园林测量第六章.ppt

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1、内容提要: 1 控制测量概述 2 导线测量外业 3 导线测量内业计算 4 小三角测量 5 角度前方交会法 6 三、四等水准测量 7 三角高程测量,第六章 小地区控制测量,1 控制测量概述,测量工作必须遵循的原则： “从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级” 测量工作一般程序： 必须遵循测量工作的原则，建立控制网，然后根据控制网进行碎部测量和测设。,控制测量目的与作用 为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网和高程控制网。 控制误差的积累。 作为进行各种细部测量的基准,有关名词,小地区（小区域）：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。 控制点：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。

2、 控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。 控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。,控制测量分类,按内容分： 平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y。 高程控制测量：测定各高程控制点的高程H。 按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级 按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量 按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量,国家控制网在全国范围内建立的控制网。,平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网组成。 高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网组成。 国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。,图形1：国家一、二等

3、平面控制网布置形式,一等三角网,二等三角网,一等三角锁是国家平面控制网的骨干。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。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。,小地区或小区域（15km2以内）控制测量,小区域平面控制：国家城市控制点首级控制图根控制。 小区域高程控制：国家或城市水准点三、四等水准图根点高程。,在小地区一般应在国家控制点的基础上，根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网，以供地形测图和施工放样使用。 直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。 测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。图根点的密度(包括高级点)，取决于

4、测图比例尺和地物、地貌的复杂程度。,2 导线测量的外业,2.1 导线测量的定义 （1）导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点）连成直线而构成的折线图形。 （2）导线点：导线测量的控制点。 （3）导线测量：依次测定各导线边的长度和各转折角值；根据起算数据，推算各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。,用经纬仪测量转折角，用钢尺测定边长的导线，称为经纬仪导线；若用光电测距仪测定导线边长，则称为电磁波测距导线。,导线测量是建立小地区平面控制网常用的一种方法，特别是地物分布较复杂的建筑区、视线障碍较多的隐蔽区和带状地区，多采用导线测量的方法。 适用范围：主要用于带状地区 (如：公路、铁路和水利) 、

5、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量。,2.2 导线测量适用范围,2.3 导线布设形式,(1)闭合导线:起讫于同一已知点的导线。 多用于面积较宽阔的独立地区。,根据测区的不同情况和要求，导线可布设成下列三种形式：,(2) 附合导线:布设在两已知点间的导线。 多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。,(3) 支导线:由一己知点和一已知边的方向出发，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的导线。 支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。 还有导线网，其多用于测区情况较复杂地区。 用导线测量方法建立小地区平面控制网，通常分为一级导线、二级导线、三级导线和图根导线等几个等级。,2.4

6、导线测量的外业工作,踏勘选点及建立标志、量边、测角和连测(导线定向).,(1) 踏勘选点及建立标志 具有相关资料选点前，应调查搜集测区已有地形图和高一级的控制点的成果资料，把控制点展绘在地形图上，然后在地形图上拟定导线的布设方案，最后到野外去踏勘，实地核对、修改、落实点位和建立标志。 没有相关资料如果测区没有地形图资料，则需详细踏勘现场，根据已知控制点的分布、测区地形条件及测图和施工需要等具体情况，合理地选定导线点的位置。,实地选点时注意： 相邻点间通视良好，地势较平坦，便于测角和量距。 点位应选在土质坚实处，便于保存标志和安置仪器。 视野开阔，便于施测碎部。 导线各边的长度应大致相等，除特殊

7、情形外，应不大于350m，也不宜小于50m， 导线点应有足够的密度，分布较均匀，便于控制整个测区。,导线点选定后，要在每一点位上打一大木桩，其周围浇灌一圈混凝土，桩顶钉一小钉，作为临时性标志； 若导线点需要保存的时间较长，就要埋没混凝土桩或石桩，桩顶刻“十”字，作为永久性标志。 导线点应统一编号。为了便于寻找，应量出导线点与附近固定而明显的地物点的距离，绘一草图，注明尺寸，称为点之记。,导 线 点 之 标 记 图,（2） 量边 导线边长可用光电测距仪测定，测量时要同时观测竖直角，供倾斜改正之用。若用钢尺丈量，钢尺必须经过检定。对于一、二、三级导线，应按钢尺量距的精密方法进行丈量。对于图根导线，

