【正文】 《 測量學(xué) 》 同濟(jì)大學(xué) 測量與國土信息工程系 第六章 小地區(qū)控制測量 第七章 小地區(qū)控制測量 學(xué)習(xí)要點(diǎn) ◆ 控制測量概述 ◆ 平面控制網(wǎng)的定位和定向 ◆ 導(dǎo)線測量與導(dǎo)線計(jì)算 ◆ 交會定點(diǎn)的計(jì)算 控制測量概述 控制測量概述 一、 控制測量的概念 二、 平面控制測量 三、 高程控制 四、 全球定位系統(tǒng) 一、控制測量的概念 為測圖或工程建設(shè)的測區(qū)建立統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng) 控制誤差的積累 作為進(jìn)行各種細(xì)部測量的基準(zhǔn) 按內(nèi)容分： 平面控制測量、高程控制測量 按精度分： 一等、二等、三等、四等；一級、二級、三級 按方法分： 天文測量、常規(guī)測量 (三角測量、導(dǎo)線測量、水 準(zhǔn)測量 )、衛(wèi)星定位測量 小地區(qū)： 不必考慮地球曲率對水平角和水平距離影響的范圍。 控制點(diǎn)： 具有精確可靠平面坐標(biāo)參數(shù)或高程參數(shù)的測量基準(zhǔn)點(diǎn)。 控制網(wǎng)： 由控制點(diǎn)分布和測量方法決定所組成的圖形或路線。 控制測量： 為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。 167。 71 控制測量的概念 二、平面控制測量 一、 平面控制測量 —— 建立平面控制網(wǎng)，測定各平面控制 點(diǎn)的坐標(biāo) X、 Y。 等級關(guān)系 ： 布置形式 ： 分一等、二等、三等、四等，前一等 作為以后各等的控制基準(zhǔn)，逐級控制 (由整體到局部，由高級到低級 )。 小地區(qū)內(nèi)布置一級、二級、三級和圖 根控制。 見： 圖 71一等三角鎖；圖 72二等全面 三角網(wǎng)；圖 73邊角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)； 各級 GPS控制網(wǎng) 三角鎖、三角網(wǎng) (三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng) )、 導(dǎo)線網(wǎng)、交會定點(diǎn)，等。 的等級關(guān)系 (傳統(tǒng) )平面控制測量的等級關(guān)系 城市平面控制網(wǎng)的等級關(guān)系 三角 (三邊 )網(wǎng) 城市導(dǎo)線 控制范圍 二等 三等 三等 四等 四等 一級小三角 一級導(dǎo)線 二級小三角 二級導(dǎo)線 三級導(dǎo)線 城市基本控制 小地區(qū)首級控制 圖根控制 圖根導(dǎo)線 圖根三角 續(xù)網(wǎng) 圖 71 1)一等三角鎖 為國家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ) 各級 平面控制網(wǎng) 布置形式 2二等連續(xù)網(wǎng) 充填一等三角鎖成為國家平面控制網(wǎng)的骨干。 測量并計(jì)算控制點(diǎn) x， y， H坐標(biāo) —— 控制測量。 測量并計(jì)算控制點(diǎn) x， y坐標(biāo) —— 平面控制測量。 測量并計(jì)算控制點(diǎn) H坐標(biāo) —— 高程控制測量。 由高級 → 低級，按一、二、三、四等布設(shè)。 (1) 平面控制測量 國家平面控制網(wǎng)主要用三角測量法布設(shè)， 西部困難地區(qū)采用導(dǎo)線測量法。 一等三角 鎖沿經(jīng)、緯線布設(shè)成縱橫交叉的三角鎖系， 鎖長 200～ 250km，構(gòu)成 120個鎖環(huán)； 一等三角鎖 由近于等邊的三角形組成，邊長為 20～ 30km。 167。 控制測量概述 ? 二等三角測量有兩種布網(wǎng)形式， ? 一是由縱橫交叉的兩條 二等基本鎖 ? 將一等鎖環(huán)劃分成 4個大致相等的部分， ? 這 4個空白部分用二等補(bǔ)充網(wǎng)填充，稱縱橫鎖系布網(wǎng)方案； ? 二是在一等鎖環(huán)內(nèi)布設(shè)全面 二等三角網(wǎng) 的全面布網(wǎng)方案。 ? 二等基本鎖邊長 20～ 25km，二等網(wǎng)的平均邊長 13km。 ? 一等鎖兩端和二等網(wǎng)中間， ? 測定起算邊長、天文經(jīng)緯度和方位角。 ? 國家一、二等網(wǎng)合稱為 天文大地網(wǎng) ， ? 