土木工程測量第七章小區(qū)域控制測量.ppt

控制測量 控制測量概述 1 定義 研究精確測定和描繪地面控制點(diǎn)空間位置及其變化的學(xué)科 其工作主要為控制網(wǎng)的布設(shè) 觀測和計(jì)算 最終確定控制點(diǎn)的坐標(biāo) 2 工作原則 從整體到局部 先控制后碎步3 目的與作用 為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng)控制誤差的積累作為進(jìn)行各種細(xì)部測量的基準(zhǔn) 控制測量概述 4 相關(guān)名詞小地區(qū) 不必考慮地球曲率對(duì)水平角和水平距離影響的范圍 控制點(diǎn) 具有精確可靠平面坐標(biāo)參數(shù)或高程參數(shù)的測量基準(zhǔn)點(diǎn) 控制網(wǎng) 由控制點(diǎn)分布和測量方法決定所組成的圖形或路線 控制測量 為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作 控制測量概述 5 分類按作業(yè)內(nèi)容不同分 平面控制測量 測定控制點(diǎn)的平面位置平面控制網(wǎng)高程控制測量 測定控制點(diǎn)的高程高程控制網(wǎng) 控制測量概述 平面控制網(wǎng)國家平面控制網(wǎng)城市和工程控制網(wǎng)小區(qū)域控制網(wǎng) 國家平面控制網(wǎng) 在全國范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng) 稱為國家控制網(wǎng) 它是全國各種比例尺測圖的基本控制 并為確定地球的形狀和大小提供研究資料 國家控制網(wǎng)是用精密測量儀器和方法依照施測精度按一 二 三 四等四個(gè)等級(jí)建立的 精度由高到低 它的低級(jí)點(diǎn)受高級(jí)點(diǎn)逐級(jí)控制 一等三角鎖是國家平面控制網(wǎng)的骨干 二等三角網(wǎng)布設(shè)于一等三角鎖環(huán)內(nèi) 是國家平面控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ) 三 四等三角網(wǎng)為二等三角網(wǎng)的進(jìn)一步加密 四等三等控制點(diǎn)可以滿足1 10000和1 5000比例尺需求建立國家平面控制網(wǎng) 主要采用三角測量的方法 二等三角網(wǎng) 一等三角鎖 三等三角網(wǎng) 城市和工程控制網(wǎng) 在城市或廠礦等地區(qū) 為滿足1 500 1 5000比例尺需求 一般應(yīng)在上述國家控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上 根據(jù)測區(qū)的大小 城市規(guī)劃和施工測量的要求 布設(shè)不同等級(jí)的城市平面控制網(wǎng) 以供地形測圖和施工放樣使用 直接供地形測圖使用的控制點(diǎn) 稱為圖根控制點(diǎn) 簡稱圖根點(diǎn) 測定圖根點(diǎn)位置的工作 稱為圖根控制測量 圖根點(diǎn)的密度 包括高級(jí)點(diǎn) 取決于測圖比例尺和地物 地貌的復(fù)雜程度 根據(jù)城市或廠礦的規(guī)模確定哪一級(jí)控制作為首級(jí)控制 中小城市一般以四等網(wǎng)作為首級(jí)控制網(wǎng) 面積在15km2以內(nèi)的小城鎮(zhèn) 可用小三角網(wǎng)或一級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)作為首級(jí)控制 面積在0 5km2以下的測區(qū) 圖根控制網(wǎng)可作為首級(jí)控制 廠區(qū)可布設(shè)建筑方格網(wǎng) 小區(qū)域控制網(wǎng) 在面積小于10km2的范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng) 稱為小區(qū)域控制網(wǎng) 不考慮地球曲率 采用平面直角坐標(biāo)系 小區(qū)域平面控制網(wǎng) 應(yīng)盡可能與國家控制網(wǎng)或工程控制網(wǎng)聯(lián)測 將國家或城市高級(jí)控制點(diǎn)作為小區(qū)域控制網(wǎng)的起算和校核數(shù)據(jù) 如果測區(qū)和測區(qū)附近無高級(jí)控制點(diǎn) 或聯(lián)測較為困難 也可以建立獨(dú)立平面控制網(wǎng) 控制測量概述 高程控制網(wǎng)國家水準(zhǔn)網(wǎng)城市和工程高程控制網(wǎng)小區(qū)域高程控制網(wǎng) 國家水準(zhǔn)網(wǎng) 國家水準(zhǔn)網(wǎng) 在全國范圍內(nèi)采用水準(zhǔn)測量方法建立起來的高程控制網(wǎng) 作用 作為全國范圍內(nèi)施測各種比例尺地形圖的高程控制基礎(chǔ) 由高級(jí)到低級(jí) 從整體到局部 分成四個(gè)等級(jí) 逐級(jí)控制 逐級(jí)加密 一等水準(zhǔn)網(wǎng) 骨干 環(huán)線長1000 1500km二等水準(zhǔn)網(wǎng) 基礎(chǔ) 環(huán)線長500 750km國家一 二等水準(zhǔn)網(wǎng)采用精密水準(zhǔn)測量建立 用于研究地球大小 海洋平均海水變化等三 四等水準(zhǔn)網(wǎng) 進(jìn)一步加密 為地形測圖和工程建設(shè)提供高程控制點(diǎn) 