第6章控制測(cè)量6.1控制測(cè)量概述測(cè)量并計(jì)算控制點(diǎn)x，y，H坐標(biāo)——控制測(cè)量x，y坐標(biāo)——平面控制測(cè)量H坐標(biāo)——高程控制測(cè)量高級(jí)→低級(jí)，一、二、三、四等逐級(jí)布設(shè)。1)平面控制測(cè)量國(guó)家平面控制網(wǎng)——三角測(cè)量法西部困難地區(qū)——導(dǎo)線測(cè)量法一等三角鎖沿經(jīng)、緯線布設(shè)成縱橫交叉三角鎖系，鎖長(zhǎng)200~250km，構(gòu)成120個(gè)鎖環(huán)一等三角鎖由近于等邊三角形組成，邊長(zhǎng)20~30km二等三角測(cè)量——兩種布網(wǎng)方案(1)縱橫鎖系布網(wǎng)縱橫交叉兩條二等基本鎖，平均邊長(zhǎng)20~25km二等鎖環(huán)分成四個(gè)大致相等部分,由二等補(bǔ)充網(wǎng)填充(2)全面布網(wǎng)一等鎖環(huán)內(nèi)布設(shè)全面二等三角網(wǎng)，平均邊長(zhǎng)13km在一等鎖兩端，二等網(wǎng)中間測(cè)起算邊長(zhǎng)、天文經(jīng)緯度、方位角國(guó)家一、二等網(wǎng)——天文大地網(wǎng),1951~1961年布設(shè)1975年修補(bǔ)測(cè)工作全部結(jié)束三、四等三角網(wǎng)為在二等三角網(wǎng)內(nèi)進(jìn)一步加密。青藏高原三角測(cè)量三角測(cè)量觀測(cè)覘標(biāo)青藏高原導(dǎo)線《工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定——城市或工礦區(qū)，在國(guó)家等級(jí)控制點(diǎn)基礎(chǔ)上布設(shè)不同等級(jí)城市平面控制網(wǎng)供地形測(cè)圖和測(cè)設(shè)建、構(gòu)筑物使用平面布設(shè)可采用GNSS衛(wèi)星定位測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三角形網(wǎng)測(cè)量方法。2)高程控制測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量——一、二、三、四等三角高程測(cè)量——四等、五等及以下GNSS擬合高程測(cè)量——五等及以下全國(guó)范圍，按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)范測(cè)定高程水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)水準(zhǔn)點(diǎn)上設(shè)有固定標(biāo)志，以便長(zhǎng)期保存國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)按逐級(jí)控制、分級(jí)布設(shè)原則分——一、二、三、四等一等水準(zhǔn)——國(guó)家高程控制骨干沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定和坡度平緩交通線布滿全國(guó)構(gòu)成網(wǎng)。二等水準(zhǔn)——國(guó)家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)沿鐵路、公路和河流布設(shè)二等水準(zhǔn)環(huán)線布設(shè)在一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)。6.2平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)計(jì)算原理新布設(shè)的平面控制網(wǎng)需已知一點(diǎn)平面坐標(biāo)確定控制網(wǎng)位置——定位需已知一條邊方位角確定控制網(wǎng)方向——定向1)由A，B點(diǎn)已知坐標(biāo)反算坐標(biāo)方位角αAB邊長(zhǎng)A→B的坐標(biāo)增量——水平距離——方位角計(jì)算的兩種方法：反正切函數(shù)——arctan，復(fù)數(shù)輻角函數(shù)——Arg。(1)arctan函數(shù)計(jì)算過直線起點(diǎn)A平行于高斯平面坐標(biāo)系的x，y軸建立增量坐標(biāo)系ΔxAΔy計(jì)算象限角RAB取值范圍0o~±90o方位角范圍

