测量基础知识(讲座培训课件)课件

XXX测测 量量 基基 础础1XXX测 量 基 础1第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识2第1章 测绘基础知识23第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用测绘学的内容和任务测绘学的内容和任务 测绘测绘是指对自然地理要素或者地表的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及获取的数据、信息、进行处理和提供的活动。测绘学测绘学研究的主要对象是地球的自然表面，研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。它是地球科学的重要组成部分。3第1章 测绘基础知识 1.1测绘学的任务及作用测4第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用 测绘学研究的具体内容测绘学研究的具体内容：（）测量学（）测量学研究地球形状和大小研究地球形状和大小(包括地球重力场包括地球重力场)确定地面点的空间位置确定地面点的空间位置(含地下和空间含地下和空间)（）地图制图学（）地图制图学研究社会和自然信息的地理分布研究社会和自然信息的地理分布绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图4第1章 测绘基础知识 1.1测绘学的任务及作用 5第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用 测绘学的分科测绘学的分科大地测量学大地测量学摄影测量与遥感学摄影测量与遥感学工程测量学工程测量学海洋测量学海洋测量学地图制图学地图制图学测绘仪器学测绘仪器学普通测量学普通测量学 几何几何(天文天文)大地测量学、物理大地测量学、物理(重力重力)大地测量学、卫星大地测量学、卫星(空间空间)大地测量学大地测量学地面地面(近景近景)摄影测量学、航空摄影测量学、航空 摄影测量学、航天遥感测量学摄影测量学、航天遥感测量学 普通工程测量学（包含土木、建筑、普通工程测量学（包含土木、建筑、水利、交通、矿山测量等）、精密工水利、交通、矿山测量等）、精密工 程测量学、特种工程测量学程测量学、特种工程测量学 海洋水体测量学、水下地形测量学、海洋水体测量学、水下地形测量学、航道测量航道测量地图学与地图学与GIS、地图制图工程、地图制图工程光学测绘仪器学、电子测绘仪器学光学测绘仪器学、电子测绘仪器学局部地区地形测量与一般工程测量局部地区地形测量与一般工程测量5第1章 测绘基础知识 1.1测绘学的任务及作用 6第第1 1章章 测绘基础知识测绘基础知识 1.11.1测绘学的任务及作用测绘学的任务及作用在国家经济建设中的作用在国家经济建设中的作用 1.工程建设的工程建设的尖兵尖兵 2.军事作战的军事作战的眼睛眼睛 3.科学研究的科学研究的工具工具 4.现代管理的现代管理的基础基础 （数字地球、数字中国和数字城市）（数字地球、数字中国和数字城市）6第1章 测绘基础知识 1.1测绘学的任务及作用在7第1章 测绘基础知识 1.2 地球的形状和大小7第1章 测绘基础知识 1.2 地球的形状和大小8第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小8第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大9第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小9第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大10第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小10第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和11第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和大小一、地球形状和大小一、地球形状和大小 1.1.地球是一个表面起伏较大的椭球地球是一个表面起伏较大的椭球 地球表面最高峰：地球表面最高峰：8844.43m8844.43m 海洋底部最深处海洋底部最深处:11022.00m:11022.00m 地球表面最大高差近地球表面最大高差近20km20km 2.2.地球又是一个近似光滑的水球地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积大陆面积:占占29%29%海洋面积海洋面积:占占71%71%3.3.地球平均半径地球平均半径:6371km:6371km 11第1章 测量学的基础知识 1.2 地球的形状和 06 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系12测量工作是在地球表面进行测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽然很不规则，有的。地球表面虽然很不规则，有高山、平原、丘陵、海洋等。但高山、平原、丘陵、海洋等。但这些起伏相对于地球本身十分微这些起伏相对于地球本身十分微小。小。13 八月 2023 合肥工业大学12测量工作13一、地球的形状一、地球的形状13实际地球地球表面大地体旋转椭球体大地水准面参考椭球面一、14 1.2 地球的形状和大小二、基本概念二、基本概念1.重力方向线重力方向线 即铅垂线即铅垂线,是测量工作的是测量工作的基准线基准线2.