城市和工程高程控制網(wǎng) 城市和工程高程控制網(wǎng)是以國家水準(zhǔn)網(wǎng)為基礎(chǔ)建立的 其高程控制測量精度等級(jí)的劃分以此為二 三 四 五等 各等均可采用水準(zhǔn)測量法 四等以下可采用電磁波測距和三角高程法 五等還可采用GPS擬合高程測量法 控制測量概述 6 平面控制測量的主要方法有 三角測量導(dǎo)線測量交會(huì)測量GPS測量 控制測量概述 7 高程控制測量的主要方法有 水準(zhǔn)測量三角高程測量電磁波測距 控制測量 平面控制測量 平面控制測量 平面控制測量的主要方法有 三角測量導(dǎo)線測量交會(huì)測量GPS測量 平面控制測量 三角測量最傳統(tǒng) 它是將各控制點(diǎn)組成互相連接的一系列三角形 這些三角形構(gòu)成的控制網(wǎng)稱為三角鎖 是三角網(wǎng)的一種類型 所有三角形的頂點(diǎn)稱為三角點(diǎn) 測量三角形的一條邊和全部三角形內(nèi)角 根據(jù)起算點(diǎn)的坐標(biāo)與起算邊的方位角 推算全部邊長與方位角 從而計(jì)算出各點(diǎn)的坐標(biāo) 這項(xiàng)工作稱為三角測量 導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量 將各控制點(diǎn)組成連續(xù)的折線或多邊形這種圖形構(gòu)成的控制網(wǎng)稱為導(dǎo)線網(wǎng) 也稱導(dǎo)線 轉(zhuǎn)折點(diǎn) 控制點(diǎn) 稱為導(dǎo)線點(diǎn) 測量相鄰導(dǎo)線邊之間的水平角與導(dǎo)線邊長 根據(jù)起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)和起算邊方位角 計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo) 這項(xiàng)工作稱為導(dǎo)線測量 平面控制測量 交會(huì)測量利用交會(huì)點(diǎn)來加密平面控制點(diǎn)的一種控制測量方法 通過觀測水平角來確定交會(huì)點(diǎn)的平面位置 測角交會(huì) 通過測邊來確定交會(huì)點(diǎn)的平面位置 測邊交會(huì) 通過邊長和水平角來確定交會(huì)點(diǎn)的平面位置的工作稱為邊角交會(huì) GPS測量GPS控制測量控制點(diǎn)是在一組控制點(diǎn)上安置GPS衛(wèi)星地面接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星信號(hào) 解算求得控制點(diǎn)到相應(yīng)衛(wèi)星的距離 通過一系列數(shù)據(jù)處理取得控制點(diǎn)的坐標(biāo) 平面控制測量 導(dǎo)線測量 導(dǎo)線測量 一 導(dǎo)線測量的布設(shè)形式將測區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)連成直線而構(gòu)成的折線 稱為導(dǎo)線 這些控制點(diǎn) 稱為導(dǎo)線點(diǎn) 導(dǎo)線測量就是依次測定各導(dǎo)線邊的長度和各轉(zhuǎn)折角值 根據(jù)起算數(shù)據(jù) 推算各邊的坐標(biāo)方位角 從而求出各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo) 用經(jīng)緯儀測量轉(zhuǎn)折角 用鋼尺測定邊長的導(dǎo)線 稱為經(jīng)緯儀導(dǎo)線 若用光電測距儀測定導(dǎo)線邊長 則稱為電磁波測距導(dǎo)線 導(dǎo)線測量是建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)常用的一種方法 特別是地物分布較復(fù)雜的建筑區(qū) 視線障礙較多的隱蔽區(qū)和帶狀地區(qū) 多采用導(dǎo)線測量的方法 根據(jù)測區(qū)的不同情況和要求 導(dǎo)線可布設(shè)成下列三種形式 閉合導(dǎo)線 附合導(dǎo)線 支導(dǎo)線三種 一 導(dǎo)線測量的布設(shè)形式 1 閉合導(dǎo)線 closedtraverse 導(dǎo)線是從一高級(jí)控制點(diǎn) 起始點(diǎn) 開始 經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)線點(diǎn) 最后又回到原來起始點(diǎn) 形成閉合多邊形 這種導(dǎo)線稱為閉合導(dǎo)線 閉合導(dǎo)線有著嚴(yán)密的幾何條件 構(gòu)成對(duì)觀測成果的校核作用 常用于面積開闊的獨(dú)立地區(qū) 一 導(dǎo)線測量的布設(shè)形式 2 附合導(dǎo)線導(dǎo)線是從一高級(jí)控制點(diǎn) 起始點(diǎn) 開始 經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)線點(diǎn) 附合到另一高級(jí)控制點(diǎn) 終點(diǎn) 形成連續(xù)折線 這種導(dǎo)線稱為附合導(dǎo)線 附合導(dǎo)線由本身的已知條件構(gòu)成對(duì)觀測成果的校核作用 常用于帶狀地區(qū)的地區(qū)控制 一 導(dǎo)線測量的布設(shè)形式 3 支導(dǎo)線導(dǎo)線是從一高級(jí)控制點(diǎn) 