矿山测量5小地区控制测量
小区域控制测量—控制测量及等级(工程测量课件)
四、GPS测量的观测工作
1．天线安置 (1) 静态相对定位时，天线安置应尽可能利用三脚架，并安置在标 志中心的上方直接对中观测。 (2) 天线底板上的圆水准器气泡必须严格居中。 (3)天线的定向标志线应指向正北。 (4) 雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防止雷击。 (5) 量取天线高。
2．观测作业
二．控制测量的分类
1．平面控制测量：测定控制点平面位置（X、Y）的工作。 （1）导线（控制）测量 （2）三角（控制）测量
2．高程控制测量：测定控制点高程H的工作。 （1）水准测量 （2）三角高程测量
三．控制测量的等级
1．平面控制测量 （1）国家平面控制网：导线网和三角网：一、二、三和四等、惯性大地测量、 GPS控制测量。
(4) 点位应有利于公路勘测放样与施工放样，且距路线中心线的距离 50m～300m。对于大型桥梁、互通式立交、隧道等还应考虑加密布设控制网 的要求。
(5) 对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近应具有良好的通讯设施 和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电。
(6) GPS控制点需要设方位点时，其目标应明显、便于观测，与GPS点的 距离不宜小于500m，且与线路垂直。
1．网形设计的一般原则 (1) GPS网布设成由独立观测边构成的闭合图形，如三角形、多边形或附 合路线，以增加检核条件。 (2) GPS控制网作为公路首级控制网，每隔5km设置一对相互通视的GPS 点。当作为施工控制网时，每个GPS点至少应与一个相邻点通视。 (3) 网中相邻点间基线向量的精度应分布均匀。 (4) GPS网点应与已知高级控制点相重合。重合点一般不应少于3个，重 合点在网中的分布要均匀。
导线测量的技术要求
等级
附合导 线长度 (km)
小地区控制测量
-4
-4
90 05 58
121 28 02
80.22 -1
-83.77 -1 -210.29 -1 +0.06
-226.83 -2
-182.06 -1 96.31 -2 +0.09
80.21
-83.78 -210.30
-226.85
-182.07
710.30 96.29 500
∑
540 00 18
计算略图
闭合导线计算：左边
点 号 观 测 角 ° ′ ″ 改 正 数 ″ 改正后角 ° ′ ″ 方位角 ° ′ ″ 边长 m 坐标增量计算值 (m)
△X’ +5 -165.50 180.28 +5 198.36 +5 -213.36 +7 △Y’ +1 172.68 158.26 +1 -121.04 +1 -209.94 +1
本章主要介绍小地区平面控制和高程控 制测量的方法,重点介绍导线测量和三角 高程测量。
5.1 控制测量概述
测量的基本原则:从整体到局部，由高级到低 级,先控制，后碎部。 这主要是为了减少误差积累，保证测量点位 的精度。同时可以统一坐标系统，分组作业，加 快速度。
在测区范围内，选择少量有控制意义 的控制点，与已知点构成一定的几何图形， 用较高精度的仪器、方法测定其坐标，作 为碎部测量的依据，这个工作过程就叫控 制测量。
B C
△Y 2（X2，Y2）
A
△X
S
△X=S cos
D
△Y=S sin
1（X1，Y1）
E
F
2. 导线的路线形式
闭合导线 单一导线 附合导线 导线 支导线
矿山测量技术规定
测量技术管理制度1.测量工作开始前要编写技术设计书，施测过程和计算过程需有严格的校核，重要测量工作结束后要编写技术总结并拟好资料归档工作。
2.对测绘仪器和工具要定期校检，进行重要测量工作前亦必须对所使用的仪器工具进行检校。
3.应积极引进先进仪器和设备，推广电子计算机和陆光测距技术，不断提高现代化管理水平。
4. 矿区地面平面控制测量（1）水平角观测所用经纬仪必须进行严格检验，进行三角测量和导线测量的技术要求应符合规程要求。
（2）全站仪要求定期检验，必须按说明书的规定操作仪器。
（3）钢尺应进行比长后再用，量距的技术要求按规定表格执行。
（4）内业计算前应检查外业观测薄有无错误，当采用计算机进行计算时，计算程序必须先经过手算检验方可，内业计算数字取位应符合规定。
5. 矿区高程控制测量（1）水准测量观测的技术的要求应符合规定的标准，内业计算取位应按规定表格要求。