水准面水准面 自由静止的水面自由静止的水面;是等位面是等位面,有无数个有无数个地心地心O O离心力离心力地心引力地心引力重力重力G G重力的方向线称为铅垂线重力的方向线称为铅垂线14 1.2 地球的形状和大小地心O离心力地心引力重力G15 设想当海洋处于静止均衡状态时，将它设想当海洋处于静止均衡状态时，将它延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。大地水准面静静 止止 海海 水水面面陆地陆地大地水准面大地水准面15 设想当海洋处于静止均衡状态时，将它延伸16地球表面地球表面大地水准面大地水准面大地水准面和铅垂线示意图16地球表面低密度矿体高密度矿体大地水准面大地水准面和铅垂线17地心地心OOG格林尼治天文台格林尼治天文台G G地球自转轴地球自转轴起始天文起始天文子午面子午面地球自然表面地球自然表面大地水准面大地水准面E17地心OOG格林尼治天文台G地球自转轴起始天文子午面地球自18WDM94模型描述的地球形状18WDM94模型描述的地球形状19 1.2 地球的形状和大小二、基本概念二、基本概念3.3.大地水准面大地水准面 静止平衡状态下的平均海水面静止平衡状态下的平均海水面,向大陆岛屿延向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面伸而形成的闭合水准面 特性特性:唯一性、等位面、唯一性、等位面、不规则曲面不规则曲面 作用：作用：测量野外工作的测量野外工作的基准面基准面4.4.大地体大地体 由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。19 1.2 地球的形状和大小二、基本概念20二、基本概念二、基本概念5.旋转椭球旋转椭球 与大地体非常接近的与大地体非常接近的 数学椭球数学椭球 长半径为长半径为a，短半径为，短半径为b 扁率扁率 数学模型数学模型 地球平均半径地球平均半径 R=6371km 1.2 地球的形状和大小ZYX20二、基本概念 1.2 地球的形状和大小ZYX21 1.2 地球形状和大小旋转椭球理论上是唯一的数旋转椭球理论上是唯一的数学球体学球体旋转椭球参数，难以全球统旋转椭球参数，难以全球统一确定；各国自己测定并采一确定；各国自己测定并采用的旋转椭球称为用的旋转椭球称为参考椭球参考椭球同时顾及地球几何参数和物同时顾及地球几何参数和物理参数的旋转椭球称为地球理参数的旋转椭球称为地球椭球体，又称为椭球体，又称为参考椭球体参考椭球体参考椭球面参考椭球面是测量计算和制是测量计算和制图的基准面图的基准面 21 1.2 地球形状和大小旋转椭球理论上是唯一的数学球22 1.3 测量中常用的坐标系统 地面点位的坐标与选用的地球椭球和坐标系统有关，测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系一、天文坐标系一、天文坐标系 球面坐标，称为地理坐标球面坐标，称为地理坐标 基准面基准面：大地水准面：大地水准面 基准线基准线：铅垂线：铅垂线 地面点位用天文经度和天地面点位用天文经度和天文纬度来表示文纬度来表示22 1.3 测量中常用的坐标系统 地23二、大地坐标系二、大地坐标系 基准面基准面：参考椭球面：参考椭球面 基准线基准线：法线：法线 地面点位用大地地面点位用大地经度经度和和大地大地纬度纬度来表示来表示1.19541.1954年北京坐标系年北京坐标系2.19802.1980国家大地坐标系国家大地坐标系3.WGS-843.WGS-84世界大地坐标系世界大地坐标系 1.3 测量中常用的坐标系统三、三、空间直角坐标系空间直角坐标系 三维坐标三维坐标(X,Y,Z)23二、大地坐标系 1.3 测量中常用的坐标系统三、空间2419801980国家大地坐标系国家大地坐标系大地原点大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇位于陕西省泾阳县永乐镇241980国家大地坐标系25 1.3 测量中常用的坐标系统四、大地坐标和空间直角坐标的转换四、大地坐标和空间直角坐标的转换五、高斯投影和高斯平面直角坐标系五、高斯投影和高斯平面直角坐标系1.高斯投影高斯投影横切椭圆柱正形投影。又称为高斯横切椭圆柱正形投影。又称为高斯克吕格投影。同时满足等角和高斯投影条件。克吕格投影。同时满足等角和高斯投影条件。目的：目的：将球面坐标转换为平面坐标。将球面坐标转换为平面坐标。25 1.3 测量中常用的坐标系统四、大地坐标和26OSN赤道面中央子午线M高斯投影的概念高斯投影的概念26OSN赤道面中央子午线M高斯投影的概念271.高斯投影中央子午线和赤道中央子午线和赤道投影后成相互垂直投影后成相互垂直的直线。的直线。中央子午线长度不中央子午线长度不变，离中央子午线变，离中央子午线越远变形越大。越远变形越大。为保证投影精度，为保证投影精度，必须采用必须采用分带投影分带投影。6度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为271.高斯投影中央子午线和赤道投影后成相互垂直的直线。6度282.高斯投影分带高斯投影分带（1）6度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为（2）3度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为282.高斯投影分带（1）6度投影带：中央子午线经度为（2）29五、高斯投影和高斯平面直角坐标系五、高斯投影和高斯平面直角坐标系3.高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系x坐标坐标：中央子午线向西：中央子午线向西平移平移500km，向北为正。，向北为正。y坐标坐标：赤道，向东为正。：赤道，向东为正。为区分点位所在的高斯投为区分点位所在的高斯投影带，在影带，在Y坐标前必须加坐标前必须加两位数的两位数的带号带号。如：如：我国六度带带号我国六度带带号 N=1323，三度带带号，三度带带号 n=254529五、高斯投影和高斯平面直角坐标系3.