1、6.1 6.1 控制測量概述控制測量概述控制測量控制測量國家控制測量國家控制測量 小地區控制測量小地區控制測量第2頁/共97頁第1頁/共97頁1. 1. 控制測量的目的測量工作的基本原則：(1)(1)在測量布局上，“由整體到局部”； 在測量精度上，“由高級到低級”； 在測量程序上，“先控制后碎部”； 作用：a.保證精度，減少誤差積累； b.便于分組測量，加快進度。控制測量第3頁/共97頁第2頁/共97頁控制網分為平面控制網和高程控制網兩種： 測定控制點平面位置(x，y)的工作，稱為平面控制測量平面控制測量。 測定控制點高程(H)的工作，稱為高程控制測量高程控制測量。2. 控制測量的分類第4頁/

2、共97頁第3頁/共97頁國家控制測量在全國范圍內建立的控制網，稱為國家控制網。是用精密測量儀器和方法依照施測精度按一、二、三、四一、二、三、四等四個等級逐級控制建立的。國家控制網也分為平面控制網平面控制網和高程控制網高程控制網兩種。第5頁/共97頁第4頁/共97頁1. 國家平面控制測量(1)(1)布設形式布設形式 以高精度而稀疏的一等三角鎖，盡可能沿經緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，形成統一的骨干大地控制網，然后在一等鎖環內逐級（或同時）布設二、三、四等三角網。(2)(2)布設原則布設原則 a.分級布網，逐級控制 b.要有足夠的精度 c.要有足夠的密度 d.應有統一的規格第6頁/共97頁第5頁

3、/共97頁共包括三角共包括三角點、導線點點、導線點4843348433個，拉個，拉普拉斯點普拉斯點458458個，長度起個，長度起始邊始邊467467條，條，由此組成全由此組成全國范圍的參國范圍的參考框架，是考框架，是國家各部門國家各部門和全國各行和全國各行業進行測繪業進行測繪工作的基礎工作的基礎。 全國一等三角鎖網全國一等三角鎖網第7頁/共97頁第6頁/共97頁第8頁/共97頁第7頁/共97頁國家三角鎖、網的布設規格與精度要求國家三角鎖、網的布設規格與精度要求等級等級平均邊長平均邊長（kmkm）測角中誤差測角中誤差()()三角形最大三角形最大閉合差閉合差最弱邊相對最弱邊相對中誤差中誤差一等網

4、20-250.72.51：150000二等網131.03.51：150000三等網81.87.01：80000四等網2-62.59.01：40000第9頁/共97頁第8頁/共97頁一等三角鎖一等三角鎖是國家平面控制網的骨干。二等三角網二等三角網布設于一等三角鎖環內，是國家平面控制網的全面基礎。三、四等三角網三、四等三角網為二等三角網的進一步加密。建立國家平面控制網，主要采用三角測量三角測量的方法。此外，還可以采用大地四邊形大地四邊形、大地多邊形大地多邊形等形式。在此基礎上，可布設一、二級小三角或一、二、三級導線作為區域控制（或局部控制網）。第10頁/共97頁第9頁/共97頁2. 國家高程控制測

5、量右圖是國家水準網布設示意圖，一等水準網一等水準網是國家高程控制網的骨干。二等水準網二等水準網布設于一等水準環內，是國家高程控制網的全面基礎。三、四等水準三、四等水準網網為國家高程控制網的進一步加密。建立國家高程控制網，采用精密水準測量的方法。第11頁/共97頁第10頁/共97頁由高級到低級，從整體到局部：分成四個等級，逐級控制，逐級加密。一等水準網：一等水準網：骨干，環線長1000-1500km二等水準網：二等水準網：基礎，環線長500-750km精密水準測量三、四等水準網：三、四等水準網：為地形測圖和工程建設服務。第12頁/共97頁第11頁/共97頁精密水準測量：一等水準網，二等水準網精密

6、水準測量：一等水準網，二等水準網等級儀器類型視距/m前后視距差視距累積差基輔分劃讀數差/mm基輔分劃讀數差/mm往返測高差不符值/mm一S0535 0.5 1.50.30.52L1/2二S1S055060 1.0 3.0 0.50.74L1/2第13頁/共97頁第12頁/共97頁小地區控制測量在城市或廠礦地區，一般應在上述國家控制點的基礎上，根據測區的大小、城市規劃和施工測量的要求，布設不同等級的城市控制網，以供地形測圖和施工放樣使用。本章主要討論小地區（10km2以下）控制網建立的有關問題。第14頁/共97頁第13頁/共97頁1. 1. 小地區平面控制測量目前小地區平面控制網的主要形式包括有

