1、第六章小區(qū)域控制測(cè)量，教學(xué)要點(diǎn)，1。教學(xué)內(nèi)容(1)控制測(cè)量的水平、精度要求及相關(guān)規(guī)范；(2)小區(qū)域控制平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量的布設(shè)方法；(3)導(dǎo)線測(cè)量和交會(huì)點(diǎn)；(4)三角高程測(cè)量。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)重點(diǎn)導(dǎo)線測(cè)量、交會(huì)和定點(diǎn)；(2)導(dǎo)線測(cè)量和交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算困難。教學(xué)要求(1)了解小區(qū)域控制平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量的布設(shè)方法、控制測(cè)量的水平、精度要求及相關(guān)規(guī)范；(2)掌握導(dǎo)線測(cè)量的野外測(cè)量和計(jì)算、交點(diǎn)的計(jì)算、三角高程的測(cè)量和計(jì)算方法。1.控制測(cè)量1的概念。控制網(wǎng)選擇測(cè)量區(qū)域內(nèi)的幾個(gè)控制點(diǎn)作為控制點(diǎn)，按照一定的規(guī)則和要求形成網(wǎng)格幾何圖形，稱為控制網(wǎng)?？刂凭W(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。通過(guò)控制測(cè)

2、量來(lái)測(cè)量控制點(diǎn)位置的工作稱為控制測(cè)量。測(cè)量控制點(diǎn)的平面位置(x，y)的工作稱為平面控制測(cè)量。測(cè)量控制點(diǎn)高程(h)的工作稱為高程控制測(cè)量?？刂凭W(wǎng)包括國(guó)家控制網(wǎng)、城市控制網(wǎng)和小區(qū)域控制網(wǎng)。第一節(jié)是控制測(cè)量的概述，第二節(jié)是由國(guó)家控制網(wǎng)在全國(guó)范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)，稱為國(guó)家控制網(wǎng)。它是中國(guó)各種比例尺制圖的基本控制，并為確定地球的形狀和大小提供研究數(shù)據(jù)。根據(jù)一、二、三、四四個(gè)等級(jí)的測(cè)量精度，用精密測(cè)量?jī)x器和方法建立國(guó)家控制網(wǎng)，其低位點(diǎn)由高位點(diǎn)逐步控制。國(guó)家平面控制網(wǎng)主要布置為三角網(wǎng)，采用三角網(wǎng)法。如圖6-1所示，一級(jí)三角船閘是國(guó)家平面控制網(wǎng)的骨干；二級(jí)三角網(wǎng)格布位于一級(jí)三角鎖環(huán)內(nèi)，是國(guó)家平面控制網(wǎng)的綜合基礎(chǔ)

3、；三級(jí)和四級(jí)三角測(cè)量是二級(jí)三角測(cè)量的進(jìn)一步加密。圖6-1國(guó)家三角網(wǎng)，第一節(jié)控制測(cè)量概述，國(guó)家高程控制網(wǎng)，布置為水準(zhǔn)網(wǎng)，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。如圖6-2所示，一級(jí)水準(zhǔn)網(wǎng)是國(guó)家高程控制網(wǎng)的骨干；二級(jí)水準(zhǔn)網(wǎng)布位于一級(jí)水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)，是國(guó)家高程控制網(wǎng)的綜合基礎(chǔ)；第三和第四級(jí)網(wǎng)絡(luò)是國(guó)家高程控制網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步加密。圖6-2國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)，表6-1基點(diǎn)密度，第1節(jié)控制測(cè)量概述，第三部分。城市控制網(wǎng)在城市地區(qū)，在國(guó)家控制網(wǎng)控制下建立的控制網(wǎng)，用于測(cè)繪大比例尺地形圖，放樣市政工程和建筑工程，稱為城市控制網(wǎng)。城市平面控制網(wǎng)分為二、三、四、一、二小三角網(wǎng)，或一、二、三有線網(wǎng)。最后，布設(shè)了直接用于測(cè)繪大比例尺地形圖的根三角形和根

