1、第第6章章 控制測量控制測量 6.1 控制測量概述控制測量概述 控制測量應按由高等級到低等級逐級加密進行，直至最低等級的圖根控制圖根控制測量；再在圖根控制點上安置儀器進行碎部測量或測設工作。 在全國范圍內建立的控制網，稱為國家控制網。國家控制網是用精密測量儀器和方法依照國家控制網是用精密測量儀器和方法依照下列規范按一、二、三、四等四個等級、下列規范按一、二、三、四等四個等級、由高級到低級逐級加密點位建立的。由高級到低級逐級加密點位建立的。國家三角測量和國家三角測量和精密導線測量規范精密導線測量規范全球定位系統全球定位系統(GPS)測量規范測量規范國家一、二等水準測量規范國家一、二等水準測量規范

2、國家三、四等水準測量規范國家三、四等水準測量規范控制測量1、平面控制測量、平面控制測量2、高程控制測量、高程控制測量一、平面控制測量一、平面控制測量平面控制測量平面控制測量三角網：三角測量邊角網：邊角測量導線網：導線測量n我國的國家平面控制網主要由三角測量法布設。n一等三角鎖沿經線和緯線布設成縱橫交叉的三角鎖系，一等三角鎖沿經線和緯線布設成縱橫交叉的三角鎖系，鎖長鎖長200250公里，構成許多鎖環。公里，構成許多鎖環。n一等三角鎖內由近于等邊的三角形組成，邊長為2030公里。 二等三角測量有兩種布網形式，一種是由縱橫交叉的兩條二等基本鎖將一二等三角測量有兩種布網形式，一種是由縱橫交叉的兩條二等

3、基本鎖將一等鎖環劃分成等鎖環劃分成4個大致相等的部分，這個大致相等的部分，這4個空白部分用二等補充網填充，稱個空白部分用二等補充網填充，稱縱橫鎖系布網方案；另一種是在一等鎖環內布設全面二等三角網稱全面布縱橫鎖系布網方案；另一種是在一等鎖環內布設全面二等三角網稱全面布網方案。網方案。n三、四等三角網為在二等三角網內的進一步加密。n下圖為廣東省和海南省的一等三角鎖和二等三角鎖的布設略圖。n城市或廠礦等地區，一般應在上述國家等級控制點的基礎上，根據測區的大小、城市規劃或施工測量的要求，布設不同等級的城市平面控制網，以供地形測圖和測設建、構筑物時使用。n建立城市平面控制網可采用GPS測量、三角測量、各

4、種形式邊角組合測量和導線測量方法。n平面控制測量方法的選擇應因地制宜，既滿平面控制測量方法的選擇應因地制宜，既滿足當前需要，又兼顧今后發展，做到技術先足當前需要，又兼顧今后發展，做到技術先進、經濟合理、確保質量、長期適用。進、經濟合理、確保質量、長期適用。l國家一等大地控制網 是國家大地基準的骨干和主要支撐，以實現我國三維、動態的地心坐標系統，保證大地控制網點位三維地心坐標的精度和現勢性。l國家一等大地控制網的相對精度應不低于110-8，坐標年平均變化率中誤差水平方向應不大于2mm，垂直方向應不大于3mm。l國家一等大地控制網應均勻分布，覆蓋我國國土，在滿足條件的情況下，宜布設在國家一等水準路

5、線附近和國家一等水準網結點處。二、二、 高程控制測量高程控制測量高程控制測量水準測量三角高程測量三角高程測量GPS測量n在全國領土范圍內，由一系列按國家統一規范測定高程的水準點構成的網稱為國家水準網。n國家水準網按逐級控制、分級布設的原則分為一、二、三、四等，其中一、二等水準測量稱為精密水準測量。l國家一等水準網 國家一等水準網是國家高程控制網的骨干，其主要目的是實現國家高程基準的高精度傳遞。l國家一等水準網的布設應充分考慮地質構造背景，選擇最適當的路線。國家一等水準路線應閉合成環形，并構成網狀。環的周長在我國東部地區應不超過1600km，西部地區不超過2000km。l國家一等水準測量用往返測

