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1、土木工程测量控制测量,1,6. 控制测量,控 制 测 量 及 其 分 类,控 制 测 量 基 本 原 理,平 面 控 制 测 量 的 基 本 方 法,导 线 测 量 的 工 作 方 法,交 会 定 点,三 、 四 等 水 准 测 量,土木工程测量控制测量,2,6.1.1 控制测量的基本概念 1.控制点：选定测区内具有控制意义的点位，并使用一定的标志固定下来，精确地测定其位置，作为下一级测量的依据 2.控制测量 ：为确定控制点空间位置而进行的测量工作 （1）平面控制测量 ：确定控制点平面位置的测量工作 （2）高程控制测量 ：确定控制点高程位置的测量工作 3.控制网：（1）平面控制网（2）高程控制
2、网,6.1 控制测量概述,土木工程测量控制测量,3,6.1.2 平面控制网 1.控制网的形式 （1）三角网：测定三角形的所有内角以及少量边长 （2）三边网：测定三角形的所有边长 （3）导线网：测定各边的边长和相邻边的夹角,土木工程测量控制测量,4,2.平面控制网的等级划分及其技术要求,（1）等级划分条件： 导线平均边长、测角精度要求、测边精度要求、三角形角度闭合差、起始边相对中误差 （2）等级划分 1）国家三角控制网 按精度分为一、二、三、四个等级，精度逐级降低 2）城市平面控制网 a. 三角网：二、三、四等三角网和一、二级小三角网 b. 导线网：分为三、四等和一、二、三级 3）小地区控制网(
3、小于102KM） 首级控制网及图根控制网 1）图根点 2）图根控制测量,土木工程测量控制测量,5,3.工程中建立平面控制网的施测方法 （1）导线测量：用于在狭长地带、山区以及道桥工程中建立平面控制网，测定导线边长及相邻导线边的导线转折角。 （2）小三角测量 ：用于在丘陵或山区测图所建立的控制网测量，测量各三角形的所有内角及基线长度。 （3）交会定点：加密控制点常用方法（前方交会、后方交会及侧方交会法等）,土木工程测量控制测量,6,6.1.3 高程控制网的等级划分及技术要求 技术要求： 路线长度、每公里高差中误差、路线闭合差 2. 等级划分： （1）国家水准网：分一、二、三、四等，一、二等采用精
4、密水准测量方法建立，三、四等水准网可直接为地形测图及工程建设提供高程控制点。 （2）城市高程控制网：分二、三、四级三个等级。 （3）小地区高程控制网：以国家或城市等级水准点为基础，建立单一水准路线或水准网。 3. 建立高程控制网的方法：高精度水准测量或三角高程测量。,土木工程测量控制测量,7,6.2.1 导线类型：闭合导线、附和导线、支导线、导线网、结点网,6.2 导线测量,土木工程测量控制测量,8,6.2.2 导线测量的外业工作 1. 踏勘选点及建立标志 （1）资料搜集：测区及附近已有地形图和控制点 （2）导线点位置的选择: 1) 相邻导线点间要通视。 2) 应选在土质坚实处，以保存和安置仪
5、器。 3) 视野开阔，便于碎部测量。 4) 相邻导线的边长应大致相等。 5) 导线点应分布均匀，以便控制整个测区。,土木工程测量控制测量,9,测图区域,地形图测绘控制点选择,土木工程测量控制测量,10,（3）建立标志 1）临时控制点应打上木桩与地面齐平，中心钉钉 2）永久控制点则应制成混凝土桩或石桩,土木工程测量控制测量,11,2.观测转折角（或内角）和连接角 采用测回法测角 （1）附合导线：城市测量一般观测导线前进方向的左角，铁路测量中一般观测导线前进方向的右角。 （2）闭合导线：观测内角。 （3）连接角：各图中1、A均为连接角,导线前进方向,土木工程测量控制测量,12,3.边长测量 用全站
6、仪、测距仪或钢尺精密测距进行导线边长测量，读数到毫米。导线测量手薄格式见下表所示。,土木工程测量控制测量,13,6.2.3 导线测量的内业计算 （1）根据导线类型进行角度闭合差计算及分配 （2）根据连接角及导线转折角计算导线各边 的方位角 （3）根据已知点坐标、已知边长及导线各边的坐标方位角计算未知点的坐标 （4）根据导线类型进行坐标增量闭合差计算及分配 （5）计算导线点最终坐标,土木工程测量控制测量,14,1.根据导线类型进行角度闭合差计算及分配 （1）角度闭合差计算 1）附合导线测左（右）角 2）闭合导线测内角 （2）闭合差分配 （3）改正后的角度计算,注意： 改正数与闭合 差反号,注意：
7、闭合差是否 满足精度要求,土木工程测量控制测量,15,2.导线边方位角计算 （1）观测左角： （2）观测右角：,计算的方位角小于零时，应加上360 计算的方位角大于360时，应减去360,注意:,土木工程测量控制测量,16,3.计算导线点坐标 （1）计算各导线边坐标增量 已知A点坐标及AP直线边长DAP，计算未知点P的坐标增量为,土木工程测量控制测量,17,（2）坐标增量闭合差计算及分配 1）计算坐标增量闭合差 (a)闭合导线 (b)附合导线 2）计算坐标增量改正数 （3）计算改正后的导线点坐标,注意：闭合差是否 满足精度要求,土木工程测量控制测量,18,4.评价观测结果精度 （1）角度闭合差