4、導(dǎo)線。城市高程控制網(wǎng)分為二、三、四等。而直接用于測(cè)繪大比例尺地形圖的根水準(zhǔn)測(cè)量則鋪設(shè)在第四條之下。直接用于地形制圖的控制點(diǎn)稱為地圖根控制點(diǎn)，簡(jiǎn)稱為地圖根點(diǎn)。確定圖形根點(diǎn)位置的工作稱為圖形根控制測(cè)量。地圖根控制點(diǎn)(包括高級(jí)控制點(diǎn))的密度取決于地圖的比例和地形的復(fù)雜性。平坦和開闊區(qū)域的地圖根點(diǎn)密度一般不低于表6-1的規(guī)定；在地形復(fù)雜的地區(qū)、人口密集的城市建筑和山區(qū)，可以適當(dāng)增加地圖根點(diǎn)的密度。第1節(jié)控制測(cè)量概述和第4節(jié)。在小于15km2的區(qū)域內(nèi)通過(guò)小區(qū)域控制測(cè)量建立的控制網(wǎng)稱為小區(qū)域控制網(wǎng)。在小范圍內(nèi)建立控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)在整個(gè)測(cè)量區(qū)域內(nèi)建立的精度最高的控制網(wǎng)稱為一級(jí)控制網(wǎng)；直接為映射而建立的控制網(wǎng)絡(luò)稱為

5、圖根控制網(wǎng)絡(luò)。頭控制網(wǎng)絡(luò)和圖根控制網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系如表6-2所示。在第一節(jié)控制測(cè)量概述中，小區(qū)域高程控制網(wǎng)也應(yīng)根據(jù)測(cè)量區(qū)域的大小和工程要求，采用分層的方法建立。在整個(gè)測(cè)量區(qū)域內(nèi)建立第三、第四水準(zhǔn)路線和水準(zhǔn)網(wǎng)，然后在第三、第四水準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上測(cè)量地圖基點(diǎn)的高程。本章主要介紹用導(dǎo)線測(cè)量建立小區(qū)域平面控制網(wǎng)，用三、四級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量和地圖根水準(zhǔn)測(cè)量建立小區(qū)域高程控制網(wǎng)。表6-2首控網(wǎng)絡(luò)和映射根控網(wǎng)絡(luò)。第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量野外工作中，測(cè)量區(qū)域內(nèi)相鄰控制點(diǎn)用直線連接形成的折線圖形稱為導(dǎo)線。構(gòu)成導(dǎo)線的控制點(diǎn)稱為導(dǎo)線點(diǎn)。導(dǎo)線測(cè)量是依次確定每條導(dǎo)線邊的長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)角值，然后根據(jù)初始數(shù)據(jù)計(jì)算每條邊的坐標(biāo)方位角，從而得到每條導(dǎo)線點(diǎn)的

6、坐標(biāo)。導(dǎo)線測(cè)量是在小區(qū)域建立平面控制網(wǎng)的常用方法，特別是在地物分布復(fù)雜的建筑區(qū)域、視覺(jué)障礙較多的隱蔽區(qū)域和帶狀區(qū)域。用經(jīng)緯儀測(cè)量轉(zhuǎn)角，用鋼尺測(cè)量導(dǎo)線的邊長(zhǎng)，稱為經(jīng)緯儀導(dǎo)線；如果用光電測(cè)距儀測(cè)量導(dǎo)線的長(zhǎng)度，則稱之為光電測(cè)距導(dǎo)線。第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量的野外工作，一、導(dǎo)線布置圖1。關(guān)閉導(dǎo)線，如圖6-3所示。導(dǎo)線從已知的控制點(diǎn)b和已知的方向BA開始，經(jīng)過(guò)1、2、3和4，最后回到起點(diǎn)b，形成一個(gè)閉合的多邊形，稱為閉合導(dǎo)線。閉合導(dǎo)線本身有嚴(yán)格的幾何條件，具有校核功能。第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量的野外工作2附導(dǎo)線見圖6-4。導(dǎo)線從已知控制點(diǎn)B和已知方向BA開始，穿過(guò)點(diǎn)1、2和3，最后連接到另一個(gè)已知點(diǎn)C和已知方向CD。這種導(dǎo)