我國天文大地網(wǎng)于 1951年開始布設(shè)， 1961年基本完成， ? 1975年修補(bǔ)測工作全部結(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。 青藏高原導(dǎo)線 三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng) 三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng) 根據(jù)測區(qū)的需要，在二等三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加密，基本 圖形如下： 圖 73(a) 三角網(wǎng)或三邊網(wǎng) 圖 73(b) 導(dǎo)線網(wǎng) 首級控制 圖根控制 3)在一、二級小三角或一、二、三級導(dǎo)線下 ,布置 圖根控制 網(wǎng)。圖根控制網(wǎng)的圖形與一、 二級小三角或一、二、三級導(dǎo)線的圖形基本相同，其區(qū)別在于：圖根控制網(wǎng)的控制面積小，邊長較短，精度要求較低，平差方法采用簡易平差。 交會定點(diǎn) 前方交會 后方交會 附合導(dǎo)線 閉合導(dǎo)線 支導(dǎo)線 導(dǎo)線布置的一般形式 單結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線 續(xù)網(wǎng) 1)A級 GPS網(wǎng) 為國家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ) GPS控制網(wǎng) 布置形式 16202428323640444852EFGHIJKLM44 45 46 47 48 49 50 51 52北京上海威海廈門三亞南寧武漢南京長春哈爾濱滿洲里包頭西安貴陽成都昆明下關(guān)拉薩安多安西西寧烏魯木齊庫爾勒喀什和田 且末中國全球定位系統(tǒng)A級網(wǎng)格爾木廣州續(xù)網(wǎng) B、 C級 GPS網(wǎng) 作 為國家平面控制網(wǎng)的加密 或城市首級控制網(wǎng) GPS控制網(wǎng) 布置形式 110116111112113114118117120119109105108107106104103102101求 的主要技術(shù)要求 （P162 表 71 表 71 城市三角網(wǎng)的主要技術(shù)要求 等 級 平均邊長 (km) 測角中誤差 (″) 起始邊邊長相對 中誤差 最弱邊邊長相對中誤差 二 等 9 177。 1/300000 1/120220 三 等 5 177。 1/202200 (首級 ) 1/120220 (加密 ) 1/80000 四 等 2 177。 1/120220 (首級 ) 1/80000 (加密 ) 1/45000 求 的主要技術(shù)要求 （ 表 71，表 72，表 73） 圖根導(dǎo)線的技術(shù)要求 測圖 附合導(dǎo) 平均邊 測距相對 測 角 測回?cái)?shù) 導(dǎo)線全 方位角 比例尺 線長度 長 (m) 中誤差 中誤差 DJ6 長相對 閉合差 (km) (mm) (″) 閉合差 1:500 500 75 一般地區(qū) 1:1000 1000 110 1/3000 177。 20 1 1/2022 177。 60?n 1:2022 2022 180 表 74 三 .高程控制測量 二 .高程控制測量 ——建立高程控制網(wǎng)，測定各控制點(diǎn)的高程 H。 ： 水準(zhǔn)測量 另外方法：三角高程測量、電子全站儀高程測量。 ： 分一等、二等、三等、四等，前一等作 為以后各等的控制基準(zhǔn)，逐級控制 (由 整體到局部，由高級到低級 )。 地形測量時(shí)，布設(shè)圖根水準(zhǔn) (也稱等外 水準(zhǔn) )。 ： P163 表 75 2技術(shù)要求 2主要方法2等級關(guān)系 表 75 城市水準(zhǔn)測量設(shè)計(jì)規(guī)格 （ 長度單位： km） 水準(zhǔn)點(diǎn)間距 (測段長度 ) 建筑區(qū) 12 其他地區(qū) 24 閉合或附合路線 的最大長度 二 等 400 三 等 45 四 等 15 表 76 水準(zhǔn)測量主要技術(shù)要求 R4LR12LR20L40等 級 每公里高差中 誤差 (mm) 附合路線 長 度 （ km） 水準(zhǔn)儀 級 別 測段往返測 高差不符值 （ mm） 附合路線或 環(huán)線閉合差 （ mm） 二 等 177。 2 400 DD1 177。 