高斯平面直角坐标系30 x y 高斯平面直角坐标系 y x 笛卡尔平面直角坐标系 3.测量测量高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系与与 数学数学笛卡尔笛卡尔平面直角坐标系的区别平面直角坐标系的区别 30 x 31六、墨卡托投影六、墨卡托投影等角正圆柱投影等角正圆柱投影七、独立平面直角坐标系七、独立平面直角坐标系在在半径半径R15的卫星 4 颗以上GPS卫星（目前轨道上实际运行的卫星个数已经超过了32颗）11624颗卫星(21+3)GPS卫星（目前轨道上实际运行的卫星个GPS 卫星在轨道上的分布卫星在轨道上的分布 宁夏国土资源厅11706 七月 2024 GPS 卫星在轨道上的分布 宁夏国土资源厅11713118118GPS 地面监控地面监控部分部分控控 制制 部部 分分 1 个个 主主 控控 站站 3 个个 注入站注入站 5 个个 监监 控控 站站119GPS 控 制 部 分119GSP地面控制站一个主控站一个主控站：科罗拉多斯必灵司三个注入站：三个注入站：阿松森(Ascencion)大西洋 迭哥伽西亚(Diego Garcia)印度洋 卡瓦加兰(kwajalein)太平洋五个监测站五个监测站 =1个主控站+3个注入站+夏威夷(Hawaii)5555HawaiiAscencionDiego GarciakwajaleinColorado springs120GSP地面控制站一个主控站：科罗拉多斯必灵司55Hawai GPS 用户部分用户部分 宁夏国土资源厅06 七月 2024 121 GPS 用户部分 宁夏国土资源厅13 八月 20 1.GPS接收机的功能跟踪、接收、放大、处理卫星信号，测量出信号从卫星到天线的传播时间。解译导航电文，实时解算测站三维位置。2.GPS接收机的类型3.GPS接收机的发展1981年GPS接收机问世测地型已从第一代发展到第三代,目前还在飞速发展。（2）按信号频率分：单频（L1）双频（L1和L2）（1）按用途分：导航型授时型测地型122 1.GPS接收机的功能（2）按信号频率分：（1）按GPS天线天线部分部分将微弱的卫星电将微弱的卫星电磁波信号转变为磁波信号转变为电信号电信号,并放大并放大GPS主机主机部分部分1.变频器变频器2.信号通道信号通道3.微处理器微处理器4.存储器存储器5.显示器显示器GPS电源电源部分部分123GPS天线部分GPS主机部分GPS电源部分123测地型GPS接收机导航型GPS接收机一般情况下无数据输出的记录存储设备(手持机)天线天线天线天线前置放大器前置放大器前置放大器前置放大器电源部分电源部分电源部分电源部分射电部分射电部分射电部分射电部分微处理器微处理器微处理器微处理器数据存器数据存器数据存器数据存器显示控制器显示控制器显示控制器显示控制器供电信号信息命令数据供电，控制供电数据控制 124测地型GPS接收机导航型GPS接收机一般情况下无数据输出的记（四）GPS的功能导航 海空导航、车辆引行、导弹制导等测速 其精度可达0.1m/s测时与授时 其精度可达340ns（1纳秒=10-9秒）定位125（四）GPS的功能125Time(0)AmbiguityTime(i)AmbiguityCounted CyclesPhase Measurement 宁夏国土资源厅12606 七月 2024 二、GPS定位原理Time(0)AmbiguityTime（一）GPS 坐坐 标标 系系1.WGS-84坐标系World Geodetic System-1984坐标是GPS所采用的坐标系统，GPS发布的星历参数都是基于此坐标系的。WGS-84的椭球参数：a=6378137m,1/f=298.2572.1954北京坐标系(C54)1.克拉索夫斯基椭球参数：a=6378245m,1/f=298.33.1980西安坐标系(C80)IUGG1975椭球参数：a=6378140m,1/f=298.25712706 七月 2024 （一）GPS 坐 标 系WGS-84坐标系12713 X轴轴=0经度经度X轴在赤道平面内轴在赤道平面内Y轴轴=东经东经90度度Y轴在赤道平面内轴在赤道平面内地心坐标为（地心坐标为（0，0，0）Z轴轴=旋转轴（极轴旋转轴（极轴BIH1984.0）地球质心为原点的坐标系统（空间直角坐标系）12806 七月 2024 X轴=0经度Y轴=东经90度地心坐标为（0，0，0）Z轴=旋 依定位时的状态依定位时的状态动态定位动态定位静态定位静态定位依定位模式依定位模式绝对定位（单点定位）绝对定位（单点定位）相对定位相对定位差分定位差分定位依定位采用的观测值依定位采用的观测值伪距测量（伪距定位）伪距测量（伪距定位）载波相位测量载波相位测量依时效依时效实时定位实时定位事后定位事后定位（二）（二）GPSGPS测量定位的分类测量定位的分类12906 七月 2024 依定位采用的观测值（二）GPS测量定位的分类12913 GPS定位的误差来源v与GPS卫星有关的因素 SA技术：人为的降低广播星历精度(技术，2000年5月取消),AS技术：防电子欺骗技术；卫星星历误差；卫星钟差v与传播途径有关的因素 电离层延迟；对流层延迟；多路径效应v与接收机有关的因素 接收机钟差；天线相位中心误差；接收机软件和硬件误差另外有接收机的对中、整平误差等13006 七月 2024 GPS定位的误差来源与GPS卫星有关的因素13013 八月 常规常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real-Time Kinematic)方法，是方法，是GPS应用的重大里程碑，应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数定位时要求基准站接收机实时地把观测数据据(伪距观测值，相位观测值伪距观测值，相位观测值)及已知数据传输给流及已知数据传输给流动站接收机。