7、線稱為附加導(dǎo)線。這種布置具有檢查觀察結(jié)果的功能。在第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量的野外工作中，三根導(dǎo)線的分支導(dǎo)線是從一個(gè)已知點(diǎn)和一個(gè)已知方向開始的導(dǎo)線，既不附著到另一個(gè)已知點(diǎn)，也不返回到原來(lái)的起點(diǎn)，稱為分支導(dǎo)線。如圖6-5所示，b為已知控制點(diǎn)，BA為已知方向，1和2為分支導(dǎo)線點(diǎn)。第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量的野外工作；表6-3經(jīng)緯儀導(dǎo)線的主要技術(shù)要求；注意：n是站的數(shù)量。第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作、第三節(jié)圖根導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作1在選點(diǎn)前，應(yīng)先收集測(cè)量區(qū)域內(nèi)已有的地形圖和已有的超前控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)，將控制點(diǎn)繪制在原地形圖上，然后在地形圖上繪制導(dǎo)線測(cè)設(shè)方案，最后進(jìn)行外業(yè)測(cè)量，檢查、修改和確認(rèn)導(dǎo)線點(diǎn)的位置，并建立標(biāo)志。選點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意以下事

8、項(xiàng)：(1)相鄰點(diǎn)應(yīng)互見性好，地形平坦，便于測(cè)角和測(cè)距。(2)選點(diǎn)應(yīng)選在土壤堅(jiān)實(shí)、便于放置儀器和保存標(biāo)志的地方。(3)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)選在視野開闊、便于詳細(xì)測(cè)量的地方。(4)橫向邊長(zhǎng)應(yīng)大致相等，其平均邊長(zhǎng)應(yīng)符合表6-3。(5)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)有足夠的密度和均勻的分布，便于控制整個(gè)測(cè)量區(qū)域。2.建立標(biāo)志(1)選定臨時(shí)標(biāo)志導(dǎo)線點(diǎn)的位置后，在每個(gè)點(diǎn)上放置木樁，并在樁頂釘一個(gè)小釘子作為該點(diǎn)的標(biāo)志，如圖6-6所示。你也可以在水泥地上用紅漆畫一個(gè)圓圈，并在圓圈內(nèi)點(diǎn)一點(diǎn)作為臨時(shí)標(biāo)志。在野外工作中當(dāng)用鋼尺測(cè)量時(shí)，選擇一個(gè)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的30米或50米的鋼尺，每往返一次測(cè)量導(dǎo)線的邊長(zhǎng)。往返測(cè)量的相對(duì)誤差應(yīng)符合表6-3的要求。用光電測(cè)距

9、儀測(cè)量時(shí)，應(yīng)同時(shí)觀察垂直角度進(jìn)行傾斜校正。4轉(zhuǎn)向角測(cè)量導(dǎo)線轉(zhuǎn)向角的測(cè)量通常采用反向測(cè)量法。左角通常在附著的導(dǎo)線中測(cè)量；在閉合導(dǎo)線中，內(nèi)角一般是測(cè)量的；對(duì)于支線，分別觀察左右角度。不同等級(jí)導(dǎo)線角度測(cè)量的技術(shù)要求見表6-3。一般情況下，圖紙根部的導(dǎo)線由DJ6經(jīng)緯儀測(cè)量并返回。當(dāng)板的左半部和右半部的角度值之差小于40時(shí)，取平均值。表6-4光電測(cè)距導(dǎo)線主要技術(shù)要求(略)，第二節(jié)導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)工作，表5。將測(cè)量導(dǎo)線連接到高級(jí)控制點(diǎn)，以獲得坐標(biāo)和方位角的起始數(shù)據(jù)，這稱為連接測(cè)量。如圖6-9所示，a和b是已知點(diǎn)，15是新鋪設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)，連接測(cè)量是觀察連接角度b和1以及連接邊緣DB1。如果附近沒(méi)有超前控制點(diǎn)，則用

