1、 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系第七章第七章 控制測量控制測量 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系一.控制測量的概念1.目的與作用為測圖或工程建設的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng)控制誤差的積累作為進行各種細部測量的基準2.2.控制測量分類控制測量分類按內(nèi)容分：平面控制測量、高程控制測量按內(nèi)容分：平面控制測量、高程控制測量按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級按精度分：一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級按方法分：天文測量、常規(guī)測量按方法分：天文測量、常規(guī)測量(三角測量、導線測量、水三角測量、導線測量、水 準測量準測量)、衛(wèi)星定位測量、衛(wèi)星定位測量控制點： 對整個測區(qū)起控制作用的測量

2、標志點?？刂凭W(wǎng)： 由控制點分布和測量方法決定所組成的圖形或路線?？刂茰y量：為建立控制網(wǎng)所進行的測量工作。3.有關名詞 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系大地原點343227.00N1085525.00E 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系測量標志 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系二.平面控制測量建立平面控制網(wǎng)，測定各平面控制點的坐標X、Y。等級關系：分一等、二等、三等、四等，前一等級作為以后各等的控制基準，逐級控制(由整體到局部，由高級到低級)。小地區(qū)內(nèi)布置一級、二級、三級和圖根控制。布置形式：三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))、 導線網(wǎng)、交會定點等。 合肥工業(yè)大學土建學院

3、測量工程系二.平面控制測量建立平面控制網(wǎng)，測定各平面控制點的坐標X、Y。布置形式：三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))、 導線網(wǎng)、交會定點等。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系常規(guī)平面控制測量的等級關系控制范圍三角(三邊)網(wǎng)城市導線城市基本控制三等四等三等四等小地區(qū)首級控制一級小三角二級小三角一級導線二級導線三級導線圖根控制圖根三角圖根導線 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系1.一等三角鎖為全國平面控制網(wǎng)的基礎各級平面控制網(wǎng)布置形式二等連續(xù)網(wǎng)充填一等三角鎖，成為全國平面控制網(wǎng) 的骨干。圖7-1 一等三角鎖圖7-2 二等連續(xù)網(wǎng) 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系3.三等、四等三

4、角網(wǎng)和導線網(wǎng),根據(jù)測區(qū)的需要，在二 等三角網(wǎng)的基礎上進行加密，基本圖形如下：圖7-3 三角網(wǎng)或三邊網(wǎng)圖7-4 導線網(wǎng) 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系4.4.常規(guī)常規(guī)平面控制平面控制測量測量的主要技術要求的主要技術要求城市三角測量的主要技術要求表表7-27-2 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系圖根導線的技術要求表7-4測圖測圖比例比例尺尺附合附合導線導線長度長度(m)(m)平均平均邊長邊長(m)(m)測距測距相對相對中誤中誤差差(mm)(mm)測角測角中誤中誤差差( () )測回測回數(shù)數(shù)DJ6DJ6導線導線全長全長相對相對閉合閉合差差方位方位角閉角閉合差合差( () )1:5001:5005005

5、007575一般地一般地區(qū)區(qū) 1/30001/3000 20201 11/20001/20001:10001:1000100010001101101:20001:200020002000180180n60 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系三.高程控制測量建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點的高程H。1.主要方法：水準測量另外方法：三角高程測量、全站儀高程測量。.等級關系：分一等、二等、三等、四等，前一等作 為以后各等的控制基準，逐級控制(由 整體到局部，由高級到低級)。 地形測量時，布設圖根水準(也稱等外 水準)。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系導線測量是平面控制測量中最常 用的方法。一、導線測量概述導

6、線的已知點和新建點組成的若 干條直線(即導線邊)聯(lián)結成一系 列折線或閉合多邊形。7-2 7-2 導線測量導線測量附合導線閉合導線單結點導線AB12支導線 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系1.閉合導線已知數(shù)據(jù)：AB，XB，YB觀測數(shù)據(jù)：連接角B； 導線轉折角0，1，,5； 導線各邊長DB1，D12，D51。DB1D12D23D34D45D51B012345(XB,YB)AB12345閉合導線圖 A、B為已知點，1、2、3、4、5為新建導線點。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系2.附合導線AB1234CD已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB；CD,XC,YC。AB、CD為已知邊，點1、2、3、4為新建導線點。觀