6、量不符值計算的每千米偶然中誤差應不大于0.45mm，用環閉合差計算的每千米全中誤差應不大于1.0mm。l國家一等水準網每15年復測一次，每次復測執行時間不超過5年。l國家二等水準網 國家二等水準網是國家一等水準網的加密，在國家一等水準網內布設成附合路線或環形。國家二等水準環線的周長，在平原和丘陵地區應不大于750km，山地和困難地區可適當放寬。l國家二等水準測量用往返測量不符值計算的每千米偶然中誤差應不大于1.0mm，用環閉合差計算的每千米全中誤差應不大于2.0mm。l國家二等水準網應根據需要進行復測，復測周期最長不超過20年。n全國各地地面點的高程，不論是高山、平原及江河湖面的高程都是根據國

7、家水準網統一傳算的。下圖為廣東省和海南省的一、二等水準路線略圖。定向、定位定向、定位至少需要已知一個點的平面坐標才可以確定控制網的位置，簡稱定位定位。（1）在新布設的平面控制網中，至少需要已知一條邊的坐標方位角才可以確定控制網的方向，簡稱定向定向6.2 平面控制網的定向、定位平面控制網的定向、定位與坐標正反算與坐標正反算 1) 由邊的坐標方位角和水平距離計算坐標增量1,2211,2211,2tantanyyyarcarcxxx坐標方位角和象限角坐標方位角和象限角6.3 導線測量導線測量一、一、 導線的布設導線的布設n將相鄰控制點連成直線而構成的折線稱為導線導線(traverse)，控制點稱為導

8、線點(traverse point)。n導線測量(traverse survey)是依次測定導線邊的水平距離和兩相鄰導線邊的水平夾角，然后根據起算數據，推算各邊的坐標方位角，最后求出導線點的平面坐標。n水平角使用經緯儀測量，邊長可以使用光電測距儀測量，也可以使用鋼尺丈量；或采用全站儀。n導線測量是建立小地區平面控制網導線測量是建立小地區平面控制網常用的一種方法，在地物分布比較常用的一種方法，在地物分布比較復雜的建筑區，視線障礙較多的隱復雜的建筑區，視線障礙較多的隱蔽區和帶狀地區，多采用導線測量蔽區和帶狀地區，多采用導線測量方法。方法。n導線的布設形式有：閉合導線、附合導線、支導線三種。1) 閉

9、合導線閉合導線n起訖于同一已知點的導線，稱為閉合導線。n它有3個檢核條件：一個多邊形內角和條件和兩個坐標增量條件。2) 附合導線附合導線n布設在兩個已知點之間的導線，稱為附合導線。n它有3個檢核條件：一個坐標方位角條件和兩個坐標增量條件。3) 支導線支導線n由一已知點C和一已知邊的方向CD出發， 延伸出去的導線C、9、10稱為支導線。n支導線只有必要的起算數據，沒有檢核條件，它只限于在圖根導線中使用，且支導線的點數一般不應超過3個。二二 、導線測量外業、導線測量外業 外業外業踏勘選點踏勘選點建立標志建立標志量邊量邊測角測角n1) 踏勘選點及建立標志 收集測區原有的地形圖 收集高一等級控制點的成

10、果資料 在地形圖上初步設計導線布設路線 按照設計方案到實地踏勘選點。現場踏勘選點時，應注意下列事項：現場踏勘選點時，應注意下列事項： 相鄰導線點間應通視良好，以便于角度測量和距離測量。如采用鋼相鄰導線點間應通視良好，以便于角度測量和距離測量。如采用鋼尺丈量導線邊長，則沿線地勢應較平坦，沒有障礙物。尺丈量導線邊長，則沿線地勢應較平坦，沒有障礙物。1點位應選在適宜安置儀器、土質堅實并便于保存之處。點位應選在適宜安置儀器、土質堅實并便于保存之處。2在點位上，視野應開闊，便于測繪周圍的地物和地貌。在點位上，視野應開闊，便于測繪周圍的地物和地貌。3導線邊長應符合規定，最長不超過平均邊長的導線邊長應符合規