10、羅盤測(cè)量導(dǎo)線起始邊的磁方位角，并將起始點(diǎn)的坐標(biāo)作為起始數(shù)據(jù)。第三節(jié)，行業(yè)導(dǎo)線測(cè)量的計(jì)算，行業(yè)導(dǎo)線測(cè)量計(jì)算的目的是計(jì)算每個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)x和y。計(jì)算前，應(yīng)全面檢查導(dǎo)線測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)記錄和數(shù)據(jù)，是否有錯(cuò)誤或計(jì)算錯(cuò)誤，結(jié)果是否符合精度要求，起始數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。然后畫一張計(jì)算示意圖，在圖上相應(yīng)的位置記下所有的數(shù)據(jù)，如圖6-11所示。首先，坐標(biāo)計(jì)算的基本公式1坐標(biāo)正算，即根據(jù)直線起點(diǎn)的坐標(biāo)、直線的長(zhǎng)度及其坐標(biāo)方位角計(jì)算直線終點(diǎn)的坐標(biāo)，稱為坐標(biāo)正算。如圖6-10所示，已知直線AB起點(diǎn)a的坐標(biāo)為(xA，yA)，AB邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角分別為DAB和AB，因此需要計(jì)算直線b終點(diǎn)的坐標(biāo)。第三節(jié)，在業(yè)內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的計(jì)算

11、中，直線兩端的A、B坐標(biāo)值之差稱為坐標(biāo)增量，用xAB和yAB表示。從圖6-10可以看出，坐標(biāo)增量的計(jì)算公式為：(6-1)根據(jù)公式(6-1)計(jì)算坐標(biāo)增量時(shí)，sin和cos函數(shù)值與角度所在的象限有正負(fù)點(diǎn)，所以計(jì)算出的坐標(biāo)增量也有正負(fù)符號(hào)。坐標(biāo)增量的正負(fù)符號(hào)規(guī)律見表6-5。表6-5坐標(biāo)增量的正負(fù)符號(hào)規(guī)律及第三段導(dǎo)線測(cè)量中B點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算公式如下：(6-2)例6-1已知AB邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角，如果A點(diǎn)的坐標(biāo)為，試計(jì)算B點(diǎn)的端點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)公式(6-2)求出解。第三節(jié)導(dǎo)線測(cè)量的室內(nèi)計(jì)算，二坐標(biāo)反算根據(jù)直線起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算直線的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角，稱為坐標(biāo)反算。如圖6-10所示，已知直線AB兩端的坐標(biāo)為(

12、xA，yA)和(xB，yB)，因此直線邊長(zhǎng)DAB和坐標(biāo)方位角AB的計(jì)算公式如下：(6-3) (6-4)需要注意的是，坐標(biāo)方位角的角度值在0360范圍內(nèi)，而反正切函數(shù)的角度值在9090范圍內(nèi)，兩者不一致。根據(jù)公式(6-4)計(jì)算坐標(biāo)方位角時(shí)，應(yīng)根據(jù)坐標(biāo)增量X和Y的正負(fù)符號(hào)確定象限，然后將象限轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的坐標(biāo)方位角。在第三階段由于觀測(cè)的水平角不可避免地含有誤差，所以測(cè)得的內(nèi)角之和不等于理論值，兩者之差稱為閉角誤差，用F表示，即(6-6) (2)計(jì)算閉角誤差的允許值反映了水平角觀測(cè)的質(zhì)量。各級(jí)導(dǎo)線閉角誤差允許值fp見表6-3和表6-4，其中圖根導(dǎo)線閉角誤差允許值fp的計(jì)算公式如下：(6-7)。在第三節(jié)

