测量学第6章控制测量课件.ppt

1、 进行进行地形测图地形测图或或施工测量施工测量必须必须遵循遵循“先整体，后局部先整体，后局部”的原的原则，采用则，采用“先控制，后碎部先控制，后碎部”的工作步骤。的工作步骤。一、目一、目 的的 目的：目的：提供控制基础和起算基准提供控制基础和起算基准实质：实质：测定具有较高精度的平面坐测定具有较高精度的平面坐标和高程的点位控制点标和高程的点位控制点 二、分二、分 类类 平面控制测量平面控制测量国家平面控制测量：一、二、三、四等国家平面控制测量：一、二、三、四等测图与测设平面控制：导线，小三角测图与测设平面控制：导线，小三角 高程控制测量高程控制测量国家高程控制测量：一、二、三、四等国家高程控制

2、测量：一、二、三、四等测图与测设高程控制：等外水准，三角高程测图与测设高程控制：等外水准，三角高程6-1 概述概述平面控制测量：测图控制点密度表测图控制点密度表测图比例尺测图比例尺每平方公里的控制点数每平方公里的控制点数每幅图的控制点数每幅图的控制点数 1 5000 1 2000 1 10001 500415401202015108四、图四、图根根控制网控制网控制测量过程控制测量过程6.2 方位角及坐标正反算方位角及坐标正反算直线定向直线定向：确定直线的方向称为直线定向。：确定直线的方向称为直线定向。一、标准方向一、标准方向1 1 真子午线方向真子午线方向：地面上某点指向地球：地面上某点指向地

3、球北极的方向。北极的方向。P磁偏角PN磁偏角 真北磁北磁北+-东西3、坐标纵轴、坐标纵轴（x x轴）轴）：高斯：高斯克吕格平克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向面直角坐标的坐标纵轴方向2、磁子午线、磁子午线方向方向：磁针在地球磁场的作磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方向。用下自由静止时所指的方向。PXYNNABABBA方位角方位角：从直线一端的北方向开始顺时针至该直线的水平角：从直线一端的北方向开始顺时针至该直线的水平角。根据所取的标准方向不同，方位角可分为：根据所取的标准方向不同，方位角可分为：真方位角真方位角磁方位角磁方位角坐标方位角坐标方位角正、反坐标方位角相差正、反坐标方位角相差18

4、0度。度。若已知直线若已知直线12的方位角的方位角12，12和和23间的间的水平角水平角2 左左（或（或2右右），来推算直线），来推算直线23的的方位角方位角 23。推算公式推算公式23=12 2 左左 18023=12 2 左左 18012312232 左左2 右右211 坐标的正算坐标的正算已知A点的坐标 、，直线AB的平距 和坐标方位角 ，计算B点的坐标 ，。AyAXBXByABsAB推算公式推算公式：ABABABABABABSYYSXXsincosxyBAXABsYAB已知A点的坐标 、，B点的坐标 、，计算直线AB的平距 和坐标方位角 。AyAXBXByABsAB推算公式：推算公式：

5、22/arctanABABABABABABYXSXYYYYXXX)90,90(/arctanXY根据根据x x、y y值判断：值判断：象限象限方位角方位角x xy y+-+-+-1801803606-3 6-3 导线测量导线测量ABDC45（1）234（5）AB23（1）（1）234（5）1.导线点应选在视野广阔，导线点应选在视野广阔，便于测碎部点便于测碎部点的地方。的地方。2.相邻点必须相邻点必须通视通视。3.点点均匀分布均匀分布，相邻边长度相差不宜过大。，相邻边长度相差不宜过大。4.点应选在不易被行人车马触动，土质坚点应选在不易被行人车马触动，土质坚实实便于安置仪器便于安置仪器的地方。的地

6、方。一、选点(100.0,200.0)2345671二、平面控制测量确定控制点的平面坐标（X，Y）1、外业工作 角度闭合差计算和调整角度闭合差计算和调整 导线边方位角计算导线边方位角计算 坐标增量计算及坐标增量闭合差调整坐标增量计算及坐标增量闭合差调整 坐标计算坐标计算导线边长度测量导线边长度测量测量水平角测量水平角测量连接角测量连接角1、钢尺量距钢尺量距：往返丈量相对中误差：往返丈量相对中误差1/2000 1/2000 或或1/10001/1000光电测距光电测距：视距法视距法：往返相对误差往返相对误差1/3001/300 一般规定观测左角。闭合导线中，导线一般规定观测左角。闭合导线中，导线

