1、控制(kngzh)測量學課程設計教學大綱(jio xu d n)一、課程(kchng)類別：必修二、課程屬性：專業三、適用專業和學時適用專業：測繪工程學時：1周四、實驗教學大綱類別：自編五、本實驗課的目的和任務：實驗目的：1通過實踐，加強學生對該課程理論知識的理解和認識；2掌握如何根據一個測區的實際情況布設該區平面（GPS網）、高程控制網；3掌握水準網精度估算的方法；4了解布設控制網時經費預算的方法；5.進行技術總結。設計任務：認真學習課程設計指導說明書；根據測區環境設計GPS網、高程控制網；對坐標系統作出選擇，計算出投影面的位置，對經費作出預算；畫出平面和高程控制網圖并提交設計說明書；水準網

2、的精度評定、設計存在的問題及處理方案、今后設計應注意的問題和建議等。六、本實驗課教學的基本要求本實驗要求學生必須完成大地測量學基礎、測量平差、測量學等課程，通過課程設計，增強學生對理論知識的理解，掌握基本控制網的布設方法。七、本實驗教學的方法和特點：本實驗課具有很強的理論性實踐性，但要求學生必須修完大地測量學基礎后方可參加設計。由于本設計要求學生獨立完成，采用教師指導，主要由學生完成設計的教學方法。八、實驗項目及學時分配設計內容1學習(xux)課程設計指導說明書和大綱。 0.5天2在設計圖紙(tzh)上完成網形設計 1.5天3完成各種計算（包括水準網精度估算( sun)、坐標系統的選擇、經費預

3、算等）1.5天4撰寫設計說明書。 1.5天九、實驗項目選擇原則：根據教學大綱的要求十、實驗成績考核及標準：實習結束后，學生除要提交課程設計說明書外，還應提交1：50000設計用圖，1：100000選點圖以及加密控制網圖。1由指導教師每日對所指導的學生設計情況進行考核。 10%2對每名學生設計的控制網合理性進行考評。 30%3. 對每名學生設計中的計算是否正確進行考評。 30%4考察學生的經費預算是否合理。 10%5. 學生撰寫的設計說明書的質量。 20%綜合上述五項內容，按優、良、中、及格、不及格評定每個學生的實習成績。優秀：能很好地完成設計任務，達到大綱中規定的全部要求，設計說明書能對設計內

4、容進行全面、系統的總結，各項計算結果正確，精度滿足規范要求，設計方案很優化，經費預算合理，并能運用學過的理論知識對某些問題加以分析。設計態度端正，設計期間無違紀行為。良好：能較好地完成設計任務，達到大綱中規定的全部要求，各項計算結果正確，精度滿足規范要求，設計方案較為合理，經費預算合理。設計說明書能對實習內容進行比較全面、系統的總結。設計態度端正，設計期間無違紀行為，。中等：能完成大部分設計任務，達到大綱中規定的主要要求，各項計算結果正確，精度滿足規范要求，設計方案合理，但有一些不足之處，經費預算較為合理。設計說明書能對設計內容進行比較全面的總結。及格：完成了設計的主要任務，達到設計大綱中規定

5、的基本要求，能完成設計說明書的編寫，計算結果和內容基本正確，但不夠完整、系統。設計方案基本合理，預算基本合理，設計態度基本端正，設計中雖有輕微違紀行為，但能深刻認識、及時糾正。不及格：凡具備(jbi)下列條件者，均以不及格論。設計未達到大綱中規定的基本要求，設計說明書、計算成果抄襲(chox)別人、或馬虎潦草、或內容有明顯錯誤、或計算結果錯誤。未能完成(wn chng)設計說明書者；設計中有違紀行為，教育不改，或有嚴重違紀行為者。十一、本實驗課教學所需的主要儀器設備：設計用圖，計算機。課程設計指導說明書見附件。附件(fjin)：控制(kngzh)測量學課程設計指導書 第一節 新封礦區(kun

6、q)控制測量任務概況一、任務來源新封礦區經過地質詳查證實，煤的埋藏量極為豐富，煤質優良，具有極大的工業價值。為開發能源，支援國民經濟建設，上級機關決定籌建并成立新封煤業集團（有限）公司。2008年將首先開發北旨村井田(設計年產量為120萬噸)；2012年以前將陸續建成六對豎井投入生產。為適應礦山設計、井建施工和礦山生產的需要，必須建立滿足大比例尺(1：500)地形測圖和礦山工程測量所需要的平面控制網和高程控制網。根據新封煤業集團（有限）公司與新封工程勘察公司簽訂的協議，該項控制測量任務由新封工程勘察公司測量隊承擔。二、任務要求 礦區中心位置為東經11301，北緯3420。處于高斯投影6帶第19

7、帶。礦區西南邊界的直角坐標X=3800公里和Y=19675公里：東北邊界的直角坐標為X=3820公里和Y=19695公里。礦區面積為400平方公里。根據統一規劃主網、分區分期進行(jnxng)加密控制布網原則，此次控制測量的任務在于：(1)建立新封礦區D級GPS控制網，作為礦區首級平面控制；(2)建立新封礦區三等(sn dn)水準網，作為礦區首級高程控制；(3)設計北旨村井田(面積為25km2)的加密控制方案；(4)提出北旨村井田1：1000比例尺地形測圖的圖根控制測設方案(不作詳細(xingx)設計)。作業的技術依據為：(1)工程測量規范，國家技術監督局、中華人民共和國建設部聯合發布，199

