《测量技术》课件05项目五小区域控制测量

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,2018/10/29,#,项目五,小区域控制测量,任务一 控制测量,概述,任务二 经纬仪导线,测量,任务三,GPS,测量,任务四 图根点,的展绘,实训,十一,CONTENTS,目录,01,控制测量概述,中国幅员辽阔,国家测绘地理信息局在全国范围内建立了统一的平面控制网。国家平面控制网的建立主要采用三角测量和精密导线测量两种方法。,我们知道测量工作的基本原则是“由高精度到低度”、“从整体到局部”、“先控制后碎部”其涵义就是在测区内,先建立测量控制网,用来控制全局,然后根据控制网测定控制点周围的地形或进行建筑施工放样测量,这个在绪论中已讲过。这样不仅可以增加作业面,从而加快测量速度,而且可以保证整个测区有一个统一的、均匀的测量精度。,一、国家控制网,国家平面控制网分一、二、三、四等四个等级,而且是由高级到低级逐级加以控制。国家一等三角锁基本上是沿经纬线方向布设成纵、横三角锁。锁间距离大约为200km,三角形的平均边长约为25km。建立国家平面控制网,主要是用三角测量和精密导线测量。,二、城市控制网,城市,控制网是在国家控制网的基础上建立起来的,目的在于为城市规划、市政建设、工业民用建筑设计和施工放样服务。城市控制网建立的方法与国家控制网相同,只是控制网的精度有所不同。为了满足不同目的的要求,城市控制网也要分级建立。,三、小区域控制网,小区域内控制网是小面积(15km2以内)的大比例尺地形图测绘或工程测量所建立的控制网。根据测区面积大小可以采用三级或二级控制,在全测区范围内建立的控制网,称为首级控制网。小区域控制网尽可能与国家控制网联测,采用国家控制点的坐标和高程作为小区域控制网的起算和校核依据。若测区附近没有国家控制点或与国家控制点联测有困难时,也可建立测区的独立控制网。前者所测图纸可与周围地区已有图纸连接使用,后者只能单独使用。,但当连接有困难时,为了建设的需要,也可以建立独立控制网。小区域控制网,也要根据面积大小分级建立,其面积和等级的,关系。,四、图根控制网,直接为了测图所建立的控制网,称为图根控制网,其控制点称为图根点。图根控制网也 应尽可能与上述各种控制网连接,形成统一系统。但是在个别地区连接有困难时,我们也可建立独立图根控制网。由于图根控制专为测图而做,所以图根点的密度和精度要满足测图要求。表5 2是对平坦地区图根点密度的规定。对山区或特困地区,图根点的密度,可适当增大。,02,经纬仪导线测量,一、导线测量概述,在测区内,选择若干个控制点,由直线连接各控制点而形成的连续折线图形,称为导线,其转折点,称为导线点。导线测量根据所使用的仪器、工具的不同,可分为经纬仪钢尺量距导线和全站仪导 线两种。它是建立小地区平面控制网的主要方法之一。本节主要介绍导线测量的外业工作。,1.闭合导线,由某一控制点出发,经过一系列的控制点后,又回到原来的点上,形成一闭合多边形,这种图形的导线,称为闭合导线,如图5 3所示。导线从一已知高级控制点B 和已知方向AB 出发,经过导线点P1、P2、P3、P4后,又回到已知点B。它本身存在着严密的几何条件,具有检核作用。,2.附合导线,由某一高级控制点出发,经过一系列的控制点后,附合到另一个高级点上,这种图形的导线,称为附合导线,如图5 4中的ABP1P2P3CD 。此种布设形式,具有检核观测成果的作用。,3.支导线,仅一端连接在高级控制点,向外伸展的导线,称为支导线。支导线没有图形检核条件,发生错误不易发现。所以仅限于图根点加密时使用,布设点数以23个为宜。导线的布设形式,应根据测区的形状,面积的大小、已知点分布情况及技术要求来决定。一般来说方、圆地区适合布设成闭合导线,狭长地带适合布设成附合导线,已知点较少的测区可布设成闭合导线,已知点较多的地区可布设成附合导线。若测区面积较大,宜采用二级或三级控制,首级应采用一、二级导线,三级和图根导线在满足测图需要的情况下,可布设成闭合或附合导线的形式。,二、导线测量的外业工作,在进行导线测量之前,应首先要对现场进行熟悉,然后选择合适的位置做导线点,导线的选择,应根据测区的实际情况来决定。若测区面积较大,采用分级控制时,可根据测区的已有的小比例尺地形图和已知控制点资料,在地形图上研究布网方案及控制点的位置。导线点选择好以后,还应带着图纸到实地踏勘,检查图上选择的点位置是否符合实地情况,若不符合进行适当调整,以便最后确定点的位置。若测区面积较小(小于0.5km2)可采用一级控制,直接到实地踏勘,选择控制点的位置。,1.踏勘选点及建立标志,选点要注意下列几点:,(1)点应选在地面坚实而视野开阔的地方,便于安置仪器,进行碎部测量。点位应能长期保存。,(2)相邻导线点要互相通视,便于角度测量,地面比较平坦或坡度比较均匀,便于丈量距离。,(3)导线点要均匀布设于全测区,以便控制整个测区。