7、：1. 三角測量三角測量2. 導線測量導線測量3. 前方交會法前方交會法4. GPS測量測量5. 建筑方格網建筑方格網（略）（自學）（略）（略）第15頁/共97頁第14頁/共97頁直接供地形測圖使用的控制點，稱為圖根控制點，簡稱圖根點圖根點。測定圖根點位置的工作，稱為圖根控制測量圖根控制測量。中小城市一般以四等網作為首級控制網。面積在15km2以下的小城鎮，可用一級導線網作為首級控制。面積在0.5km2以下的測區，圖根控制網可作為首級控制。廠區可布設建筑方格網。具體施測方案和要求可參考1993年工程測量規范（GB50026-93），課本中列舉了部分平面控制網的主要技術要求，如表6.1、表6.2

8、、表6.3和表6.4所示。第16頁/共97頁第15頁/共97頁表表6.1 三角測量主要技術要求三角測量主要技術要求第17頁/共97頁第16頁/共97頁表表6.2 圖根三角測量主要技術要求圖根三角測量主要技術要求表表6.3 圖根導線測量主要技術要求圖根導線測量主要技術要求第18頁/共97頁第17頁/共97頁表表6.4 導線測量主要技術要求導線測量主要技術要求第19頁/共97頁第18頁/共97頁表表6.5 一般地區解析圖根點的個數一般地區解析圖根點的個數第20頁/共97頁第19頁/共97頁2. 2. 小地區高程控制測量城市或廠礦地區的高程控制分為二、三、四等水準測量和圖根水準測量等幾個等級，它是城

9、市大比例尺測圖及工程測量的高程控制，其主要技術要求如表6.6和表6.7所示。同樣，應根據城市或廠礦的規模確定城市首級水準網的等級，然后再根據等級水準點測定圖根點的高程。目前小地區高程控制測量的主要形式有：1.三、四等水準測量2.三角高程測量第21頁/共97頁第20頁/共97頁表表6.6 水準測量的主要技術要求水準測量的主要技術要求第22頁/共97頁第21頁/共97頁表表6.7 圖根水準測量的主要技術要求圖根水準測量的主要技術要求第23頁/共97頁第22頁/共97頁6.2 6.2 坐標計算坐標計算坐標方位角的推算坐標方位角的推算坐標正算坐標正算坐標反算坐標反算第24頁/共97頁第23頁/共97頁

10、 如圖，B、A為已知點，AB邊的坐標方位角AB 為已知，通過連測求得A-B邊與A-1邊的連接角為，測出了各點的右(或左)角A、1、2和3，現在要推算A-1、1-2、2-3和3-A邊的坐標方位角。所謂右(或左)角是指位于以編號順序為前進方向的右(或左)邊的角度。 由圖可以寫出推算坐標方位角的一般公式為（前視邊與后視邊的方位角關系）： 前前= = 后后+左左180180 或 前前= = 后后-右右180180坐標方位角的推算坐標方位角的推算第25頁/共97頁第24頁/共97頁坐標正算（極坐標化為直角坐標）坐標正算（極坐標化為直角坐標） 極坐標化為直角坐標又稱坐標正算，即已知兩點間的水平距離D和坐標

11、方位角，計算兩點間的坐標增量x，y：x12 = x2 - x1 = D12 cos12 y12 = y2 - y1 = D12 sin12 根據上式計算時，sin 和 cos 函數值有正、有負，因此算得的增量同樣是有正、負號。第26頁/共97頁第25頁/共97頁6.2.3 3 坐標反算（直角坐標化為極坐標） 直角坐標化為極坐標又稱坐標反算，即已知兩點的直角坐標(或坐標增量x，y)，計算兩點間的水平距離D和坐標方位角。第27頁/共97頁第26頁/共97頁可得到 ： D12 = ( x122 + y122 )1/2 R12 =arc tan ( y12 / x12 ) 需要特別說明的是：坐標方位角