8、3年8月1日實施：(2)全球定位系統(GPS)測量規范，國家測繪局發布，1992年10月1日實施。三、完成時間新封工程勘察公司測量隊現有工程師一名、技術員五名、工人十名；5級全站儀二臺，2級全站儀一臺、S1，和S0.5型水準儀各一臺。屆時若需用GPS接收機(4臺)，可向河南理工大學測繪學院租用。全部任務要求在六個月內完成，今年年底以前提交控制測量成果。為來年測繪北旨村井田l：1000比例尺地形圖和煤礦工程測量提供控制基礎。第二節 測區狀況和條件一、已往完成的測量工作情況1、1959年由國家測繪總局第x分局建立國家二等連續三角網，該二等網按照國家1958年大地測量法式布設。經過平差計算其測角中誤

9、差為1.0，最弱邊相對中誤差為1：250000。礦區內有二等三角點三個，采用1954年北京坐標系，6分帶，中央子午線為111。目前，二等三角點的標石保存完好。此次平差成果由河南省測繪局提供。有關的三個二等三角點在1954年北京坐標系的坐標值列于下表。點名高斯平面直角坐標（m）三角高程（m）xy玉寨山嵩山嶺伏牛山3817801.333822266.053802016.5419677738.1519687362.5219684382.411512.431494.08696.022、1990年由河南省測繪局建立(jinl)國家二等水準網，于登封市西北公路交叉口東側100米處埋設二等水準標石一座。高程

10、數據屬于(shy)1985年國家高程基準，高程值為396.5721米。3、1988年河南省測繪局曾航測(hn c)該地區1：50000地形圖。4、為地質勘探工作需要，河南省地質局測繪隊曾在本地區測繪1：5000比例尺地形圖。但是，為此而布設的控制網中大部分控制點遭受破壞，只有少數點位可加以利用。5、為適應城鎮建設工作需要，省內不同單位曾于不同時間在該地區一些城鎮測繪了局部的l：1000比例尺地形圖。其中1998年施測的登封市地形圖已被多個部門(城建、土地管理等)使用至今。這些圖紙資料均使用了1954年北京坐標系。 根據上述已經完成測量工作的情況，確定對原有成果的利用方案： 1)測區內的三個國家

11、二等點，精度符合現行規范要求，標石保存完好，其坐標值可用作三等平面控制網的起始數據。 2)國家二等水準點可用作礦區三等水準網的起始點。3)l：50000比例尺地形圖可作為此次圖上設計和實地選點的依據。二、作業區自然地理條件(tiojin)l、地理(dl)概況測區南北臨山，山勢較為陡峭。測區中部因長期受風蝕作用而形成風化層和黃土復蓋層，出現坡度不大(b d)的低山丘陵地帶。礦區南部有伏牛山橫貫，山勢不太陡峭。測區最低高程為230米，北部山區高程達1500米，大部分地區平均高程為400米，穎河東西橫貫礦區，但每年有半年以上時間枯涸。礦區范圍內70為耕地，大部分為旱田。本區隸屬于河南省鄭州市。登封市

12、為一座1990年建制的縣級市，座落在本測區內，其余地區村莊遍布，多數民族為漢族，少數為回族，近年來，群眾覺悟得到提高，社會風尚不斷改觀。2、交通情況為適應城鄉建設和旅游事業的發展，正在興修xx鐵路支線，目前雖未通車但公路縱橫，長途汽車直達鄭州、洛陽、千頂山等地。村與村之間尚有可通行汽車之大道，交通十分方便。3、氣候情況礦區內全年平均雨量為950毫米，雨量集中于六、七、八三個月，全年平均氣溫為+15C，七月份平均氣溫達32C，一月份平均氣溫為-2C，地凍線深度約01米。全年平均風力為2-3級。適宜于野外作業的時間為3-10月份。每月平均作業時間利用率為20工天。 第三節 坐標系統的選擇和起始數據

13、的確定內容提要一、平面坐標系統(xtng)的選擇我國現行三種坐標系統：1980年國家大地(dd)坐標系、1954年北京坐標系和新1954年北京坐標系。其中1980年國家大地坐標系的橢球參數選擇合理、數值準確，是對全國天文大地網施行整體平差建立起來的、橢球面與大地水準面最為密合的一種坐標系統。但是，考慮到本地區50年來的測繪歷史和現狀，為有利于已有測繪成果(chnggu)互為利用，此次礦區平面控制測量設計時，建議采用1954年北京坐標系。二、投影面和投影帶引起的長度變形分析 1954年北京坐標系選擇的投影面是克拉索夫斯基橢球面，它與大地水準面的相關位置是1982年全國天文大地網整體平差所確定的；