,(4)同一等级的导线相邻边长相差不宜过大,以免引起较大的测角误差。导线点选定后应埋设标志,临时性导线点可用较长的木桩打入地下。永久性的导线点可用长水泥桩或石桩埋入地下。也可利用地面上固定的标志,导线点应进行编号。如果仅为测图需要,可钉一木桩,在桩顶画一“+”记号或钉一小钉标明点位,在桩的一侧写明点号。为了便于寻找,应将每一个导线点绘制一位置草图,该图称为点之记。,2.导线边长的测量,导线边长测量有条件时,最好采用光电测距仪测量,一、二级导线可采用单向观测2测回,各测回较差应小于15mm,三级及图根导线1测回。若用钢尺丈量,应用检定过的钢尺按精密丈量的方法往返丈量,图根导线边长测量相对误差小于或等于1/3000时,取其平均值作为最后的结果。,3.导线转折角测量,导线的转折角用经纬仪(或全站仪)采用测回法观测。导线的等级不同,使用仪器类型不同,测回数也不同。导线的转折角有左角、右角之分,可以观测左角,也可以观测右角。一级导线测量分别测量两个测回,起始角度分别为0和90开始,所测量角度在限差范围内取其平均值作为最后的结果。图根导线转折角一般用DJ6 型经纬仪观测一测回,对中误差应小于3mm,上、下两半测回较差不超过40时,取其平均值作为最终角值。,4.导线联接角或方位角,为了计算导线点的坐标,导线边的方向需要确定,导线起始边定向的方法有两种。一种是布设成独立导线。在小区域内进行测量工作,如果测区附近没有国家控制点,可布设成独立导线,采用罗盘仪测量导线起始边的磁方位角。另一种是布设成与国家控制点联测的导线。这个在一级导线测量过程中,经常涉及到连接角的测量。在测量过程中,一定注意区分连接角左角右角之分。,三、导线测量的内业计算,导线测量外业工作结束后,在全面检查外业记录,计算无误的情况下,根据外业测量成果绘制导线草图、注明导线点号、实测的转折角值、边长、起始边方位角和起始点的坐标,供计算参考。,(一)闭合导线坐标计算,1.角度闭合差的计算与调整,n 边形的闭合导线其内角和应为 ,理,=(n -2)180 (5 1),观测值的总和,测,应等于理论值,但由于角度观测值不可避免地存在误差,使两者不相等,而产生的差异称为角度闭合差f,。 f,= ,测,- ,理,= ,测,- (n -2)180,各级导线角度闭合差的允许值是不同的,图根导线的允许值为 f,容,=60 n (5 2),若闭合差大于允许值,成果不合格,说明角度观测值中存在粗差,应仔细检查原始记录,分析原因,进行有目的的返工。若闭合差小于允许值,成果合格,可将闭合差反符号平均分配到各角观测值中,每个角的改正数为: V,= -f,/n (5 3),角度改正数计算取位至秒,如有小数,以秒取整后将剩余误差分配到边长较短或转折角较大的几个角度观测值上。调整后的内角和应等于,理,=(n -2)180,以作计算校核。,2.导线边坐标方位角的推算,根据起始边的坐标方位角及改正后角值推算其他各导线边的坐标方位角,如图,5,-,5,。图5,-,5,是所观测的转折角是左角,导线如果按照逆时针方向布设,所观测是水平内角是左角,导线如果按照顺时针方向布设,所观测的水平内角是右角,具体推导过程这里不作具体讲解。,前,=,后,+,左,-180 (适于测左角) (5 4),即前一边的坐标方位角等于后一边的方位角加左角减180,或,前,=,后,-,右,+180 (适于测右角) (5 5),式中,前,、,后,分别为相邻导线边前、后边的坐标方位角;,左,、,右,分别为相邻导线边所夹的左、右转折角。本例观测左角,按左角推算出导线各边的坐标方位角,列入表,5,-,4,中的第四栏。,3.坐标增量的计算及其闭合差的调整,(1)坐标增量的计算:地面上两点的直角坐标值之差称为坐标增量。用x,AB,表示A 点至B 点纵坐标增量,y,AB,表示A 点至B 点横坐标增量。坐标增量有方向性和正负意义,x,BA,y,BA,则表示B 点至A 点的纵、横坐标增量,其符号与x,AB,y,AB,相反。,如图,5,-,6,所示,设点1的坐标x,1,、y,1,和,1,-,2,边的坐标方位角,12,均为已知,边长D,12,也已测得,则点2的坐标为,x,2,=x,1,+x,12,y,2,=y,1,+y,12,(5 6),式中x,12,、y,12,称为坐标增量。由于坐标方位角和坐标增量均带有方向性(由下标表示),需务必注意下标的书写次序。,上式说明,欲求待定点的坐标,必须先根据两点间的边长和坐标方位角求出增量。由图5,-,6,中的几何关系,可写出坐标增量的通用公式。,x =Dcos,y =Dsin (5 7),坐标增量的计算,一般都采用电子计算器进行,带有函数的电子计算器一般都带有坐标变换功能,可采用坐标变换键直接进行计算,甚是方便。