第六章小地区控制测.doc

第六章小地区控制测量第一节控制测量概述无论是在工程规划设计前的地形图测绘，还是在建筑物的施工放样和施工后的变形观测等工作，都必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部的原则”首先，根据选点原则在测区内选择若干控制点，按一定的规律组成网状几何图形，称之为控制网控制网分为国家控制网，城市及工程控制网和小地区控制网测定控制点平面位置和高程的测量工作称控制测量控制网测量分为平面控制测量、高程控制测量和三维控制测量确定控制点平面位置的工作，称之为平面控制测量平面控制测量采用导线测量方法，测定其控制点的平面位置导线测量，即在地面上根据选点原则，选定一系列的点，将相邻点用直线连接而构成的折线图形，并测量各折点线边的长度和各转折角，再根据起始数据计算出各点平面位置上的测量法确定控制点高程的工作，称之为高程控制测量在全国建立的平面控制网，称之为国家平面控制网国家平面控制网是基本控制和工程建设的基本依据，主要采用三角测量的方法布设成三角网，国家平面控制网分成一等、二等、三等、四等四个等级逐级控制一等精度最高，是国家控制网的骨干；二等是国家控制网的基础；在二等控制网上进一步加密得到三、四等控制网在全国建立的高程控制网，称为国家高程控制网，采用水准测量的方法测量。

国家高程控制网分成一等、二等、三等四等四个等级低一等级受高一等级控制，逐级布设一、二等水准测量要求用精密水准测量，其成果作为全国范围内高程控制之用三、四等水准测量是在一、二等加密而得到，在小地区常用作建立首级高程控制网为城市建设和工程建设需要而建立的平面控制网称为城市及工程平面控制网，它以国家控制网点为基础，布设成不同等级的控制网为城市建设和工程建设需要而建立的高程控制网称为城市及工程高程控制网，它分为二、三、四等水准测量及图根测量在小地区内即一般面积，在15km以下范围内建立的平面控制网，称为小地区平面控制网小地区平面控制网应以国家控制网或城市控制网为基础，进行联测，建立统一的坐标系统，也可在测区建立独立的控制网在测区范围内建立的精度最高的控制网称首级控制网直接为测图需要建立的控制网称为图根控制网，图根控制网中的控制点称为图根控制点，简称图根点其关系如表6—1所列图根点的密度，取决于测图比例尺和地物、地貌的复杂程度平坦开阔地区图根点密度可参考表6—2的规定；地形复杂地区，城市建筑密集区和山区，应根据具体情况结合测图需要加大密度表6—1 小地区平面控制网的建立测区面积/km2首级控制图根控制1～15０．5～20．５以下一级小三角（或一级导线）二级小三角（或一级导线）图根三角（或图根导线）两极图根两极图根小地区高程控制网也应视测区面积的大小和工程要求采用分级的方法建立，一般与国家等级水准点联测，也可以在全测区单独建立三、四等水准控制网，再以此为基础测定图根点的高程。

表６—2 小地区平面控制网图根点的密度测图比例尺1∶5001∶10001∶20001∶5000图根点密度（点/km2）15050155下面着重介绍用导线测量建立小地区平面控制网的方法及三、四等水准测量和三角高程测量建立小地区高程控制网的方法第二节 导线测量的外业一．导线的概念导线就是将测区内相邻控制点连成直线而构成的连续折线控制点即为导线点，折线边即为导线边把在地面上按一定要求选定的各点依次连成折线，并测量各导线边的边长和各转折角，根据起始数据确定各导线点平面位置（坐标）的测量方法称导线测量二．导线的布设形式导线的布设形式有：附合导线、闭合导线、支导线1．附合导线如图6—1，从已知控制点B和已知方向AB出发，经过各导线点，再连接到另一已知控制点C和已知方向CE上，称附合导线通过测量各导线各导线边的边长及各转角折角，根据已知数据就可算出各导线点的坐标此种布置形式，控制能力较强，成果精度较均匀，具有检核观测成果的作用 图6—1 附合导线 图6—2 闭合导线2．闭合导线闭合导线布置为一个闭合多边形如图6—2，从已知控制点B和已知方向AB出发，经过各导线点，最后又回到已知点B，组成闭合多边形，通过测量各导线边的边长、各转折角以及连接角，根据已知数据即可算出各导线点的坐标。

闭合导线测量可根据多边形内角和，来检核测量结果，具有检核作用应尽量使导线与附近高级控制点（三角点或导线点）连接，使之与高级控制点连成统一的整体3．支导线如图6—3所示，从一已知控制点出发，经过各导线点后，不连接到其它已知控制点上，也不回到原来的已知点，这种导线测量称为支导线由于支导线一端不连接到已知点上，不能检核，发生差错不易发现所以只有在受地形限制而无法附合或闭合时，才允许布置支导线导线边不得超过四条，且长度不易过长 图6—3 支导线，适用于图根控制加密三．导线测量的精度等级和技术要求用导线测量的方法进行小地区平面控制测量，根据测区范围及精度要求，分为一级导线、二级导线和三级导线和图根导线四个等级各导线测量的主要技术要求参考表6—3四．导线点的选定踏勘选点之前，应先搜集测区及其附近高级控制点的有关数据和原有地形图，在图上规划导线点和布设之案，然后到实地踏勘寻找已知点、核对、修改，选定导线点位并建立标志选点时应注意以下几点：⑴相邻导线点间应通视良好，地势平坦，便于测角和测边⑵点位应选择在土质坚实，便于保存标志和便于安置仪器的地方⑶视野开阔，便于碎部测量和加密表6—3 导线测量的精度等级和技术要求等级导线长度km平均长度km测角中误差″测回数角度闭合差″DJ6DJ2一级40．5542101/15000二级2．４0．25831161/10000三级1．20．11221241/5000图根≤1．0Ｍ≤1．5测图最大视距201…401/2000注：表中为测站数，Ｍ为测图比例尺的分母。