7、測數(shù)據(jù)：連接角B、C； 導線轉折角1,2,3,4； 導線各邊長DB1,D12,D4C。ABCD(XB,YB)(XC,YC)BC1234附合導線圖DB1D12D23D34D4C 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系3.支導線AB12A、B為已知邊，點1、2為新建支導線點。觀測數(shù)據(jù)：轉折角B, 1 邊長DB1，D12已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YBAB(XB,YB)B1DB1D12 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系二.導線測量的外業(yè)1.踏勘選點2.導線邊長測量3.導線角度測量4.導線連接測量 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系1.踏勘選點及建立標志(1)踏勘測區(qū)。 (2)圖上(指原有舊圖)設計布網(wǎng)方案。(3)實地選

8、點(4)建立標志 永久性標志 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系臨時性標志木樁泥土地大鐵釘沙石路、瀝青、磚石縫鑿刻水泥地、巖石紅油漆標志油漆不易剝落處 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系(5)繪制點位圖 電桿房屋道路控制點 D512.36m D58.75m 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系導線點的點之記大 慶 路中 山 路12.36m8.75m食品店中西18-1D5北 點 號 D5 樁 別 大鐵釘埋設日期 1999年5月20日 備 注 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系2.導線邊長測量 測定導線各邊長(往返丈量)。精度要求：符合規(guī)范規(guī)定(表7-3、7-4)。30001平均返往DDD例：圖根導線測距方法： 鋼

9、尺量距 電磁波測距 三角測量等。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系3.導線角度測量 觀測導線各轉折角。測回法。全部測左角，或全部測右角；閉合導線測內(nèi)角。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系導線與高級控制點連接，必須觀測導線與高級控制點連接，必須觀測連接角連接角、連連接邊接邊，作為傳遞坐標方位角和坐標之用。，作為傳遞坐標方位角和坐標之用。4.導線連接測量 導線定向。AB12345如果附近無高級控制點，則應用羅盤儀施測導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線起始邊的磁方位角，并假定起始點的坐標作為起算數(shù)據(jù)，建立自由坐標系。為起算數(shù)據(jù)，建立自由坐標系。 合肥工業(yè)

10、大學土建學院測量工程系三.導線測量的內(nèi)業(yè)計算1.閉合導線的計算2.附合導線的計算3.支導線的計算導線計算目的：計算各導線點的坐標。要求：評定導線測量的精度，合理分配測量誤差。1.閉合導線的計算(1)準備工作 繪制導線略圖,觀測數(shù)據(jù)及已知數(shù)據(jù)填入坐標計算表格 。mymx652.215321.50600031251112 105.22m80.18m78.16m129.34m036389 0384107 020073 053389 4 43 32 21 1(2)角度閉合差的計算與調(diào)整角度閉合差的計算與調(diào)整角度閉合差的計算與調(diào)整180)2(n理1802 ）（測理測nf角度閉合差的計算角度閉合差的計算4

11、0fn 容每一個角度的改正值=-f/n 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系(3) 推算各邊的坐標方位角 根據(jù)起始邊的已知坐標方位角及改正角按下列公根據(jù)起始邊的已知坐標方位角及改正角按下列公式推算其它各導線邊的坐標方位角。式推算其它各導線邊的坐標方位角。 改后前180（左角為正，右角為負）(4)坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系D1212Xy0DX12DY122.2.已知兩點的極坐標關系，求它 們的直角坐標關系()： DX12=D12cos12 DY12=D12sin123.3.已知兩點的直角 坐標關系，求它 們的極坐標關系 ()：DDDD121211221221212x

12、ytgyxD1.1.在坐標系中表示兩個點的關系： 極坐標表示： D12，12； 直角坐標表示：DX12，DY12 (DX12=X2-X1，DY12=Y2-Y1) 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系(4)坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整 a)a)坐標增量的計算坐標增量的計算ABABDyDxsincosDD b)b)坐標增量閉合差的計算坐標增量閉合差的計算與調(diào)整與調(diào)整 理論上理論上 實際上實際上00理理yxffDD測測yfxfyx 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系c）導線全長閉合差為： 導線全長相對誤差為： 22yxDfffDDfDDfK1(4)坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程