8、用一般方法往返丈量或同一方向丈量两次；当尺长改正数大于110000时，应加尺长改正；量距时平均尺温与检定时温度相差10时，应进行温度改正；尺面倾斜大于1.5时，应进行倾斜改正；取其往返丈量的平均值作为成果，并要求其相对误差不大于13000。,（3）测角 用测回法施测导线左角(位于导线前进方向左侧的角)或右角(位于导线前进方向右侧的角)。一般在附合导线中，测量导线左角，在闭合导线中均测内角。若闭合导线按反时针方向编号，则其左角就是内角。图根导线，一般用DJ6级光学经纬仪测一个测回。若盘左、盘右测得角值的较差不超过40，则取其平均值。 测角时，为了便于瞄准，可在已埋没的标志上用三根竹杆吊一个大垂球

9、，或用测钎等作为照准标志。,（4）连测（导线定向） 导线与高级控制点连接，必须观测连接角、连接边，作为传递坐标方位角和坐标之用。如果附近无高级控制点，则应用罗盘仪施测导线起始边的磁方位角，并假定起始点的坐标作为起算数据。 参照前面角度和距离测量的记录格式，做好导线测量的外业记录，并要妥善保存。,附合导线外业: 已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。点1、2、3、4为新建导线点。,观测数据：连接角B 、C ； 导线转折角1, 2, 3 ,4 ； 导线各边长DB1，D12，D4C。,附合导线图,3 导线测量的内业计算,3.1几个基本公式 (1)坐标方位角的推算,注意：若计算出的方位角360

10、，则减去360； 若为负值，则加上360。,或：,导线测量内业计算的目的：计算各导线点的坐标（x, y）。 计算之前，应全面检查导线测量外业记录，数据是否齐全，有无记错、算错，成果是否符合精度要求，起算数据是否准确。然后绘制导线略图，把各项数据注于图上相应位置。,a前/a后分别为相邻导线前后边的坐标方位角, 观测角。,例题:方位角的推算,1,2,3,4,5,95,130,65,128,122,12,30,1,2,3,4,5,已知：12=300，各观测角如图，求各边坐标方位角23、34、45、51。,解： 23= 12-2+1800=800 34= 23-3+1800=1950 45=2470

11、51=3050 12=300（检查）,（2）坐标正算公式,由A、B两点边长DAB和坐标方位角AB，计算坐标增量。见图有：,其中，XAB=XB-XA YAB=YB-YA,（3）坐标反算公式,由A、B两点坐标来计算AB、DAB,AB的具体计算方法如下：,1）计算：,2）计算：,3）根据XAB、YAB的正负号判断AB所在的象限。,3.2 闭合导线平差计算步骤,(1)绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。 (2)角度闭合差的计算与调整。,1）计算角度闭合差： =测-理 = 测-(n-2)180,3）若在限差内，则平均分配原则，计算改正数：,4）计算改正后新的角值：,(3)按新的角值，推算各边坐标

12、方位角。,(4)按坐标正算公式，计算各边坐标增量。 (5)坐标增量闭合差计算与调整,1）计算坐标增量闭合差：,导线全长相对闭合差:,导线全长闭合差:,2）分配坐标增量闭合差。,若K1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。,(6)坐标计算 根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。,例题：闭合导线坐标计算表,3.3 附合导线平差计算,说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点: (1) 角度闭合差的分配与调整,2）满足精度要求，若观测角为左角，则将f反符号平均分配到各观测角上；若观测角为右角，则将f

13、同符号平均分配到各观测角上。,1）计算方位角闭合差：,方法1：,方法2(*)： 1）计算角度闭合差：,(2) 坐标增量闭合差的计算,2）满足精度要求，将f反符号平均分配到各观测角上。,例题：附合导线的计算,(1)绘制计算草图,在表内填写已知数据和观测数据,(2)角度闭合差的计算与调整,(3)各边方向角的推算,(4)坐标增量闭合差的计算与调整,(5)推算各点坐标。,图表：附合导线坐标计算表,1119 01 12,4 小三角测量,4.1 概述,(1)小三角网的布置形式,三角测量是建立平面控制网的一种主要方法。其等级有二、三、四等三角测量和一、二级小三角测量。 小三角测量是为了与国家高精度的二、三、

14、四等测量区别。,只需测量12条三角形边长（基线），需观测所有三角形内角，用近似平差方法对角度平差，应用正弦定律推算各三角形边长，再根据坐标的起算数据算出各个三角点坐标。 小三角测量与导线测量的区别 测量工作减少，但测角工作量大； 适用在山区、丘陵等测距困难地区布设。,(2) 小三角测量的特点,1) 三角形的边长应满足规范要求； 2) 三角形的形状应接近等边三角形； 3) 三角点间通视良好，控制范围广； 4) 对于桥梁三角网，有两点应布置于桥轴线上。,(1) 踏勘选点 （基本要求）：,4.2 小三角的外业测量,三角点选定后，要在地面上埋没标志。一般在地面上打一大木桩，桩顶画一“+”表示点位，或把

