子学习情境2-5 经纬仪导线测量
一、国家平面控制（锁）网的概念
为了统一全国的测量工作，需要在我国九百六十多万平方公里的领土上，建立国家的控制网。国家控制网的作用很多，但最主要是在测绘地形图中起控制作用。地形图是分幅测绘的，这就要求测绘的各幅地形图能相互拼接而构成整体，且精度均匀。因此，需要由国家有关部门，根据国家经济和国防建设的需要，全面规划，按照国家制定的统一测量规范，建立起国家控制网。建立国家控制网的原则是分级布网，逐级控制。
国家控制网分为国家平面控制网和国家高程控制网，建立国家平面控制网的常规方法是三角测量和导线测量。
三角测量是在地面上选择一系列平面控制点组成许多互相连接的三角形，成网状的称三角网（图2-5-1），成锁状的称三角锁（图2-5-2）。在这些平面控制点上用精密的仪器进行水平角观测，经过严密计算，求出各点的平面坐标，这种测量工作称为三角测量。用三角测量的方法确定的平面控制点称为三角点。
图2-5-1 图2-5-2
导线测量是建立平面控制的另一种常规方法；在地面上选择一系列控制点，将它们依次连成折线，称为导线。图2-5-3所示的形式为单一导线。导线构成网状称导线网（图2-5-4）。测出导线中各折线边的边长和转折角，然后计算出各控制点坐标，这种测量工作称为导线测量。用导线测量的方法确定的平面控制点称为导线点。
图2-5-3 图2-5-4
国家平面控制网（锁）按其精度分为一、二、三、四共4个等级，从一等至四等，控制点的密度逐级加大，而精度则逐级降低。
国家平面控制网（锁）按其精度分为一、二、三、四共4个等级，从一等至四等，控制点的密度逐级加大，而精度则逐级降低。
一等三角锁是国家平面控制的骨干，一般沿经纬线方向构成纵横交叉的锁系，如图2-5-5所示。纵横四个锁段构成锁环，每个锁段长约200 km。在锁环中，隔一定距离选择一个控制点，用天文测量的方法，测定其经纬度作为锁中起算和检核的数据。这种控制点又称为天文点。
二等三角网是在一等锁环内布设成全面三角网的，如图2-5-6所示。
三等三角网则是在二等三角网的基础上所做的进一步加密。
图2-5-5 图2-5-6
各等级的三角测量主要技术要求见表2-5-1。
表2-5-1 三角测量主要技术要求
精密导线也分为一、二、三、四共4个等级。一等导线一般沿经纬线或主要交通路线布设，纵横交叉构成较大的导线环。二等导线布设于一等导线环内，三、四等导线则是在一、二等导线的基础上进一步加密而成。
1、5″、10″小三角及5″、10″导线
国家平面控制网（锁）中控制点间距较大，一般最短的也在2 km以上，为了满足大比例尺地形测图的要求，需在国家平面控制的基础上，布设精度稍低于四等的5″、10″小三角网（锁）或5″、10″导线。
5″小三角点间的平均边长为1 km，测角中误差不超过±5″（称5″小三角）；10″小
三角点间距的平均边长为0.5 km，测角中误差不超过±10″。在通视困难和隐蔽地区可布设测角中误差为5″、10″导线来代替相应精度的5″、10″小三角网（锁）。
2、图根平面控制点
在国家平面控制或小三角等控制点间进一步加密，从而建立的直接为地形测图服务的平面控制点称图根点。图根点还可以分为两级。直接在高级控制点基础上加密的图根点称为一级图根点。在一级图根点的基础上再加密的图根点，称为二级图根点。测定图根点平面位置的工作，称为图根点平面控制测量。图根平面控制点，可根据高级控制点在测区内的分布情况、测图比例尺、测区内通视条件以及地形复杂程度，采用图根经纬仪导线、图根三角锁（网）及交会定点的测量方法确定其平面坐标。无论用哪种方法建立的图根控制，都应当保证在整个测区内有足够密度和精度的图根点。
为满足图根点密度和精度的需要，经纬仪导线总长度和各边长，以及图根三角锁（网）中三角形个数和边长在规范中均作了相应的规定。但是图根点究竟加密到什么程度，是难以用一个简单的数字确定的。因为各测区地形条件不一，即使在同一个测区内，各幅图的实际情况也不尽相同，加之测图比例尺和精度要求的差别，若规定一个简单数字作为这诸多方面的抉择标准，则很难符合实际情况。所以在布设图根点时，应根据具体情况来确定合理的方案。但为保证测图精度，还必须有一个最少图根点数的要求。一般说来，在1﹕1000比例尺测图时，每1 km2不得少于50点；在1﹕2000比例尺测图时，每1 km2不得少于15点；在1﹕5000比例尺测图时，每1 km2不得少于7点。实际上，在山区或地形复杂的隐蔽地区，图根点数往往要比上述最少图根点数增加约30%~60%。
布设图根点时，还必须埋设标志和进行统一编号。图根点标志一般采用木桩，亦须埋设少量标石或混凝土桩，后者应埋在一级图根点上，其数量每1km2连同高级埋石点在内，对于1﹕5000比例尺测图时为1点；1﹕2000比例尺测图时为4点；1﹕1000比例尺测图时为12点。同时要求埋石点均匀分布并至少应与一个相邻埋石点通视。在工矿区，还应根据需要，适当增加埋石点数。
3．测区内控制点加密的层次
在测区中，最高一级的平面控制称首级控制。首级控制的等级应根据测区面积的大小、测图比例尺和测区发展远景等因素确定。
若测区首级控制是国家四级控制，因一般平均边长较长，或虽然局部地区四等控制边长较短，但需顾及厂矿生产时期测量工作的需要，可用5″小三角或5″导线加密，然后再在此基础上布设两级图根点。在一般地区，如四等控制点的边长较短，也可直接在四等控制的基础上布设两级图根点。
若测区首级控制是5″小三角或5″导线，则可直接在此基础上布设两级图根点。
10″小三角只在面积较小，无发展远景的地区用作首级控制，或作为5″小三角的少量加密点。
二、经纬仪导线测量外业
（一）经纬仪导线的一般知识
经纬仪导线是建立图根控制的一种常见形式。经纬仪导线测量，是在选定的导线点上，依次测定其转折角及各边的边长，然后根据已知方向和已知坐标，推算出各导线点坐标。
经纬仪导线应在高一级控制点的基础上布设。经纬仪导线因只须相邻导线点间互相通视，故适用于在建筑物较密集的矿山工业广场、工厂区、城镇和森林隐蔽地区建立图根控制。
按照不同的情况，经纬仪导线可布设成下列几种形式。
1、闭合导线
如图2-5-7（a）所示，导线起始于已知高级控制点A，经各导线点，又回到A点，组成闭合多边形，此称为闭合导线。
2、附合导线
如图2-5-7（b）所示，导线从一已知高级控制点A出发，经各导线点后，终止于另一个已知高级控制点B，组成一伸展的折线，此称为附合导线。
3、支导线
如图2-5-7（c）所示，导线从一已知高级控制点A出发，经各导线点后既不闭合也不附合于已知控制点，成一开展形，此称支导线。
由于支导线没有终止到已知控制点上，如出现错误不易发现，所以一般规定支导线不宜超过两个点。
图2-5-7
4、结点导线
如图2-5-8所示，导线从三个或三个以上的已知点出发，几条导线交汇于一点J（也有交汇于多点者），该交汇点称为结点。这种形式的导线称为结点导线。
