第二章控制測(cè)量

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1、 測(cè)量工作 測(cè)量工作內(nèi)容 測(cè)繪科學(xué)研究的內(nèi)容很多，其應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛。凡是需要確定空間點(diǎn)三維坐標(biāo)的工作都需要依賴測(cè)繪技術(shù)。在工程建設(shè)領(lǐng)域中測(cè)量工作的內(nèi)容如下： 控制測(cè)量： 1、地形圖、房地產(chǎn)圖、管網(wǎng)圖、竣工圖測(cè)繪 2、施工放樣 3、變形監(jiān)測(cè) 測(cè)量工作的原則 為了保證全國(guó)各地區(qū)測(cè)繪的地形圖具有統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，減小測(cè)量誤差的積累，保證成果質(zhì)量，測(cè)量工作應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則： （1）從整體到局部，先控制后碎部 對(duì)于總體測(cè)繪工作而言，應(yīng)先總體布置，然后分階段、分區(qū)、分期實(shí)施。在實(shí)施過程中要先布設(shè)平面和高程控制網(wǎng)，確定控制點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程，建立全國(guó)、全區(qū)統(tǒng)一坐標(biāo)系。在此基礎(chǔ)

2、上進(jìn)行細(xì)部測(cè)繪和工程施工測(cè)量。 （2）每一步測(cè)量工作必須嚴(yán)格進(jìn)行檢核 對(duì)于測(cè)繪工作的每一個(gè)過程、每一項(xiàng)成果都必須檢核，在保證前期工作無誤的情況下，方可進(jìn)行下一步工作。只有這樣，才能保證測(cè)繪成果的可靠性。 國(guó)家基本控制測(cè)量 1、 圖根控制測(cè)量——地形圖測(cè)繪 2、 地籍、房產(chǎn)、管線控制測(cè)量——地籍圖測(cè)繪 3、 竣工控制測(cè)量——竣工圖測(cè)繪 4、 施工控制測(cè)量——施工放樣 5、 變形控制測(cè)量——變形監(jiān)測(cè) 第二章 控制測(cè)量 內(nèi)容： 重點(diǎn)： 難點(diǎn)： 作業(yè)： 第一節(jié) 控制測(cè)量概述 一、控制測(cè)量的概念 1 控制測(cè)量 對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)、觀測(cè)、計(jì)算，確定控制

3、點(diǎn)位置的測(cè)量工作。分為平面控制測(cè)量（確定平面坐標(biāo)）和高程控制測(cè)量（確定高程）。 ? 控制點(diǎn)：測(cè)區(qū)內(nèi)具有控制意義的點(diǎn)。 ? 控制網(wǎng)：由控制點(diǎn)組成的幾何圖形。 l 國(guó)家控制網(wǎng) 包括國(guó)家平面控制網(wǎng)和國(guó)家高程控制網(wǎng) 國(guó)家平面控制網(wǎng)主要采用三角測(cè)量建立，分為一、二、三、四等三角網(wǎng)；國(guó)家高程控制網(wǎng)采用水準(zhǔn)測(cè)量建立，分為一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)。 l 城市控制網(wǎng) 為滿足1:500～ 1:2000比例尺地形測(cè)圖和城市建設(shè)施工放樣的需要，在國(guó)家控制網(wǎng)的控制之下布設(shè)的控制網(wǎng)，按精度分為二、三、四等三角網(wǎng)或?qū)Ь€網(wǎng)和二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)。 l 工程控制網(wǎng) 為滿足施工測(cè)量，在國(guó)家控制網(wǎng)或城市控制網(wǎng)的控

4、制下布設(shè)的控制網(wǎng)。 2 控制測(cè)量基本方法 （1）平面控制測(cè)量基本方法 ? 導(dǎo)線測(cè)量 將控制點(diǎn)用直線連接起來形成折線形，通過觀測(cè)邊長(zhǎng)和轉(zhuǎn)折角，根據(jù)起算數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算而獲得導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)，即為導(dǎo)線測(cè)量。導(dǎo)線測(cè)量布設(shè)簡(jiǎn)單、每點(diǎn)僅需與前、后兩點(diǎn)通視，選點(diǎn)方便，特別是在隱蔽地區(qū)和建筑物多而通視困難的城市，應(yīng)用起來方便靈活。 ? 三角測(cè)量 三角網(wǎng)測(cè)量是在地面上選定一系列的控制點(diǎn)，構(gòu)成相互連接的若干個(gè)三角形，組成各種網(wǎng)（鎖）狀圖形；通過觀測(cè)三角形的內(nèi)角或（和）邊長(zhǎng)，再根據(jù)已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)、起始邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角，經(jīng)解算三角形和坐標(biāo)方位角推算可得到三角形各邊的邊長(zhǎng)和坐標(biāo)方位角