（2）三角高程测量的技术要求按规定表格执行，仪器高用钢尺丈量两次，取平均值作最终结果。
6. 矿井测量（1）联系测量应至少独立进行两次。
（2）采用几何定向测量方法时，对两井和一井定向测量两次独立定向的结果互差分别不得超过“1”和“2”。
（3）通过立井导入高程时，两次结果互差不得超过井筒深度的1/8000。
（4）定向投点，几何定向，导入标高的技术要求按规程有关规定执行。
（5）近井点要埋设在便于观测和长期保留的地点，高程基点不少于两个。
7. 井下平面控制测量（1）井下首级控制应测设 7 级导线。
（2）井下永久导线点应埋设在碹顶上，统一编号，同意水平中段不出现重复点号。
（3）井下水平角观测所用仪器和作业要求应符合规定表格的要求。
（4）钢尺量边分段丈量时最小尺段长度应大于 10 米定线偏差应小于 5CM，量边时应施以比长时的拉力，每尺段以不同地点读数 3 次，互差小于 2MM，导线边长必须往返丈量，丈量结果加入各种改正数后互差应小于边长的 1/6000。
（5）延长经纬仪导线前必须对上次所测量的最后一个水平角按相应测角精度进行检查，不符值不得超过规程的规定。
第5章小地区控制测量
最后推算回到起始点的坐标应与原坐标值完全相 等，此作为坐标值计算校核。
例:
三、附合导线的内业计算 附合导线的计算，原则上与闭合导线相同，但有两
点不同： 1、角度闭合差的计算 附合导线的角度闭合差要用推算坐标方位角的方法
③ 高差计算与检核 按前、后视水准尺红、黑面中丝读数分别计算一站
高差：黑面高差(15)={(3)-(6)}÷1000 红面高差(16)={(8)-(7)}÷1000
红黑面高差之差(17)=(15)-{(16)±0.1}=(14)-(13) 对于三等水准，
(17)不超过3mm，对于四等水准，(17)不超过5mm。
B两点间的水平距离D，A点
的高程HA，观测竖角α，求 B点高程HB，量得仪器高为I， 目标高为b，则HB＝HA＋hAB
三角高程测量原理
而：
hAB=Dtgα＋i－b Dtgα以h’表示，称为初算高差，所以
HB＝HA＋h’＋i－b
若以三角高程测量方法来建立高程控制点，除了 起始点高程（如A点高程HA），必须用水准测量方法 引测外，还要进行两点间的对向观测，即由A点观测B 点，又从B点观测A点，两次测得高差的较差不超过 0.4Dm（D以百米为单位），则取两次高差的平均值。
以控制点为测站，测定其周围地形特征点或界址 点的位置，从而得到具有统一精度的地形图或地籍图， 这部分工作称为碎部测量（或称为细部测量）。
控制测量分为平面控制测量、高程控制测量和三 维控制测量。
一、平面控制测量
测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量， 平面控制网是某参考面上，由相互联系的平面控制点 所构成的测量控制网。范围较小时（一般半径小于 10km），可把参考面看作平面，通常情况下是指参考 椭球面。方法主要有：全球定位系统（GPS）、三角 测量、导线测量。
测量技术项目五 小区域控制测量
(5 4)
即前一边的坐标方位角等于后一边的方位角加左角减180,或
α前=α后-β右+180° (适于测右角)
(5 5)
式中α前、α后———分别为相邻导线边前、后边的坐标方位角;
β左、β右———分别为相邻导线边所夹的左、右转折角。本例观测
左角,按左角推算出导线各边的坐标方位角,列入表5-4中的第四栏。
二、导线测量的外业工作 在进行导线测量之前,应首先要对现场进行熟
悉,然后选择合适的位置做导线点,导线的选择,应根 据测区的实际情况来决定。若测区面积较大,采用分 级控制时,可根据测区的已有的小比例尺地形图和已 知控制点资料,在地形图上研究布网方案及控制点的 位置。导线点选择好以后,还应带着图纸到实地踏勘, 检查图上选择的点位置是否符合实地情况,若不符合 进行适当调整,以便最后确定点的位置。若测区面积 较小(小于0.5km2)可采用一级控制,直接到实地踏 勘,选择控制点的位置。
但当连接有困难时,为了建设的需要,也可以 建立独立控制网。小区域控制网,也要根据面积大 小分级建立,其面积和等级的关系。
四、图根控制网 直接为了测图所建立的控制网,称为图根控制网,其控制点称为图根点。图根控制
网也 应尽可能与上述各种控制网连接,形成统一系统。但是在个别地区连接有困难时, 我们也可建立独立图根控制网。由于图根控制专为测图而做,所以图根点的密度和精 度要满足测图要求。表5 2是对平坦地区图根点密度的规定。对山区或特困地区,图根 点的密度,可适当增大。
