2022年控制测量知识点总结.pdf

控制测量知识总结1 野外测量的基准面为大地水准面，基准线为与大地水准面相垂直的铅垂线；测量计算的基准面为参考椭球面，基准线为参考椭球面的法线由于地表起伏以及地层内部密度变化造成质量分布不均，所以大地水准面不能作为控制测量计算的基准面2 大地水准面完全处于静止和平衡状态的海水面扩展并延伸到大陆下面，从而形成一个处处与铅垂线方向正交的包围整个地球的封闭曲面参考椭球把形状和大小与大地体相近且两者之间相对位置确定的旋转椭球总地球椭球和整个大地体最为接近，密合最好的参考椭球垂线偏差由于大地水准面与椭球面不可能处处重合，两者之间的夹角大地水准面差距大地水准面与椭球面在某一点上的高差3 大地坐标系在椭球面上建立起来的一种表示地面点位的球面坐标系(B,L,H) 空间大地直角坐标系原点O与地球质心重合， Z 轴与地球自转轴重合， X轴与地球赤道面和格林尼治平均子午面的郊县重合，Y与 XZ轴正交（ x.,y,z）4 高斯平面坐标系：L=6N-3 N为带号， L 为中央子午线经度L=3n n为带号， L 为中央子午线经度Y坐标的规定值与自然值关系Y=N10000000m+500000m+y 5 常规的大地测量方法有：三角测量，精密导线测量，三边测量，边角同测等6 国家平面控制网的布设原则：分级布网，逐级控制；足够的精度；足够的密度；统一的规格7 水准面的不平行性：原因是地面上的重力加速度随纬度和物质的分布情况而变化影响：多值性；产生理论闭合差理论闭合差：在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差8 正常椭球与地球质量相等且质量分布均匀的椭球正常重力加速度正常椭球对其表面与外部点所产生的重力加速度（只与点位纬度有关）正常位水准面相应的正常重力加速度等位面重力异常地面点实测重力加速度与相应的正常重力加速度的差值重力位水准面与实测重力加速度相应的重力等位面9 正高系统以大地水准面为高程基准面得高程系统正高点沿铅垂线至大地水准面的距离。

它是一种唯一确定的数值，可以用来表示地面点高程，但正高不可能精确求定正常高系统以似大地水准面为基准面，以铅垂线为基准线的高程系统似大地水准面按地面各点的正常高沿铅垂线向下截取相应的点，将许多这样的点连成一个连续曲面大地高地面点沿法线至椭球面得距离大地高系统基准面：椭球面基准线：法线水准原点是国家高层控制网中传算高程的统一起算点10 布设国家水准网，一方面必须沿水准路线设置必要密度的水准点，使相邻两水准点间的观测构成测段另一方面还必须使水准点高程具有足够的精度水准测量等级一等/mm 二等三等四等M 0.5 1.0 3.0 5.0 Mw 1.0 2.0 6.0 10.0 水准测量精度，是用每公里高差中数的偶然中误差M和每公里高差中数的全中误差 Mw来衡量往返测高差中数的每公里中误差M= 11 野外的水准路线观测高差须经 （1） 沿水准路线的正常位水准面不平行改正；（2）重力异常项改正，才能得到正常高观测高差12 视准轴等效物镜的光心与十字丝中心的连线视差目标影像相对十字丝有晃动且不清晰，即调焦不彻底视准轴误差消除：一个测回内不得重新调焦13 观测开始前，首先要调节目镜的位置，使十字丝分划影像十分清晰后，再去照准目标，对望远镜调焦14 度盘分划误差：（要消除须进行各测回间度盘的变换）长周期误差沿度盘全周逐渐变化，形成以圆周为周期的误差：短周期误差以度盘一小弧段为周期的，在圆周上多次重复出现的周期性误差15 对径重合读数法的特点是，在读数窗中一次能读得度盘对径的两个读数之中值。