0o~360o需要轉(zhuǎn)換。象限角RAB取值范圍——0o~±90o

根據(jù)ΔxAB與ΔyAB的正負(fù)判斷直線AB方向在增量坐標(biāo)系的象限稱αBA

為αAB的反方位角αBA=αAB

±180o[例6-1]試計(jì)算AB邊的平距,坐標(biāo)方位角,反方位角。ΔxAB=2547188.043?2547228.568=-40.525mΔyAB=491377.210?491337.337=39.873m=56.85184037m=-44o32'07.3"ΔxAB<0，ΔyAB>0，AB邊方向——第Ⅱ象限坐標(biāo)方位角：αAB=RAB+180o=135o27'52.7"反坐標(biāo)方位角：αBA=αAB+180o=315o27'52.7"2)由已知坐標(biāo)方位角αAB推算αBCαBC=135o27'52.7"+100o47'53"?180o=56o15'45.7"3)根據(jù)坐標(biāo)方位角αBC與水平距離DBC計(jì)算C點(diǎn)坐標(biāo)xC=xB+DBCcosαBC，yC=yB+DBCsinαBCxC=2547188.043+66.085×cos56o15'45.7"=2547224.746myC=491377.210+66.085×sin56o15'46"=491432.1658m6.3導(dǎo)線測(cè)量導(dǎo)線測(cè)量是建立平面控制網(wǎng)的常用方法。1)導(dǎo)線的布設(shè)相鄰控制點(diǎn)連成直線構(gòu)成折線——導(dǎo)線控制點(diǎn)——導(dǎo)線點(diǎn)導(dǎo)線測(cè)量——導(dǎo)線邊長(zhǎng)度和各轉(zhuǎn)折角值根據(jù)起算數(shù)據(jù)→推算各邊坐標(biāo)方位角→最后求出導(dǎo)線點(diǎn)平面坐標(biāo)水平角測(cè)量——全站儀，經(jīng)緯儀邊長(zhǎng)——全站儀、光電測(cè)距儀，鋼尺地物分布復(fù)雜建筑區(qū)，視線障礙多隱蔽區(qū)和帶狀區(qū)多采用導(dǎo)線測(cè)量的方法。布設(shè)形式——閉合導(dǎo)線、附合導(dǎo)線、支導(dǎo)線三種導(dǎo)線布設(shè)形式(1)閉合導(dǎo)線起訖于同一已知點(diǎn)的導(dǎo)線從高級(jí)控制點(diǎn)A、AB邊方向出發(fā)經(jīng)1，2，3，4點(diǎn)，返回起點(diǎn)A，形成閉合多邊形3個(gè)檢核條件——1個(gè)多邊形內(nèi)角和條件和2個(gè)坐標(biāo)增量條件。(2)附合導(dǎo)線兩個(gè)已知點(diǎn)間的導(dǎo)線從高級(jí)點(diǎn)B、AB邊方向出發(fā)，經(jīng)5，6，7，8點(diǎn)，最后附合到另一高級(jí)點(diǎn)C和已知邊方向CD3個(gè)檢核條件——1個(gè)坐標(biāo)方位角條件和2個(gè)坐標(biāo)增量條件。(3)支導(dǎo)線由已知點(diǎn)C、CD邊方向出發(fā)延伸出去的導(dǎo)線C，9，10支導(dǎo)線只有必要起算數(shù)據(jù)，無檢核條件僅限于圖根導(dǎo)線使用支導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)一般不應(yīng)超過3個(gè)!青藏高原導(dǎo)線2)導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志、測(cè)角、量邊(1)踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志收集測(cè)區(qū)原有地形圖，高等級(jí)控制點(diǎn)成果資料地形圖上初步設(shè)計(jì)導(dǎo)線布設(shè)路線按設(shè)計(jì)方案實(shí)地踏勘選點(diǎn)①相鄰導(dǎo)線點(diǎn)間通視良好，便于測(cè)角、測(cè)距②點(diǎn)位選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，便于保存處③點(diǎn)位視野開闊，便于測(cè)繪周圍地物地貌④導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定——最長(zhǎng)不超過平均邊長(zhǎng)2倍，鄰邊長(zhǎng)懸殊不應(yīng)太大⑤導(dǎo)線均勻分布在測(cè)區(qū)，便于控制整個(gè)測(cè)區(qū)導(dǎo)線點(diǎn)位埋設(shè)泥土地面打木樁，樁頂釘小釘——臨時(shí)性標(biāo)志碎石或?yàn)r青路面，鑿十字紋大鐵釘代替木樁(測(cè)釘)混凝土場(chǎng)地或路面，鑿十字紋，涂紅漆需長(zhǎng)期保存導(dǎo)線點(diǎn)，埋設(shè)混凝土導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石應(yīng)分等級(jí)統(tǒng)一編號(hào)，便于測(cè)量資料統(tǒng)一管理為便于觀測(cè)時(shí)尋找點(diǎn)位附近房角或電線桿等明顯地物，用紅油漆標(biāo)明指示導(dǎo)線點(diǎn)位置為每個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)繪制點(diǎn)之記，注記地名、路名、導(dǎo)線點(diǎn)編號(hào)，導(dǎo)線點(diǎn)距離鄰近明顯地物點(