,(2)象限角、方位角、坐标增量之间的关系(表,5,-,3,):,(3)坐标增量闭合差的计算与调整:从图,5,-,7可以看出,闭合导线纵、横坐标增量代数和的理论值应为零,即,x,理,=0,y,理,=0 (,5,-,8,),实际上由于量边的误差和角度闭合差调整后的残余误差的影响,往往x,测,y,测,均不等于零,而产生纵坐标增量闭合差fx 与横坐标增量闭合差fy ,即图5 8 闭合导线增量闭合差,fx =x,测,fy =y,测,(5 9),从图5,-,8,中明显看出,由于fx 、fy 的存在,使导线不能闭合,1 1的长度f,D,称为导线全长闭合差,并用下式计算,仅从f,D,值的大小还不能完全评定导线测量的精度,应当将f,D,与导线全长D 相比,以分子为1的分数来表示导线全长相对闭合差,即,导线全长相对闭合差综合反映了导线测角、量边的精度。不同等级导线的全长相对闭合差的允许值是不相同的。对于图根导线来说,其K 值应小于1/2000。若K 大于允许值,说明导线测角或量边存在粗差,应仔细检查外业记录和内业计算,如确无问题,应认真分析超限原因后重新测量。,4.计算各导线点的坐标,坐标增量经改正后,可根据已知点坐标和改正后的坐标增量,计算各导线点的坐标。导线点坐标计算公式如下:,x,前,=x,后,+x,i,y,前,=y,后,+y,i,(,5,-,15,),计算出最后一点坐标后,还应计算到起始点,以资校核。算例见表,5,-,4,。,【例5,-,1】,图,5,-,9,为一闭合导线略图及外业测量数据,假定起点1坐标为(500.00,500.00);测得,1,-,2边的方位角为1152300,试进行其内业计算。,解,将外业观测数据和已知数据填入表5 3,并按上述的计算步骤进行计算,其结果见表,5,-,4,。,(二)附合导线坐标计算,附合导线的坐标计算步骤与闭合导线相同。仅由于两者形式不同,致使角度闭合差与坐标增量闭合差的计算稍有区别。下面着重介绍其不同点。,1.角度闭合差的计算,设有附合导线如图5,-,10,所示,根据起始边坐标方位角,AB,及观测的左角(包括连接角,A,和,C,)可以算出终边CD 的坐标方位角,CD,。,写成一般的公式为,终,=,始,-n 180+ ,测,角度闭合差f 用下式计算,f,=,终,-,终,=,始,-,终,+ ,测,-n 180 (,5,-,16,),附合导线角度闭合差调整及各边方位角推算与闭合导线相同。,公式(,5,-,16,)为附合导线观测左角时计算角度闭合差的公式。容许闭合差的计算与角度闭合差的调整与闭合导线相同。,注意:若附合导线观测的转折角为右角时,角度闭合差按公式(,5,-,17,)计算,角度闭合差调整按相同符合平均分配。,f,=(,始,-,终,)+n180- ,测,(5 17),2.坐标增量闭合差的计算,附合导线的两端均为已知点,各边坐标增量代数和的理论值应等于终、始两点的已知坐标值之差,即,x,理,=x,终,-x,始,y,理,=y,终,-y,始,(5 18),由于导线边长测量存在误差,使得按上式计算的x,测,、y,测,与理论值不相等,两者之差即为坐标增量闭合差,即,fx =x,测,- (x,终,-x,始,),fy =y,测,- (y,终,-y,始,) (5 19),附合导线的导线全长闭合差、全长相对闭合差和容许相对误差的计算,以及增量闭合差的调整,与闭合导线相同。附合导线坐标计算的全过程,见表,5,-,5,的算例。,【例5,-,2】,图,5,-,11,给出附合导线的略图,表,5,-,5,给出附合导线的具体算例。,f,=7853112+1500008-353127-5180,=-00007,f,容,=60 5=134 f f,容,精度符合要求,可以计算,fx =-35.791+500.000-464.220=-0.011m,fy =486.641+421.375-908.031=-0.015m,K =0.0186/488.343=1/262551/2000,(三)支导线的内业计算,支导线由于不具备检核的条件,因此其内业的计算与闭合导线、附合导线相比,只是不进行角度闭合差及坐标增量闭合差的调整,其导线边的方位角、坐标增量及导线点的坐标等计算方法均相同。,【例5,-,3】,图,5,-,9,中的支导线,2,-,2,测得导线边,1,-,2,与2,-,2,的左角122为1384012,2,-,2,的边长D,22,为95.68m,求2点的坐标。,解：计算,2,-,2,的坐标方位角,22,=,12,- (180- 122)=11523- (180-1384012)=740312,计算,2,-,2,的坐标增量,x,22,=D,22,cos,22,=95.68mcos740312=26.29m,y,22,=D,22,sin,22,=95.68msin740312=92.00m,计算2点的坐标,x =x,2,+x,22,=(466.47+26.29)m=492.76m,y =y,2,+y,22,=(570.64+92.00)m=662.64m,四、查找导线测量中角度或边长错误的简易方法,在导线计算过程中,如发现角度闭合差或导线全长闭合差大大超过了容许值时,说明测量中存在差错。