第7章 控制测量 坐标计算(控制测量导线测量_小三角测量_交会定点_高程控制测量_全站仪).ppt
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1、土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室第第7 7章章 控制测量控制测量内容提要:7.1 概概 述述 7.2 导导 线线 测测 量量 7.3 小三角小三角 测测 量量7.4 交会定点交会定点7.5 高程控制测量高程控制测量 7.6 全站仪全站仪1土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室(1 1)了解小三角测量、交会定点的方法。)了解小三角测量、交会定点的方法。(2 2)熟悉全站仪的构造和使用。)熟悉全站仪的构造和使用。(3 3)掌握
2、闭合、附合导线测量的内业计算,高程)掌握闭合、附合导线测量的内业计算,高程控制测量的方法。控制测量的方法。教学目标教学目标 重点:重点:闭合、附合导线测量的内业计算,高程闭合、附合导线测量的内业计算,高程控制测量的方法控制测量的方法 难点:难点:小三角测量、交会定点的方法小三角测量、交会定点的方法 2土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室7.1 概概 述述 1、控制测量控制测量(control survey)目的与作用目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制平面控制网网
3、(horizontal control network)(horizontal control network)和高程控制和高程控制网网(vertical control network)(vertical control network)。控制测量误差的传播和积累。控制测量误差的传播和积累。作为进行各种细部测量的基准。作为进行各种细部测量的基准。3土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室2、有关名词、有关名词控制点控制点(control point)(control point):具有精确可靠平面具有精确可靠平
4、面坐标或高程的测量基准点。坐标或高程的测量基准点。控制网控制网(control network)(control network):由控制点分布和测由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。量方法决定所组成的图形。小区域控制网小区域控制网(control network)(control network):小于小于范围内建立的控制网。范围内建立的控制网。控制测量控制测量(control survey)(control survey):为建立控制网所进为建立控制网所进行的测量工作。行的测量工作。4土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁
5、教研室道路桥梁教研室3、控制测量分类、控制测量分类按内容分:按内容分:平面控制测量:测定各平面控制点的坐标平面控制测量:测定各平面控制点的坐标X X、Y Y。高程控制测量:测定各高程控制点的高程高程控制测量:测定各高程控制点的高程H H。按精度分:按精度分:一等、二等、三等、四等;一级、二级、一等、二等、三等、四等;一级、二级、三级三级按方法分:按方法分:天文测量、常规测量天文测量、常规测量(三角测量、导线测三角测量、导线测量、水准测量量、水准测量)、卫星定位测量、卫星定位测量按区域分:按区域分:国家控制测量、城市控制测量、小区域国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量工程控制测量5土木
6、建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室国家控制网国家控制网 n n平面:平面:国家平面控制网由一、二、三、四等三国家平面控制网由一、二、三、四等三角网角网(triangulation network)(triangulation network)组成。组成。n n高程:高程:国家高程控制网是由一、二、三、四等国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网水准网(leveling network)(leveling network)组成。组成。国家控制网的特点:高级点逐级控制低级点。国家控制网的特点:高级点逐级控制低级点。
7、6土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室图形图形1:国家一、二等平面控制网布置形式:国家一、二等平面控制网布置形式一等三角锁一等三角锁二等三角网二等三角网7土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室小区域(小区域(1km2以内)控制测量以内)控制测量n n小区域平面控制:小区域平面控制:国家城市控制点国家城市控制点首级控制首级控制图根控制。图根控制。n n小区域高程控制:小区域高程控制:国家或城市水准点国家或城市水准点三、四等水准三
8、、四等水准图根图根点高程。点高程。8土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室.2 导导 线线(traverse)测量测量 7.2.1 导线的布网形式导线的布网形式一、定义及分类一、定义及分类一、定义及分类一、定义及分类1 1导线的定义:导线的定义:导线的定义:导线的定义:将测区内相邻控制点(导线点)将测区内相邻控制点(导线点)将测区内相邻控制点(导线点)将测区内相邻控制点(导线点)(traverse point)(traverse point)(traverse point)(traverse point)连成直
9、线而构成的折线图形。连成直线而构成的折线图形。连成直线而构成的折线图形。连成直线而构成的折线图形。2 2适用范围:适用范围:适用范围:适用范围:主要用于带状地区主要用于带状地区主要用于带状地区主要用于带状地区 (如:公路、铁路和水如:公路、铁路和水如:公路、铁路和水如:公路、铁路和水利利利利)、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量。量。量。量。9土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室二、导
10、线布设形式二、导线布设形式 1闭合导线闭合导线(closed traverse)多用于面积较宽阔的独立地区。多用于面积较宽阔的独立地区。2附合导线附合导线(connecting traverse)多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。的勘测与施工。3支导线支导线(open traverse)支导线的点数不宜超过支导线的点数不宜超过2 2个,仅作补点使用。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。还有导线网,其多用于测区情况较复杂地区。10土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教
11、研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室图形:导线的布设形式图形:导线的布设形式 附合导线附合导线闭合导线闭合导线支导线支导线单结点导线(导线网)单结点导线(导线网)11土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室7.2.2 导线的外业导线的外业 1 1踏勘选点及建立标志踏勘选点及建立标志2 2测测(水平水平)角角转折角转折角(左角、右角左角、右角)、连接角连接角3 3、量、量(水平水平)边长边长 4 4、测定方向、测定方向12土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路
12、桥梁教研室道路桥梁教研室13土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室附合导线外业附合导线外业:已知数据:已知数据:ABAB,X,XB B,Y,YB B;CDCD,X,XC C,Y,YC C。点点1 1、2 2、3 3、4 4为新建导线点。为新建导线点。D DB1B1D D1212D D2323D D3434D D4C4CA AB B1 12 23 34 4C CD D观测数据观测数据:连接角连接角 B B 、C C ;导线转折角导线转折角 1 1,2 2,3 3,4 4 ;导线各边长导线各边长D DB1B1,D