diǎn)的距離測(cè)釘——測(cè)繪店有售廣州市天河軟件園小區(qū)道路導(dǎo)線點(diǎn)浙江省溫州市春龍測(cè)量標(biāo)志廠()等級(jí)測(cè)量不銹鋼標(biāo)志(可定制)簡(jiǎn)易測(cè)量標(biāo)志(2)導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量一級(jí)及以上等級(jí)導(dǎo)線邊長(zhǎng)——全站儀,測(cè)距儀測(cè)量并施加氣象改正；一級(jí)以下導(dǎo)線邊長(zhǎng)——可采用檢定過的鋼尺丈量鋼尺量距宜采用往返雙次丈量方法其較差的相對(duì)誤差——二級(jí)導(dǎo)線<1/20000,三級(jí)導(dǎo)線<1/10000圖根導(dǎo)線<1/5000應(yīng)對(duì)所量邊長(zhǎng)進(jìn)行溫度、坡度和尺長(zhǎng)改正。(3)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測(cè)量導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角——導(dǎo)線點(diǎn)相鄰導(dǎo)線邊構(gòu)成的水平角分——左角、右角導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)水平角——左角右側(cè)水平角——右角觀測(cè)無誤差時(shí)同一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)得左右角之和=360o圖根導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角——用DJ6級(jí)經(jīng)緯儀測(cè)回法觀測(cè)一測(cè)回。3)閉合導(dǎo)線計(jì)算導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算前應(yīng)檢查導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)記錄——數(shù)據(jù)是否齊全，有無遺漏、記錯(cuò)、算錯(cuò)成果是否符合規(guī)范要求？檢查無誤后，繪制導(dǎo)線略圖將已知數(shù)據(jù)和觀測(cè)成果標(biāo)注于圖上二級(jí)閉合導(dǎo)線略圖(1)角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整n邊形內(nèi)角和理論值——∑β理=(n?2)×180on邊形閉合導(dǎo)線內(nèi)角——β1，β2，…，βnAB邊用了兩次，加上B-1，1-2，2-3，3-B四條邊構(gòu)成六邊形，角度和理論值=(6?2)×180o=720o水平角觀測(cè)誤差——∑β測(cè)≠∑β理角度閉合差——fβ=∑β測(cè)－∑β理二級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線限差——fβ≤fβ允，fβ“反號(hào)平均分配”計(jì)算角度改正數(shù)vβvβ=-fβ/nvβ加至各觀測(cè)角βi——(2)坐標(biāo)方位角的推算(3)坐標(biāo)增量的計(jì)算與坐標(biāo)增量閉合差的調(diào)整邊長(zhǎng)坐標(biāo)增量——Δxij=Dijcosαij，Δyij=Dijsinαij閉合導(dǎo)線x，y坐標(biāo)增量代數(shù)和的理論值=0∑Δx理=0，∑Δy理=0坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算fx=∑Δx測(cè)－∑Δx理=∑Δx測(cè)fy=∑Δy測(cè)－∑Δy理=∑Δy測(cè)導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差——(4)導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)推算i點(diǎn)坐標(biāo)推算→j點(diǎn)坐標(biāo)公式——7200030-30Excel計(jì)算4)附合導(dǎo)線計(jì)算差異——角度閉合差fβ、坐標(biāo)增量閉合差fx，fy(1)角度閉合差fβ的計(jì)算由αAB，轉(zhuǎn)折角βB，β1，β2，β3，β4，βC推算方位角——α'CD角度閉合差——fβ=α'CD－αCD(2)坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算導(dǎo)線邊長(zhǎng)坐標(biāo)增量之和理論值——∑Δx理=xC－xB，∑Δy理=yC－yBfx=∑Δx測(cè)－∑Δx理=∑Δx測(cè)－(xC－xB)fy=∑Δy測(cè)－∑Δy理=∑Δy測(cè)－(yC－yB)Excel計(jì)算6.4交會(huì)定點(diǎn)的計(jì)算交會(huì)定點(diǎn)是加密平面控制點(diǎn)方法之一。可分為測(cè)角前方交會(huì)、側(cè)方交會(huì)、后方交會(huì)三種方法前方交會(huì)已知點(diǎn)A，B安置經(jīng)緯儀向待定點(diǎn)觀測(cè)水平角交會(huì)角γ為30o~120o之間，最好近于90oP點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式——余切公式

