1、第五章 小区域平面控制测量5.1 5.1 控制测量概述控制测量概述误差测量原则选择有控制意义的点组成几何图形测区骨架外业测量（测角、测距）计算这些点的三维坐标测量工作（地形测量、施工放样等）n控制点基准点。控制测量对控制网进行布设、观测、计算，确定控制点位置的测量工作。目的：为地形图测绘和各种工程测量提供控制基础和起算基准。作业。控制测量分类：控制测量分类：1 1、按性质：平面控制测量（测定、按性质：平面控制测量（测定x x、y y）高程控制测量（测定高程控制测量（测定H H）2 2、按应用范围分：、按应用范围分：国家控制测量国家控制测量 城市控制测量城市控制测量 小区小区域控制测量域控制测量
2、 图根控制测量图根控制测量一、国家控制测量分为：国家平面控制测量和国家高程控制测量l在全国范围内建立的控制网，称为 国家控制网。它是全国各种比例尺测图的基本控制，并为确定地球的形状和大小提供研究资料。l国家控制网是用精密测量仪器和方法依照施测精度按一、二、三、四等四个等级建立的，它的低级点受高级点逐级控制。l 一等三角锁是国家平面控制网的骨干。l二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础。l三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。建立国家平面控制网，主要采用三角测量的方法。国家控制网国家控制网 一等三角锁一等三角锁国家控制网国家控制网二等连续网二等连续网三、四等三角网三、四等三
3、角网二、城市平面控制测量二、城市平面控制测量中小城市一般以四等网作为首级控制网。中小城市一般以四等网作为首级控制网。测区面积首级控制图根控制1150.5 20.5以下一级小三角或(一级导线)二级小三角或(一级导线)图根三角(或图根导线)两级图根两级图根三角网导线网三、小区域控制测量和图根控制三、小区域控制测量和图根控制测量测量1 1、小地区范围：面积在、小地区范围：面积在15km15km以内。以内。u 为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网。为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网。u 一般采用小三角网或相应等级的导线网。一般采用小三角网或相应等级的导线网。二、高程控制测量二、高程控制测
4、量（测定（测定H H）布设原则：由高级到低、从整体到局部。布设原则：由高级到低、从整体到局部。国家高程控制网：一、二、三、四等。国家高程控制网：一、二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。城市高程控制网：二、三、四等。小地区高程控制网：三、四等及图根水准。小地区高程控制网：三、四等及图根水准。各级高程控制网均采用水准测量、各级高程控制网均采用水准测量、高山地区可采用三角高程测量。高山地区可采用三角高程测量。n一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。交通线布满全国，构成网状。n一等水准路线全长为
5、一等水准路线全长为9300093000多公里，包括多公里，包括100100个闭合环，环的周长个闭合环，环的周长为为80015008001500公里。公里。n二等水准是国家高程控制网的全面基础，一般沿铁路、公路和河二等水准是国家高程控制网的全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设。流布设。n二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为二等水准环线布设在一等水准环内，每个环的周长为300700300700公里，公里，全长为全长为137000137000多公里，包括多公里，包括822822个闭合环。个闭合环。n沿一、二等水准路线还要进行重力测量，提供重力改正数据。沿一、二等水准路线还要进行重力测量，提
6、供重力改正数据。n一、二等水准环线要定期复测，检查水准点的高程变化供研究地一、二等水准环线要定期复测，检查水准点的高程变化供研究地壳垂直运动用。壳垂直运动用。n三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等环不超三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等环不超过过300300公里；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路公里；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过线，其长度不超过8080公里。公里。国国家家高高程程控控制制网网返回5.2 计算坐标与坐标方位角的基本公式控制测量实质：计算控制点的坐标。边长和方位角一、坐标正算和坐标反算公式1、坐标正算：由
7、已知点的坐标、坐标方位角、边长 待定点的坐标。AAyx,AxBxOAyyxABxABABAByABSBy已知A（）求B点的坐标（）ABAB,SBByx,ABABABABxxyxxxABABABABABABABAByyyxxxsinScosS式中：ABSAB-水平边长；-坐标方位角。坐标正算公式坐标正算公式注：根据注：根据ABAB的的象限角的的象限角，判断，判断X X、Y Y的正负。的正负。2、坐标反算（由X、Y，求、D，）已知A点（）B点（）求AAyx,BByx,ABAB,SAxBxOAyyxABxABABAByABSByABABABABABxxyyxyarctanarctan22)()(SA
8、BABAByyxx注：计算出的注：计算出的 ABAB ，应根据，应根据X X、Y Y的正负，的正负，判断其所在的象限。判断其所在的象限。坐标反算公式坐标反算公式二、坐标方位角的推算公式已知坐标方位角 水平角坐标方位角左角：前进方向的左侧左角：前进方向的左侧右角A AB BC Cx xABAB2 2x xBCBCBABA180ABBC左1 1、观测左角时坐标方位角的计算公式、观测左角时坐标方位角的计算公式180ABBC左已知方位角加左角180：已知方位角加左角180：180ABBC左前进方向右左 3602 2、观测右角时坐标方位角的计算公式、观测右角时坐标方位角的计算公式已知方位角减右角180：