5、，進(jìn)而由直角坐標(biāo)正算公式計(jì)算待定點(diǎn)的平面坐標(biāo)。 ? 交會(huì)測(cè)量 交會(huì)測(cè)量即利用交會(huì)定點(diǎn)法來加密平面控制點(diǎn)。 ? GPS控制測(cè)量 ? 天文測(cè)量 （2）高程控制測(cè)量基本方法 ? 水準(zhǔn)測(cè)量 ? 三角高程測(cè)量 ? GPS控制測(cè)量 3 控制測(cè)量一般作業(yè)步驟 控制測(cè)量作業(yè)包括技術(shù)設(shè)計(jì)、實(shí)地選點(diǎn)、標(biāo)石埋設(shè)、觀測(cè)和平差計(jì)算等主要步驟。 （1）控制測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) 主要包括精度指標(biāo)的確定和控制網(wǎng)的網(wǎng)形設(shè)計(jì)。 （2）實(shí)地選點(diǎn) 點(diǎn)位穩(wěn)定，等級(jí)控制點(diǎn)應(yīng)能長(zhǎng)期保存；便于擴(kuò)展、加密和觀測(cè)。 （3）標(biāo)石埋設(shè) 經(jīng)選點(diǎn)確定的控制點(diǎn)點(diǎn)位，要進(jìn)行標(biāo)石埋設(shè)，將它們?cè)诘孛嫔瞎潭ㄏ聛怼?/p>

6、 （4）觀測(cè)與計(jì)算 第二節(jié) 導(dǎo)線測(cè)量 一、導(dǎo)線的布設(shè)形式 導(dǎo)線可被布設(shè)成單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)。兩條以上導(dǎo)線的匯聚點(diǎn)，稱為導(dǎo)線的結(jié)點(diǎn)。單一導(dǎo)線與導(dǎo)線網(wǎng)的區(qū)別，在于導(dǎo)線網(wǎng)具有結(jié)點(diǎn)，而單一導(dǎo)線則不具有結(jié)點(diǎn)。 按照不同的情況和要求， 單一導(dǎo)線可被布設(shè)為附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線。導(dǎo)線網(wǎng)可被布設(shè)為自由導(dǎo)線網(wǎng)和附合導(dǎo)線網(wǎng)。 （1）附合導(dǎo)線 起始于一個(gè)已知控制點(diǎn)而終止于另一個(gè)已知控制點(diǎn)。已知控制點(diǎn)上可以有一條邊或幾條邊定向邊與之相連接，也可以沒有定向邊與之相連接。 （2）閉合導(dǎo)線 由一個(gè)已知控制點(diǎn)出發(fā)，最終又回到這一點(diǎn)，形成一個(gè)閉合多邊形。 （3）支導(dǎo)線 從一個(gè)已知控制點(diǎn)出發(fā)，

7、既不附合于另一個(gè)已知控制點(diǎn)，也不閉合于原來的起始控制點(diǎn)。由于支導(dǎo)線缺乏檢核條件,故一般只限于地形測(cè)量的圖根導(dǎo)線中采用。 （4）附合導(dǎo)線網(wǎng) 附合導(dǎo)線網(wǎng)具有一個(gè)以上已知控制點(diǎn)或具有附合條件。 （5）自由導(dǎo)線網(wǎng) 自由導(dǎo)線網(wǎng)僅有一個(gè)已知控制點(diǎn)和一個(gè)起始方位角。 導(dǎo)線網(wǎng)中只含有一個(gè)結(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線網(wǎng)，稱之為單結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線網(wǎng)，多于一個(gè)結(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線網(wǎng)，稱之為多結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線節(jié)是組成導(dǎo)線網(wǎng)的基本單元，它是指導(dǎo)線網(wǎng)內(nèi)兩端點(diǎn)中至少有一個(gè)點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)，另一點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)或已知點(diǎn)的一段導(dǎo)線。應(yīng)該指出，與閉合導(dǎo)線類似，自由導(dǎo)線網(wǎng)是一種可靠性極差的控制網(wǎng)圖形，在實(shí)際測(cè)量工作中應(yīng)避免單獨(dú)使用。 二、導(dǎo)線的觀測(cè) 導(dǎo)線的觀測(cè)包括轉(zhuǎn)折

