工程测量控制测量

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六章 控制测量,1,一、概述,控制测量的主要目的是,限制各项测量误差的传播和积累,，是进行各项测量工作的基础。,6.1,控制测量概述,-,在测量工作中，为了不使误差积累，必须遵循“,从整体到局部”，“先控制后碎部”的原则。,即先在测区内建立控制网，以控制网为基础，分别从各个控制点开始施测控制点附近的碎部点。,2,-,在测量工作中，首先在测区内选择一些具有,控制意义的点,，组成一定的几何图形，形成,测区的骨架,，用,相对精确,的测量手段和计算方法，在统一坐标系中，确定这些,点的平面坐标和高程,，然后以它为,基础,来测定其他地面点的点位或其他测量工作。,其中，这些具有控制意义的点称为,控制点,；由控制点组成的几何图形称为,控制网,；对控制网进行布设、观测、计算，确定控制点位置的工作称为,控制测量,。,控制测量分为：,平面控制测量：,确定控制点的平面位置(X、Y)；,高程控制测量：,确定控制点的高程(H)。,三维控制网,图根控制网和施工控制网,3,一、平面控制测量,1,、三角网测量,2,、导线测量,3、,交会测量,5、,GPS测量,4、,天文测量,国家平面控制网,城市平面控制网,小区域控制网,4,国家平面控制网,我国原有国家平面控制网主要按三角网方法布设，按精度从高到低分为一、二、三、四等。,5,城市平面控制网,在城市地区，为满足,1,：,500,1,：,2000,比例尺地形测图和城市建设施工的需要，应进一步布设城市平面控制网。城市平面控制网在国家控制网的控制下布设，按城市大小布设不同等级的平面控制网，分为,二、三、四等三角网或三、四等导线网和一、二、三级导线网。,小区域控制网,在小于,10km,2,的范围内建立的控制网，称为小区域控制网。在这个范围内，水准面可视为水平面，采用平面直角坐标系计算控制点的坐标，不需将测量成果归算到高斯平面上。小区域平面控制网应尽可能与国家控制网或城市控制网联测，将国家或城市高级控制点坐标作为小区域控制网的起算和校核数据。,6,二、高程控制测量,建立高程控制网常用的方法是水准测量，而在山区或丘陵地区低精度的高程控制测量，以及图根高程控制测量中，可以采用三角高程测量方法。,国家水准网,城市高程控制测量,小区域高程控制,7,1、国家水准网,国家水准网遵循“从整体到局部、由高级到低级、逐级控制、逐级加密”的原则布设为一、二、三、四等。,8,2、城市高程控制测量,在国家水准测量的基础上，城市高程控制测量分为二、三、四等。,3、小区域高程控制测量,一般以国家或城市等级水准点为基础，在整个测去建立三、四等水准网或水准路线，用图根水准测量或三角高程测量测定图根点的高程。,9,三、控制测量的一般作业步骤,1.技术设计： 收集资料，图上设计。,2.实地踏勘选点： 应满足一定条件。,3.埋设标石： 标石类型。,4.外业观测： 观测数据、作业规范。,5.内业计算： 严密平差、近似平差。,-,为了保证成果的质量，杜绝错误，必须坚持,检核的原则,。没有对前一阶段工作的检查，就不能进行下一阶段工作。,-,测量规范,10,四、平面控制点坐标计算基础,1、坐标方位角的推算,前一边的坐标方位角等于后一边的坐标方位角加左角（或减右角），再,180,。,在计算中，若计算结果大于,360,应减去,360,，计算结果为负值时应加,360,。,11,2、平面直角坐标正、反算,1）,坐标正算,已知：A点坐标X,A,、Y,A,AB边坐标方位角,AB,水平距离S,AB,，,求：B点坐标X,B,、Y,B,12,2.,坐标反算,已知: A、B点坐标（X,A,、Y,A,），（X,B,、Y,B,）求： AB边坐标方位角,AB,、 水平距离S,AB,判断象限：,第一象限,第二象限,第三象限,第四象限,13,6.2,导线测量,导线测量的主要目的是确定一系列点的平面位置。,将控制点用折线连接起来形成折线，称为,导线,，点间的折线边称为,导线边,，相邻导线边之间的夹角称为,转折角,；与坐标方位角已知的导线边（定向边）相连接的转折角，称为,连接角,（又称定向角）。,通过观测导线边的边长，根据起算数据经计算而获得点的平面坐标，即为,导线测量,。,3,2,A,B,C,D,1,4,5,导线点、导线边、导线的转折角、连接角,14,1、单一导线：附合导线、闭合导线、支导线,A,1,2,3,A,A,1,2,1,3,2,附合导线,闭合导线,支导线,B,B,C,D,B,一、导线的布设形式：单一导线和导线网,15,2、导线网：,D,A,1,3,2,4,B,C,E,F,G,H,16,二、导线的观测,1、转折角的观测,A,1,2,3,C,D,A,1,2,B,2、导线边长观测,3、导线点的高程测量,17,3,5,10,16,24,城市导线测量的主要技术指标,18,4、三联角架法导线观测,在观测者精心安置仪器的情况下，三联角架法可以减弱,仪器和目标对中误差,对测角和测距的影响，从而提高导线的观测精度，减少了坐标传递误差。