9、180360ABBC右A AB BC Cx xABAB2 2x xBCBCBABA前进方向180360ABBC右180ABBC右5.3 导线测量的外业工作导线：测区内相邻控制点连成直线而构成的连续折线。导线边边导线测量：在地面上按一定要求选定一系列的点依相邻次序连成折线，并测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据确定各点平面位置的测量方法。主要用于带状地区、隐蔽地区、城建区、地下工程、公路、铁路等控制点的测量。分为：内业和外业测量。外业工作主要包括：导线的布设和转角、边长的观测。一、导线的布设形式与等级一、导线的布设形式与等级（一）导线的布设形式：（一）导线的布设形式：附合导线、闭合导线、支导
10、线。附合导线、闭合导线、支导线。A AB B1 1D DC C2 23 3A AB B1 12 23 34 45 5附合导线附合导线闭合导线闭合导线B BA A1 12 2支导线支导线二、二、导线测量的外业工作导线测量的外业工作1.1.踏勘选点与埋点踏勘选点与埋点混凝土桩（永久性）混凝土桩（永久性）木桩（临时性）木桩（临时性）点之记点之记2、测角 导线转角一般采用测回法观测其左角。若为闭合导线，则应观测其内角及连接角。3、量边 导线边长可用光电测距仪测定，测量时应同时观测竖角，以便进行倾斜改正。若用钢尺丈量，则钢尺必须经过鉴定。5.4 经纬仪导线测量的内业计算导线测量的目的：计算导线点的坐标1
11、、闭合导线内业计算 1）角度闭合差计算180)2(nf理理测2）角度改正计算nfvifviiiiv3）逐边计算方位角1801iii4）、坐标增量计算5）、坐标增量闭合差计算)cos(*)cos(*1,1,1,1,iiiiiiiiiiDyDx1,1,iiyiixyfxf22yxDfffDDfDDfk16）、坐标增量改正数计算iyyixxDDfvDDfviiyyxxfvfv7）、坐标增量改正计算iiyiiiixiiiivyyvxx1,1,1,1,8）、坐标计算1,11,1yyyyiiiiiiiixx闭合导线计算实例120460501000360)1059359容理测ff200013500190.3
12、9211.011.007.009.022容测测容许的相对闭合差导线全长相对闭合差导线全长闭合差：KKmfffyfxfyxDyx32 北 4 1434101、附合导线内业计算 1）、方位角推算1801iii 2）、终止边方位角推算180*180.180180AB411121niCCAAABACDCD以上式相加得 3）、方位角闭合差计算CDCDf 4）、角度改正数计算nfvi5）、角度改正计算iiiv6）、逐边计算方位角1801iii7）、坐标增量计算)cos(*)cos(*1,1,1,1,iiiiiiiiiiDyDxfvi8）、坐标增量闭合差计算)()(1,1,BciiyBciixyyyfxxx
13、f22yxDfffxfyfDfCCXYDDfDDfk19）、坐标增量改正数计算iyyixxDDfvDDfviiyyxxfvfv10）、坐标增量改正计算iiyiiiixiiiivyyvxx1,1,1,1,11）、坐标计算1,11,1yyyyiiiiiiiixx附合导线内业计算实例容理9764036244546484446108018061844112618458883059237 ffCDCDBA200013700174020.020.014.064.541)15.095.340)78.51110.34122容测测容许的相对闭合差导线全长相对闭合差导线全长闭合差KKmffffyyfxxyxyxD
14、yACxAC三角测量三角测量1、三角网：将地面上的控制点相互连接成三角形网状。2、三角点：三角网中的控制点。3、三角测量：实测所有三角形的内角，用正弦公式求得所有的三角形边长，再由AB边的坐标方位角推算出所有边的坐标方位角，进而利用推算导线点坐标的方法计算出待定三角点坐标值的测量工作。4、三角测量形式：大地四边形、中点多边形、三角锁、三角网。87654321DCBAoEDCBA前方交会法前方交会法定义：在已知的控制点上进行角度测量，通过计算求得待定点的坐标值。公式：实例cotcotcotcotcotcotcotcotNMNMPNMNMPxxyyyyyxxxBApxxx 11cotcot4246
15、65.1BApyyyCBpxxx 22cotcot978019.0CBpyyy YxYy侧方交会法侧方交会法定义：在一个已知点和待定点上安置仪器并测定其角度来计算待定点坐标的方法.公式：按前方交会计算P点坐标)(180cotcotcotcotcotcotcotcotNMNMPNMNMPxxyyyyyxxx距离交会法距离交会法定义：在两个已知点上分别测定其至待定点间的距离，进而求得待定点的坐标。公式：ABPDAPDBPABABABABABABxxyyyyxxDarctan)()(22)sin(*)cos(*2arccos2arccos222222ApApApApApApABApABBPAPBPA
16、BABAPBPAPABDyyDxxDDDDDDDDDD后方交会法后方交会法定义：在未知点上测定其至已知点间的夹角，进而求得待定点的坐标。2、公式：BCAPCPCCPCPCCPCPxkyyyykbkaxxxx21)(cot)()(cot)()(cot)()(cot)(CBCBCBCBCAcACACAxxyydyyxxcyyxxbxxyyacbdakCDtan5.5 GPS全球定位系统一、一、GPSGPS系统的构成系统的构成1 1、空间部分、空间部分21+3颗GPS星座载波L1:频率1575.42MHz载波L2:频率1227.60MHz GPSGPS空间系统空间系统一个主控站、三个注入站和五个监测
17、站一个主控站、三个注入站和五个监测站按用途分：导航型、测地型、授时型按用途分：导航型、测地型、授时型按载波频率分：单频接收机、双频接收机按载波频率分：单频接收机、双频接收机2 2、地面控制部分、地面控制部分3 3、用户设备部分、用户设备部分北京博飞北京博飞GPSGPS接收机接收机二、二、GPSGPS定位的基本原理定位的基本原理 2222)()()(zzyyxxsss 卫星（卫星（x xs s,y,ys s,z,zs s）与接收机（）与接收机（x,y,zx,y,z）之间的距离）之间的距离 建立的关系式为：建立的关系式为：实际上因接收机钟差改正 是未知数，接收机必须同 时至少测定四颗卫星的距离 才能解算出接收机的三维坐标。基本原理：空间距离后方交会2341GPS控制网感谢下感谢下载载