7、点按逆时针编号，左角即是内角。点按逆时针编号，左角即是内角。2436202DJ615000 1100002436302DJ61500 12000角度闭合差测回差半测回差测角中误差测回数仪器比例尺n 04n 062436202DJ615000 1100002436302DJ61500 12000角度闭合差测回差半测回差测角中误差测回数仪器比例尺n 04n 06ABDC（1）234（5）在内业计算之前应仔细检查所有外在内业计算之前应仔细检查所有外业记录，计算是否正确，各项误差是否业记录，计算是否正确，各项误差是否在限差之内，以保证原始数据的正确性。在限差之内，以保证原始数据的正确性。同时绘制导线略

8、图，注明点号和相同时绘制导线略图，注明点号和相应的角度和边长，以及已知点坐标和起应的角度和边长，以及已知点坐标和起始方位角等，以便进行导线的坐标计算。始方位角等，以便进行导线的坐标计算。外业注意外业注意:ABDC45（1）234（5）AB23（1）独立导线独立导线非非独立导线独立导线闭合导线点的坐标计算AB25431B234512 2、计算思路计算思路X X2 2=X=X1 1+X X1212=X=X1 1+D D1212COSCOS1212Y Y2 2=Y=Y1 1+Y Y1212=Y=Y1 1+D D1212SINSIN1212X iY iii i+1X Xi i+1=D Di i+1CO

9、SCOSi i+1Y Yi i+1=D Di i+1COSCOSi i+10iX X、Y Y闭合导线点的坐标计算AB25431检核：检核：（i+V i)=(n-2)180闭合导线点的坐标计算检核：检核：AB25431闭合导线点的坐标计算 ixxiDDfViyyiDDfV闭合导线点的坐标计算检核：检核：fx=vxi fy=vYi22yxfffK=f xi=Dicos Yi=Disin fx=Xi fy=YiAB25431闭合导线点的坐标计算EDCBA121280090073084103010827001354800965136(方位角）方位角）231.32201.58200.44241.0026

10、3.41mYmXAA00.10000.100闭合导线计算略图闭合导线计算略图折折 角角 增量计算值增量计算值 改正后增量改正后增量 点的坐标点的坐标 观测角观测角 改正后角值改正后角值 方位角方位角 边边 长长 D D x x y y x x y y X X Y Y 点号点号 （m m）（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）A A (-1 12 2)121 28 00121 28 00 127 27 48127 27 48 100.00100.00 100.00100.00 96 51 3696 51 36 201.58201.58 (-0.040.04)-24.0824

11、.08 (+0.04+0.04)+200.14+200.14 -24.1224.12 +200.18+200.18 B B (-1 12 2)108 27 00108 27 00 108 26 48108 26 48 75.8875.88 300.18300.18 25 18 24 25 18 24 263.41263.41 (-0.00.06 6)+238.13+238.13 (+0.05+0.05)+112.60112.60 +238.07+238.07 +112.65+112.65 C C (-1 12 2)84 10 3084 10 30 84 10 1884 10 18 313.95

12、313.95 412.83412.83 289 28 42289 28 42 241.00241.00 (-0.00.06 6)+80.36+80.36 (+0.00.05 5)-227.21227.21 +80.30+80.30 -227.16227.16 D D (-1 12 2)135 48 00135 48 00 135 47 48135 47 48 394.25394.25 185.67185.67 245 16 30245 16 30 200.44200.44 (-0.040.04)-83.8483.84 (+0.00.04 4)-182.06182.06 -83.8883.88

13、-182.02182.02 E E (-1 12 2)90 07 3090 07 30 90 07 1890 07 18 310.37310.37 3.653.65 155 23 48155 23 48 231.32231.32 (-0.00.05 5)-210.32210.32 (+0.040.04)+96.31+96.31 -210.37210.37 +96.35+96.35 A A (127 27 48127 27 48)100.00100.00 100.00100.00 (96 51 3696 51 36)备注备注 540540 01 00 01 00 540 00 00540 00

14、00 测测=54054001010000 理理=（n n-2 2）180180 =540540 f f=+01010000 f f允允=6060n =134134 =0 02 21414 75.1137D 3400175.113733.033.022.025.022DfKfffffyxyx20001允K x=0 y=0 附合导线点的坐标计算ABDC（1）234（5）附合导线点的坐标计算ABDC（1）234（5）附合导线点的坐标计算ABDC（1）234（5）DCAB12BA990100167453612311241892056225。860172。570139。030638.215693.507