13、D1212,D D4C4C。ABCD(X(XB,B,Y YB B)(X(XC,C,Y YC C)BC1234附合导线图附合导线图14土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室7.2.3 导线的内业计算导线的内业计算 计算各导线点的坐标计算各导线点的坐标 1、几个基本公式、几个基本公式(1)坐标方位角)坐标方位角(grid bearing)的推算的推算注意:若计算出的方位角注意:若计算出的方位角注意:若计算出的方位角注意:若计算出的方位角360360360360,则减去,则减去,则减去,则减去360360360360
14、;若为负值,则加上若为负值,则加上若为负值,则加上若为负值,则加上360360360360。或:15土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室例题例题:方位角的推算方位角的推算 1 1 2 2 3 3 4 4 5 595951301306565128128122122 1212303012345已知:已知:1212=30=300 0,各观测角各观测角如图,求各边坐标方位角如图,求各边坐标方位角2323、3434、4545、5151。解:解:23=1212-2 2+180+1800 0=80=800 0 34=23-
15、3+1800=1950 45=2470 51=3050 12=300(检查)16土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室(2)坐标正算公式)坐标正算公式已知已知A点的坐标,边长点的坐标,边长DAB和坐标方位角和坐标方位角AB,求求B点点的坐标。先计算坐标增量。见图有:的坐标。先计算坐标增量。见图有:DABABA A A AB B B BXy0XABYAB得到,得到,XB=XA+XAB YB=YA+YAB X XAB AB=D=DAB AB cos cos ABAB Y YAB AB=D=DAB AB sin si
16、n ABAB17土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室(3)坐标反算公式)坐标反算公式 已知已知已知已知A A、B B两点坐标来计算两点坐标来计算两点坐标来计算两点坐标来计算 ABAB、DDABAB DABABA A A AB B B BXy0XABYABAB的具体的具体计计算方法如下:算方法如下:(1)计算:)计算:18土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室(2)计算:)计算:(3 3)根据)根据)根据)根据 X XABAB、
17、Y YABAB的正负号判断的正负号判断的正负号判断的正负号判断 ABAB所在的象限。所在的象限。所在的象限。所在的象限。19土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室2、闭合导线平差计算步骤、闭合导线平差计算步骤 1)1)绘制计算草图,在图上填写已知数据和观测数据。绘制计算草图,在图上填写已知数据和观测数据。2)2)角度闭合差角度闭合差(angle closing error)(angle closing error)的计算与调整。的计算与调整。115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12
18、 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A12341122224970300105170610146241233006(1 1)计算角度闭合差:)计算角度闭合差:=测测-理理 =测测-(n-2)-(n-2)180180(2 2)计算限差:)计算限差:20土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室(3 3)若在限差内,则平均分配原则,计算改正)若在限差内,则平均分配原则,计算改正数:数:115.10100.09108.
19、3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A12341122224970300105170610146241233006(4 4)计算改正后新的)计算改正后新的角值:角值:21土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室3)3)按新的角值,推算各边坐标方位角。按新的角值,推算各边坐标方位角。115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA
20、 A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A1234112222497030010517061014624123300622土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室4 4)按坐标正算公式,计算各边坐标增量。)按坐标正算公式,计算各边坐标增量。5 5)坐标增量闭合差)坐标增量闭合差(closing error in(closing error in coordination increment)coordination increment)计
21、算与调整计算与调整 X XAB AB=D=DAB AB cos cos ABAB Y YAB AB=D=DAB AB sin sin ABAB23土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A12341122224970300105170610146241233006(1 1)计算坐标增量闭合差计算坐标增量闭合
22、差:导线全长相对闭合差导线全长相对闭合差(relative length(relative length closing error of traverse):closing error of traverse):导线全长闭合差导线全长闭合差:24土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室(2 2)分配坐标增量闭合差。)分配坐标增量闭合差。若若K1/2000K1/2000(图根级),则将(图根级),则将f fx x、f fy y以相反符号,按以相反符号,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边长成正比
23、分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。增量。115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A1234112222497030010517061014624123300625土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室115.10100.09108.3294.3867.85A A1 12 23 34 4X XA A=536.27m=536.27mY
24、YA A=328.74m=328.74m A1A1484843431818 A123411222249703001051706101462412330066 6)坐标计算)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,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。来依次计算各导线点的坐标。26土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院土木建筑工程学院 道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室道路桥梁教研室K=D1400012000例题:闭合导线坐标计算表例题:闭合导线坐标计算表例题:闭合导线坐标计算表例题:闭合导线坐标计算表点点号号转折角转折角 (右右)改
25、正后改正后转折角转折角 方向角方向角 边边 长长 D D(米米)坐坐 标标增量增量(米米)X X Y Y改改 正正 后后增量增量(米米)X X Y Y坐标坐标(米米)X Y X Y点点号号A A1 12 23 34 4A A1 1 97 03 00105 17 06101 46 24123 30 06112 22 24+12+12+12+12+1248 43 18 131 40 06 206 22 48 284 36 12 341 05 54 48 43 18 485.47+0.09-0.08x=+0.09y=0.08=x+y=0.120 539 59 00 理理=5400000 =测测 理理
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- 第7章 控制测量 坐标计算控制测量导线测量_小三角测量_交会定点_高程控制测量_全站仪 控制 测量 坐标 计算 导线 三角测量 交会 定点 高程 全站仪