⑷各导线边长应大致相等，尽量避免相邻边长相差悬殊，图根导线平均边长应满足表6—3规定⑸导线点应有足够密度，分布均匀合理，以便能控制整个测区导线点位置选定后，要用标志将点位在地面上固定下来导线点若需要长期保存，或者在不易保存的地方及等级较高的地点，应埋设混凝土桩或石桩，桩顶刻“十”字，以示导线点位（如图6—4）对于临时性导线点，一般图根点，要在每一个点位上打下一个大木桩，桩顶钉一小钉，作为导线点标志（图6—5）导线点设置好后应统一编号为了便于以后寻找，应对导线点位绘制“点之记”，即测出与附近永久地物位置关系，绘制草图，注明尺寸（图6—6） 图6—4 永久导线点 图6—5 临时导线点 图6—6 点之记五．导线外业的观测（一）角度测量导线转折角测量一般采用测回法测量，两个以上方向组成的角也可用方向法导线转折角有左角和右角之分，导线前进方向左侧的角称为左角，反之则为右角，一般测量导线左角闭合导线测量中均测量多边形的内角，支导线应分别观测左角和右角，以资检核图根导线转折角一般用J型经纬仪观测一测回，对中误差应小于3mm，盘左、盘右测得角值较差不差过40时，取其平均值。

不同等级的导线测角技术要求分别列入表6—3中二）边长丈量导线边长测量可用测距仪或全站仪测定，也可用钢卷尺丈量的方法钢卷尺丈量的方法测量导线边长，应用检定过的钢卷尺按用精密丈量方法丈量，往返各一次，取其平均值，全长相对中误差不低于表6—３的规定测距仪或全站仪测距精度较高，一般均能达到小地区导线测量精度的要求当导线边跨河流或其它障碍，不便于直接丈量时，可用间接方法求出距离如图6—7所示，导线边FG跨越河流，这时可在河一岸选定一个辅助点P，要求基线FP便于丈量，且接近等边三角形丈量基线长度b，观测三角形内角、、，当内角和与180之差不超过60时，可将闭合差反符号分配于三个内角，使修正后的三角形内角和为180，根据三角形正弦定理计算出BC的边长；FG=b 图6—7 边长丈量三．导线的连测若附近有高级控制点时，应与其进行连接测量如图6—8所示，为一闭合导线，A、B为其附近的已知高级控制点，、为连接角，为连接边可根据A点、B点坐标计算出AB的方位角，再根据A点坐标、AB的方位角以及测定出的连接角、及连接边的边长，计算出1点的坐标和1—2边的方位角，作为整个闭合导线的起始数据若符近没有已知控制点，可建立独立坐标系，起始边的方位角可采用罗盘仪测定起始边的磁方位角，并假定起始点坐标为起算数据，计算其它点的 图6—8 导线的连测坐标，这样就建立了独立的坐标系。

第三节 导线测量的内业计算一． 导线计算的目的导线测量内业计算的目的，就是根据已知的起算数据和外业的观测的导线边长和转折角，经过平差后，推算各导线点的平面坐标进行导线内业计算前，应当全面的检查导线测量外业成果有无遗漏、记错、算错，成果是否符合经度要求，然后绘制导线略图，并在略图上注明实测的边长、转折角、起始方位角数据二．闭合导线的计算下面用实例来介绍闭合导线的计算方法如图6—9中，A、B为已知控制点，，，，1，2，3，4为待定图根点测得图根导线各边长，转折角以及连接角的数值见图6—9计算步骤如下：１． 将已知数据和实例数据填入闭合导线计算表计算表格见表６—4观测角填入第2栏，导线边长填入第6栏，点号及A点坐标分别填入1、11、12、13各栏２． 角度闭合差的计算和调整闭合导线组成一个闭合多边形，在外业中观测了多边形的各个内角，则内角和的理论值应为：n为闭合导线边数在角度测值中不可避免地包含有各个误差，实际测出的内角和与理论值不符，两者之差称角度闭合差，用表示，即各级导线角度闭合差的充许值见表6—3所示本例为图根导线： 图6—9 闭合导线的计算当小于规定的充许值时，可对角度闭合差进行调整。

将闭合差按相反符号平均分配给各测角，并求出改正后的角值改正数及改正后的角值分别填入3、4栏即各角的改正数为：　　改正后的角度值为：　　改正数可凑整到1、6、或10若不能均分，一般情况下，给短边的夹角多分配一点，使各角改正数的总和与反号的闭合差相等求出改正后的角值后，应再计算改正角的总和，其值应与理论相等，以此改正角作为计算检核３． 方位角的计算⑴根据连接角推算导线边A坐标方位角⑵推算闭合导线各边的坐标方位角……根据以上推导，可以归纳出推算闭合导线边坐标方位角的公式为:如测的是右角，则公式为：计算时，按以上公式算出的角值如大于360，应减去3600４． 坐标增量的计算与闭合差调整⑴坐标增量的计算直线两端点的坐标差称为该直线的坐标增量，用表示（图6—10）坐标增量有方向与正负设A、B两点的坐标分别为、y、yB、yB，则图6—10 闭合导线坐标增量的计算由此而知，AB的坐标增量与BA的坐标增量绝对值相等，符号相反图根闭合导线的坐标增量，可根据导线边的坐标方位角和闭合导线边长DAB进行计算由图6—10可得坐标增量计算公式： （６—1）8表6—4 图根闭合导线。