15、BBYX294.431493.642AAYX403.556450.192CCYX160.767418.165DDYX附合导线计算略图附合导线计算略图折折 角角 增增量量计计算算值值 改改正正后后增增量量 点点的的坐坐标标 观观测测角角 改改正正后后角角值值 方方位位角角 边边 长长 D D x x y y x x y y X X Y Y 点点号号 （m m）（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）（m m）A A 6 64 42 2.4 49 93 3 4 43 31 1.2 29 94 4 2 23 37 7 5 59 9 3 30 0 B B (+1 1)9 99 9 0 01

16、1 0 00 0 9 99 9 0 01 1 0 01 1 5 50 07 7.6 69 93 3 2 21 15 5.6 63 38 8 1 15 57 7 0 00 0 3 31 1 2 22 25 58 85 50 0 (+0 0.0 03 36 6)-2 20 07 7.9 90 09 9 (-0 0.0 04 48 8)+8 88 8.2 21 15 5 -2 20 07 7.8 87 73 3 +8 88 8.1 16 67 7 2 2 (+2 2)1 16 67 7 4 45 5 3 36 6 1 16 67 7 4 45 5 3 38 8 2 29 99 9.8 82 20 0

17、 3 30 03 3.8 80 05 5 1 14 44 4 4 46 6 0 09 9 1 13 39 90 03 30 0 (+0 0.0 02 22 2)-1 11 13 3.5 56 65 5 (-0 0.0 02 29 9)+8 80 0.2 20 03 3 -1 11 13 3.5 54 43 3 +8 80 0.1 17 74 4 3 3 (+1 1)1 12 23 3 1 11 1 2 24 4 1 12 23 3 1 11 1 2 25 5 1 18 86 6.2 27 77 7 3 38 83 3.9 97 79 9 8 87 7 5 57 7 3 34 4 1 17 72

18、 25 57 70 0 (+0 0.0 02 28 8)+6 6.1 14 45 5 (-0 0.0 03 37 7)+1 17 72 2.4 46 61 1 +6 6.1 17 73 3 +1 17 72 2.4 42 24 4 C C (+2 2)1 18 89 9 2 20 0 5 56 6 1 18 89 9 2 20 0 5 58 8 1 19 92 2.4 45 50 0 5 55 56 6.4 40 03 3 9 97 7 1 18 8 3 32 2 D D 1 16 65 5.4 41 18 8 7 76 67 7.1 16 60 0 备备注注 6f 120460允f允ff 4

19、50.537D 37581143.0114.0086.022DfKfffffyxyx 20001允K 分为测角网、边角网、测边网三种。分为测角网、边角网、测边网三种。利用闭合差条件、圆周条件和极条件等来利用闭合差条件、圆周条件和极条件等来检查外业成果。检查外业成果。三角测量的实施和导线测量的实施步骤基三角测量的实施和导线测量的实施步骤基本相同。本相同。6-4 三角测量三角测量 已知点已知点A A、B B上测出上测出和和，计算待定点计算待定点P P的坐标。为了提高精度，交会角最好在的坐标。为了提高精度，交会角最好在9090左左右，一般不小于右，一般不小于3030或大于或大于120120。ABXY

20、OP6-5 6-5 交会定点交会定点ABCPABP1n432PS1S3S2S4Si11ii22 高程控制测量高程控制测量确定控制点的确定控制点的高程（高程（H）一、高程控制网等级一、高程控制网等级 国家高程控制网国家高程控制网分为一、二、三、四等。分为一、二、三、四等。加密高程控制：加密高程控制：五等（等外或图根）五等（等外或图根）（四等及四等以上水准测量）（五等水准测量及三角高程）v永久性永久性 ：临时性：临时性：三、三、三（四）等水准测量三（四）等水准测量 主要采用主要采用观测法。观测法。技术要求：（技术要求：（L、K为路线长度单位为为路线长度单位为km）53105三丝三丝读数读数100D

21、SDS3 3四四往、返往、返附、闭附、闭3252三丝三丝读数读数75DSDS3 3三三黑红黑红面所面所测高测高差之差之差差（mm）黑红黑红面读面读数差数差（mm）前后前后视距视距累积累积差差（m）前后前后视距视距差差（m）视线视线高度高度视线视线长度长度（m）高差高差闭合差的闭合差的限差限差（mm）使用使用仪器仪器 项项目目等级等级K12K12L12L12双面尺构造的特点双面尺构造的特点 黑面起点黑面起点0.000和和0.000 红面起点红面起点4.687和和4.787 一站上同时测得一站上同时测得 黑面高差黑面高差h黑黑=a黑黑b黑黑 红面高差红面高差h红红=a红红b红红 h黑黑=h红红0.

