控制测量课件第二章水平测量控制网的技术设计
第二讲 控制网的布设
分级布网，逐级控制 应有足够的精度
建立国家控制网任务重、时间
跨度大，为避免重复和浪费，
必须有统一的布设方案和作业 规范，以使各测绘部门所测成
应有必要的密度
应有统一的规格
果的精度、布设规格合乎要求，
便于构成统一的国家大地控制 网整体。
控制测量 二
平面控制网的布设
2.国家平面大地控制网的布设方案 一等三角锁系
平面控制网的布设
5.工程平面控制网布设方案
(3)GPS网的布设方案
GPS网的主要技术要求
等级 二等 三等 四等
平均距离 （km） 9 5 2
a (mm) ≤10 ≤10 ≤10
b (1×10-6) ≤2 ≤5 ≤10
最弱边相对中误 差 1/120000 1/80000 1/45000
一级
二级
1
＜1
≤10
平面控制网的布设
5.工程平面控制网布设方案
（2)导线网的布设方案
电磁波测距导线的主要技术要求 等级 三等 四等 一级 二级 三级
附合导线长 度 （km）
15 10 3.6 2.4 1.5
平均边长 （m） 3 000 1 600 300 200 120
每边测距中误 差 （mm）
±18 ±18 ±15 ±15 ±15
于其他方向的精度，以利于精确安装位于环形轨道上的磁
块。
控制测量 二
平面控制网的布设
控制测量 二
平面控制网的布设
二等三角网
二等三角网布设在一等锁环所围成的范围内，它是加
密三、四等网的全面基础。二等网平均边长为13km，
就其密度而言，基本上满足1:5万比例尺测图要求。 它与一等锁同属国家高级水平控制网，所以，主要应 考虑精度问题，而密度只作适当照顾。
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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。
工程测量控制网介绍(ppt共34张)
• 在工程竣工前后，建立以监控建筑物变形为目的变形监测网 根据由测站向目标点观测的竖直角和他们之间的斜距或平距，以及量取的仪器高、目标高，计算出两点间的高差
图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应超过图上0. 工程测量控制网介绍(PPT34页) 图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应超过图上0. 在工程竣工前后，建立以监控建筑物变形为目的变形监测网
工程测量控制网介绍(PPT34页)
工程测量控制网介绍(PPT34页)
附和导线和支导线
附和导线：
1、导线转折角的测量一般采用 测回法观测。在附合导线中一般 测左角。
2、附和导线计算方式基本跟闭 合导线一致。
3、附和导线主要用于带状区域 的平面控制。
支导线：
1、应分别观测左、右角，求平 均值。
2、它是由一个已知点出发，既 不回到原出发点又不附合到另外 已知点上。如果测量发生粗差， 这种导线无法检核。因此，布设 时一般不得超过二条边。
导线和导线网精度等级划分为三、四等和一、二、三级。
测图控制网
控制测量目的与作用
• 为测图或工程建设的测区建立统一的控制网 • 控制误差的累积和传播 • 作为进行各种碎步测量的基准
图根控制测量
• 图根平面控制常采用图根导线、GPS-RTK等方法施测 • 图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应超过图上0.1mm • 常用比例尺地形图1平方公里图根点数
工程测量控制网介绍(PPT34页) 根据起点的已知坐标及调整之后的坐标增量，逐一推求。
• 布网形式:GPS网、导线网、三角形网、方格网等常规形式。 如果测量发生粗差，这种导线无法检核。
控制测量课程教学教案
《控制测量》课程教学教案
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《控制测量》课程教学教案。
控制测量
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）。
大地控制测量学课件——水平控制网的技术设计
2.1.2 建立国家水平大地控制网的基本原则
1.分级布网、逐级控制 2.应有足够的精度 3.应有足够的密度 4.应有统一的规格
地理科学系
2.1.2 建立国家水平大地控制网的基本原则
1.分级布网、逐级控制
我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最高精度和 较大密度的控制网一次布满全国。为了适时地保障 国家经济建设和国防建设用图的需要，根据主次缓 急而采用分级布网、逐级控制的原则是十分必要的。 即先以精度高而稀疏的一等三角锁尽可能沿经纬线 方向纵横交叉地迅速布满全国，形成统一的骨干大 地控制网，然后在一等锁环内逐级（或同时）布设 二、三、四等控制网。
➢ 起算坐标
➢ 当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角网）时，则由已 有的三角网传递坐标。
➢ 若测区附近无三角网成果可利用，则可在一个三角点上用天文测 量方法测定其经纬度，再换算成高斯平面直角坐标，作为起算坐 标。
➢ 保密工程或小测区也可采用假设坐标系统。
地理科学系
2.1.1 建立国家水平大地控制网的方法