起始點(diǎn) 開始 既不附合到另一個(gè)控制點(diǎn) 又不閉合到原來起始點(diǎn) 這種導(dǎo)線稱為支導(dǎo)線 由于支導(dǎo)線無校核條件 不易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤 一般不宜采用 常用于導(dǎo)線點(diǎn)不能滿足局部測圖時(shí) 增設(shè)支導(dǎo)線 一 導(dǎo)線測量的布設(shè)形式 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 1 踏勘與設(shè)計(jì)2 選點(diǎn)與埋設(shè)標(biāo)志3 導(dǎo)線邊水平距離測量4 導(dǎo)線網(wǎng)水平角測量5 連測 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 1 踏勘與設(shè)計(jì)當(dāng)需要繪制某測區(qū)時(shí) 應(yīng)先調(diào)查搜集測區(qū)已有地形圖和高一級(jí)的控制點(diǎn)的成果資料 把控制點(diǎn)展繪在地形圖上 然后在地形圖上擬定導(dǎo)線的布設(shè)方案 最后到野外去踏勘 實(shí)地核對(duì) 修改 落實(shí)點(diǎn)位和建立標(biāo)志 如果測區(qū)沒有地形圖資料 則需詳細(xì)踏勘現(xiàn)場 根據(jù)已知控制點(diǎn)的分布 測區(qū)地形條件及測圖和施工需要等具體情況 合理地選定導(dǎo)線點(diǎn)的位置 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 2 選點(diǎn)與埋設(shè)標(biāo)志實(shí)地選點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn) 1 相鄰點(diǎn)間通視良好 地勢較平坦 便于測角和量距 2 點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處 便于保存標(biāo)志和安置儀器 3 視野開闊 便于施測碎部 4 導(dǎo)線各邊的長度應(yīng)大致相等 除特殊情形外 應(yīng)不大于350m 也不宜小于50m 5 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)有足夠的密度 分布較均勻 便于控制整個(gè)測區(qū) 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 2 選點(diǎn)與埋設(shè)標(biāo)志導(dǎo)線點(diǎn)選定后 若為泥土地面 要在每一點(diǎn)位上打一大木樁 其周圍澆灌一圈混凝土 樁頂釘一小釘 若為碎石或?yàn)r青路面 可以用頂上鑿有十字紋的大鐵釘代替木樁 若是在水泥路面 可以用剛鑿鑿十字紋 再涂上紅油漆 作為臨時(shí)性標(biāo)志 若導(dǎo)線點(diǎn)需要保存的時(shí)間較長 就要埋沒混凝土樁或石樁 樁頂刻 十 字 作為永久性標(biāo)志 導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)統(tǒng)一編號(hào) 為了便于尋找 應(yīng)量出導(dǎo)線點(diǎn)與附近固定而明顯的地物點(diǎn)的距離 繪一草圖 注明尺寸 稱為點(diǎn)之記 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 3 導(dǎo)線邊水平距離測量導(dǎo)線邊長可用電磁波測距儀測定 測量時(shí)要同時(shí)觀測豎直角 供傾斜改正之用 若用鋼尺丈量 鋼尺必須經(jīng)過檢定 對(duì)于一 二 三級(jí)導(dǎo)線 應(yīng)按鋼尺量距的精密方法丈量 對(duì)于圖根導(dǎo)線 用一般方法往返丈量或同一方向丈量兩次 尺長改正 當(dāng)尺長改正數(shù)大于1 10000時(shí) 應(yīng)加尺長改正 溫度改正 當(dāng)量距時(shí)平均尺溫與檢定時(shí)溫度相差 10 時(shí) 應(yīng)進(jìn)行溫度改正 傾斜改正 尺面傾斜大于1 5 時(shí) 應(yīng)進(jìn)行傾斜改正 要求其精度不低于1 3000 特殊困難地區(qū)允許1 1000 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 4 導(dǎo)線網(wǎng)水平角測量用測回法施測導(dǎo)線左角 位于導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)的角 或右角 位于導(dǎo)線前進(jìn)方向右側(cè)的角 一般在附合導(dǎo)線中 測量導(dǎo)線左角 在閉合導(dǎo)線中均測內(nèi)角 若閉合導(dǎo)線按反時(shí)針方向編號(hào) 則其左角就是內(nèi)角 不同等級(jí)的導(dǎo)線的測角精度要求見書中表 圖根導(dǎo)線 一般用DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀測一個(gè)測回 若盤左 盤右測得角值的較差不超過40 則取其平均值 在測角時(shí) 為便于瞄準(zhǔn) 可用大垂球 測釬 覘標(biāo) 二 導(dǎo)線測量的外業(yè)實(shí)施步驟 