13、系(4)計算與調(diào)整坐標增量的改正數(shù) 若若 ： K KK K容容，外業(yè)成果合格，計算坐標增量的改正數(shù)。，外業(yè)成果合格，計算坐標增量的改正數(shù)。 K KK K容容，外業(yè)觀測成果超限。，外業(yè)觀測成果超限。q坐標增量的改正數(shù)為：坐標增量的改正數(shù)為：改正數(shù)之和應滿足下式：改正數(shù)之和應滿足下式：ijyyijxxDDfVDDfVijijyyxxfVfV 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系(5)計算各導線點坐標 根據(jù)起始點的坐標和改正后的坐標增量計算各導線點坐標公式如下：改后前改后前yyyxxxDD 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系準備：繪制導線略圖mymx652.215321.50600031251112 105.

14、22m80.18m78.16m129.34m036389 0384107 020073 053389 4 43 32 21 1 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系第一步，填寫野外觀測數(shù)據(jù)及已知起算數(shù)據(jù) 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系第二步角度閉合差的計算與調(diào)整角度閉合差 f = 測-（n-2）180理=（n-2）180計算每一個角度的改正值=- f /n 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系改正角=改正數(shù)+觀測角。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系第三步 推算其它各導線邊的坐標方位角。前=后 180 （左角為正，右角為負） 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系第四步坐標增量的計算及其閉合差的調(diào)整1)坐標增量的計

15、算x=D cosABy=D sinAB 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系2)坐標增量閉合差的計算KK容，外業(yè)成果合格。DD測測yfxfyx計算f，K 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系3）計算坐標增量的改正數(shù)ijyyijxxDDfVDDfVijij 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系改正后的坐標增量=坐標增量+改正數(shù) 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系計算各導線點坐標改后前改后前yyyxxxDD2、附合導線測量內(nèi)業(yè)計算附合導線與閉合導線的內(nèi)業(yè)計算步驟一樣附合導線與閉合導線的內(nèi)業(yè)計算步驟一樣不同點在于：不同點在于： 角度閉合差角度閉合差 的計算的計算 坐標增量閉合差的計算坐標增量閉合差的計算CDCDffAC3

16、214ABCD1 1）角度閉合差的計算）角度閉合差的計算 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系2、附合導線測量內(nèi)業(yè)計算2）坐標增量閉合差的計算：坐標增量閉合差的計算：ACACyyyxxxDD理理坐標增量閉合差fx,fy的計算：DDDDDD）（）（測理測測理測ACyACxyyyyyfxxxxxf 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系124.08164.10208.5394.18147.44ABCDXB=1230.88YB= 673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248B1234C繪制計算草圖,在

17、表內(nèi)填寫已知數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)8AB567CD2.附合導線的計算點號轉折角 (右) 改正后轉折角 方位角 邊 長 D(米) 坐 標增量(米)DX DY改 正 后增量(米)DX DY坐標(米) X Y點號AB5678CD180 13 36178 22 30193 44 00181 13 00204 54 30180 32 48124.08164.10208.53 94.18147.44B5678C1230.88 673.451845.691039.98+8+8+8+8+8+8180 13 44178 22 38193 44 08181 13 08204 54 38180 32 561119 01 1

18、243 17 12 4 16 00 43 03 28 44 40 50 30 56 42 29 43 34 4 48 56 +90.66+116.68+178.85+81.79+146.92+84.71+115.39+46.70+107.23+12.38738.33+614.90 +366.41+614.81+366.53fx = +0.09fy =-0.12f= fx + fy =0.150 49002000K= = fD11-2-2-2-1-2+2+3+3+2+2+12-9+90.64+116.66+178.83+81.78+146.90+84.73+115.42+107.26+46.72

19、+12.40+614.81+366.531321.521438.181617.011698.79附合導線坐標計算1119 00 24理=11190112= 測-理=-48容=60 =147758.18873.60980.861027.58n 180n 360n 180理（右）始終理（左）理（右）終始 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系3.3.支導線計算支導線計算 A AB B1 12 2 ABAB(X(XB B, ,Y YB B) )B1DB1D12 1支導線沒有多余觀測值,因此不會產(chǎn)生閉合差,從而 無須進行任何改正。 1由于支導線沒有多余觀測值,因此沒有檢核條件，無 法檢驗觀測值的差錯，施測與計