动站接收机。什么是什么是RTK技术技术13106 七月 2024 常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要发射电台GPS主机基准站基准站移动站移动站GPS主机RTK测量原理图测量原理图采集器接收电台13206 七月 2024 发射电台GPS主机基准站移动站GPS主机RTK测量原理图采集06 七月 2024 13313 八月 2023 133第第6 6章章 控制测量控制测量134第6章 控制测量13406 七月 2024 1356-1 6-1 控制测量概述控制测量概述一一.控制测量的概念控制测量的概念二二.平面控制测量平面控制测量三三.高程控制测量高程控制测量第第6 6章章 控制测量控制测量13 八月 2023 1356-1 控制测量概述一.控06 七月 2024 136一一.控制测量的概念控制测量的概念1.1.目的与作用目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网网控制误差的积累控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准作为进行各种细部测量的基准2.2.控制测量分类控制测量分类 按内容分：平面控制测量、高程控制测量按内容分：平面控制测量、高程控制测量 按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级级 按方法分：天文测量、常规测量按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、三角测量、导线测量、水准测量水准测量)、卫星定位测量、卫星定位测量13 八月 2023 136一.控制测量的概念1.目的与06 七月 2024 137控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制点所构成的网状几何图形。控制点所构成的网状几何图形。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根控制网：直接为测图而建立的控制网。图根点：图根点：图根控制网中的控制点。图根控制网中的控制点。3.3.有关名词有关名词一一.控制测量的概念控制测量的概念控制测量：控制测量：为建立控制网所进行的为建立控制网所进行的测量工作测量工作。13 八月 2023 137控制点：对整个测区起控制作06 七月 2024 138二二.平面控制测量平面控制测量建立平面控制网，测定各平面控制点的坐建立平面控制网，测定各平面控制点的坐 标标X X、Y Y。1.1.一般概念一般概念 等级关系：等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等分一等、二等、三等、四等，前一等级作为以后各等的控制基准；小地区级作为以后各等的控制基准；小地区 内布置一级、二级、三级和图根控制。内布置一级、二级、三级和图根控制。布置形式：布置形式：三角锁、三角网三角锁、三角网(三边网、边角网三边网、边角网)、导线网、交会定点、导线网、交会定点、GPSGPS测量等。测量等。布网原则：布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，布网，逐级控制。逐级控制。13 八月 2023 138二.平面控制测量建立平面06 七月 2024 1392.2.常规常规平面控制平面控制测量测量的等级关系的等级关系 城市平面控制网的等级关系城市平面控制网的等级关系三角三角(三边三边)网网城市导线城市导线控制范围控制范围 二等二等三等三等三等三等 四等四等四等四等一级小三角一级小三角一级导线一级导线二级小三角二级小三角二级导线二级导线 三级导线三级导线城市基本控制城市基本控制小地区首级控制小地区首级控制图根控制图根控制图根导线图根导线图根三角图根三角13 八月 2023 1392.常规平面控制测量的等级关06 七月 2024 140 一等三角锁为全国平面控制网的基础一等三角锁为全国平面控制网的基础3.各级平面控制网布置形式各级平面控制网布置形式 二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网的骨干。二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网的骨干。一等三角锁 二等连续网13 八月 2023 140一等三角锁为全国平面控制网06 七月 2024 141 三等、四等三角网和导线网三等、四等三角网和导线网,根据测区的需要，在二根据测区的需要，在二 等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：图7-3 三角网或三边网图7-4 导线网 13 八月 2023 141三等、四等三角网和导线网,06 七月 2024 1424.4.常规常规平面控制平面控制测量测量的主要技术要求的主要技术要求城市三角测量的主要技术要求表表7-27-213 八月 2023 1424.常规平面控制测量的主要技06 七月 2024 143城市三边网的主要技术要求表表7-37-313 八月 2023 143城市三边网的主要技术要求表706 七月 2024 144表表7-47-4城市导线控制测量的主要技术要求13 八月 2023 144表7-4城市导线控制测量的主06 七月 2024 145图根导线的技术要求图根导线的技术要求 测图测图 附合导附合导 平均边平均边 测距相对测距相对 测测 角角 测回数测回数 导线全导线全 方位角方位角比例尺比例尺 线长度线长度 长长(m)(m)中误差中误差 中误差中误差 DJDJ6 6 长相对长相对 闭合差闭合差 (km)(mm)(km)(mm)()闭合差闭合差 1:500 500 75 1:500 500 75 一般地区一般地区1:1000 1000 110 1:1000 1000 110 1/30001/3000 20 1 1/2000 20 1 1/2000 6060 n n1:2000 2000 180 1:2000 2000 180 13 八月 2023 145图根导线的技术要求 测图 06 七月 2024 146三三.