这时首先检查原始记录是否抄错,其次核对计算过程有无错误;若均确认无误时,可能是外业测角和量边错误,可用以下方法查找后重测。,若错误发生于边长,如图,5,-,12,(a)中的,3,-,4,边上错了4,-,4,图5 12(b)中的de 边上错了ee,则闭合差1,-,1,和BB将分别与错误边平行;若错误发生于方位角,如图5 13(a)中的,3,-,4,边方位角和图,5,-,13,(b)中的de 方位角错了,则闭合差方向将大致垂直于方位角出错的导线边。为了要确定错误所在,就必须先确定闭合差的方向。由图5,-,13,(b)可得闭合差BB的坐标方位角的公式为:,五、坐标的反算,根据起点的坐标和起点与终点之间的方位角、水平距离,推算终点的坐标,称为坐标的正算。由两点的已知坐标来计算两点间的坐标方位角和水平距离,叫做坐标的反算。其方法如下:,1.根据两点坐标计算方位角,如图,5,-,14,所示,设A 、B 为已知点,其坐标分别为,(x,A,y,A,)和(x,B,y,B,),则,x,AB,=x,B,-x,A,y,AB,=y,B,-y,A,【例5,-,4】,已知1、2两点的坐标分别为(198.75,123.32)(98.45,85.36),单位:m,求,12,和D,12,。,解 x,12,=98.45-198.75=-100.30m,y,12,=85.36-123.32=-37.96m 则,由此可算出,1,-,2,的象限角为204348。由于x,12,0,y,12,0,故,1,-,2,线段在第 象限,12,=204348+180=2004348。,【例5,-,5】,已知:x,B,=500.000m,y,B,=410.000m;x,A,=560.320m,y,A,=350.775m,1,=1350100,2,=1901020,S,1,=D,BP1,=25.001m,S,2,=D,P1P2,=80.002m。求,BP1,P1P2,x,P1,y,P1,x,P2,y,P2,。,x,BP1,=S,1,cos,BP1,=25.001cos903213=-0.234m,y,BP1,=S,1,sin,BP1,=25.001sin903213=25.000m,X,P1P2,=S,2,cos,P1P2,=80.002cos802153=13.390m,y,P1P2,=S,2,sin,P1P2,=80.002sin802153=78.873m,x,P1,=500+ (-0.234)=499.766m,y,P1,=410.000+25.000=435.000m,x,P2,=499.766+13.390=513.156m,y,P2,=435.000+78.873=513.873m,03,GPS,测量,一、技术指标,1.GPS测量,GPS静态相对定位测量主要应用于平面控制测量,也可用于房角点和界址点等房产要素的测定。对于建筑物密集、树木较多的城区,二、三级平面控制测量的主要手段仍然是导线测量。,规范中有关GPS静态相对定位测量的要求主要立足于GPS快速静态相对定位技术而设计,其有关技术指标和技术要求也是针对GPS快速静态相对定位技术而定的。,各等级GPS静态相对定位测量的主要技术应符合表,5,-,6,和表,5,-,7,的规定。,不论GPS相对定位测量采用何种定位模式或数据处理方法,也不论转换到哪个坐标系统,GPS相对定位测量提供给房产测量实际使用的成果,必须符合规范的基本要求,即末级相邻的房产平面控制点间的相对点位中误差不超过0.025m。,GPS网应尽量布设成几何图形或构成其他独立检核条件可以检核的图形。对不能参与独立条件检核的边,应按一定比例进行二次设站重复观测,或用测距仪对一定比例的边长进行实测抽检,以便更有效地保证GPS定位测量成果的质量。各级GPS相对定位测量的坐标系统采用地心坐标系WGS 84,而房产测量使用1980西安坐标系或城市地方坐标系,因此应进行坐标转换。进行坐标转换时,各坐标系的地球椭球和参考椭球的基本几何参数应符合表5 8的规定。,2.常规RTK,常规RTK定位技术是一种基于单基站的载波相位实时差分定位技术。进行常规RTK工作时,除需配备参考站接收机和流动站接收机外,还需要数据通信设备,基准站需将自己所获得的载波相位观测值及站点坐标,通过数据通信链(如电台、手机模块等)实时播发给其周围工作的动态用户。流动站数据处理模块使用动态差分定位的方式确定出流动站相应基准站的位置,然后根据基准站的坐标求得自己的瞬时绝对位置。,3.网络RTK,网络RTK也称多参考站RTK,是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的一种实时动态定位技术。CORS系统是网络RTK技术的基础设施,它由参考站网、数据处理中心、数据通信链路和用户部分组成。一个参考站网可以包括若干个参考站,每个参考站上配备有GNSS接收机、数据通信设备等。