11、定，最長不超過平均邊長的2倍，倍，相鄰邊長盡量不使其長短相差懸殊。相鄰邊長盡量不使其長短相差懸殊。4導線應均勻分布在測區，便于控制整個測區。導線應均勻分布在測區，便于控制整個測區。5n導線點位選定后，導線點位選定后，在泥土地面上，在泥土地面上，要在點位上打一木樁，要在點位上打一木樁，樁頂釘上一小釘，樁頂釘上一小釘，作為臨時性標志；作為臨時性標志；n在碎石或瀝青路面上，可以用頂上鑿有十字紋的大鐵釘代替木樁；n在混凝土場地或路面上，可以用鋼鑿鑿一十字紋，再涂上紅油漆使標志明顯。n若導線點需要長期保存，則可以參照右下圖埋設混凝土導線點標石。導線點在地形圖上的表示符號見左下圖，圖中的2.0表示符號正方

12、形的長寬為2mm，1.6表示符號圓的直徑為1.6mm。導線點埋設后，為便于觀測時尋找，可以在點位附近房角或電線桿等明顯地物上用紅油漆標明指示導線點的位置。應為每一個導線點繪制一張點之記點之記。 2) 導線邊長測量導線邊長測量n圖根導線邊長可以使用檢定過的鋼尺丈量或檢定過的光電測距儀測量。n鋼尺量距宜采用雙次丈量方法，其較差的相對鋼尺量距宜采用雙次丈量方法，其較差的相對誤差不應大于誤差不應大于1/3000。n鋼尺的尺長改正數大于1/10000時，應加尺長改正；量距時平均尺溫與檢定時溫度相差大于10時，應進行溫度改正；尺面傾斜大于1%時，應進行傾斜改正。3) 導線轉折角測量導線轉折角測量n導線轉折

13、角是指在導線點上由相鄰導線邊構成的水平角。n導線轉折角分為左角和右角，n在導線前進方向左側的水平角稱為左角左角，右側的水平角稱為右角右角。n如果觀測沒有誤差，在同一個導線點測得的左角與右角之和應等于360。n圖根導線的轉折角可以用DJ6經緯儀測回法觀測一測回。三、三、 閉合導線測量內業計算閉合導線測量內業計算n導線測量內業計算的目的是計算各導線點的坐標。n計算之前，應全面檢查導線測量的外業計算之前，應全面檢查導線測量的外業記錄：數據是否齊全，有無遺漏、記錯記錄：數據是否齊全，有無遺漏、記錯或算錯，成果是否符合規范的要求。或算錯，成果是否符合規范的要求。n檢查無誤后，就可以繪制導線略圖，將已知數

14、據和觀測成果標注于圖上。 （1）支導線計算）支導線計算 支導線申沒有多余觀測值，因此也沒有任何閉合差產生，導線的支導線申沒有多余觀測值，因此也沒有任何閉合差產生，導線的轉折角和計算的坐標增過不需要進行改正。計算步驟如下轉折角和計算的坐標增過不需要進行改正。計算步驟如下:根據各邊的根據各邊的坐標增量推坐標增量推算各點的坐算各點的坐標。標。根據觀測的根據觀測的轉折角推算轉折角推算各邊坐標方各邊坐標方位角位角根據各邊的邊根據各邊的邊長和方位角計長和方位角計算各邊的坐標算各邊的坐標增量增量;l例1：下圖是一條導線，已知M點的坐標為（30.255，36.337），N的坐標為（42.653，55.369）

15、，N點的觀測角（右角，下同）98度20分20秒，1號點的觀測角235度20分40秒，N1的平距為25米，12的平距為37米，計算1、2兩點的坐標（15分）。 N 2 M 1 解： lXNM =30.255-42.653=-12.398； (1分)lYNM =36.337-55.369=-19.032 (1分)lNM=180 + arctan(-19.032/-12.398)=180+56.919 =236.919 (2分)lN1=236.919 -982020”=138.580 (2分)l12=138.5800+180-23502040”=83.236 (1分)lXN1 =cosN125=-1

16、8.747， (1分)lX12 =cos1237=4.358 (1分)lYN1 =sinN125=16.539， (1分)lY12 =sin1237=36.742 (1分)lX1= XN+XN1=42.653-18.747=23.906， (1分)lY1 =YN+YN1=55.369+16.539=71.908 (1分)lX2= X1+X12=23.906+4.358=28.264 (1分)lY2 =Y1+Y12=71.908+36.742=108.650 (1分)例2：下圖是一條導線，已知A點的坐標為（37.453，29.470），B的坐標為（30.456，45.660），B點的觀測角（右角