14、而投影帶則依然選用了高斯投影6分帶和3分帶的傳統方法。 上述國家統一的投影面和投影帶所引起的長度變形是否適合本礦區的需用，應該作進一步分析。 為此，根據已知的測區中心位置(L=11301，B=3420)按公式 分別計算出測區中心在高斯投影6帶和3帶內的橫坐標概值y(準確至3位有效數字即可)。再由計算的y值和測區平均高程(Hm=400m)分別計算6帶和3帶的長度綜合變形，并以 為原則(yunz)確定適宜的投影面或投影帶。當6帶或3帶所引起的長度(chngd)變形超過上列容許值時，應選擇以“抵償(dchng)面”作投影面的局部坐標系。此時按確定出抵償面高程面，并畫圖示意之。三、起始數據的確定 抵償

15、面位置確定后，選擇其中一個國家大地點(例如伏牛山二等三角點)作為測區的“原點”，保持它在3帶的國家統一坐標值(x0，y0)不變，而將其它國家大地點（玉寨山、嵩山嶺）的已知坐標（x，y）換算到局部坐標系中去： 經過上述處理后的三個國家大地點坐標作為布設新封礦區平面控制網的起始數據。此外，本測區已有一個國家二等水準點，其高程數值為1985年國家高程基準，可直接作為布設礦區高程控制網的起始數據。第四節 平面控制網的布測內容提要一、平面控制網布設方法和布設原則 平面控制網可以采用三角測量、導線測量、GPS衛星(wixng)定位等多種方法布設。綜觀這些方法的優缺點和測區實際條件，應優先考慮選用GPS衛星

16、(wixng)定位法建立平面控制網。 布設GPS定位網時應注意以下(yxi)事項： (1)任務要求是建立三等平面控制網。與其技術指標相適應的GPS定位網為D級網，不過為日后對控制網使用方便，相鄰點距離最好不超過5km，平均取3km為宜。 (2)GPS衛星定位測得的是控制點在WGS-84空間直角坐標系中三維坐標，為將它們轉換成選用的局部坐標系統，必須使新布設的GPS網與已有控制網建立可靠的聯系。此時至少應該聯測2個已有起始點。為了可靠地確定GPS網與原有網之間的轉換參數，聯測點數最好多于2個。 目前，測區內有3個國家大地點，且標石保存完好，其坐標值已用作礦區控制網起始數據。因此，GPS衛星定位網

17、必須聯測這三個國家二等三角點。 (3)布網時還應考慮大約15的GPS點兼作礦區水準點，以便應用曲面擬合法擬合出測區的似大地水準面，內插出其它GPS點的高程異常并確定它們的正常高。 (4)GPS點應選在交通方便、地基穩固，利于點位保存和便于常規方法聯測或加密時應用。二、圖上設計(shj)與實地選點 根據上述注意事項，按規程中對點位要求，在l：50000地形圖上由已知點開始，逐一選設點位。并且由選設點位連成同步觀測邊(基線)，進而擬定出同步網和異步網測量(cling)方案。 圖上設計完成之后即應到實地(shd)落實點位，核實圖上設計結果的可行性。根據實地落實的點位繪出GPS網選點圖(1：10000

18、0)。圖上需畫出測區范圍、標明已知點位和新布設的點位的點名、以及由起始邊和同步觀測邊構成的整體網形、水準路線、主要交通線、水系、城鎮等。該選點圖應裝訂入設計說明書中。點位選定后，按設計的埋石規格(圖示)埋設中心標石。三、GPS衛星定位的數據采集應扼要闡明以下工作要點：1、接收機的機型選擇和檢驗2、準備工作3、安置天線4、數據采集注意事項四、衛星定位數據處理數據處理包括粗加工和預處理、基線向量解算、基線網平差(按三維約束平差進行)。選用現有的數據處理軟件由計算機自動完成。第五節 高程控制網的布測內容提要(ni rn t yo)一、基礎(jch)要求根據本項目的任務要求，將建立三等水準網作為測區基

19、本高程控制，因此，主要技術要求必須符合規程對三等水準網的相應規定，例如，水準點的密度、精度、水準路線(lxin)長度等。二、水準網的選線和埋石1、測區內只有一個高程起始點，因此，水準網必須布設成環形網。2、水準路線盡量沿利于施測的公路、大路布設，水準點則應選在土質堅實、便于應用、利于保存的地點。3、畫圖設計出水準標石的類型和埋設規格，盡量使GPS點兼作水準點。三、精度估算對所設計的水準網，必須估算其最弱點的高程位置中誤差，為此，可采用直觀、簡捷的等權代替法。估算結果，水準網最弱點高程位置中誤差不應超過3cm。否則，應更改設計方案。四、水準觀測提出水準觀測使用的儀器、檢驗項目及要求、水準觀測實施要點及注意事項、限差要求等。五、水準測量計算包括水準測量概算、平差計算、精度評定等，應制定出它們的主要內容和應達到的要求。第六節 加密(ji m)控制網的布測擬定出北旨村井田范圍內直接服務于1：1000比例尺地形測圖的平面和高程控制網的布設(b sh)方案、施測要點、精度要求等。由于已經(y jing)建成的GPS網相鄰點間距離不超過5km，這就可以減化四等網布