在这个中值里，自行消除了由于照准部或度盘旋转中心偏离度盘刻度中心所产生的偏心差对方向观测值的影响对径读数消除偏心差，使读数为平均值16 精密光学经纬仪采用的光学测微器：双平板玻璃光学测微器和双光楔光学测微器17 仪器共轴性：照准部旋转的轴心、度盘刻度中心、度盘轴套旋转的轴心三轴一致18 消除减小隙动差，在用测微轮读数时，最后旋转方向均为“旋进”19 大气水平折光消除：远离障碍物，避免光线通过密度不均匀的空气介质“三轴误差”视准轴误差，水平轴倾斜误差，垂直轴倾斜误差（加改正，严格观测）（通过盘左盘右消除）20 L-R=2C在控制测量中边长较长，故所有目标的垂直角大多在0左右计算 2C的目的：检查仪器稳定性和观测成果的质量一测回中各方向的2c 值的互差， J1 型仪器不得超过9 秒，J2 的不超过 13秒21 在观测中取盘左 - 盘右为 2c，并以方向的 2c 互差来检查观测成果的质量当照准点方向的垂直角超过+_3时 , 该方向的 2c 互差可按同一观测时间段内的相邻测回进行比较，因为当观测方向的垂直角比较大时，盘左减盘右的数值中，除 C的影响外，还包含了i 的影响22 方向观测程序：在一测回内把测站上所有观测方向，先盘左位置依次观测，再盘右位置依次观测，取盘左盘右的平均值作为各方向的观测值要求每半测回观测闭合到零方向的目的在于检查观测过程中水平度盘有无方位变动，此时上下半测回观测均构成一个闭合圆，所以这种观测方法叫“全圆观测法”23 J2 仪器方向观测时需要计算的限差：光学测微器两次重合读数差（3 秒）、半测回归零差（ 8 秒）、一测回 2c 互差（ 13 秒）、同一方向各测回互差（9 秒）24 垂直角指标差当指标水准器气泡居中时，指标的实际位置与设计位置常存在一个微小的夹角消除：通过盘左盘右观测来计算垂直角，即可消除第四章平面控制测量25 三角网的几何条件多，网形结构强，便于检核（1）自由网仅具有必要的 4 个起算数据（ 1 个点的坐标和 1 个边长、 1 个方位角或两个点的坐标）的三角网（2）非自由网有多余起算数据的三角网；首级三角网控制整个测区、精度等级最高的三角网（3）测站点归心改正测站点标石中心B，仪器中心 Y，照准点标石中心 T，实际观测方向YT与正确观测方向BT相差的小角值（4）照准点归心改正测站标石中心By,照准点标志中心 T，照准点标石中心 B，不考虑测站偏心时， 正确观测方向 ByB与 ByT之间相差的一个微小值（5）测站点偏心仪器中心偏离测站点标石中心（6）照准点偏心照准标志中心偏离照准点标石中心26 归心元素：中心投影点标石B，仪器 Y，照准点 T 偏心距测站点eY，照准点 eT 偏心角测站点，照准点27 三角测量概算对三角网观测成果进行的各项换算和检核。

其目的是为了将野外观测成果换算为高斯平面上，并对其网质量进行检核对观测成果质量检核（1）三角形闭合差（ 2）测角中误差（ 3）极条件闭合差（ 4）基线条件闭合差（ 5）坐标方位角条件闭合差28 支导线方位角中误差：与根号n 成正比，为限制方位角中误差，应适当限制导线转折角的个数支导线终点位置误差：在直伸形支导线中，终点的纵向误差主要由测距误差引；终点横向误差主要由测角误差和起始方位角误差引起29 附合导线有方位附合导线，方位和坐标附合导线，坐标附合导线（即无定向附合导线）30 单一导线的方位角中误差结论：（1）在导线边数目相同时，支导线、方位附合导线、坐标附合导线、方位坐标附合导线，它们的最弱边方位角中误差之比是 4:2:2.3:1，故为提高精度，尽量布设成附合导线（2）在不考虑起始数据误差影响的轻快下，单导线最弱点位置中误差与导线的总长度L 导线边长 D导线点数 n 有关当平均边长一定时，导线的点位中误差与L 近似成正比，而当L 一定时，点位中误差与根号n 近似成正比31 导线的点位精度主要取决于导线长度；等权代替法的实质是将导线网设法化为一条等权的单一导线，以便简化最弱点点位中误差的计算32 导线网的观测工作：水平角观测、距离测定、垂直角观测导线测量验算：（ 1）角度归心改正（ 2）高差计算（ 3）边长的斜距改平距、归心改正和换算至高斯投影平面的改正（4）计算导线方位角条件和环形条件闭合差（ 5）计算导线测角中误差用闭合差计算测角中误差不足以全面衡量测角精度，原因是许多影响测角误差精度的因素，如归心改正误差影响、照准时由外界条件产生的系统误差影响等（6）计算导线测距中误差（7）计算导线相对闭合差课本 P134P136页第五章高程控制测量33 我国水准仪的系列标准以水准仪所能达到的每公里往返测高差中数偶然中误差这一精度指标为依据制定的。