高程控制测量高程控制测量建立高程控制网，测定各控制点的高程建立高程控制网，测定各控制点的高程H H。主要方法：主要方法：水准测量水准测量另外方法：另外方法：三角高程测量、电子全站仪高程测量。三角高程测量、电子全站仪高程测量。等级关系：等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等作分一等、二等、三等、四等，前一等作 为以后各等的控制基准；地形测量时，为以后各等的控制基准；地形测量时，布设图根水准布设图根水准(也称等外水准也称等外水准)。布网原则：布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。布网，逐级控制。宁夏国土资源厅13 八月 2023 146三.高程控制测量建立高程06 七月 2024 147城市水准网主要技术要求城市水准网主要技术要求城市水准网主要技术要求注：注：R R为测段的长度；为测段的长度；L L为附合路线的长度，均以为附合路线的长度，均以kmkm为单位。为单位。13 八月 2023 147城市水准网主要技术要求城市水06 七月 2024 1487-27-2导线测量导线测量6-26-2 导线测量导线测量一一.导线测量概述导线测量概述二二.导线测量的外业导线测量的外业三三.导线测量的内业计算导线测量的内业计算13 八月 2023 1487-2导线测量6-2 导线06 七月 2024 149导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。导线测量概述导线测量概述导线的已知点和新建点组成的若 干条直线(即导线边)联结成一系 列折线或闭合多边形。附合导线闭合导线单结点导线闭合导线和附合导线也称为单导单导 线，线，结点导线和两个环以上的导 线称为导线网导线网。导线测量概述导线测量时，通常只需要前后两 点相互通视。13 八月 2023 149导线测量是平面控制测量中最06 七月 2024 150一一.单导线的单导线的布置形式布置形式一一.单导线的布置形式单导线的布置形式1.1.闭合导线闭合导线2.2.附合导线附合导线3.3.支导线支导线13 八月 2023 150一.单导线的布置形式一.单导06 七月 2024 1511.1.闭合导线闭合导线已知数据已知数据：AB，XB，YB观测数据：连接角B；导线转折角0，1，,5；导线各边长DB1，D12，D51。1.1.闭合导线闭合导线DB1D12D23D34D45D51B012345(XB,YB)AB12345闭合导线图 A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。13 八月 2023 1511.闭合导线已知数据：AB06 七月 2024 1522.附合导线图2.2.附合导线附合导线AB1234CD已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。ABCD(XB,YB)观测数据观测数据：连接角B、C；导线转折角1,2,3,4；导线各边长DB1，D12，D4C。(XC,YC)BC1234附合导线图附合导线图DB1D12D23D34D4C13 八月 2023 1522.附合导线图2.附合导线A06 七月 2024 1533.3.支导线支导线3.支导线图AB12A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。观测数据观测数据：转折角B,1 边长DB1，D12已知数据：AB,XB,YBAB(XB,YB)B1DB1D1213 八月 2023 1533.支导线3.支导线图AB106 七月 2024 154二二.导线测导线测量的外业量的外业二二.导线测量的外业导线测量的外业1.1.踏勘选点（选点）踏勘选点（选点）2.2.导线边长测量（测边）导线边长测量（测边）3.3.导线角度测量（测角）导线角度测量（测角）4.4.导线连接测量（连测）导线连接测量（连测）13 八月 2023 154二.导线测量的外业二.导线测06 七月 2024 155导线测量外业的准备工作导线测量外业的准备工作准备工作：准备工作：收集资料：测区旧地形图、已知点(平面和程控制 点)资料、测量规范；仪器工具：所用仪器(包括仪器的检验和校正)、工 具、记录手簿、材料。1.1.踏勘踏勘选点选点及建立标志及建立标志(1).踏勘测区 实地了解测区地形；了解已知点状况。(2).图上(指原有旧图)设计布网方案 导线网形、等级；导线边长、总长、点位密度等符合规范要求。1.1.踏勘选点及建立标志踏勘选点及建立标志13 八月 2023 155导线测量外业的准备工作准备06 七月 2024 156(3).实地选点(4).建立标志(3).实地选点(考虑以下因素)：(4).建立标志 永久性标志永久性标志 通视良好，便于测角；地面平坦，便于量距(用测距仪不考虑)；视野开阔，便于测图(重要)；点位稳定，便于保存；边长适当，足够密度；便于安置仪器。13 八月 2023 156(3).实地选点(4).建立06 七月 2024 157临时性标志临时性标志木桩木桩泥土地大铁钉大铁钉沙石路、沥青、砖石缝凿刻凿刻水泥地、岩石红油漆标志红油漆标志油漆不易剥落处临时性标志图13 八月 2023 157临时性标志木桩泥土地大铁钉沙06 七月 2024 158(5).绘制点位图 在现场丈量23个攀距，便于以后寻找或确定点位。用红油漆标出攀距出发点，并写点号与攀距尺寸。画出攀距关系的平面示意图，作为控制点资料。攀距交会角度要好。(5).