15、一顶头带“+”的钢筋用混凝土浇灌而成，如下图所示。,为了观测水平角照准目标，还要在三角点上竖立标杆或三脚架如右图所示。三角点应进行命名和编号，并绘制点位草图。,(2) 造标埋石,角度观测可用J6或J2型经纬仪按方向观测法进行。每站观测前，应根据三角网(锁)略图确定观测方向和顺序。当一个三角形的三内角测出后，应立即计算角度闭合差，若超过限差规定，应及时分析原因进行重测。,基线是用来推算所有三角形边长的起始边。它的精度直接影响三角网的精度，故对这一工作必须极为重视。基线测量应选择气温稳定、无风或微风天气，用光电测距仪直接测定。,(3) 角度观测,(4) 基线测量,4.3 小三角测量的内业计算,在小

16、三角测量内业计算之前，应仔细检查所有外业记录和计算是否正确，各项误差是否在允许范围之内，以保证原始数据的正确性，同时绘制计算略图，如下图。在小三角锁中，测量基线D0和Dn，观测各三角形的内角ai、bi、ci。图中虚线为推算路线，ai、bi为传距角，ci为间隔角。,小三角测量的内业计算就是根据基线边长和角度观测数据以及起始基线边的方位角和基线起点的坐标(xA，yA)来求算各三角点的坐标。,(1) 角度闭合差的计算与调整 在小三角网中，理论上三角形内角之和应为180，因测角存在误差，故产生的角度闭合差 fi为： （i=1，2，n，为三角形的序号）,设Vai、Vbi、Vci分别为观测角ai、bi、c

17、i的改正值，因为所有角度都是等精度观测，则,由此得第次改正后的角值ai、bi、ci，为： 各三角形经第一次改正后的内角之和应为180，以作校核。,(2) 基线闭合差的计算与调整,由于经过第一次调整后的角度和基线长度都存在一定的误差，所以推算出的基线边长度和测量出的基线边长不相等，故产生基线闭合差。,(2) 基线闭合差的计算与调整,因为三角形内经过第一次改正后，其和已经满足三角形180度条件，而基线闭合差只发生在a和b角中，因此a和b角的第二次改正值应当是绝对值相等，符号相反，这样既满足了基线条件，又不破坏已经满足的三角形内角和的条件。所以a和b都以绝对值相同的改正数，即：,(2) 基线闭合差的

18、计算与调整,经第二次改正后的角值Ai、Bi、Ci为：,且,(3) 三角形边长的计算,同理可推出第2、3n个三角形各边的长度，直至与终边Dn校核正确时为止。,(4) 计算各三角点的坐标,各三角点坐标的计算，是按推算路线(由三角点组成的闭合导线或附合导线形式)，根据起始边的坐标方位角和平差后的角值推算各边的坐标方位角，用各边坐标方位角及相应的边长计算各边纵、横坐标增量，然后根据起点坐标就可以计算各三角点的坐标。,5 角度前方交会,当导线点和小三角点的密度不能满足工程施工或大比例尺测图要求，而需加密的点不多时，可用角度前方交会加密控制点。,前方交会计算表,6.1 适用：平坦地区的高程控制测量。 用于

19、国家高程控制网测量； 小地区的首级高程控制； 水准网应从附近的国家一、二等水准点引测高程。,6 三、四等水准测量,6.2 精度技术要求：,(1)通常使用双面水准尺.两根标尺黑面的底数均为0,红面的底数一根为4.687m,一根为4.787m。 （2）视线长度和读数误差的限差规定见表一，高差闭合差的规定见表二。,表二：三、四等水准测量主要技术要求,等级 每公里高 附合路 水准仪 往返测高 附合路线或 差中误差 线长度 级别 差不符值 环线闭合差 (mm) (km) (mm) (mm) 三等 6 45 S1或S3 12R 12L或4 n 四等 10 15 S1或S3 20R 20L或6n,注：R为测