20、算時必須十分小心。已知數(shù)據(jù)：AB,XB,YB 或 XA,YA ,XB,YBA、B為已知邊，點1、2為新建支導線點。觀測數(shù)據(jù)：轉折角B, 1 ；邊長DB1，D12。 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系(1)(1)推算各邊方向角前=后+(左)-180(2)(2)計算各邊坐標增量 DX=Dcos DY=Dsin(3)(3)推算各點坐標 X前=X后+DX Y前=Y后+DY A AB B1 12 2 ABAB(X(XB B, ,Y YB B) )B1DB1D12DDABABABxytg1準備工作 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系需要加密個別控制點時，可用交會定點的方法需要加密個別控制點時，可用交會定點的方法一

21、一. .前方交會的計算前方交會的計算 已知點：已知點： A(X(XA A,Y,YA A) )、B(X(XB B,Y,YB B) ) 待定點：待定點： P 觀測數(shù)據(jù)：觀測數(shù)據(jù)： 、 , ( =180- - - - ) 精度：精度： 20.1M（mm）ABPC 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系直接計算待定點坐標的公式：直接計算待定點坐標的公式：ABPcotcot)(cotcotcotcot)(cotcotBABAPABBAPxxyyyyyxxx余切公式tantantantan)(tantantantantantan)(tantanBABAPABBAPxxyyyyyxxx正切公式 合肥工業(yè)大學土建學院

22、測量工程系A、B、C、P處于共圓(也稱危險圓)時，無法確定 P點坐標。二二. .后方交會計算后方交會計算在待定點P觀測三個已知點的水平方向值Ra、Rb、 Rc(用以計算夾角、 ) ，以計算待定點P的坐 標。ABCP(XC,YC)(XB,YB)(XA,YA)BACP 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系后方交會的圖形編號(三種情況)ABCPABCPABCP、取負值tantantantanAAPABCPAtantantantanBBPBtantantantanCCPCAABBCCPABCP xP xP xxPPPAABBCCPABCP yP yP yyPPP計算公式：后方交會計算方法之一： 合肥工業(yè)大學

23、土建學院測量工程系7-4 7-4 三、四等水準測量三、四等水準測量 三、四等水準測量一般用于建立小地區(qū)測圖以及 一般工程建設場地的高程首級控制。實施要點：高程控制點成閉合或附和路線觀察順序：后 前 前 后求出閉合差，閉合差調(diào)整 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系二、三、四等水準測量作業(yè)方法1.采用雙面尺法作測站檢核后視尺前視尺2.每站觀測次序： 后視(黑面) 上絲讀數(shù)，下絲讀數(shù)，中絲讀數(shù) 前視(黑面) 上絲讀數(shù)，下絲讀數(shù)，中絲讀數(shù) 前視(紅面) 中絲讀數(shù) 后視(紅面) 中絲讀數(shù)表7-6 三、四等水準測量測站技術要求 等 級視線長度(m)前、后視 距離差(m)前、后視距離累積差(m)紅、黑面讀 數(shù)

24、差(mm)紅、黑面高差之差(mm)三 等 75 3 5 2 3四 等 100 5 10 3 5 合肥工業(yè)大學土建學院測量工程系測測站站編編號號點號點號后后尺尺前前尺尺下絲下絲上絲上絲下絲下絲上絲上絲后視距后視距前視距前視距視距差視距差d(m)d(m)方向方向及尺及尺號號水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù) （ m）黑面黑面紅面紅面K+黑黑-紅紅平均平均高差高差（m）備備注注K為尺為尺常數(shù)：常數(shù)：K5=4.787K6=4.687三、四等水準測量記錄（雙面尺法）（1）（4）（2）（5）（9）（10）（11）（12）后后前前后后-前前（3）（6）（8）（7）（15）（16）（14）（13）（17）（18）12BM.1-TP.1TP.1-TP.21.5360.94758.9+0.11.9541.37358.1-0.21.0300.44258.8+0.11.2760.69458.3-0.1后后5前前6后后-前前后后6前前5后后-前前1.2420.736+0.5066.0305.422+0.6081.6640.985+0.6796.350