绘制点位图 电杆房屋道路控制点 D512.36m D58.75m13 八月 2023 158(5).绘制点位图(5).绘06 七月 2024 159 点 号 D5 桩 别 大铁钉埋设日期 1999年5月20日 备 注导线点的点位图导线点的点位图导线点的点之记大庆路中 山 路12.36m8.75m食品店 中西 18-1D5北13 八月 2023 159 点 号 D06 七月 2024 1602.2.导线边长测量导线边长测量 测定导线各边长(往返丈量)。精度要求：符合规范规定。精度要求：符合规范规定。2.导线边长测量例：图根导线测距方法：钢尺量距 电磁波测距13 八月 2023 1602.导线边长测量精度要求：06 七月 2024 1613.3.导线角度测量导线角度测量 观测导线各转折角、连接角。DJ6一个测回(图根导线)。边长较短时，采用光学对点。全部测左角，或全部测右角；闭合导线测内角。4.4.导线连接测量导线连接测量 导线定向（包括连接角和连接边测量）AB1234513 八月 2023 1613.导线角度测量DJ6一个06 七月 2024 162三三.导线测量的导线测量的内业计算内业计算三三.导线测量的内业计算导线测量的内业计算1.1.附合导线的计算附合导线的计算2.2.闭合导线的计算闭合导线的计算3.3.支导线计算支导线计算4.4.无定向附合导线的特点无定向附合导线的特点导线计算目的：计算各导线点的坐标。要求：合理分配测量误差，评定导线测量的精度。13 八月 2023 162三.导线测量的内业计算三.导06 七月 2024 163三、导线测量的内业计算三、导线测量的内业计算思路：由水平角观测值，计算方位角；由方位角、边长D，计算坐标 增量X、Y；由坐标增量X、Y，计算X、Y。（计算前认真检查外业记录，满足规范 限差要求后，才能进行内业计算）13 八月 2023 163三、导线测量的内业计算思路：06 七月 2024 1641 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 。OyxAB13 八月 2023 1641、坐标计算公式：（1）坐06 七月 2024 165注：计算出的注：计算出的 ABAB ，应根据，应根据X X、Y Y的正负，的正负，判断其所在的象限。判断其所在的象限。（2 2）坐标反算（由坐标反算（由X X、Y Y，求求、D，）OyxAB已知A（）、B（）求求 。13 八月 2023 165注：计算出的 AB，应根06 七月 2024 1662、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。例：例：C1D423BA125.36m98.76m114.63m116.44m156.25m前进方向前进方向13 八月 2023 1662、附合导线的计算 如图06 七月 2024 167+）BD4231CA（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13 八月 2023 167+）BD4231CA（1）计06 七月 2024 168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13 八月 2023 168即：（各级导线的限差见规范）06 七月 2024 169（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）计算出的计算出的 ，否则，需重算。否则，需重算。13 八月 2023 169（3）计算改正后的角度改：06 七月 2024 170（5）计算坐标增量X、Y：（6）计算坐标增量闭合差：由于 的存在，使导线不能和CD连接，存在导线全长闭合差 ：导线全长相对闭合差：13 八月 2023 170（5）计算坐标增量X、Y06 七月 2024 171（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：13 八月 2023 171（7）分配闭合差 06 七月 2024 172（9）计算各导线点的坐标值：依次计算各导线点坐标，依次计算各导线点坐标，最后推算出的终点最后推算出的终点最后推算出的终点最后推算出的终点C C C C的的的的坐标，应和坐标，应和坐标，应和坐标，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。13 八月 2023 172（9）计算各导线点的坐标值：06 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系173205 36 48290 40 54202 47 08167 21 56175 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 -0.02+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 1127.501429.021283.17-107.8413 八月 2023 合肥工业大学173205 06 七月 2024 1743.3.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，需要强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：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：13 八月 2023 1743.