12、的值域為0至360，而arc tan函數的值域為-90至90，兩者是不一致的。故當按上式的反正切函數計算坐標方位角時，計算器上得到的是象限角值，因此，應根據坐標增量x，y的正、負號，決定其所在象限，把象限角R換算成相應的坐標方位角。第28頁/共97頁第27頁/共97頁坐標增量與所在象限的關系象限XYR 與與的關系的關系I+ + + = RII- -+ + = 180- -RIII- - - = 180+ +RIV+ +- - = 360- -R第29頁/共97頁第28頁/共97頁6.3 6.3 導線測量導線測量 導線的定義導線的定義導線測量的外業工作導線測量的外業工作導線測量的內業工作導線測量

13、的內業工作第30頁/共97頁第29頁/共97頁導線的定義導線的定義 1. 定義定義將測區內相鄰控制點連成直線而構成的折線，稱為導線導線。這些控制點稱為導線點導線點。導線測量導線測量就是依次測定各導線邊的長度和各轉折角值；根據起算數據，推算各邊的坐標方位角，從而求出各導線點的坐標 。用經緯儀測量轉折角，用鋼尺測定邊長的導線，稱為經緯儀導線；若用光電測距儀測定導線邊長，則稱為電磁波測距導線。2. 特點特點 自由、靈活、計算方便。第31頁/共97頁第30頁/共97頁3. 導線的布設形式 閉合導線閉合導線：以高級控制點C、D中的C點為起始點，并以CD邊的坐標方位角CD為起始坐標方位角，經過4、5、6、

14、7點仍回到起始點C，形成一個閉合多邊形的導線。第32頁/共97頁第31頁/共97頁3. 導線的布設形式 附合導線附合導線：以高級控制點A、B中的B點為起始點，以AB邊的坐標方位角AB為起始坐標方位角，經過1、2、3、8點，附合到另外兩個高級控制點CD中的C點，并以CD邊的坐標方位角CD為終邊坐標方位角，這樣的導線稱為附合導線。第33頁/共97頁第32頁/共97頁3. 導線的布設形式支導線：支導線：從一個高級控制點和一條高級邊的坐標方位角出發延伸出去的導線稱為支導線。由于支導線缺少對觀測數據的檢核，故其邊數及總長都有限制。第34頁/共97頁第33頁/共97頁導線測量的外業工作導線測量的外業工作1

15、. 踏勘選點及建立標志踏勘選點及建立標志2. 量邊量邊3. 測角測角4. 連測連測第35頁/共97頁第34頁/共97頁1. 踏勘選點及建立標志選點前，應調查、搜集測區已有地形圖和高一級的控制點的成果資料，把控制點展繪在地形圖上，然后在地形圖上擬定導線的布設方案，最后到野外去踏勘，實地核對、修改、落實點位。如果測區沒有地形圖資料，則需詳細踏勘現場，根據已知控制點的分布、測區地形條件及測圖和施工需要等具體情況，合理地選定導線點的位置。第36頁/共97頁第35頁/共97頁實地選點時，應注意下列幾點：(1) 相鄰點間通視良好，地勢較平坦，便于測角和量距；(2) 點位應選在土質堅實處，便于保存標志和安置

16、儀器；(3) 視野開闊，便于施測碎部；(4) 導線各邊的長度應大致相等，除特殊情形外，對于二、三級導線，其邊長應不大于350m，也不宜小于50m；(5) 導線點應有足夠的密度，分布較均勻，便于控制整個測區。第37頁/共97頁第36頁/共97頁 導線點選定后，要在每一點位上打一大木樁，其周圍澆灌一圈混凝土，樁頂釘一小釘，作為臨時性標志，若導線點需要保存的時間較長，就要埋設混凝土樁或石樁，樁頂刻“十”字，作為永久性標志。導線點應統一編號。第38頁/共97頁第37頁/共97頁為了便于尋找，應量出導線點與附近固定而明顯的地物點的距離，繪一草圖，注明尺寸，稱為“點之記”，如圖所示。第39頁/共97頁第3

17、8頁/共97頁2. 2. 量邊導線邊長可用光電測距儀測定，測量時要同時觀測豎直角，供傾斜改正之用。若用鋼尺丈量，鋼尺必須經過檢定。對于一、二、三級導線，應按鋼尺量距的精密方法（見4.1節）進行丈量。對于圖根導線，用一般方法往返丈量或同一方向丈量兩次，取其平均值，并要求其相對誤差不大于1/3000。鋼尺量距結束后，應進行尺長改正、溫度改正和傾斜改正，三項改正后的結果作為最終成果。第40頁/共97頁第39頁/共97頁3. 測角用測回法施測導線左角(位于導線前進方向左側的角)或右角(位于導線前進方向右側的角)。一般在附合導線或支導線中，是測量導線左角，在閉合導線中均測內角。若閉合導線按順時針方向編號