177。 三 等 177。 6 45 DD3 177。 177。 四 等 177。 10 15 DD3 177。 177。 圖 根 177。 20 8 DD3 177。 注：表中 R為測段長度 ， L為環(huán)線或附合線路長度 ， 均以公里為單位 。 L4R20L4R4R12R12表 75 城市水準(zhǔn)測量設(shè)計(jì)規(guī)格 （ 長度單位： km） 水準(zhǔn)點(diǎn)間距 (測段長度 ) 建筑區(qū) 12 其他地區(qū) 24 閉合或附合路線 的最大長度 二 等 400 三 等 45 四 等 15 表 76 水準(zhǔn)測量主要技術(shù)要求 R4LR12LR20L40等 級 每公里高差中 誤差 (mm) 附合路線 長 度 （ km） 水準(zhǔn)儀 級 別 測段往返測 高差不符值 （ mm） 附合路線或 環(huán)線閉合差 （ mm） 二 等 177。 2 400 DD1 177。 177。 三 等 177。 6 45 DD3 177。 177。 四 等 177。 10 15 DD3 177。 177。 圖 根 177。 20 8 DD3 177。 注：表中 R為測段長度 ， L為環(huán)線或附合線路長度 ， 均以公里為單位 。 L4R20L4R4R12R12四、 GPD技術(shù)簡要 三、 全球定位系統(tǒng) (GPS) 三大部分：空間衛(wèi)星座 地面監(jiān)控 用戶設(shè)備 GPD圖示 空間衛(wèi)星座 24顆衛(wèi)星發(fā)射信號 衛(wèi)星軌道、時(shí)間數(shù)據(jù)及 輔助資料信息 用戶設(shè)備 接收設(shè)備 接收衛(wèi)星信號 地面監(jiān)控 中央控制系統(tǒng) 時(shí)間同步 跟蹤衛(wèi)星定位 三、全球定位系統(tǒng) (GPS) 24 顆衛(wèi)星分布在 6 個軌道上 , 運(yùn)行周期 12小時(shí)。 測定 3D 位置和鐘差必需有 4 顆星。 單點(diǎn)偽距位置精度 5 ~ 100 米。 靜態(tài)相對定位，位置精度幾毫米。 GPD定位測量的特點(diǎn) GPS定位測量的特點(diǎn) 相鄰測站之間不必通視，布網(wǎng)靈活； 定位精度高，差分距離相對誤差約為 1~10ppm； 全天候觀測，不受天氣影響； 觀測、記錄、計(jì)算高度自動化； 實(shí)時(shí)定位的優(yōu)越性，廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。 室內(nèi)、地下及地面空間不夠開闊地帶，不能 接收到衛(wèi)星信號，觀測受到限制。 GPD定位原理 (1)(2) GPD定位原理 (1)測邊后方交會 0XYZ為空間三維坐標(biāo)系統(tǒng)； A(xa,ya,za)、 B(xb,yb,zb)為 待定點(diǎn)； D1， D2， D3， D4為空間已知點(diǎn) (衛(wèi)星 )，坐標(biāo)分別為 x1y1z1, x2y2z2, x3y3z3 ， x4y4z4 。 如果測定了 A、 B點(diǎn)與各衛(wèi)星的 距離 Di，就可以計(jì)算 A、 B點(diǎn)的 三維坐標(biāo)。 (2)采用同步觀測，能獲得兩點(diǎn) 間高精度的差分觀測值： abababzzzyyyxxx??D??D??D（ 711） GPD定位原理(3) (3).通過與測區(qū)原有大地控制網(wǎng)的聯(lián)測，求得 GPD坐標(biāo)與大地 坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，從而求得觀測點(diǎn)的測量坐標(biāo) GPD定位方法 測量中地位 GPS技術(shù)在測量中的地位 1)GPS定位點(diǎn)之間無須通視； 4)已基本取代常規(guī)的大地控制測量方法，使經(jīng)典的 等級控制測量技術(shù)基本淘汰。 2)有利于長距離、大跨距的測量定位，如控制測 量以及海島、海峽的聯(lián)系測量。 3)測量方便。 GPS測量 GPS測量 平面控制網(wǎng)的定位和定向 167。 72平面控制網(wǎng)的定位和定向 一 .方位角的定義 二 .坐標(biāo)方位角 三 .直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)換算 四 .導(dǎo)線計(jì)算的基本公式 一 .方位角定義 一 .方位角的定義 方位角 —— 從標(biāo)準(zhǔn)方向起，順時(shí)針量到直線所成的 夾角。從 0— 360 。 簡稱：方向角 地面同一直線，由