8、角和導(dǎo)線邊的觀測(cè)，以及導(dǎo)線點(diǎn)的高程測(cè)量。 1. 轉(zhuǎn)折角的觀測(cè) 轉(zhuǎn)折角的觀測(cè)一般采用測(cè)回法進(jìn)行。當(dāng)導(dǎo)線點(diǎn)上應(yīng)觀測(cè)的方向數(shù)多于二個(gè)時(shí)，應(yīng)采用方向觀測(cè)法進(jìn)行。各測(cè)回間應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行水平度盤配置。各等級(jí)導(dǎo)線測(cè)量水平角觀測(cè)應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。 在進(jìn)行國(guó)家等級(jí)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)以奇數(shù)測(cè)回和偶數(shù)測(cè)回分別觀測(cè)導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角和右角；左角和右角分別取中數(shù)后，再計(jì)算圓周角閉合差，值對(duì)于三、四等導(dǎo)線應(yīng)分別不超過±3.5″和±5.0″。 在進(jìn)行一、二和三級(jí)導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角觀測(cè)時(shí)，一般應(yīng)觀測(cè)導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角。對(duì)于閉合導(dǎo)線，若按逆時(shí)針方向進(jìn)行觀測(cè)，則觀測(cè)的導(dǎo)線角既是閉合多邊形的內(nèi)角，又是導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角。對(duì)于支導(dǎo)線

9、，應(yīng)分別觀測(cè)導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角和右角。以增加檢核條件。 當(dāng)觀測(cè)短邊之間的轉(zhuǎn)折角時(shí)，測(cè)站偏心和目標(biāo)偏心對(duì)轉(zhuǎn)折角的影響將十分明顯。因此，應(yīng)對(duì)所用儀器、覘牌和光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行嚴(yán)格檢校，并且要特別仔細(xì)進(jìn)行對(duì)中和精確照準(zhǔn)。 2. 導(dǎo)線邊長(zhǎng)的觀測(cè) 長(zhǎng)。導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)對(duì)向觀測(cè)，以增加檢核條件。電磁波測(cè)距儀測(cè)量的通常是斜距，還需觀測(cè)豎直角，用以將傾斜距離改化為水平距離，必要時(shí)還應(yīng)將其歸算到橢球面上和高斯平面上。 3. 導(dǎo)線點(diǎn)的高程測(cè)量 導(dǎo)線點(diǎn)的高程測(cè)量可采用水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量進(jìn)行。目前，大多采用電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量進(jìn)行對(duì)向觀測(cè)來確定導(dǎo)線點(diǎn)的高程，此時(shí)必須觀測(cè)豎直角、量取儀器高和目標(biāo)高。 三、導(dǎo)

10、線的近似平差計(jì)算 導(dǎo)線測(cè)量的目的是獲得各導(dǎo)線點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)。計(jì)算的起始數(shù)據(jù)是已知點(diǎn)坐標(biāo)、已知坐標(biāo)方位角，觀測(cè)數(shù)據(jù)為觀測(cè)角值和觀測(cè)邊長(zhǎng)。通常情況下，導(dǎo)線平差應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密平差，但對(duì)于二級(jí)及其以下等級(jí)的圖根導(dǎo)線允許對(duì)單一導(dǎo)線、單結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線網(wǎng)采用近似平差方法進(jìn)行計(jì)算。 導(dǎo)線近似平差的基本思路是將角度誤差和邊長(zhǎng)誤差分別進(jìn)行平差處理，先進(jìn)行角度閉合差的分配，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行坐標(biāo)閉合差的分配，通過調(diào)整坐標(biāo)閉合差，以達(dá)到處理角度的剩余誤差和邊長(zhǎng)誤差的目的。 在進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量平差計(jì)算之前，首先要按照規(guī)范要求對(duì)外業(yè)觀測(cè)成果進(jìn)行檢查和驗(yàn)算，確保觀測(cè)成果無誤并符合限差要求，然后對(duì)邊長(zhǎng)進(jìn)行加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正、氣象

11、改正和傾斜改正（改正方法見第五章），對(duì)角度值和邊長(zhǎng)進(jìn)行歸心改正（有偏心觀測(cè)時(shí)），以消除系統(tǒng)誤差的影響 。 1. 支導(dǎo)線的計(jì)算 2. 附合導(dǎo)線的計(jì)算 3. 閉合導(dǎo)線的計(jì)算 4、導(dǎo)線網(wǎng)的計(jì)算 第三節(jié) 交會(huì)測(cè)量 交會(huì)測(cè)量是加密控制點(diǎn)常用的方法，它可以在數(shù)個(gè)已知控制點(diǎn)上設(shè)站，分別向待定點(diǎn)觀測(cè)方向或距離，也可以在待定點(diǎn)上設(shè)站向數(shù)個(gè)已知控制點(diǎn)觀測(cè)方向或距離，而后計(jì)算待定點(diǎn)的坐標(biāo)。常用的交會(huì)測(cè)量方法有前方交會(huì)、后方交會(huì)、測(cè)邊交會(huì)和自由設(shè)站法。 一、前方交會(huì) 前方交會(huì)即在已知控制點(diǎn)上設(shè)站觀測(cè)水平角，根據(jù)已知點(diǎn)坐標(biāo)和觀測(cè)角值，計(jì)算待定點(diǎn)坐標(biāo)的一種控制測(cè)量方法。 二、后方交