13、中，如果導(dǎo)線測(cè)量的室內(nèi)計(jì)算表明測(cè)得的水平角不符合要求，則應(yīng)對(duì)水平角進(jìn)行復(fù)核或重新測(cè)量。如果顯示測(cè)得的水平角度符合要求，則可以調(diào)整測(cè)得的水平角度。(3)計(jì)算水平角度校正數(shù)，如果角度閉合誤差不超過(guò)角度閉合誤差的允許值，那么將角度閉合誤差的反符號(hào)均勻分布到每個(gè)觀測(cè)的水平角度，即每個(gè)水平角度加上相同的校正數(shù)V，V的計(jì)算公式如下：(6-8)計(jì)算校驗(yàn)：水平角度校正的總和應(yīng)等于角度閉合誤差的符號(hào)，即， (4)計(jì)算修正后的水平角I改為等于實(shí)測(cè)水平角加。在第三節(jié)導(dǎo)線測(cè)量的室內(nèi)計(jì)算中，本例中，F(xiàn)和fp的計(jì)算見表6-5的輔助計(jì)算欄，水平角的修正數(shù)和修正后的水平角見表6-6的第三和第四欄。 3計(jì)算各邊的坐標(biāo)方位角根據(jù)

14、已知的起始邊的坐標(biāo)方位角和修正后的水平角，根據(jù)公式(4-18)和公式(4-19)計(jì)算其他導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角。在這種情況下，觀察左上角，根據(jù)公式(4-18)計(jì)算導(dǎo)線每邊的坐標(biāo)方位角，并填入表6-6的第五列。計(jì)算校驗(yàn)：最后，計(jì)算起始邊的坐標(biāo)方位角，該方位角應(yīng)等于原起始邊的已知坐標(biāo)方位角；否則，再次檢查計(jì)算。4坐標(biāo)增量的計(jì)算和閉合誤差的調(diào)整(1)坐標(biāo)增量的計(jì)算根據(jù)計(jì)算出的導(dǎo)線各邊的坐標(biāo)方位角和相應(yīng)邊的長(zhǎng)度，根據(jù)公式(6-1)計(jì)算出各邊的坐標(biāo)增量。例如，導(dǎo)線邊1-2的坐標(biāo)增量為：在第三節(jié)中，其他邊的坐標(biāo)增量值用同樣的方法計(jì)算，并填入表6-6第7和第8列的相應(yīng)網(wǎng)格中。(2)計(jì)算坐標(biāo)的增量閉合誤差，如圖6

15、-12a所示。導(dǎo)線閉合時(shí)，縱、橫坐標(biāo)增量的代數(shù)和的理論值應(yīng)為零，即(6-10)。實(shí)際上，由于導(dǎo)線邊長(zhǎng)的測(cè)量誤差和角度閉合誤差調(diào)整后的殘差，實(shí)際計(jì)算值不等于零，導(dǎo)致縱坐標(biāo)的閉合誤差Wx和橫坐標(biāo)的閉合誤差Wy的增量，即(6-11)，導(dǎo)線測(cè)量第三節(jié)室內(nèi)計(jì)算。 (3)導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差WD和導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差WK的計(jì)算從圖6-12b可以看出，由于坐標(biāo)增量閉合差Wx和Wy的存在，導(dǎo)線不能閉合，1-1的長(zhǎng)度WD稱為導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差，WD=(6-12)按下式計(jì)算。 導(dǎo)線測(cè)量的精度不能僅從WD值來(lái)解釋。為了測(cè)量導(dǎo)線測(cè)量的精度，還應(yīng)把WD與導(dǎo)線的全長(zhǎng)d進(jìn)行比較，用分?jǐn)?shù)1表示，稱為導(dǎo)線的全長(zhǎng)相對(duì)閉合差WK，即(6-13)導(dǎo)線測(cè)量的精度是用導(dǎo)線的全長(zhǎng)相對(duì)閉合差WK來(lái)測(cè)量的，WK的分母越大，精度越高。不同等級(jí)導(dǎo)線總長(zhǎng)度的允許值WKP見表6-3和表6-4，圖根導(dǎo)線的WKP為1/2 000。如果