6.5三、四等水準(zhǔn)測(cè)量

1)技術(shù)要求《工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，三、四、五等水準(zhǔn)觀測(cè)的主要技術(shù)要求2)三、四等水準(zhǔn)觀測(cè)方法(1)一站觀測(cè)順序①后視水準(zhǔn)尺黑面旋轉(zhuǎn)微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡上、下視距絲讀數(shù)；中絲讀數(shù)②前視水準(zhǔn)尺黑面旋轉(zhuǎn)微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡上、下視距絲讀數(shù)；中絲讀數(shù)③前視水準(zhǔn)尺紅面旋微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡→中絲讀數(shù)④后視水準(zhǔn)尺紅面旋微傾螺旋→居中管水準(zhǔn)氣泡→中絲讀數(shù)觀測(cè)順序三等——后→前→前→后觀測(cè)順序四等——后→后→前→前四等水準(zhǔn)觀測(cè)直讀視距6.6三角高程測(cè)量地形高低起伏、兩點(diǎn)間高差較大時(shí)不便于水準(zhǔn)測(cè)量用三角高程測(cè)量測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間平距/斜距及豎直角光電測(cè)距三角高程測(cè)量經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量(2)大氣折光改正數(shù)f2受重力影響地球表面低層空氣密度>高層空氣密度當(dāng)豎直角觀測(cè)視線穿過密度不均勻介質(zhì)將形成一條上凸曲線使視線的切線方向向上抬高測(cè)得的豎直角偏大該現(xiàn)象為大氣垂直折光

(1)地球曲率改正數(shù)f1將受大氣垂直折光影響視線看成半徑為R/k的近似圓曲線k為大氣垂直折光系數(shù)氣差改正公式球氣差改正(兩差改正)1)三角高程測(cè)量的嚴(yán)密計(jì)算公式平距——hAB=DABtanαAB+iA－vB斜距——hAB=SABsinαAB+iA－vB沒有考慮球氣差的影響適用于兩點(diǎn)相距＜200m的三角高程計(jì)算考慮球氣差改正f的三角高程測(cè)量公式——平距——hAB=DABtanαAB+iA－vB+f斜距——hAB=SABsinαAB+iA－vB+f球氣差改正——k——0.08~0.14間，f＞0k隨地區(qū)、氣候、季節(jié)、地面覆蓋物視線超出地面高度不同而變化人們還不能精確地測(cè)定它的數(shù)值一般取k=0.14計(jì)算球氣差改正f折光系數(shù)k不能精確測(cè)定，使球氣差改正f帶有誤差距離D越長(zhǎng)，誤差越大。《工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定減小兩差改正誤差的另一個(gè)方法——在A，B兩點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)，兩點(diǎn)k值相同兩差改正f也相等，往返測(cè)高差分別為hAB=DABtanαAB+iA－vB+fhBA=DABtanαBA+iB－vA+f取往返測(cè)高差的平均值可抵消掉f的影響。2005年珠峰高程復(fù)測(cè)原理第一階段：精密水準(zhǔn)測(cè)量海拔5600米之前———水準(zhǔn)測(cè)量法從拉孜(位于西藏自治區(qū)西南部