為： （n為內(nèi)角個數(shù)）,若|f|f容|，則按下列原則進(jìn)行調(diào)整。各角的調(diào)整值稱為改正數(shù)。 （1） 符號相反，改正數(shù)的符號與閉合差的符號相反。 （2） 平均分配，將閉合差基本上平均分配到各個角。,有余數(shù)時，短邊所夾的角可考慮多分配一些，并適當(dāng)湊整,(三)坐標(biāo)方位角的推算,根據(jù)已知邊的坐標(biāo)方位角和測得的連接角推算起始邊的坐標(biāo)方位角：,。,A1 BA180 再根據(jù)起始邊坐標(biāo)方位角，推算其它各邊的坐標(biāo)方位角： 12 A11801 23 121802 34 231803 4A 341804,A1 4A180A,注：上式中的i均是改正后的內(nèi)角，最后重新推算出的起始邊坐標(biāo)方位角A1 ，應(yīng)與原來的數(shù)值相等，以檢查計算上有無錯誤。若算得的各邊坐標(biāo)方位角超過360時，應(yīng)減去360；不夠減時，應(yīng)加上360再減。 上面推算是按逆時針方向進(jìn)行的，各內(nèi)角為左角，故可寫與一般式為： n,n+1 n-1,n180n 即前一邊的坐標(biāo)方位角等于后一邊的坐標(biāo)方位角加左角減180。,若按順時針方向進(jìn)行推算，轉(zhuǎn)折角變?yōu)橛医?，則公式可寫成： n,n+1 n-1,n180n (四)坐標(biāo)增量的計算 兩點坐標(biāo)之差稱為坐標(biāo)增量。,XAB DABcos(AB) YAB DABsin(AB) 坐標(biāo)增量的符號由坐標(biāo)方位角所在象限的正弦、余弦函數(shù)值符號所決定。,(五)坐標(biāo)增量閉合差的計算及其調(diào)整 從解析幾何可知閉合多邊形縱、橫坐標(biāo)增量的代數(shù)和在理,論上應(yīng)各等于零。即： X理0 Y理0,但由于存在誤差，一般縱、橫坐標(biāo)增量總和都不等于零，而等于某一數(shù)值，即：,X測fX Y測fY 式中fX 、fY分別稱為縱、橫坐標(biāo)增量閉合差，則導(dǎo)線全長閉合差為：,坐標(biāo)增量閉合差,若以fD除以導(dǎo)線全長D，即得相對閉合差K，以分子為1的形式表示為：,相對閉合差一般要求不大于1/2000。 坐標(biāo)增量閉合差的調(diào)整方法：將fX、fY改變符號，與邊長成比例分配到各坐標(biāo)增量上，此值稱為增量改正數(shù)，其一般式為：,縱、橫坐標(biāo)增量改正數(shù)的總和，應(yīng)等于坐標(biāo)增量閉合差，而符號相反，因湊整誤差而引起的不等，可適當(dāng)調(diào)整增量的改正值，使之相等，即：,改正后的坐標(biāo)增量分別為： XiXi測VXi YiYi測VYi (六)導(dǎo)線點坐標(biāo)的計算 根據(jù)起始點坐標(biāo)和改正后的坐標(biāo)增量，依次推算各未知點坐標(biāo)。即：,最后推算回到起始點的坐標(biāo)應(yīng)與原坐標(biāo)值完全相等，此作為坐標(biāo)值計算校核。,例:,三、附合導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算 附合導(dǎo)線的計算，原則上與閉合導(dǎo)線相同，但有兩點不同： 1、角度閉合差的計算 附合導(dǎo)線的角度閉合差要用推算坐標(biāo)方位角的方法來計算。,附合導(dǎo)線計算原理,A1 MAA180 12 A11180 2B 122180 ）BN 2BB180 BN MA4180 寫成一般式為： 終始（n2）180 式中n為待求導(dǎo)線點點數(shù)，2為連接角數(shù)。 則角度閉合差： f終終 （n2）180 始 終 角度閉合差容許值為：f容,2、坐標(biāo)增量閉合差的計算 附合導(dǎo)線各邊的縱、橫坐標(biāo)增量的代數(shù)和在理論上應(yīng)等于起、終兩個已知點的坐標(biāo)增量（即坐標(biāo)差）。即： X測XBXA（XAB） Y測YBYA（YAB） 附合導(dǎo)線坐標(biāo)增量閉合差為： fX X測 XAB fY Y測 YAB,第四節(jié) 高程控制測量 高程控制的主要形式是水準(zhǔn)網(wǎng)，一般在測區(qū)內(nèi)進(jìn)行三、四等水準(zhǔn)測量，然后以三、四等水準(zhǔn)點為起標(biāo)點，沿三角點、圖根點進(jìn)行圖根水準(zhǔn)測量，測出各控制點的高程。 