,网络RTK的优势有:, 无需架设参考站,省去了野外工作的值守人员和架设参考站的时间,降低了作业成本,提高了生产效率。, 使传统的“1+1”GPS接收机真正等于“2”,生产效率双倍提高。, 不再为四处寻找控制点而烦恼。, 扩大了作业半径,避免了常规RTK随着作业距离的增大精度衰减的缺点,网络覆盖范围内能够得到均匀的精度。, 在CORS覆盖区域内,能够实现测绘系统和定位精度的统一,便于测量成果的系统转换和多用途处理。,4.JSCORS,JSCORS通过在江苏省范围内建设63个GNSS连续运行参考站,在江苏省域内建立一个高精度、高时空分辨率、高效率、高覆盖率的全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatellite,s,ystem,GNSS)综合信息服务网,把GNSS这一高新技术综合应用于大地测量、工程测量、房产测量、气象监测、地震监测、地面沉降监测以及城市地理信息系统等领域。同时兼顾社会公共定位服务,以满足日益增长的城市综合管理与城市化建设的需求。它是卫星导航定位技术、测绘学、气象学、地理信息系统、计算机技术与现代通讯技术等的有机结合。JSCORS的站点分布图如图,5,-,16,所示,技术指标如表,5,-,9、表,5,-,10,。,二、GPS静态相对定位测量,GPS静态相对定位测量主要应用于四等和四等以上的大地控制测量或一级房产平面控制测量,也可用于房角点和界址点等房产要素的测定。在应用GPS相对定位技术时必须注意以下事项:,1.点位的选择,(1)点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上;,(2)点位目标要显著,视场周围15以上不应有障碍物,以减少GPS信号被遮挡或障碍物吸收;,(3)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等)其距离不应小于200m,以避免电磁场对GPS信号的干扰;,(4)点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体,以减弱多路径效应的影响;,(5)点位应选在交通方便、有利于其他观测手段扩展与联测的地方;,(6)地面基础稳定,易于点的保存;,(7)当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性作一检查,符合要求方可利用。,2.标志的埋设,GPS点一般应埋设具有中心标志的标石,以精确标志点位,点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。每个点位标石埋设结束后,应按表5 11填写点之记并提交以下资料:,(1)点之记;,(2)GPS网图;,(3)土地占用批准文件与测量标志委托保管书;,(4)选点与埋石工作技术总结。,3.观测,(1)观测工作依据的主要技术指标:GPS观测与常规测量在技术要求上有很大差别,GPS 控制测量在作业中应按表,5,-,12,中的有关指标执行。,(2)天线安置:, 在正常点位,天线应架设在三脚架上,并安置在标志中心的上方直接对中,天线基座上的圆水准气泡必须整平;, 在特殊点位,当天线需要安置在三角点觇标的观测台或回光台上时,应先将觇标顶部拆除,以防止对GPS信号的遮挡。这时可将标志中心反投影到观测台或回光台上,作为安置天线的依据;, 天线的定向标志线应指向正北,以减弱相位中心偏差的影响。天线的定向误差一般不应超过(35);, 刮风天气安置天线时,应将天线进行三方向固定,以防倒地碰坏。雷雨天气安置天线时,应注意将其底盘接地,以防雷电击天线;, 架设天线不宜过低,一般应距地面1m 以上。天线架设好后,在圆盘天线间隔120的三个方向分别量取天线高,三次测量结果之差不应超过3mm,取其三次结果的平均值记入测量手簿中,天线高记录取值至0.001m;, 在高精度GPS测量中,要求测定气象元素。每个时段气象观测应不少于3次(时段开始、中间、结束),气压读至0.1,气温读至0.1,对一般的测量只记录天气状况;, 复查点名并记入测量手簿中,将天线电缆与仪器进行联接,经检查无误后,方能通电启动仪器。,(3)开机观测:观测作业的主要目的是捕捉GPS卫星信号,并对其进行跟踪、处理和量测,以获得所需要的定位信息和观测数据。天线安置完成后,在离开天线适当位置的地面上安放GPS接收机,接通接收机与电源、天线、控制器的联接电缆,并经过预热和静置,即可启动接收机进行观测。接收机锁定卫星并开始记录数据后,观测员可按照仪器随机提供的操作手册进行输入和查询操作。一般在正常接收过程中禁止更改任何设置参数。