8、条件 城市测量一级导线： 城市测量二级导线： （2）导线全长相对闭合差 导线全长闭合差 相对闭合差,土木工程测量控制测量,19,（1）应用：丘陵或山区测图控制，道桥工程平面控制 （2）测距方式：以钢尺精密量距为主 （3）网格形式：单三角锁、中心多边形、大地四边形 和线形锁等 （4）等级划分：一级、二级和图根小三角,6.3 小三角测量,基线,土木工程测量控制测量,20,6.3.1 小三角测量的外业工作步骤 踏勘选点、基线丈量和水平角观测 1.踏勘选点 选点应注意的事项： (1) 基线的位置，应布设在地形平坦便于精密量距的地方，如河滩，台地等处。 (2) 相邻三角点应通视，视野开阔便于测角及扩大控
9、制范围。 (3) 三角形内角尽可能布设成60o的等边三角形，平均边长应符合规范规定。 (4) 点位应在土质坚实，地势较高，便于保存处。,土木工程测量控制测量,21,基线丈量 基线一般作为小三角锁的起始边，丈量精度要求高，采用钢尺精密丈量或电磁波测距仪测量。 水平角观测 （1）用全圆测回法或测回法测角 （2）对每个三角形进行精度评定 （3）联测：应与国家控制网联测，若不能进行联测时应采用陀螺定位仪或罗盘测定起始方位角，并假定合适起始点独立坐标系。,土木工程测量控制测量,22,6.3.2 小三角测量的平差原理,1.单三角锁平差 包括两个方面：图形平差以及基线平差。 （1）图形平差：对每个三角形均进
10、行角度平差，使最后每个三角形的内角和均为180o。 （2）基线平差：由平差后的各三角形的内角以及起始基线的量测值d0，根据正玄定理推算到终止基线得到推算值dn，基线相对闭合差 采用最小二乘原理，通过改变角度值使得闭合差为最小。 （3）三角形边长及控制点坐标计算,土木工程测量控制测量,23,2.中心多边形的平差原理 观测各个内角，丈量基线的边长和基线的方位角。平差条件： (1) 三角形内角和经过调整后应等于180o。 (2) 中心点水平角之和经过调整后应等于360o。 (3) 由AB基线经过推算各边边长后，推回到AB基线时应相等。,土木工程测量控制测量,24,3.大地四边形平差原则 已知条件：8
11、个内角、一条基线边的长度、基线边一个点的坐标以及基线的方位角。 有3个独立条件： 相应有3个角度闭合差：,土木工程测量控制测量,25,（1）用途：加密控制点 （2）常用方法： 前方交会法 后方交会法 侧方交会法,6.4 交会定点,土木工程测量控制测量,26,1.前方交会法 A、B为两控制点（坐标已知）在A、B上分别架设仪器，分别AB与AP的夹角和BA与BP的夹角，则P点坐标由下式计算 为了提高精度，通常采用3个已知点与待定点组成两个三角形来测定P点的坐标。取两组结果的平均值来确定P点坐标。,注意：A、B、P三点必须是反时针旋转,土木工程测量控制测量,27,2.后方交会法 在P点设站对3个已知点
12、A、B、C， 进行观测角度和, 则P点坐标 按下式计算 其中,土木工程测量控制测量,28,1. 用途：加密国家高程控制网；小地区地形测量中首级高程控制网；工程建设中建立高程施工控制网。 2. 观测方法：双面尺法（红面及黑黑面） （1）三等水准： 后黑（三丝）一前黑（三丝）一前红（中丝）一后红（中丝） （2）四等水准： 后黑（三丝）一后红（中丝）一前黑（三丝）一前红（中丝）,6.5 三、四等水准测量,土木工程测量控制测量,29,3. 计算校核： （1）视距计算与校核 后视视线长：（9）=（1）-（2）*100 前视视线长：（10）=（5）-（6）*100 计算后视视线长与前视视线长之差： （11
13、）=（9）-（10） 对于三等水准测量，（11）不得超过3m； 对于四等水准测量，（11）不得超过5m。 计算前、后视线长累计差： （12）=上站（12）+本站（11） 对于三等水难测量，（12）不得超过6m； 对于四等水准测量，（12）不得超过10m。,土木工程测量控制测量,30,2）黑、红面读数差计算与检核 前尺：（13）=（3）+K-（7） 后尺：（14）=（4）+K-（8） 对于三等水准测量，（13）、（14）不得超过2mm，对于四等水准测量，（12）不得超过3mm。 ）高差计算与检核 黑面高差：（15）=（3）-（4） 红面高差：（16）=（8）-（7） 检核计算：（17）=（15）-（16）0.001=(14)-(13) 对于三等水准测量，（17）不得超过3mm；对于四等水准测量（17）不得超过5mm。该站观测高差: （18）=(15)+(16) 0.100/2,土木工程测量控制测量,31,4每页计算与检核 高差检核： （当测站数为偶数时） （当测站数为奇数时） 视距差检核：,