高级点上,这种图形的导线,称为附合导线,如图5 4中的 ABP1P2P3CD 。此种布设形式,具有检核观测成果的作用。 3.支导线
仅一端连接在高级控制点,向外伸展的导线,称为支导线。支导 线没有图形检核条件,发生错误不易发现。所以仅限于图根点加密 时使用,布设点数以2~3个为宜。导线的布设形式,应根据测区的形 状,面积的大小、已知点分布情况及技术要求来决定。一般来说方、 圆地区适合布设成闭合导线,狭长地带适合布设成附合导线,已知点 较少的测区可布设成闭合导线,已知点较多的地区可布设成附合导 线。若测区面积较大,宜采用二级或三级控制,首级应采用一、二级 导线,三级和图根导线在满足测图需要的情况下,可布设成闭合或附 合导线的形式。
工程测量 小地区控制测量 PPT课件
B
A 1
(3)
(1)
3
(4)
2 (5)
(2) 4
(2)外业观测的技术要求
量边
一般采用往返观测 平坦地区：测量精度不低于1/3000 起伏变化大的地区：不低于1/2000
测角
水平角一般要求采用测回法测两个测回 限差见相应规范
点 名
转折角
A 85 18 00
1 98 39 36
2 88 36 06
7
ˆi i vi
N B
M
MA 237059.5
BN 46045.5
A
P1
P2
P3
P4
2、计算各边的坐标方位角
始 已知 连
i,i1 i1,i ˆi 1800，（左角）
i,i1 i1,i ˆi 1800，（右角）
1 A1SA1
12
（X1,Y1）
闭合导线计算略图
N
E
90°07′30″
D
135°48′00″
96°51′36″(方位角）
84°10′30″
C
X A 100.00m A YA 100.00m
121°28′00″ 108°27′00″
B
点号
A B C D E
折
观测角
°′″
(-12) 121 28 00
(-12) 108 27 00
(-12) 84 10 30
(-12) 135 48 00
(-12) 90 07 30
角
改正后角值
°′″
121 27 48
108 26 48
84 10 18
135 47 48
90 07 18
矿山测量——第 5 章 小地区控制测量电子教案
第五章 小 地 区 控 制 测 量一、学习目的与要求学习目的控制测量是测量工作的重要组成部分，也是保证测量工作能否顺利进行的关键，控制测量分平面控制测量和高程控制测量，它涉及前面各章内容。
控制测量的最终目的，是在整个测区范围内建立一批精度相当，密度适当，具有统一坐标x ，y 和高程H 、在地面上有其确定位置的控制点、图根点、测站点作为碎部测量分区、分幅测图和分片、分段放样的依据，从而控制了测量误差超限积累，达到提高面上作业的精度和速度的效果。
控制测量是碎部测量的基础，是测量工作的先导，它是学习测量追求的重要目标。
学习要求1.了解控制测量的分类、建网原则、布网方式、精度等级，以及它的适用范围。
2.领会导线的种类、精度和布设形式，掌握导线的外业测量方法和内业计算。
3.初步掌握控制点加密的方法，角度交会法的公式及计算。
4.加深对三、四等水准测量实施要点的认识，掌握三角高程测量的方法。
二、课程内容与知识点1.控制测量概述控制测量（平面控制测量、高程控制测量）及其布设原则。
国家平面控制网布网方式；三角测量、导线测量、GPS 测量，精密水准测量。
城市控制网及其特点。
城市三角测量。
城市导线测量。
城市平面控制网的等级划分；二、三、四等三角网，一、二级、图根级小三角网，城市高程控制网，城市高程控制测量。
工程控制网（施工控制网、变形监测网）。
图根控制网，一、二、三级图根点。
图根点的作用，图根点密度，图根控制测量。
2.导线测量导线的种类、导线测量的等级及其技术指标和布设形式（闭合导线、附合导线、支导线）。
导线测量的外业工作，导线测量的内业计算，闭合导线，附合导线，全站仪导线。
闭合导线坐标计算：角度闭合差的计算与调整，导线各边坐标方位角的计算，坐标增量的计算，增量闭合差的计算与调整，坐标计算。
附合导线坐标计算：角度闭合差的计算与调整，，坐标增量闭合差的计算与调整，坐标反算。
