控制测量课件第二章水平测量控制网的技术设计
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绪论控制测量学的任务及其作用控制测量学的主要任务是什么?平面控制网分成几类?他们的作用各是什么?控制测量学与大地测量学的主要区别是什么?他们又有什么联系?如何理解控制网有控制全局的作用?地球的形状和测量的基准面什么是水准面?什么是大地水准面?测量外业所依据的基准面和基准线是什么测量成果计算的基准面是什么?总地球椭球与参考椭球的区别何在?为什么参考椭球可能有很多个?地面上任何一点的重力取决于什么?为什么说垂线方向主要受引力影响?决定地面上一点位置可以有哪几种坐标系来表示?何谓大地经度和大地纬度?什么叫垂线偏差?什么叫大地水准面差距?三角测量的一般知识布设平面控制网有哪几种传统方法?三角测量的基本原理是什么?分别解释平面控制网的起算数据,观测元素,推算元素的意义。
他们之间的相互关系如何?试归纳工程测量三角网计算数据是如何获得的,方法有哪几种?分别叙述三角网、导线网、边角网的必要起算数据和观测元素是什么?何谓独立网?何谓非独立网?国家三角网的布设原则国家三角网的布设原则是什么?试述分级布网,逐级控制的必要性。
推证平面控制点所控制的面积与边长的关系式。
各等级三角网的作用,技术规格和要求是什么?为什么布设三角网要有统一的规格。
国家三角网的布设方案一、二等国家三角网的布设方案是怎样的?三、四等国家三角网的布设方案又是怎样的?何谓插点法、插网法、插锁法?他们各有什么优缺点?为什么说插网法用得比较广泛?三角测量的精度估算进行精度估算的目的是什么?它与平差中的精度评定有什么异同点?三角形最有利形状的结论是什么?如何得来?为什么要在三角锁的两端加测起算边和起算方位角?平面控制网的技术设计为什么要编制技术设计书?技术设计书的主要内容有哪些?现场踏勘的主要内容有哪些?怎样进行图上设计?图上设计对点位的基本要求是什么?图上设计的主要内容和步骤是什么?平面控制网的选点、造标和埋石实地选点时,对点位提出哪些要求?为什么?精密测角仪器的结构和特点经纬仪测角的基本原则是什么?精密经纬仪水准器、水平度盘、垂直度盘、测微器、纵横轴系等部件,分别解决了哪些矛盾?如何解决的?观测过程中仪器没有精确整平对观测带来何种影响?造成?瞧鞑荒芫 氛 降脑 蚴鞘裁矗渴允龆僚谭只 蟛畹男灾始凹跞跗溆跋斓拇胧 <扑?2c 的目的是什么?2c 变化过大说明什么问题?精密测角误差的来源及其影响影响目标成像质量的主要原因是什么?因采取什么措施来保证成像质量?旁折光是怎样产生的?什么样的地形地貌容易产生旁折光?有什么措施可以减弱其影响?为了减弱仪器误差,使用水平微动螺旋和垂直微动螺旋应注意什么?为什么?观测成果的验算为什么要进行验算?或验算的目的是什么?试述制定三角形闭合差、极条件闭合差、起算边条件闭合差的限值的基本思想。
《控制测量》课程教学教案
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第一章1、控制测量的根本任务是测定控制点的位置在一定的区域范围内通过建立水平控制网和高程控制网,精确地测定地面控制点的位置,即平面坐标(x,y)和高程(H)2、建立控制网的基本方法(分平面和高程两方面)平面控制网:导线测量、三角测量、三边测量和边角测量、卫星定位测量高程控制网:几何水准测量法、三角测量法、光电测距高程导线高程测量法、GPS高程测量法3、控制网的布设原则(1)分级布网、逐级控制(2)应用足够的精度(3)应用足够的密度(4)应用统一的技术规格4、控制测量的工作流程1、任务书2、编写技术设计书3、完成控制测量的内外业4、编写技术总结5、质量检查验收第二章5、控制测量技术设计书应包含的内容1、任务概述2、测区自然地理概况3、已有资料的分析、评价和利用4、设计方案(1)控制测量外业(2)控制测量计算(3)新技术新方法的采用5、建议和措施6、附图、附表(1)技术设计图(2)综合工作量表(3)工天利用表(4)主要物资器材表(5)预计上交产品和资料表等6、控制测量常用的坐标系:地心坐标系、参心坐标系、大地坐标系、空间直角坐标系、高斯平面直角坐标系、工程坐标系第四章7、导线测量实地选点工作结束后应提交的资料1、选点图。