闭合导线的计算 闭06 七月 2024 175（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214378.16m105.22m129.34m80.18m13 八月 2023 175（2）坐标增量闭合差的计算根06 七月 2024 176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 -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+85.680.000.00585.68545.81563.34438.88650.00486.76500.00 500.00500.00500.0013 八月 2023 176辅助计算点号观测角改改正角106 七月 2024 1771.附合导线的计算 计算器的角度及坐标计算计算器的计算器的角度运算角度运算计算器直角坐标与极坐标换算功能计算器直角坐标与极坐标换算功能13 八月 2023 1771.附合导线的计算 计算06 七月 2024 178计算器的角度运算计算器的计算器的角度运算角度运算例：1234562=250952(1).CASIO、SHARP计算器角度输入、运算、显示：计算器：CASIO-570AD 角度运算输入、操作显 示12”34”56”=212.12.5666666712.5822222225.16444444SHIFT”25952.该计算器在度、分、秒显示状态或以度为单位的 显示状态下，均能进行角度运算。13 八月 2023 178计算器的角度运算计算器的角06 七月 2024 179SHARP EL5812 角度运算例例：1212343456562=2=252509095252(2).(2).计算器计算器SHARPSHARP ELEL5812 5812 角度运算角度运算输入、操作输入、操作显显 示示该计算器在以度为单位的显示状态下，才能进行该计算器在以度为单位的显示状态下，才能进行 有关角度的运算。有关角度的运算。12.345612.3456=2 212.345612.345612.5822222212.5822222225.1644444425.16444444DEGDEG2nd2ndF FDEGDEGD D.MSMS25.0951999925.0951999913 八月 2023 179SHARP EL5812 角06 七月 2024 180计算器直角坐标与极坐标换算功能计算器直角坐标与极坐标换算功能例：坐标正算例：坐标正算 D=67.580D=67.580，=341=34105055454，求，求 x x、y y输入、操作输入、操作显显 示示=341.0983333341.0983333SHIFTSHIFT67.5867.5867.5867.58 P RP R67.5867.5834134105055454=x x63.9358117663.93581176SHIFTSHIFTX XY Y-21.89219895-21.89219895=y y(1).(1).计算器：计算器：CASIOCASIO -570AD -570AD D.D.x.x.y.y.13 八月 2023 180计算器直角坐标与极坐标换算06 七月 2024 181输入、操作输入、操作显显 示示例例：坐标反算 x=+63.936、y=-21.892，求D、：SHIFT”341554.76(2).(2).计算器：CASIOCASIO-570AD x.x.y.y.D.D.-21.892SHIFT63.93663.936+R P63.93621.892=67.58011364=SHIFTXY-18.90145539=+360341.098544613 八月 2023 181输入、操作显 示例：坐标反06 七月 2024 182SHARP 极坐标直角坐标例例：坐标正算 D=67.58，=3410554，求x、y输入、操作输入、操作显显 示示(3).(3).计算器：SHARPSHARP EL5812 D.D.x.x.y.y.341.098333367.5867.58341.05540.DEG63.935811762ndF(xyx-21.89219895 y13 八月 2023 182SHARP 极坐标直角坐标06 七月 2024 183SHARP 直角坐标极坐标例例：坐标反算 x=+63.936,y=-21.892,求D、:输入、操作输入、操作显显 示示(4)(4)计算器 SHARPSHARP EL5812 x.x.y y D.D.63.93663.9360.21.892-21.89267.580113642ndFD(-18.90145539+=360341.09854462ndFDEGD.MS341.05547613 八月 2023 183SHARP 直角坐标极坐标06 七月 2024 1844.4.支导线计算支导线计算 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12已知数据：AB,XB,YBA、B为已知边，点1、2为新建支导线点。支导线没有多余观测值,因此不会产生闭合差,从而 无须进行任何改正。3.支导线计算 由于支导线没有多余观测值,因此没有检核条件，无 法检验观测值的差错，施测与计算时必须十分小心必须十分小心。观测数据：转折角B,1；边长SB1，S12。13 八月 2023 1844.支导线计算 AB12A06 七月 2024 185支导线的计算步骤 AB12AB(XB,YB)B1SB1S12(1).推算各边方向角前=后+(左)-180(2).计算各边坐标增量 X=Scos Y=Ssin(3).推算各点坐标 X前=X后+X Y前=Y后+Y支导线的计算步骤13 八月 2023 185支导线的计算步骤 AB1206 七月 2024 186四、查找导线测量错误的方法四、查找导线测量错误的方法1 1、个别测角错误的检查、个别测角错误的检查基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测基本方法：通过按一定比例展绘导线来发现测 角错误点。角错误点。