公式：()︒⋅--=∑1802n f ββ n f "60±=容β()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-︒•+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-︒•-+=∑∑n f n f n f n f i i i i ββββββαβαββαβα终右起终左起180180()︒±±=︒±=180180左右后前正反βαααα ααsin cos D y D x =∆=∆终起终起∑∑-∆-=-∆-=y y y f x x x f y x22y x D f ff +=∑=D f k D /i yy ixx D Df v D Df v i i •-=•-=∑∑ ()()iiyx v y y v x x +∆=∆+∆=∆()()1,11,1++++∆+=∆+=i i i i i i i i y y y x x x3.控制点加密方法：前方交会，极坐标法、用全站仪进行坐标测量、后方交会 前方交会法:如下图所示。
小地区控制测量全解
坐标增量的计算公式： yxAABBDDAABBscionsAABB
坐标闭合差的计算公式： f x
x测
f y
y测
fD fx2 fy2
K fD 1
D D
fD
坐标增量改正数的计算
坐标增量改正数计算公式：
xi f xຫໍສະໝຸດ Di Dyi f y
Di
D i
检核条件：
xi f x
第四节 导线测量的内业工作
导线测量内业的目的就是根据已 知的起始数据和外业的观测成果计 算出导线点的坐标。进行内业工作 以前，要仔细检查所有外业成果有 无遗漏、记错、算错，成果是否都 符合精度要求，保证原始资料的准 确性。
闭合导线的计算
计算步骤：
整理已知和观测数据并绘草图。 计算导线闭合差。 推算坐标方位角。 计算坐标增量和坐标闭合差。 计算坐标改正数。 计算各未知点的坐标。
‘ 终 始 n 1 8 0
f ‘ 终终
附合导线坐标闭合差的计算
计算公式为：
fx x测（x终x始） fy y测（y终y始）
第五节 交会定点
测角交会
交
会
测
测边交会
量
其它交会
前方交会 侧方交会 后方交会
前方交会
在至少两个已知点上设站，测量水平角， 根据已知点坐标和观测的水平角计算出未知点 的坐标，这种测量方法叫做前方交会。如下图 所示：
导线网
结点导线
单一导线形式：
附合导线
闭合导线
支导线
小地区控制测量概念
在小地区(测区面积在10 km2以下) 范围内建立的控制网，称为小地区 控制网。小地区控制测量应视测区 的大小建立“首级控制”和“图根 控制”。首级控制是加密图根点的 依据，图根控制点是直接供测图使 用的控制点。图根点的密度应根据 测图比例尺和测区的地形条件而定 。
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?2
解： α23= α12-β2±1800=800 α34= α23-β3±1800=1950
30?
130?
? 12
1 ? 1 95?
?3
65? 3
α45=2470 α51=3050 α12=300（检查）
122?
?5
5
128?
?4
4
（二）闭合导线平差计算步骤
1、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。
2、角度闭合差 (angle closing error) 的计算与调整。
（1）计算角度闭合差：
1
??=?? 测-?? 理 = ?? 测-(n-2)?180?
（2）计算限差：
f?允 ? ?40 n
?1
97?03?00?
48?43?18? ? A1
A
XA=536.27m
?A
112?22?24?
?2
105?17?06?
其中， ΔXAB=XB-XA ΔYAB=YB-YA
? YAB
? XAB ? AB
DAB
A
0
B
y
5 、坐标增量闭合差计算与调 整
1
（1）计算坐标增量闭合差：
? ? ? fx ? ? x测 ? ? x理 ? ? x测
?1
97?03?00?
? ? ? fy ? ? y测 ? ? y理 ? ? y测
48?43?18? ? A1
图形：导线的布设形式
闭合导线
附合导线
支导线
单结点导线（导线网）
2 、导线测量外业
1）踏勘选点及建立标志 2）测水平角——转折角 (左角、右角 )、连接角 3）量水平边长 4）起始方位角的测定 5）导线测量记录
附合导线外业 :
已知数据：? AB,XB,YB；? CD,XC,YC。点1、2、3、4
?D
? 1/
XXX
（2）分配坐标增量闭合差。
若K<1/2000 （图根级），则将 fx、fy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
增量。
1
? V? xi ? ?
fx D
Di
? V? yi ? ?