12、會(huì) 僅在待定點(diǎn)設(shè)站，向三個(gè)已知控制點(diǎn)觀測(cè)兩個(gè)水平夾角，從而計(jì)算待定點(diǎn)的坐標(biāo)，稱為后方交會(huì)。 三、測(cè)邊交會(huì) 在交會(huì)測(cè)量中,也可測(cè)量邊長(zhǎng)交會(huì)定點(diǎn)，通常采用三邊交會(huì)法。 四、自由設(shè)站 自由設(shè)站法是在待定控制點(diǎn)上設(shè)站，向多個(gè)已知控制點(diǎn)觀測(cè)方向和距離，并按間接平差方法計(jì)算待定點(diǎn)坐標(biāo)的一種控制測(cè)量方法。間接平差以待定點(diǎn)的坐標(biāo)平差值作為未知參數(shù)，根據(jù)方向觀測(cè)值和邊長(zhǎng)觀測(cè)值建立方向誤差方程式和邊長(zhǎng)誤差方程式，然后按最小二乘原理計(jì)算待定點(diǎn)坐標(biāo)平差值。 第四節(jié) 高程控制測(cè)量 高程控制測(cè)量主要采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法，測(cè)定各等級(jí)高程控制點(diǎn)和平面控制點(diǎn)的高程。 國(guó)家高程系統(tǒng)，現(xiàn)

13、采用“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”。城市和工程高程控制，凡有條件的都應(yīng)采用國(guó)家高程系統(tǒng)。 一、水準(zhǔn)測(cè)量路線的布設(shè) 水準(zhǔn)測(cè)量路線的布設(shè)分為單一水準(zhǔn)路線和水準(zhǔn)網(wǎng)。單一水準(zhǔn)路線的形式有三種，即附合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線和閉合水準(zhǔn)路線。 1 附合水準(zhǔn)路線 從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，沿一條路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，以測(cè)定其它若干水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，最后聯(lián)測(cè)至另外一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)上的水準(zhǔn)路線。 2 閉合水準(zhǔn)路線 從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，沿一條環(huán)形路線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)定沿線若干水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，最后又回到起始水準(zhǔn)點(diǎn)上，稱之為閉合水準(zhǔn)路線 3 支水準(zhǔn)路線 從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，沿一條路

14、線進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，以測(cè)定其它若干水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，最后不聯(lián)測(cè)至另外一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，也不回到起始水準(zhǔn)點(diǎn)上。 為了對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量成果進(jìn)行檢核，支水準(zhǔn)路線必須進(jìn)行往返觀測(cè)或單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)觀測(cè)。 4 水準(zhǔn)網(wǎng) 水準(zhǔn)網(wǎng)由若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成。單一路線相互連接的交點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。在水準(zhǔn)網(wǎng)中，如果只有一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，則稱為獨(dú)立水準(zhǔn)網(wǎng)；如果已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)目多于一個(gè)，則稱為附合水準(zhǔn)網(wǎng)。 二、水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)處理 （一）附合水準(zhǔn)路線平差計(jì)算 1 計(jì)算待定點(diǎn)高程的最可靠值 （二）閉合水準(zhǔn)路線平差計(jì)算 1 計(jì)算待定點(diǎn)高程的最可靠值

15、 （三）支水準(zhǔn)路線平差計(jì)算 由于進(jìn)行了往返測(cè)，各測(cè)段的高差最可靠值顯然應(yīng)為相應(yīng)測(cè)段往返測(cè)高差的算術(shù)平均值。故對(duì)往返測(cè)水準(zhǔn)路線進(jìn)行平差時(shí)，應(yīng)首先計(jì)算出往返測(cè)高差不符值，并與相應(yīng)等級(jí)的限差相比較。若不超過限差，則求出各測(cè)段往返測(cè)高差的算術(shù)平均值作為其平差值，進(jìn)而從已知高程點(diǎn)開始，逐點(diǎn)推算各待定水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。最后一點(diǎn)與起始點(diǎn)高程之差，應(yīng)等于各測(cè)段高差平差值之和。 （四）單結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)平差計(jì)算 單結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)平差的基本思路是：先求出結(jié)點(diǎn)的高程平差值，將其視為已知值，然后將單結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)分解成若干條單一附合水準(zhǔn)路線，并按單一附合水準(zhǔn)路線進(jìn)行平差，求出各路線上待定點(diǎn)的高程平差值，進(jìn)而評(píng)定其精度。