,19,1、附合导线的计算（具有两个连接角）,A,1,2,3,B,C,D,1）计算坐标方位角闭合差,2）判断是否在限差内,3）计算各转折角的改正数并检查,4）计算改正后的各转折角,三、导线测量的近似平差计算,20,5）计算各边坐标方位角,6）,计算各边的纵、横坐标增量,7）,计算纵、横坐标闭合差及导,线全长闭合差,8）,计算导线全长相对闭合差,并判断是否在限差内,A,1,2,3,B,C,D,9）计算各边的纵、横坐标,增量的改正数并检查,10）计算各点的坐标,21,22,2、附合导线（一个连接角）,A,1,2,3,B,C,有坐标条件，无方位角条件，但有起算方位角,23,4、闭合导线的计算,A,1,3,2,B,有坐标条件，也有坐标方位角条件，此时坐标方位角条件为多边形内角和条件。,5、支导线的计算,A,1,2,B,无坐标条件，无方位角条件,24,6.3,交会测量,交会测量是加密控制点常用的方法。,依观测值是角度还是边长，交会法分为：,测角交会,测边交会,边角交会,25,一,、测角交会的形式,A,B,P,A,B,C,P,前方交会,后方交会,26,1,、前方交会,P,1)根据A、B点的坐标反算AB边的坐标方位角和边长,2)计算AP边的坐标方位角和边长,3)根据坐标正算公式计算P点的坐标,(1)计算公式极坐标法,27,P,（2）前方交会余切公式:,注意： 图中A、B、P是按逆时针编号,其中A、B是已知点，P是未知点。,28,P,（3）三点前方交会,为了避免外业观测发生错误，,并提高P点的精度，在一般测,量规范中，都要求布设三个已,知点的前方交会。,29,30 150,（4）交会角：,在测角交会图形中，由,未知点,（交会点）至,相邻两已知点间方向的夹角,30,2,、后方交会,（1）计算公式 利用前方交会的余切公式,A,B,C,P,31,（2）利用仿权公式计算：,A,B,C,P,32,（3）,后方交会的危险圆：过三个已知点构成的圆,凡位于,危险圆上的P点，无论采用何种计算公式，均无解。,A,B,C,P,危险圆,33,二、测边交会,1、计算公式,（,1）利用前方交会余切公式,由余弦公式解得：角A和角B,（2）利用极坐标公式,由角A、AB的方位角，距离a,坐标,正算公式解得。,2、注意事项,测边交会在实际作业时也应组成两套图形解算交会点。,a,b,A,P,B,S,AB,34,6.4,高程控制测量,高程控制测量：水准测量和三角高程测量,一、水准测量概述,水准测量的主要目的是测出一系列水准点的高程,。通过水准点的高程，可以了解地表的形状、地壳的变化，以及指导工程的设计、施工、监测。水准测量必须有统一的高程系。,我国统一的高程系是1985年国家高程系,。,水准测量的等级分为：,一、二等水准测量,科学研究、提供高程起算数据,三、四等水准测量,工程建设、提供高程起算数据,普通水准测量,工程建设、测图等。,35,36,二、水准路线：,在水准点之间进行水准测量所经过的路线,1、单一水准路线,因线路中已知点的个数不同又分为三种：,附合水准路线,闭合水准路线,支水准路线,A,B,1,2,3,A,1,2,1,3,2,附合水准路线,闭合水准路线,支水准路线,A,3,37,2、水准网,由几条单一水准路线相互连接构成网形，网中单一水准路线相联接的水准点称为,结点,。,根据水准网中已知点个数的不同又分为：,附和水准网,独立水准网,D,A,1,3,2,C,4,B,E,附和水准网,38,独立水准网,A,3,6,1,7,5,4,2,39,三、水准测量的观测,一、二等水准测量采用精密水准仪和因瓦水准尺，用光学测微法读数，进行往返观测。,三等水准测量采用中丝读数法，进行往返观测，当用光学测微法观测时，也可以用单程双转点法观测。,四等水准测量采用中丝读数法，当水准路线为附合路线或闭合路线时，可只进行单程观测。,40,四、水准测量的内业计算,1. 单一附合水准路线,1）计算闭合差,2）判断闭合差是否超限,4）计算各测段观测高差的改正数,6）计算各测段的改正后的高差,7）计算各点的高程值,5）检查改正数计算,A,B,2,h,1,h,2,h,3,1,3）计算各测段观测高差之权,或,或,8）精度评定,41,单一符附合水准路线计算,=86mm,权,单位权中误差为：,1点高程中误差为,：,2点高程中误差为：,42,3. 单结点水准网,2. 单一闭合水准路线,首尾相连的附合水准路线,43,1计算结点高程平差值,2计算各水准路线上的待定点高程,44,3精度评定,（1）计算单位权中误差：,（2）计算结点高程平差值中误差,mD,45,