一、四等水準(zhǔn)測量 （一）主要技術(shù)要求 四等水準(zhǔn)測量的精度要求高于普通水準(zhǔn)測量，其形式可以布設(shè)成閉合或附合路線，總長度不超過16Km，一般要求每隔1Km埋設(shè)一個水準(zhǔn)點，每站最大視線長度為100m，前后視距差小于3m，其視距累積差小于10m，紅黑面讀數(shù)差為3mm，黑面與紅面高差之差不,大于5mm，最后的高差閉合差為 或 （山區(qū)），式中L為路線全長，以公里計，n為測站數(shù)。,(二) 三、四等水準(zhǔn)測量的方法 三、四等水準(zhǔn)測量觀測應(yīng)在通視良好、望遠(yuǎn)鏡成像清晰及穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。下面介紹雙面尺法的觀測程序。,1) 一站觀測順序, 在測站上安置水準(zhǔn)儀，使圓水準(zhǔn)氣泡居中，后視水準(zhǔn)尺黑面，用上、下視距絲讀數(shù)，記入 (1)、(2)位置；旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中，用中絲讀數(shù)，記入中(3)位置。 前視水準(zhǔn)尺黑面，用上、下視距絲讀數(shù)，記入表中(4)、(5)位置；旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中，用中絲讀數(shù)，記入表中(6)位置。 前視水準(zhǔn)尺紅面，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中，用中絲讀數(shù)，記入表中(7)位置。 后視水準(zhǔn)尺紅面，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中，用中絲讀數(shù)，記入表中(8)位置。 以上觀測順序簡稱為后、前、前、后。,2) 一站計算與檢核 視距計算與檢核 根據(jù)前、后視的上、下絲讀數(shù)計算前、后視的視距(9)和(10)： 后視距離(9)=(1)-(2)10 前視距離(10)=(4)-(5)10 計算前、后視距差(11)：(11)=(9)-(10) 對于三等水準(zhǔn)， (11)不超過3m，對于四等水準(zhǔn)，(11)不超過5m。,計算前、后視視距累積差(12)： (12)=上站(12)+本站(11) 對于三等水準(zhǔn)， (12)不超過6m，對于四等水準(zhǔn)，(12)不超過10m。 水準(zhǔn)尺讀數(shù)檢核 同一水準(zhǔn)尺黑面與紅面讀數(shù)差的檢核： (13)=(6)+K-(7) (14)=(3)+K-(8) K為雙面水準(zhǔn)尺的紅面分劃與黑面分劃的零點差,(13)、(14)不超過2mm，對于四等水準(zhǔn)，(13)、(14)不超過3mm。 高差計算與檢核 按前、后視水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)分別計算一站高差：黑面高差(15)=(3)-(6)1000 紅面高差(16)=(8)-(7)1000 紅黑面高差之差(17)=(15)-(16)0.1=(14)-(13) 對于三等水準(zhǔn)， (17)不超過3mm，對于四等水準(zhǔn)，(17)不超過5mm。 紅、黑面高差之差在容許范圍以內(nèi)時，取其平均值作為該站的觀測高差： (18)= (15)+(16)/2,二、三角高程測量 在山區(qū)或丘陵地帶采用三角高程測量能加快測量速度，而且也能滿足一定的精度要求，因此在地形測量中廣泛地使用三角高程測量作高程控制測量。 （一）三角高程測量的原理,三角高程測量原理,如圖示，已知地面上A、B兩點間的水平距離D，A點的高程HA，觀測豎角，求B點高程HB，量得儀器高為I，目標(biāo)高為b，則HBHAhAB,而： hAB=Dtgib Dtg以h表示，稱為初算高差，所以 HBHAhib 若以三角高程測量方法來建立高程控制點，除了起始點高程（如A點高程HA），必須用水準(zhǔn)測量方法引測外，還要進(jìn)行兩點間的對向觀測，即由A點觀測B點，又從B點觀測A點，兩次測得高差的