常见精密水准仪常规精密水准仪、自动安平精密水准仪和数字编码精密水准仪34 倾斜螺旋装置是借以迅速调节望远镜视准轴的一种装置只有在符合水准气泡两端影像分离不大于1cm时，才允许使用倾斜螺旋平板玻璃通过传动杆与测微尺相连测微尺的读数变化量与视线的上下移动量一一对应35 精密水准仪的检验：（一）水准仪及脚架各部件的检视（二）圆水准器安置正确性的检验与校正（三）光学测微器效用正确性和分划值的测定（四）视准轴与水准管轴相互关系的检验与校正，测量要求两者是互相平行的，不平行导致夹角的存在，它在铅垂面上的投影叫i 角误差，在水平面上的投影叫交叉误差36 水准尺检验：（一）水准标尺分划面弯曲差（矢距）的测定（二）水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定（三）一对水准标尺零点差及基、辅分划读数常数的测定水准标尺的注记从其底面起算，如果从底面至第一注记分划中线的距离与注记不符，差数叫水准标尺的零点差；一对水准标尺的零点差之差叫一对水准标尺零点差37 水准测量主要技术要求：（1）水准点的必须精度当测绘1:1000 比例尺地形图时，平坦地区的最小等高距为0.5m，图根控制点对于附近水准点的高程中误差应小于测图等高距的 0.1 ，即小于 5cm 。

图根点的高程误差，包括高程控制点的误差和由高程控制点向图根点传递高程时的测量误差，图根水准每千米水准测量中误差为 20mm 各级水准网的最弱点高程中误差不应超过3cm （2）水准点的必要密度相邻两水准点之间的水准路线称为测段，其长度以 2km左右为宜（3）水准路线的最大长度（4）水准测量的仪器和方法（5）水准测量闭合差的限差a 往返测不符值的限差水准测量一般按测段进行往返双次观测若规定往返测高差中数的每千米中误差为 M ，则往测（或反测）单程高差的中误差为根号2 倍 M ，往、返 2 个单程高差的差数中误差为2M b 环线闭合差的限差c 山地水准测量的限差38 水准测量的误差来源及其消除方法（1）仪器误差 a 视准轴与水准管轴不平行误差（方法是在检验校正的基础上了，一测站的前后视距保持基本相等并且不得改变望远镜的焦距）b 水准尺每米长度的误差 （当一对标尺 1 米间隔平均真长与 1 米之差大于 0.02mm时，必须对观测成果进行水准尺每米间隔的真长改正） c 两水准尺零点差的影响（每一测段往返测，均以偶数站结束）(2) 外界因素引起误差 a 温度变化对 i 角的影响，原因是水准仪受热不均匀会引起i 角的变化（消除：避免仪器受辐射热得影响，观测时使用测伞遮挡阳光） b 大气垂直折光的影响， 原因是垂直方向上大气密度不均匀，是使视线在垂直面上弯曲（消除：一测站前后视距相等，尽量抬高视线）c仪器脚架与标尺垂直位移的影响，原因是地面是有弹性的，会使仪器标尺发生沉降（消除 : 观测时注意掌握节奏， 提高速度，使用“后前前后”观测程序） （3）观测误差主要指水准器气泡置中误差、标尺分划照准误差、测微尺读数误差（消弱：提高操作技能）39 分析超限原因：（1）闭合环路中环线闭合差很小，而测段往返测高差不符值超限因为水准仪和标尺的升降误差、观测误差、热辐射作用影响，在往返测高差平均值中可以消除，却往往在往返测不符值中反映出来。

所以应考虑缩短视差，加强脚架与尺台的稳固，选择有利的观测时间（2） 附合导线中各测段往返测高差不符值均很小，而路线闭合差超限因为仪器单面受热和折光差的影响，在往返测不符值中不能反映出来，而却能影响高差平均值的精度，因此注意避免仪器受热，并适当抬高观测视线40 水准测量概算内容：（ 1）水准标尺 1m长度的改正（2）正常位水准面不平行的改正（3）水准路（环）线闭合差的改正（4）概略高程计算41 水准测量每公里高差中数的偶然中误差利用测段的往返高差不符值按公式来推求的中误差。