18、，則其右角就是內角。對于圖根導線，一般用DJ6級光學經緯儀測一個測回。若盤左、盤右測得角值的較差不超過40，則取其平均值作為一測回成果。測角時，為了便于瞄準，可用測釬、覘牌作為照準標志。第41頁/共97頁第40頁/共97頁4. 連測如圖6.15，導線與高級控制點連接，必須觀測連接角A、1、連接邊DA1，作為傳遞坐標方位角和坐標之用。如果附近無高級控制點，則應用羅盤儀施測導線起始邊的磁方位角，并假定起始點的坐標作為起算數據。第42頁/共97頁第41頁/共97頁導線測量的內業計算導線測量的內業計算（一）內業計算前的檢查工作（一）內業計算前的檢查工作（二）閉合導線坐標計算（二）閉合導線坐標計算（三）

19、附合導線坐標計算（三）附合導線坐標計算（四）支導線坐標計算（四）支導線坐標計算第43頁/共97頁第42頁/共97頁（一）內業計算前的檢查工作應全面檢查導線測量外業記錄，數據是否齊全，有無記錯、算錯，成果是否符合精度要求，起算數據是否準確；繪制導線略圖，把各項數據注于圖上相應位置；確定內業計算中數字取位的要求。內業計算中數字的取位，對于四等以下各級導線，角值取至秒，邊長及坐標取至毫米(mm)。對于圖根導線，角值取至秒，邊長和坐標取至厘米(cm)。第44頁/共97頁第43頁/共97頁（二）閉合導線坐標計算現以下圖中的實測數據為例，說明閉合導線坐標計算的步驟：1、準備工作；2、角度閉合差的計算與調整

20、；3、各邊坐標方位角的推算；4、坐標增量的計算；5、坐標增量閉合差的調整；6、計算各導線點的坐標。第45頁/共97頁第44頁/共97頁1、準備工作、準備工作將校核過的外業觀測數據及起算數據填入“閉合導線坐標計算表” 中，起算數據用下劃線標明。第46頁/共97頁第45頁/共97頁導線略圖第47頁/共97頁第46頁/共97頁點點號號角角 度度觀測值觀測值改正后改正后角角 度度方位角方位角水水 平平距距 離離坐標增量坐標增量改正后坐標增量改正后坐標增量坐坐 標標 mXYXYXY 導 線 坐 標 計 算 表123412102-48-0978-51-1584-23-2793-57-4538-15-001

21、12.0187.58137.7189.50200.00500.00第48頁/共97頁第47頁/共97頁2、角度閉合差的計算與調整n邊形閉合導線內角和的理論值為： 理 = ( n - 2 )180 由于觀測角度不可避免地含有誤差，致使實測的內角之和測不等于理論值理，而產生角度閉合差f為： f = 測 -理 各級導線角度閉合差的容許值f容，見課本表6.3及表6.4。f超過f容，則說明所測角度不符合要求，應重新檢測角度；若f不超過f容，可將閉合差反符號平均分配到各觀測角度中.改正后之內角和應為( n - 2 )180（本例應為360），以作計算校核。第49頁/共97頁第48頁/共97頁點點號號角角

22、度度觀測值觀測值改正后改正后角角 度度方位角方位角水水 平平距距 離離坐標增量坐標增量改正后坐標增量改正后坐標增量坐坐 標標 mXYXYXY導 線 坐 標 計 算 表123412102-48-0978-51-1584-23-2793-57-4538-15-00112.0187.58137.7189.50200.00500.00理 = ( n - 2 )180=360f = 測 - 理=36f容 = 40 n = 80360-00-36f f容(合格)-9-9-9-9102-48-0078-51-0684-23-1893-57-36360-00-00第50頁/共97頁第49頁/共97頁3、用改正后的導線左角或右角推算各邊的坐標方位角根據起始邊的已知坐標方位角及改正后的水平角按下列公式推算其它各導線邊的坐標方位角： 前 = 后 +左180 或 前 = 后 -右180本例觀測右角，按下式推算出導線各邊的坐標方位角，列入表的第5欄。第51頁/共97頁第50頁/共97頁在推算過程中必須注意： 如果推算出的前360，則應減去36