22、100（一）、观测方法（一）、观测方法每一测站上，安置仪器、粗平、估读前后视每一测站上，安置仪器、粗平、估读前后视距离差不超过距离差不超过2m2m，如超限则移动前尺或水准仪，如超限则移动前尺或水准仪，之后按如下顺序观测，记入手簿之后按如下顺序观测，记入手簿 后尺黑面下丝（后尺黑面下丝（1 1）、上丝（）、上丝（2 2）、中丝（）、中丝（3 3）前尺黑面下丝（前尺黑面下丝（4 4）、上丝（）、上丝（5 5）、中丝（）、中丝（6 6）前尺红面中丝（前尺红面中丝（7 7）后尺红面中丝（后尺红面中丝（8 8）或：后（黑），后（红），前（黑），前（红）或：后（黑），后（红），前（黑），前（红）v视距部分

23、视距部分 前后视距离差前后视距离差3m3m 前后视距离累积差前后视距离累积差10m10mv高差部分高差部分 黑红面读数差黑红面读数差3mm3mm 黑红面高差之差黑红面高差之差5mm5mm外业施测（测、记、算、核）BM1A测测站站点号点号后后尺尺下下前前尺尺下下尺号尺号水准尺中丝读数水准尺中丝读数K黑黑红红高差中高差中数数上上上上后距后距前距前距黑面黑面红面红面视距差视距差累积差累积差1TP11BM1TP11.6141.1560.7740.32645.844.8+1.0+1.0K1=4.787 K2=4.687后1前21.3840.5515.2396.171+0.833+0.9320-1+1+0

24、.8325下丝下丝下丝下丝上丝上丝上丝上丝（mm）（m）后后G1=K1+3-8前前G2=K2+6-7后后-前前H1=3-6H2=8-7G1-G2后后11.3846.1710前前20.5515.239-1后后-前前0.8330.932+1后后21.9346.622-1前前12.0086.796-1后后-前前-0.074-0.1740+1.2S1=177.6+2.2S2=100*（4-5）DS=S1-S2S=S+DSH=+0.44352.1882.2521.6821.75850.649.4+0.8325-0.0740+1.0前距（前距（m）累积差（累积差（m）1.6141.156S1=100*（1

25、-2）校核校核测站编测站编号号点号点号1 1BM1T12 2T1T2前尺前尺后距（后距（m）方向及方向及尺号尺号水准尺读数（水准尺读数（m）黑面黑面红面红面后前视距差（后前视距差（m）0.7740.32644.8H=（H1+H20.100）/2K1=4.787备注备注K+黑黑-红红高差中数高差中数后尺后尺(H1+H2)/2=+0.4435K2=4.687S2=177.0S末站末站=+0.63=6.876 8=25.8256=6.432 7=25.382H1=+0.444 总距离总距离=354.645.8+1.0（三）、成果整理 已知高程点已知高程点A A上安置经纬仪，上安置经纬仪，B B点竖点

26、竖标杆测出竖直角标杆测出竖直角a a。设水平距离设水平距离D D已已知，则知，则 h hABAB=Dtga+i-sDtga+i-s i经纬仪仪器高 s标杆长度aABDiDtgash 当两点间距离大于当两点间距离大于300m时，要考虑地时，要考虑地球曲率及大气垂直折光的影响。前者球曲率及大气垂直折光的影响。前者为地球曲率差，简称为地球曲率差，简称球差（球差（f f1 1)，后者后者为大气垂直折光差，简称为大气垂直折光差，简称f f2 2。ABf f1 1=D D2 2/2R/2Rf f2 2=f=f1 1/7=D/7=D2 2/14R/14R f f1 1-f-f2 2 0.43 0.43*D D2 2/2R/2RhABhAB=Dtga+i-s+f=Dtga+i-s+f1 1-f-f2 2 =Dtga+i-s+0.43D=Dtga+i-s+0.43D2 2/R/Rhisf f2 2f f1 1DtgaDtga施测仅从施测仅从A A点向点向B B点观测称为点观测称为单向单向观测观测，如果不仅由，如果不仅由A A向向B B，且由且由B B向向A A称为称为对向观测对向观测。对向观测可。对向观测可自行消减地球曲率和大气垂直折自行消减地球曲率和大气垂直折光的影响，且观测视线应高出地光的影响，且观测视线应高出地面障碍物面障碍物1m1m以上。以上。