选点图的比例尺视测区而定。
图上应注明点名和点号。
并绘出交通干线、主要河流和居民地点等。
2、控制点位置说明。
填写点的位置说明,是为了日后寻找点位方便,同时也方便其他单位使用控制点资料,了解埋设标石情况。
3、文字说明。
内容包括:任务说明,测区概况,已有测量成果及精度情况,设计的技术依据,旧点的利用情况,最长和最短边长、平均边长及最小角的情况,精度估算的结果、对埋石和观测工作的建议等。
8、全圆方向法一测回的观测流程、记录与计算、限差1、一测回的观测流程:①安置仪器后,进行盘左观测。
将仪器照准零方向,按观测度盘表配置水平度盘和测微器。
②顺时针旋转照准部1~2周后精确照准零方向,进行水平读盘和测微器读数(重合对径分划线两次)。
教育部高工专“产学结合”试点专业改革建设项目校级重点课程建设项目校级精品课程建设项目控 制 测 量 学昆明冶金高等专科学校控制测量学课程组目 录第一章 结论1.1控制测量学的基本任务和主要内容 (1)1.2控制测量的基准面和基准线 (3)1.3控制网的布设形式 (4)1.4控制测量作业流程 (8)习题与思考题 (9)第二章 水平控制网的技术设计2.1国家水平控制网的布设原则和方案 (10)2.2工程水平控制网的布设原则和方案 (14)2.3三角锁推算元素的精度估算 (16)2.4导线网的精度估算 (26)2.5工程水平控制网优化设计概念 (33)2.6工程水平控制网技术设计书的编制 (35)2.7选点、建标和埋石 (37)习题与思考题 (43)第三章精密光学经纬仪及水平角观测3.1经纬仪的基本结构 (44)3.2 精密光学经纬仪的构造及使用方法 (46)3.3 经纬仪的几项调校 (60)3.4 精密光学经纬仪的仪器误差及其检验和校正 (65)3.5水平角观测中的主要误差和操作的基本规则 (83)3.6方向观测法 (92)3.7偏心观测与归心改正 (102)习题与思考题 (111)第四章 光电测距仪4.1 电磁波测距基本原理 (113)4.2 相位式光电测距仪的工作原理 (121)4.3 测距误差来源及其影响 (130)4.4 观测结果的化算 (135)4.5 电子全站仪 (140)习题与思考题 (156)第五章 高程控制测量5.1 国家高程基准 (157)5.2 高程控制网的布设 (158)5.3 精密水准仪与水准尺 (161)5.4 精密水准测量的主要误差来源及其影响 (167)5.5 精密水准测量的实施 (173)5.6 跨河精密水准测量 (177)5.7 正常水准面不平行性及其改正数计算 (185)5.8 水准测量的概算 (192)5.9 三角高程测量 (196)习题与思考题 (204)第六章 地球椭球与椭球计算理论6.1地球椭球的基本几何参数及其相互关系 (205)6.2 椭球面上的常用坐标系及其相互关系 (206)6.3 种主要的椭球公式 (209)6.4 将地面观测值归算至椭球面 (213)习题与思考题 (217)第七章地图投影与高斯投影7.1 高斯投影概述 (219)7.2 正形投影的一般条件 (222)7.3 高斯平面直角坐标系与大地坐标系 (223)7.4 椭球面上观测成果归化到高斯平面上计算 (227)7.5 工程测量投影面与投影带选择 (228)习题与思考题 (231)第八章控制测量概算8.1 外业成果的整理与图表的绘制 (235)8.2 成果的归算和改化 (237)习题与思考题 (247)第九章 控制网平差9.1 条件平差原理 (248)9.2 条件方程列立及线性化 (251)9.3 水准网按条件平差算例 (254)9.4 附合导线按条件平差算例 (258)9.5 间接观测平差原理 (264)9.6 误差方程的列立 (269)9.7 水准网按间接平差算例 (273)9.8 边角网坐标平差算例 (277)习题与思考题 (283)第十章 GPS在控制测量中的应用10.1 GPS概述 (288)10.2 GPS定位原理 (293)10.3 GPS控制网的设计 (300)10.4 GPS外业观测 (306)10.5 GPS数据处理 (313)10.6 昆明市连续运行GPS参考站系统 (319)10.7 GPS参考站系统在控制测量中的应用 (329)习题与思考题 (335)第一章 绪论[本章提要]本章概括了控制测量学的定义;控制测量的任务和作用;控制测量的基准面、基准线;控制网的布设形式;控制测量的作业流程。