外业观测中,仪器操作人员一般应注意:, 当确认外接电源电缆及天线等各项连接完全无误后,方可接通电源,启动接收机;, 开机后接收机有关指标显示正常并通过自检后,方能输入有关测站和时段控制信息;, 接收机在开始记录数据后,应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况;, 一个时段观测过程中,不允许进行以下操作:关闭又重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变卫星高度角;改变天线位置;改变数据采样间隔;按动关闭文件和删除文件等功能键;, 每一观测时段中,气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次,当时段较长时可适当增加观测次数;, 在观测过程中要特别注意供电情况,除在出测前认真检查电池容量是否充足外,作业中观测人员不要远离接收机,听到仪器的低电压报警要及时予以处理,否则可能造成仪器内部数据的破坏或丢失。对观测时段较长的观测工作,建议尽量采用太阳能电池板或汽车电瓶进行供电;, 仪器高一定要按规定始、末各量测一次,并及时输入仪器及记入测量手簿之中;, 接收机在观测过程中不要靠近接收机使用对讲机;雷雨季节架设天线要防止雷击,雷雨过境时应关机停测,并卸下天线;, 观测站的全部预定作业项目,经检查均已按规定完成,且记录与资料完整无误后方可迁站;, 观测过程中要随时查看仪器内存或硬盘容量,每日观测结束后,应及时将数据转存至计算机硬、软盘上,确保观测数据不丢失。,(4)观测记录:外业观测中,所有信息资料均须妥善记录。记录形式主要有以下两种:, 观测记录:观测记录由GPS接收机自动进行,均记录在存储介质(如硬盘、硬卡或记忆卡等)上,其主要内容有:载波相位观测值及相应的观测历元、同一历元的测码伪距观测值、GPS卫星星历及卫星钟差参数、实时绝对定位结果、测站控制信息及接收机工作状态信息等。, 测量手簿:测量手簿是在接收机启动前及观测过程中,由观测者随时填写的,具体格式见表5 13。观测记录和测量手簿都是GPS精密定位的依据,必须认真、及时填写,坚决杜绝事后补,记或,追记。外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份,分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。存储介质的外面,适当处应贴制标签,注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手簿编号等。接收机内存数据文件在转录到外存介质上时,不得进行任何剔除或删改,不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。,(5)GPS测量的作业模式:近几年来,随着GPS定位后处理软件的发展,为确定两点之间的基线向量,已有多种测量方案可供选择。这些不同的测量方案,也称为GPS测量的作业模式。目前,在GPS接收系统硬件和软件的支持下,较为普遍采用的作业模式主要有静态相对定位、快速静态相对定位、准动态相对定位和动态相对定位等。, 经典静态定位模式:,a.作业方法:采用两台(或两台以上)接收设备,分别安置在一条或数条基线的两端点,同步观测4颗以上卫星,每时段长45分钟至2小时或更多。作业布置如图5 17所示。,b.精度:基线的相对定位精度可达5mm+110-6D ,D 为基线长度(km)。,c.适用范围:建立全球性或国家级大地控制网,建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测及精密工程控制网建立等。,d.注意事项:所有已观测基线应组成一系列封闭图形(图5 17),以利于外业检核,提高成果可靠度。并且可以通过平差,有助于进一步提高定位精度。, 快速静态相对定位:,a.作业方法:在测区中部选择一个基准站,并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星;另一台接收机依次到各流动设站,每点观测数分钟。作业布置如图,5,-,18,所示。,b.精度:流动站相对于基准站的基线中误差为5mm+110-6D 。,c.应用范围:控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、房产测量、大批相距百米左右的点位定点。,d.注意事项:在观测时段内应确保有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点相距应不超过20km;流动站上的接收机在转移时,不必保持对所测卫星连续跟踪,可关闭电源以降低能耗。,e.优点:作业速度快、精度高、能耗低;缺点:二台接收机工作时,构不成闭合图形(图,5,-,18,),可靠性差。, 准动态相对定位:,a.作业方法:在测区选择一个基准点,安置接收机连续跟踪所有可见卫星;将另一台流动接收机先置于1号站(图,5,-,19,)观测,在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下,将流动接收机分别在,2,3,4各点观测数秒钟。