17、，下同）260度20分40秒，1號點的觀測角100度25分00秒，B1的平距為23米，12的平距為32米，計算1、2兩點的坐標（15分）。 A 1 B 2lXBA =37.453-30.456=6.997 (1分)lYBA =29.470-45.660=-16.190 (1分)lBA=360-arctan(16.190/6.997)=360-66.627=293.373 (2分)lB1=293.373-26002040”=33.028 (2分)l12=33.028+180-10002500”=112.611 (1分)lXB1 =cosB123=19.283 (1分)lX12 =cos1232=

18、-12.303 (1分)lYB1 =sinB123=12.536， (1分)lY12 =sin1232=29.540 (1分)lX1= XB+XB1=30.456+19.283=49.739， (1分)lY1 =YB+YB1=45.660+12.536=58.196 (1分)lX2= X1+X12=49.739-12.303=37.436 (1分)lY2 =Y1+Y12=58.196+29.540=87.736 (1分)（2）閉合導線計算）閉合導線計算6.4 交會定點的計算交會定點的計算 交會定點是通過測量交會點與周邊已交會定點是通過測量交會點與周邊已知坐標點所構成三角形的邊、角，來計知坐標點

19、所構成三角形的邊、角，來計算交會點的平面坐標，它是加密小地區算交會點的平面坐標，它是加密小地區平面控制點的方法之一。平面控制點的方法之一。 按交會的圖形，交會定點可以分成n 前方交會n 側方交會n 后方交會 按觀測值類型，交會定點可以分成測角交會測角交會測邊交會測邊交會邊角交會邊角交會測邊交會測邊交會邊角交會邊角交會6.5 三、四等水準測三、四等水準測 小地區一般以三等或四等水準網作為首小地區一般以三等或四等水準網作為首級高程控制，地形測量時再用圖根水準級高程控制，地形測量時再用圖根水準測量或三角高程測量進行加密。測量或三角高程測量進行加密。n三、四等水準點的高程應從附近的一、二等水準點引測，

20、布設成附合或閉合水準路線，其點位應選在土質堅硬、便于長期保存和使用的地方，并應埋設水準標石。n也可以利用埋設了標石的平面控制點作為水準點，埋設的水準點應繪制點之記。在第2章中介紹了水準測量的方法，本章介紹三、四等水準測量。(1) 三、四等水準測量的技術要求三、四等水準測量的技術要求n三、四等水準測量所用儀器及主要技術要求見表7-6，每站觀測的技術要求見表7-19。 (2) 三、三、四等四等水準水準測量測量的方的方法法 在測站上安置水準儀，使圓水準氣泡居中，后視水準尺黑面，用上、下視距絲讀數，記入表7-20中(1)、(2)位置；旋轉微傾螺旋，使管水準氣泡居中，用中絲讀數，記入表7-12中(3)位

21、置。 前視水準尺黑面，用上、下視距絲讀數，記入前視水準尺黑面，用上、下視距絲讀數，記入表表7-12中中(4)、(5)位置；旋轉微傾螺旋，使管水準位置；旋轉微傾螺旋，使管水準氣泡居中，用中絲讀數，記入表氣泡居中，用中絲讀數，記入表7-12中中(6)位置。位置。雙面尺法的觀測程序(2) 三、三、四等四等水準水準測量測量的方的方法法 前視水準尺紅面，旋轉微傾螺旋，使管前視水準尺紅面，旋轉微傾螺旋，使管水準氣泡居中，用中絲讀數，記入表水準氣泡居中，用中絲讀數，記入表7-12中中(7)位置。位置。 后視水準尺紅面，旋轉微傾螺旋，使管水準氣泡居中，用中絲讀數，記入表7-12中(8)位置。以上觀測順序簡稱為后、前、前、后。雙面尺法的觀測程序2) 一站計算與檢核n 視距計算與檢核n根據前、后視的上、下絲讀數計算前、后視的視距(9)和(10)：n后視距離(9)=(1)-(2)10n前視距離(10)=(4)-(5)10n計算前、后視距差(11)：n(11)=(9)-(10)n對于三等水準，(11)不超過