控制测量学1、控制测量学的基本任务:① 在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网② 在施工阶段建立施工控制网③ 在工程竣工后的运营阶段,建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网2、大地水准面:与平均海水面相重合,不受潮汐、风浪及大气压变化影响,并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面。
3、大地水准面是测量外业的基准面,与其相垂直的铅垂线是外业测量的基准线;参考椭球面是内业测量的基准面,与其相垂直的法线是内业测量的基准线。
4、大地高:是地面点沿法线到椭球面的距离。
正高:是地面点沿实际重力线到大地水准面的距离。
正常高:是地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离。
5、垂线偏差:地面一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
6、测定垂线偏差一般有四种方法:天文大地测量方法;重力测量方法;天文重力测量方法以及GPS方法。
第二章、水平控制网的技术设计1、建立国家水平大地控制网的方法:①常规大地测量法:1)三角测量法,2)导线测量法,3)边角网和三边网③现代定位新技术:1)GPS测量,2)甚长基线干涉测量系统(VLBI),3)惯性测量系统(INS)2、建立国家水平大地控制网的基本原则:①大地控制网应分级布设、逐级控制;②大地控制网应有足够的精度;③大地控制网应有一定的密度;④大地控制网应有统一的技术规格和要求3、工程测量水平控制网的布设原则:①分级布设、逐级控制;②要有足够的精度;③要有足够的密度;④要有统一的规格第三章、精密测角仪器和水平角观测1、①经纬仪的视准轴误差(c值):仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差。
消除方法:取盘左、盘右实际读数的中数②经纬仪的水平轴倾斜误差(i角):仪器的水平轴不与垂直轴正交所产生的误差。
消除方法:取盘左、盘右实际读数的平均值③经纬仪的水平轴倾斜误差(v角):由于仪器未严格整平,而使垂直轴偏离测站铅垂线一微小角度。
消除方法:1)尽量减小垂直轴的倾斜角v值2)测回间重新整平仪器3)对水平方向观测值施加垂直轴倾斜改正数2、影像精密测角的因素:①外界条件的影响:1)大气层密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响2)水平折光的影响3)照准目标的相位差4)温度变化对视准轴的影响5)外界条件对觇标内架稳定性的影响②仪器误差的影响:1)水平度盘位移的影响2)照准部旋转不正确的影响3)照准部水平微动螺旋作用不正确的影响4)垂直微动螺旋作用不正确的影响③照准和读数误差的影响3、精密测角的一般原则:(判断)P994、方向观测法:(计算)P100第四章、电磁波测距仪及其距离测量1、电磁波测距仪的精度公式:m=A+BDA代表固定误差,单位mm。
第二章水平控制网的布设§1 水平控制网的布设程序建立水平控制网的程序一、设计1.了解任务弄清用途(涉及精度,密度)、范围(涉及首级等级、分级多少)、然后确定布设规格、等级、精度。
2.收集资料①测区内已有的控制网成果资料。
②测区小比例尺地形图。
了解地形地貌、图上设计之用。
③有关气象和地质方面的资料,用以考虑作业时间,觇标结构,埋石深度等。
3.测区踏勘①落实原有控制点的现状,决定是否仍可利用。
②了解测区行政划分、居民、风土人文,以便测绘队进驻后能顺利开展工作。