为新建导线点。
?C ? CD
?B
?1 DB1
D12
?2 D23
? AB B
1
2
?3 D34 ? 4 D4C
C
3
4 (XC,YC)
D
(XB,YB)
附合导线图
A
? 观测数据：连接角?B 、?C ；
导线转折角? 1, ? 2, ? 3 ,? 4 ； 导线各边长DB1，D12，……，D4C。
3 ．导线的内业计算——计算各导线点的坐标
一等三角网
二等三角网
3. 小地区（15km 2以内）控制测量
?小地区平面控制：
国家城市控制点——首级控制——图根控制。
?小地区高程控制：
国家或城市水准点——三、四等水准——图根 点高程。
任务二 平面控制测量及实训
一、经纬仪导线测量
导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点） 连成直线而构成的折线图形。
2
YA=328.74m
123?30?06?
4
?4
101?46?24?
?3
3
3、按新的角值，推算各边坐标方位角。
? 前 ? ? 后 ? ?左 ? 180 ?
或 ? 前 ? ? 后 ? ?右 ? 180o
1
?注意：若计算出的
方位角>360°，则
?1
97?03?00?
减去360°；若为 48?43?18?? A1
负值，
A
则加上360°。 XA=536.27m
?A
112?22?24?
?2
105?17?06?
2
YA=328.74m
123?30?06?
4
?4
101?46?24?
?3
3
4 、坐标增量的计算
由A、B两点边长DAB和坐标方位角αAB，计算坐标
增量。见图有：
X
? XAB =DAB ? cos ? AB ? YAB =DAB ? sin ? AB
模块五 小地区控制测量技能
任务一 掌握控制测量的基本知识
一、控制测量的意义和方法
1、意义
? 为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网和 高程控制网。
? 控制测量误差的积累。 ? 作为进行各种碎部测量的基准。
概念解释：
? 小地区（小区域）：不必考虑地球曲率对水平 角和水平距离影响的范围。
? 控制点：具有精确可靠平面坐标或高程的测量 基准点。
（一）几个基本公式 1、坐标方位角的推算
? 前 ? ? 后 ? ?左 ? 180?
或：
? 前 ? ? 后 ? ?右 ? 180?
注意：若计算出的方位角 >360 °，则减去360°； 若为负值，则加上 360°。
例题:方位角的推算
已知：α12=300，各观测角β
如图，求各边坐标方位角α 23、
2
α34、α45、α51。
水准测量 )、卫星定位（ GPS）测量等 ? 按区域分： 国家控制测量、城市控制测量、小区域工
程控制测量
二、国家控制网的概念
?1.平面：国家平面控制网由一、二、三、四等 三角网组成。
?2.高程：国家高程控制网是由一、二、三、四 等水准网组成。
国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。
图形1 ：国家一、二等平面控制网布置形式
适用范围：主要用于带状地区 (如：公路、铁路 和水利) 、隐蔽地区、城建街区、地下工程 等控制点的测量。
1 、导线布设形式
1）闭合导线 多用于面积较宽阔的独立地区。
2）附合导线 多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程。
3）支导线 支导线的点数不宜超过 2个，仅作补点使用。
还有导线网，多用于测区情况较复杂地区。
? 控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成 的图形。
? 控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。
2 、控制测量方法
? 按内容分： 平面控制测量：测定各平面控制点的坐标 X、Y。
高程控制测量：测定各高程控制点的高程 H。 ? 按精度分： 一等、二等、三等、四等；一级、二级、
三级 ? 按方法分： 天文测量、常规测量 (三角测量、导线测量、
A
?A112?22?24??2105?17?06?
2
?导线全长闭合差:
XA=536.27m YA=328.74m
123?30?06?
f?
f
2 x
?
f
2 y
?4 101?46?24?
4
?3
3
?导线全长相对闭合差(relative length closing
error of traverse):
K
?
f
2
YA=328.74m
123?30?06?
4
?4
101?46?24?
?3
（3）若在限差内，则平均分配原则，计算改正
数：
1
V?
?
? f? n
（4）计算改正后新 的角值：
??i ? ? i ? V?
?1
97?03?00?
48?43?18? ? A1
A
XA=536.27m
?A
112?22?24?
?2
105?17?06?