,b.精度:基线的中误差为12cm。,c.应用范围:开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。,d.注意事项:应确保在观测时段上有5颗以上卫星可供观测,流动点与基准点距离不超过20km;观测过程中流动接收机不能失锁,否则应在失锁的流动点上延长观测时间12min, 往返式重复设站:,a.作业方法:建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星;流动接收机依次到每点观测12min;1h后逆序返测各流动点12min。设站布置如图5 20所示。,b.精度:相对于基准点的基线中误差为5 mm+110-6D。,c.应用范围:控制测量及控制网加密、取代导线测量及三角测量、工程测量及地籍测量等。,d.注意事项:流动点与基准点相距不能超过20km;基准点上空开阔,能正常跟踪3颗及以上的卫星。,（6),数据预处理:为了获得GPS基线向量并对观测成果进行质量检核,首先要进行GPS数据的预处理。根据预处理结果对观测数据的质量进行分析并做出评价,以确保观测成果和定位结果的预期精度。, 数据处理软件及选择:GPS网数据处理分基线解算和网平差两个阶段。各阶段数据处理软件可采用随机软件或经正式鉴定的软件。, 基线解算(数据预处理):对于两台及两台以上接收机同步观测值进行独立基线向量(坐标差)的平差计算叫基线解算,有时也叫数据预处理。,预处理的主要目的是对原始数据进行编辑、加工整理、分流并产生各种专用信息文件,为进一步的平差计算作准备。它的基本内容:,a.数据传输:将GPS接收机记录的观测数据传输到磁盘或其他介质上。,b.数据分流:从原始记录中,通过解码将各种数据分类整理,剔除无效观测值和冗余信息,形成各种数据文件,如星历文件、观测文件和测站信息文件等。,c.统一数据文件格式:将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样间隔,统一为标准化的文件格式,以便统一处理。,d.卫星轨道的标准化:采用多项式拟合法,平滑GPS卫星每小时发送的轨道参数,使观测时段的卫星轨道标准化。,e.探测周跳、修复载波相位观测值。,f.对观测值进行必要改正:在GPS观测值中加入对流层改正,04,图根点的展绘,测图前,除做好仪器、工具以及相应实地资料准备之外,还要做好测图板的准备工作。它主要包括测量图纸的准备、绘制坐标格网以及展绘图根点等工作,为碎部测量做准备。,一、图纸准备,为了保证测图质量,应选用质地比较好的图纸。对于临时性的测图,可将图纸直接固定在图板上进行测绘;对于那些需要长期保存的地图,为了减少图纸变形,应将图纸裱糊在锌板、铝板或胶合板上。,二、绘制坐标格网,1.对角线法,为了将图根点根据其平面坐标准确地展绘在图纸上,应先绘制坐标格网。坐标格网一般绘成50cm50cm 的正方形图幅或者50cm40cm 的图幅,网格大小为10cm10cm。坐标格网可用坐标展点仪或坐标格网尺等专用工具进行绘制,也可用精密直尺采用对角线法绘制。,2.使用AutoCAD 绘制方,格网,利用,相关的绘图软件AutoCAD在绘图纸上打印出需要的50cm50cm 的正方形图幅或者50cm40cm 的矩形图幅。该方法比较简单、准确,但是对仪器的要求比较高,要有较大尺寸的打印机或者绘图仪。,三、展绘图根点,坐标格网检查合格后,即可展绘图根点。展点前应根据图幅所在测区的位置和测图比例尺,将坐标值注记在格网线上,如图,5,-,23,所示。展点时,先根据坐标值找到要展绘的点所在的具体小方格,如2点的坐标值为x,2,=466.47 m、y,2,=570.64m,根据格网坐标值可知2点位于hijk 方格内。从h、k两点沿hi、kj 方向量取20.64m 得d、c 两点;再从k、j 两点按比例尺沿kh、ji 方向量取16.47m 得a、b 两点,用直线连接ab、cd 两直线,其交点即为2点在图上的位置。同法逐一展绘其他控制点,展绘结束要按照要求将控制点的位置和高程进行标注,按图式规定绘上图根点符号,在点的右侧画一短线,分子注记上点号,分母注上高程。,同时为保证准确度,要进行相应的检查。其方法是用直尺量出各导线边的距离并与相应边的已知距离相比较,其误差不得超过图上距离0.3mm。否则,需要重新展绘。,05,实训十一,实训十一 导线测量,各小组根据地形图的分幅图了解小组的测图范围、控制点的分布,在此基础上在小组的测图范围建立图根控制网。在建立图根控制时,可以根据测区高级控制点的分布情况,布置成附合导线、闭合导线。图根导线测量的内容分外业工作和内业计算两个部分。,一、实训目标,掌握经纬仪导线测量或全站仪一级导线测量的外业方法和内业计算。,二、实训场所,测量实训场。,三、实训形式,每组完成一条闭合导线(46点)的外业工作和内业计算。