闭合导线闭合导线闭合导线闭合导线附合导线附合导线附合导线附合导线421314AD2233455B(1)C(6)CB13 八月 2023 186四、查找导线测量错误的方法106 七月 2024 1872 2、个别边错误的检查、个别边错误的检查例：例：21341455 导线全长闭合差导线全长闭合差f f 的坐标方位角的坐标方位角凡坐标方位角与凡坐标方位角与 或或 相接近的导线边，相接近的导线边，是可能发生量边错误的边。是可能发生量边错误的边。13 八月 2023 1872、个别边错误的检查例：2106 七月 2024 1886-3 6-3 控制点加密控制点加密需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法需要加密个别控制点时，可用交会定点的方法一一.前方交会前方交会二二.后方交会后方交会13 八月 2023 1886-3 控制点加密需要加06 七月 2024 189一一.前方交会的前方交会的计算计算一一.前方交会的计算前方交会的计算 ABP 已知点：A(XA,YA)、B(XB,YB)待定点：P 观测数据：、,(=180-)13 八月 2023 189一.前方交会的计算一.前方交06 七月 2024 190前方交会计算公式直接计算待定点坐标的公式：直接计算待定点坐标的公式：ABP余切公式正切公式13 八月 2023 190前方交会计算公式直接计算待定06 七月 2024 191A、B、C、P处于共圆(也称危险圆)时，无法确定 P点坐标。二.后方交会计算二二.后方交会计算后方交会计算在待定点P观测三个已知点的水平方向值Ra、Rb、Rc(用以计算夹角、)，以计算待定点P的坐 标。BCAP(XB,YB)(XC,YC)(XA,YA)BCAP13 八月 2023 191A、B、C、P处于共圆(也06 七月 2024 192后方交会的图形编号(三种情况)ABCPABCPABCP、取负值13 八月 2023 192后方交会的图形编号(三种情06 七月 2024 193后方交会计算方法后方交会计算方法重心公式重心公式：ABCPRaRbRcA、B、C由A、B、C坐标反算得。13 八月 2023 193后方交会计算方法重心公06 七月 2024 1947-5 三、四等水准测量6-4 6-4 三、四等水准测量 三、四等水准测量一般用于建立小地区测图以及 一般工程建设场地的高程首级控制。一、一、三三.四等水准测量及其技术要求四等水准测量及其技术要求 三、四等水准点的高程应从附近的一、二等水 准点引测；如在独立地区，可采用闭合水准路 线；三、四等水准点一般须长期保存，点位须建立 在稳固处。三、四等水准测量可用精密水准测量方法进行，而本节主要介绍用S3水准仪进行三、四等水准测 量的方法；13 八月 2023 1947-5 三、四等水准测量06 七月 2024 195三、四等水准测量的技术要求表7-11 三、四等水准测量测站技术要求 等 级视线长度(m)前、后视 距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读 数 差(mm)红、黑面高差之差(mm)三 等 75 3 5 2 3四 等 100 5 10 3 5表7-5 三、四等水准测量主要技术要求等级 每公里高 附合路 水准仪 测段往返测 附合路线或 差中误差 线长度 级别 高差不符值 环线闭合差 (mm)(km)(mm)(mm)三等 6 45 DS3 12R 12L四等 10 15 DS3 20R 20L注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。13 八月 2023 195三、四等水准测量的技术要求表06 七月 2024 196二、二、三三.四等水四等水准测量作业方法准测量作业方法二、二、三四等水准测量作业方法三四等水准测量作业方法1.1.采用双面尺法作测站检核采用双面尺法作测站检核2.2.每站观测次序：每站观测次序：后视后视(黑面黑面)上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视(黑面黑面)上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视前视(红面红面)中丝读数中丝读数 后视后视(红面红面)中丝读数中丝读数后视尺前视尺13 八月 2023 196二、三.四等水准测量作业方法06 七月 2024 197三三 、四四等等水水准准测测量量记记录录13 八月 2023 197三、四等水准测量记录06 七月 2024 合肥工业大学土建学院测量工程系198测测站站编编号号点号点号后后尺尺前前尺尺下丝下丝上丝上丝下丝下丝上丝上丝后视距后视距前视距前视距视距差视距差d(m)d(m)方向方向及尺及尺号号水准尺读数水准尺读数 （m）黑面黑面红面红面K+黑黑-红红平均平均高差高差（m）备备注注K为尺为尺常数：常数：K5=4.787K6=4.687三、四等水准测量记录（双面尺法）三、四等水准测量记录（双面尺法）（1）（4）（2）（5）（9）（10）（11）（12）后后前前后后-前前（3）（6）（8）（7）（15）（16）（14）（13）（17）（18）12BM.1-TP.1TP.1-TP.21.5360.94758.9+0.11.9541.37358.1-0.21.0300.44258.8+0.11.2760.69458.3-0.1后后5前前6后后-前前后后6前前5后后-前前1.2420.736+0.5066.0305.422+0.6081.6640.985+0.6796.3505.773+0.577-1+1-2+0.5070+1-1+2+0.678013 八月 2023 合肥工业大学198测站编号06 七月 2024 199三、四等水准测三、四等水准测量成果整理量成果整理三、三四等水准测量成果整理三、三四等水准测量成果整理附合水准路线、闭合水准路线的计算方法与等外水准路线相同。结点水准路线、水准网的平差计算，要考虑“权”。13 八月 2023 199三、四等水准测量成果整理三、06 七月 2024 2007-6 三角高程测量6-5