20、段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位。,6.3 作业方法,(1) 每站观测程序（见图） 1）顺序：“后前前后（黑黑红红）”；一般一对尺子交替使用。（抵消水准尺下沉产生的误差） 2）读数：黑面“三丝法”（上、下、中丝）读数，红面仅读中丝。,后视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(黑面) 上丝读数，下丝读数，中丝读数 前视(红面) 中丝读数 后视(红面) 中丝读数,（2）计算与记录格式（见表）,1）视距=100|上丝-下丝| 2）前后视距差di =后视距-前视距 di要求: 等3m, 等5m,3）视距差累积值di=前站的视距差累积值di-1 +本站的前后视距差di di要求: 等

21、6m, 等10m 4）黑红面读数差=黑面中丝+K-红面中丝。（K= 4787mm或4687mm） 要求: 等2mm, 等3mm 5）黑面高差h黑=黑面后视中丝-黑面前视中丝,6）红面高差h红=红面后视中丝-红面前视中丝 7）黑红面高差之差=h黑-（h红0.100m） 要求: 等3mm, 等5mm 8）高差中数= h黑+（h红0.100m）/2 9）水准路线总长L=后视距+前视距,图表：四等水准测量记录表,7 三角高程测量,7.1 适用于 地形起伏大的地区进行高程控制。 山地测定控制点的高程，若用水准测量，则速度慢，困难大，故可采用三角高程测量的方法。但必须用水准测量的方法在测区内引测一定数量的

22、水准点，作为高程起算的依据。 实践证明，电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。,7.2 原理,注意：当两点距离较大（大于300m）时：,7.3 观测与计算 测竖直角、量仪器高、量觇标高（棱镜高）。 其技术要求，见各种规范。,球差为正，气差为负,应考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。 三角高程测量，一般应进行往返观测（双向观测），它可消除地球曲率和大气折光的影响。,图形：电磁波三角高程测量记录表,本章小结,1、介绍了导线测量的基本知识和方法。 导线测量是折线形式，在平坦或荫蔽地区以及建筑区更为优越。 导线测量的外业工作包括：选点、标定、绘制点之记。 为了进行导线边的定向，起始边应与另外的高

23、级控制点相连接，也即测定连接角。 若无已知点连测时，则用罗盘仪测定磁方位角进行定向；除观测连接角外，就是观测相邻两导线边之间的水平角和丈量边长。,不同等级的导线对测角和量边有不同的要求，可参见测量规范。 外业工作结束之后应全面检查记录手簿，并检查角度闭合差及全长闭合差是否在限差允许范围之内，若符合要求，则进行误差调整(即平差)。 本章所述为近似平差，即首先调整角度闭合差，根据改正后的转折角计算各边的坐标方位角，然后根据各边坐标方位角与边长计算各边的坐标增量，根据改正后的坐标增量和已知坐标推算各导线点的坐标，这种将角度与坐标分别进行调整的方法，就是近似乎差法。,2介绍了测角交会法。 加密少量个别

24、图根控制点时，可用测角交会法，在两个已知控制点上，分别观测两个角度，以求得待定点的坐标称为前方交会法，在待定点上照准三个已知控制点的方向，观测其间的两个角度，求待定点的坐标就是后方交会法。除此之外还有侧方交会法，还可采用单三角形等方法。为了进行校核，除了上述必须进行观测角度外，在前方交会法中，应在第三个已知控制点上观测第三个角度。在后方交会法中，照准第四个已知控制点，分别计算出待定点的两组坐标，并进行比较，其较差在允许范围内，可取平均值为最后结果。,3还介绍了高程控制测量的基本知识和方法。与图根水准测量比较，四等水准测量所有的仪器如放大率等有一定要求，水准尺也需有红黑面的双面水准尺。其观测顺序

25、可以归纳为：后、后、前、前(黑、红、黑、红)，即后视黑面尺与红面尺读数，再前视黑面尺与红面尺读数。记录有一定格式，以便检查，观测的限差要求为：前后视距差不应大于5m；视距差的累计数不应大于10m；黑、红面尺的读数差应小于3mm；红、黑面所测高差之差应小于5mm。整个线路测量完后，计算水准路线的闭合差。,按与水准路线的距离成正比进行调整，要注意高差改正数的总和等于闭合差，而符号相反，最后根据已知点的高程加上改正后的高差依次计算各水准点的高程。当地面起伏较大时，可采用三角高程测量的方法传递高程。它是根据两点间水平距离与测定的竖直角来计算高差的，对于边长超过400m时，应加两差改正数(即地球曲率与大气折光影响)，为提高观测高差的精度，宜采用对向观测。 过河(海)水准测量，根据跨距及其他因素，可选择不同的方法进行观测。水准路线通道河(海)时，要考虑地球曲率和大气折光的影响，同时视线尽量高出水面2m以上。,本章到此结束, 谢谢!,