,四、实训备品与材料,DJ2电子经纬仪1台,全站仪1 台,小钢尺1副,花杆、对中杆各2根,棱镜2组,工具包1 个,记录板1块,斧子1把;自备木桩和铁钉若干个、油漆1小瓶、毛笔1支、铅笔、小刀、计算器和记录表格等。,五、实训内容与方法,(一)经纬仪导线测量操作步骤,1.外业工作,(1)踏勘选点:各小组在指定测区进行踏勘,了解测区地形条件和地物分布情况,根据测区范围及测图要求确定布网方案。选点时应在相邻两点都各站一人,相互通视后方可确定点位。,选点时应注意以下几点:, 相邻点间通视好,地势较平坦,便于测角和量边;, 点位应选在土地坚实,便于保存标志和安置仪器处;, 视野开阔,便于进行地形、地物的碎部测量;, 相邻导线边的长度应大致相等;, 控制点应有足够的密度,分布较均匀,便于控制整个测区;, 各小组间的控制点应合理分布,避免互相遮挡视线。,(2)导线转折角测量:导线转折角是由相邻导线边构成的水平角。一般测定导线延伸方向左侧的转折角,闭合导线大多测内角。图根导线转折角可用6级经纬仪按测回法观测一个测回。对中误差应不超过3mm,水平角上、下半测回角值之差应不超过40,否则,应予以重新测量。图根导线角度闭合差应不超过60n ,n 为导线的观测角度个数。,(3)边长测量:边长测量就是测量相邻导线点间的水平距离。经纬仪钢尺导线的边长测量采用钢尺量距;红外测距导线边长测量采用光电测距仪或全站仪测距。钢尺量距应进行往返丈量,其相对误差应不超过1/3000,特殊困难地区应不超过1/1000,高差较大地方需要进行高差的改正。由于钢尺量距一般需要进行定线,故可以和水平角测量同时进行,即可以用经纬仪一边进行水平角测量,一边为钢尺量距进行定线。,(4)连测:为了使导线定位及获得已知坐标需要将导线点同高级控制点进行连测。可用经纬仪按测回法观测连接角,用钢尺(光电测距仪或全站仪)测距。若测区附近没有已知点,也可采用假定坐标,即用罗盘仪测量导线起始边的磁方位角,并假定导线起始点的坐标值(起始点假定坐标值可由指导教师统一指定)。,2.内业,计算,在,进行内业计算之前,应全面检查导线测量的外业记录,有无遗漏或记错,是否符合测量的限差和要求,发现问题应返工重新测量。应使用科学计算器进行计算,特别是坐标增量计算可以采用计算器中的程序进行计算。,计算时,角度值取至秒,高差、高程、改正数、长度、坐标值取至毫米。具体计算步骤如132 下:,(1)填写已知数据及观测数据。,(2)计算角度闭合差及其限差。,(二)全站仪一级导线测量操作,1.执行,规范,参照,GB500262007工程测量规范。,2.导线,形式,三,个未知点和一个已知点及已知方向组成的闭合导线(图5 24),四条,导线边,总长约800m。,3.具体内容,(1)每个小组在规定的时间内独立完成闭合导线中的一个连接角和四个转折角测量;,(2)每个小组在规定的时间内独立完成闭合导线中的四条导线边测量;,(3)每个小组根据已知数据在规定的时间内独立完成3 个指定未知点的平面坐标计算。,4.训练要求,(1)每个小组必须为4人,编号为1、2、3、4号,按规范要求独立完成指定闭合导线的全部观测;,(2)各组独立观测一条导线,路线的起始点由老师事先确定,同时提交本组人员编号安排;,(3)每个组员完成一个测站的观测和记录；,(4)仪器操作应符合要求,迁站时全站仪主机必须装箱,手簿应记录完整;,(5)各小组独立作业,不得妨碍或阻挡其他小组的观测。,5.技术要求,(1)导线观测中角度观测采用测回法观测2个测回,距离测量观测2个测回,每个测回观测2次读数,只进行往测,不进行返测,观测和计算的各项限差见表5,-,16,、表5,-,17,。,(2)每测站起始观测应从盘左开始,测回间按规则变换度盘位置,第一测回:0附近;第二测回:90附近;,(3)光学对中误差小于或等于2mm;水准管气泡整平偏差小于或等于1格,对中、整平、平移仪器后,应拧紧中心连接螺旋;,(4)盘左照准目标是先起始目标后终始目标,盘右照准目标是先终始目标后起始目标;即盘左顺时针旋转,盘右逆时针旋转;,(5)记录字迹工整、清晰,不得任意修改,记录者必须回报读数。,(三)方格网的绘制及导线点的展绘,在绘图纸上,使用2H 铅笔,按对角线法(或坐标格网尺法)绘制50cm50cm 或者40cm50cm 坐标方格网,格网边长为10cm,其格式可参照地形图图式。,六、注意事项,1.导线点间应互相通视,边长以70150m 为宜。若边长较短,测角时应特别注意提高对中和瞄准的精度。,2.假定起始点坐标为(500.000,500.000)。,3.限差要求为:同一边往、返测距离的相对误差应,小于1/3000,困难地区应不大于1/1000;导线角度闭合差的限差为60n ,n 为测角数;导线全长相对闭合差的限差为1/2000。超限应重测。,七、实训报告,每组每人交“导线测量观测记录表”一套及实训报告一份。,THANK YOU,谢谢！,