导线网与三角网相比，主要优点在于：
➢网中各点上的方向数较少，除结点外只有两个方向，因而受通 视要求的限制较小，易于选点和降低觇标高度，甚至无须造标。 ➢导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体情况随时改变。 ➢网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较均匀。
导线网的缺点主要是： 导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要少，有时不易发 现观测值中的粗差，因而可靠性不高。
导线网特别适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽地区。
地理科学系
2.1.1 建立国家水平大地控制网的方法
3. 边角网和三边网 边角网是指测角又测边的以三角形为基本图 形的网。如果只测边而不测角即为三边网。
第二章水平控制网技术
• 工程水平控制网通常须与国家控制网联结（或相联系）， 即以两个或两个以上的国家控制点作为起算点。工程水 平控制网的最高等级为二等。
• 工程水平控制网根据用途不同又可分为测图控制网和专 用（施工、监测）控制网。
• 工程水平控制网的建立属于控制测量学的范畴。 • 本章先介绍国家水平控制网和工程水平控制网的布设方
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市 控制测量和工程控制测量基本上不采用三角网。
第二章水平控制网技术
2. 导线网与导线测量 • 导线：由若干条直线连成的折线。
β
D
• 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线， 测量出边长和角度之后便可逐点传递平面坐标。导线中 的每一条直线叫导线边，相邻两直线之间的水平角叫做 转折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。
案和原则，然后介绍工程水平控制网技术设计书的编制 以及选点、埋石方法。 • 教材第三、四节的内容将在课程设计中介绍。
第二章水平控制网技术
§2－1 建立国家水平控制网的基本原理
一、建立国家水平大地控制网的方法
（一）、水平（平面）控制网的布设形式 1. 三角网与三角测量 • 所有的控制点构成彼此相连的三角形网状，如下图。
3、边角网和三边网 • 形状与测角三角网相类似，也是由若干三角形连接而成。 • 既测角又测边时叫边角网，只测边不测角时叫三边网或
测边三角网。 • 与测角三角网一样，测边网和边角网目前也很少采用。 • 三角网、边角网和三边网统称为“三角形网”。
第二章水平控制网技术
4. GPS控制网 • 利用GPS定位技术建立的测量控制网。 • GPS是通过接收和解译人造卫星所发射的电波信号来确
定测站点位置的测量定位系统，它是英文“Global Positioning System”(全球定位系统）的缩写。
控制测量学课件——平面控制网的布设
将上表中的数据代入此式得出
s 1.07 50 8(km)
s 1.07 150 13(km)
s 1.07 20 5(km)
8 /8
因此国家规范中规定，国家二、三等三角网的
6
平均边长分别为13km和8km。
2.1.1 国家平面控制网的布设原则
4.应有统一的规格
由于我国三角锁网的规模巨大，必须有大量的 测量单位和作业人员分区同时进行作业，为此， 必须由国家制定统一的大地测量法式和作业规范 《国家三角测量和精密导线测量规范》，作为建 立全国统一技术规格的控制网的依据。
第二章 平面控制网的布设
[本章提要] 2.1 平面控制网的布设原则和方案 2.2 平面控制网的技术设计 2.3 平面控制网的精度估算 2.4 平面控制网的选点、造标埋石
[习题]
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本章提要
本章讲述平面控制网的布设，目的是解决平面 控制点位置的选择问题。内容涉及平面控制网 的布设原则、布设方案；平面控制网的技术设 计、精度估算；平面控制网的选点、造标埋石。
1.一等三角锁布设方案
一等三角锁是国家大地控制网的骨干，其主要作用是控制二等以 下各级三角测量，并为地球科学研究提供资料。一等三角锁尽可能沿 经纬线方向布设成纵横交叉的网状图形，如下图所示。
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1.一等三角锁布设方案
一等锁在起算边两端点上精密测定了天文经纬度和天文方
位角，作为起算方位角，用来控制锁、网中方位角误差的积
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2.1.2 国家平面控制网布设方案
2.二等三角锁、网布设方案
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图a
图b
6
2.1.2 国家平面控制网布设方案
3．三、四等三角网布设方案
13 控制测量学_
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
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。