5 連測導(dǎo)線應(yīng)與高級(jí)控制點(diǎn)連測 才能得到起始方位角 這一工作稱為連接角測量 也稱導(dǎo)線定向 目的是使導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)納入國家坐標(biāo)系統(tǒng)或該地區(qū)統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng) 附合導(dǎo)線與兩個(gè)已知點(diǎn)的連接 應(yīng)測兩個(gè)連接角 b c 閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線只需測一個(gè)連接角 b 見下圖 對(duì)于獨(dú)立地區(qū)周圍無高級(jí)控制點(diǎn)時(shí) 可假定某點(diǎn)坐標(biāo) 用羅盤儀測定起始邊的磁方位角作為起算數(shù)據(jù) 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 一 幾個(gè)基本公式1 坐標(biāo)方位角 gridbearing 的推算 回顧 注意 若計(jì)算出的方位角 360 則減去360 若為負(fù)值 則加上360 或 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 一 幾個(gè)基本公式2 坐標(biāo)正算公式由A B兩點(diǎn)邊長DAB和坐標(biāo)方位角 AB 計(jì)算坐標(biāo)增量 見圖有 XAB DAB cos AB YAB DAB sin AB 其中 XAB XB XA YAB YB YA 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 二 閉合導(dǎo)線閉合差計(jì)算步驟1 繪制計(jì)算草圖 填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù) 2 角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整 3 按新的角值 推算各邊坐標(biāo)方位角 4 按坐標(biāo)正算公式 計(jì)算各邊坐標(biāo)增量5 坐標(biāo)增量閉合差計(jì)算與調(diào)整6 導(dǎo)線點(diǎn)各點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 二 閉合導(dǎo)線閉合差計(jì)算步驟1 繪制計(jì)算草圖 在圖上填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù) 2 角度閉合差 angleclosingerror 的計(jì)算與調(diào)整 1 計(jì)算角度閉合差 2 計(jì)算限差 3 若在限差內(nèi) 則平均分配原則 計(jì)算改正數(shù) 4 計(jì)算改正后新的角值 測 理 測 n 2 180 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 3 按新的角值 推算各邊坐標(biāo)方位角 4 按坐標(biāo)正算公式 計(jì)算各邊坐標(biāo)增量 XAB DAB cos AB YAB DAB sin AB 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 5 坐標(biāo)增量閉合差計(jì)算與調(diào)整 1 計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差 計(jì)算導(dǎo)線全長閉合差 計(jì)算導(dǎo)線全長相對(duì)閉合差 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 6 坐標(biāo)計(jì)算根據(jù)起始點(diǎn)的已知坐標(biāo)和經(jīng)改正的新的坐標(biāo)增量 來依次計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo) 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 閉合導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算例題講解練習(xí) 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 三 附合導(dǎo)線閉合差計(jì)算步驟說明 與閉合導(dǎo)線基本相同 以下是兩者的不同點(diǎn) 1 角度閉合差的分配與調(diào)整2 坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算 測 理 測 n 180 終 起 三 導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 附合導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計(jì)算例題講解練習(xí) 四 導(dǎo)線測量錯(cuò)誤的檢查方法 角度閉合差超限 導(dǎo)線全長閉合差超限 來源 轉(zhuǎn)角 導(dǎo)線邊測量中有粗差 計(jì)算時(shí)粗差1 若角度閉合差