③了解测区内交通、水源等情况,以便确定水准路线,配置交通工具、施工设备物资等。
4.图上设计①展绘已知点、网。
②图上选点、组成网形。
一般应顾及:图形结构良好;便于扩展和加密;顾及旁折光的影响;便于保存;避免造高标;避免在旧点附近另埋标石;离开高压线、公路、铁路一定距离。
③精度估算(另讲)④拟定水准联测路线,以便控制通过三角高程测量推算三角点高程中的误差积累。
5.实地选点(另讲)6.编制技术设计书技术设计书包括:①任务委托书。
包括委托单位、作业目的、范围、工期等。
②测区概况。
包括自然地理条件、行政区划、人文等。
③已有测量成果及其来源、精度分析、可用性论证。
④坐标系统的选择及处理的论证,起始数据的配置和处理。
⑤水平控制网布设方案。
包括首级网的等级和布网方式;加密网的设计;精度估算过程及结果;精度统计表。
⑥高程网布设方案。
包括水准网等级,路线长度,精度估算简要过程及结果;三角高程网形,精度估算过程及结果等。
⑦技术依据及作业方法。
包括执行何种规范,仪器的选择及检验项目;观测方法及各项限差;概算内容和平差方法等。
⑧各种设计图表。
包括水平、高程控制网略图;标石、觇标构造,规格,埋设方法示意图;工作量综合计算及工作进程计划表;装备,仪器,材料及经费预算表。
⑨作业完成后应上交的资料清单。
⑩领导部门的指示及审核意见。
二、施工 1.造标,埋石在实地用觇标和标石标出控制点。
习题与思考题第一章绪论1.《控制测量学》课程的教学目的和要求是什么? 2.控制测量包括哪些主要内容?它应遵循怎样的作业程序?3.控制测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。
4.何谓垂线偏差?造成地面各点垂线偏差不等的原因有哪些? 5.简述三角网、导线网、边角网的适用范围及优、缺点。
6.简述控制测量新技术发展的几个方面。
7.控制网的基本结构有哪些?8.针对控制测量学的任务和内容,你将如何学习控制测量学这门的课程? 912.36这是什么缘故45.设三角网中某边S AB 长约 2.5km "4±=αm 。
试求两点间边长中误差、相对横向中误差及点位中误差。
6.如图2-1所示,在高级三角点)6,2,1( =i A i 中,布设8条大致直伸的导线,共组成具有三个结点(E 、F 和G )的导线网,设每条导线长度均为2km ,各条导线均以5cm 的点位精度施测,试求: (1)结点F 的点位误差是多少?(2)该导线网的最弱点在何处(不考虑起算数据误差影响)。
图2-1图2-27.为什么在直伸形支导线中,边长测量误差主要引起纵向误差,而测角误差和起始方位角误差则主要引起横向误差?8.设有一坐标附合导线网如图2-2所示,A 、B 、C 为已知点,N 为结点,各导线长L 在图中标出(以公里为单位)。
若以四等导线基本精度规格进行施测,试问导线网最弱点在哪条导线上?在何处?其点位中误差如何计算(不考虑起始数据误差)?9.城市或工程导线测量共分哪些等级和布设形式?主要技术指标是什么?10.在平面控制点上造标有什么作用?觇标有哪些主要类型?各在什么场合使用?11.对觇标的建造有哪些基本要求?照准标志的直径如何选定?12.何谓相位差?它属于何种误差性质?作业中应采取什么措施来减弱其影响?13.什么是微相位差照准圆筒?作为观测时的照准目标起到什么作用?14.在进行造标埋石时,为什么要求先造标、后埋石?第三章精密光学经纬仪及水平角观测1.我国光学经纬仪系列分为J07,J1、J2、J6等型号,试述J字及其右下角码数字各代表什么含义?2.经纬仪望远镜的目镜有什么作用?作业时为什么首先要消除视差?2/33.经纬仪上的圆水准器和长水准器各有什么功能?何谓水准管的格值?4.经纬仪的读数设备包括哪几部分?各有什么作用?5.正确理解光学测微器行差的意义、测定行差的基本原理,在观测结果中如何进行行差改正?在行差测定过程中,要将照准部安置在不同的度盘位置上,为什么?i20′)测得的读数为214°56′22.8″,该仪器测微器行差为+2.6″,6.设某方向用J2经纬仪(求改正后方向读数值。