第六章小地区控制测量
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建筑工程测量6.1小地区平面控制测量概述
（1）采用统一的高斯正形投影3°带平面直角坐标系统。
（2）采用高斯正形投影3°带，投影面为测区抵偿高程面或 测区平均高程面的平面直角坐标系统。或任意带，投影面为 1985国家高程基准面平面直角坐标系统。
（3）小测区有特殊精度要求的控制网，可采用独立坐标系 统。
（4）在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统。
任务6 小地区平面控制测量
6.1 控制测量概述
控制测量的作用是限制测量误差的传播和积累，保 证必要的测量精度。所以不论传统的技术和现代测 量技术，控制测量工作必须遵循“从整体到局部， 先控制后碎部”的原则，先建立控制网，然后根据 控制网进行碎部测量或测设。
控制测量贯穿在工程建设的各阶段：在工程勘测的 测图阶段，需要进行控制测量；在工程施工阶段， 要进行施工控制测量；在工程竣工后的营运阶段， 为建筑物变形观测而需要进行的专用控制测量。
国家平面控制网采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、 三、四等。主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导 线测量法。国家平面控制网是全国各种比例尺测图和工程建 设的基本控制，也为空间科学技术和军事提供精确的点位坐 标、距离、方位资料，并为研究地球大小和形状、足大比例尺测图和城市建设 施工的需要，布设城市平面控制网。城市平 面控制网在国家控制网的控制下布设，按城 市范围大小布设不同等级的平面控制网，分 为二、三、四等三角网，一、二级小三角网， 一、二、三级导线网和图根导线网。
6.1.3小地区控制网
直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，测定图根 点位置的工作，称为图根控制测量。在小于15 km2的范围内 建立的控制网，称为小地区控制网。是为大比例尺测图和工 程建设而建立的平面控制网。包括首级控制网和图根控制网。
（2）采用高斯正形投影3°带，投影面为测区抵偿高程面或 测区平均高程面的平面直角坐标系统。或任意带，投影面为 1985国家高程基准面平面直角坐标系统。
（3）小测区有特殊精度要求的控制网，可采用独立坐标系 统。
（4）在已有平面控制网的地区，可沿用原有的坐标系统。
任务6 小地区平面控制测量
6.1 控制测量概述
控制测量的作用是限制测量误差的传播和积累，保 证必要的测量精度。所以不论传统的技术和现代测 量技术，控制测量工作必须遵循“从整体到局部， 先控制后碎部”的原则，先建立控制网，然后根据 控制网进行碎部测量或测设。
控制测量贯穿在工程建设的各阶段：在工程勘测的 测图阶段，需要进行控制测量；在工程施工阶段， 要进行施工控制测量；在工程竣工后的营运阶段， 为建筑物变形观测而需要进行的专用控制测量。
国家平面控制网采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、 三、四等。主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导 线测量法。国家平面控制网是全国各种比例尺测图和工程建 设的基本控制，也为空间科学技术和军事提供精确的点位坐 标、距离、方位资料，并为研究地球大小和形状、足大比例尺测图和城市建设 施工的需要，布设城市平面控制网。城市平 面控制网在国家控制网的控制下布设，按城 市范围大小布设不同等级的平面控制网，分 为二、三、四等三角网，一、二级小三角网， 一、二、三级导线网和图根导线网。
6.1.3小地区控制网
直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，测定图根 点位置的工作，称为图根控制测量。在小于15 km2的范围内 建立的控制网，称为小地区控制网。是为大比例尺测图和工 程建设而建立的平面控制网。包括首级控制网和图根控制网。
工程测量第六章
0 k容=1/2000
合格
计算实例---附合导线计算
X
B A
2
C
1
D
附合导线计算表X
点 观 测 角 改 改正后角
方位角 边长 坐标增量计算值 改正后坐标增量
坐标值
号 ° ′″ 正 ° ′ ″ ° ′″
(左角)
数
″
m
(m)
(m)
B △X’ △Y’
△X
△Y
1
2
(m)
C
X
Y
D
A
45 00 00
A
B 239 30 00 -18 239 29 42
3、方位角与象限角的关系 象限角：X轴与直线间所夹的锐角。取值：0～90° 象限角与坐标方位角的关系：
X
=360 - R = 180 ＋R
R 4
3 R
R =R
1
Y 2
=180- R R
第二节 导线测量
4、坐标方位角的推算
12=150° 1=100 °
12
1
23
2
求23=？
AB 0 B
1
3
1
3
2
2
4 4
5 5
C n CD
D
计算实例---闭合导线计算
4
240.60
5 90 06 02
200.41
96 51 36
1
231.31
263.23
84 10 31
3
201.61
2
计算略图
240.60 4
263.23
闭合导线计算
点 观5 测90 角06 02改 改正后角
第一节 概 述
测量学A-第六章小地区控制测量
分配闭合差 ： 检核条件： 计算改正后的坐标增量： 检核条件：
计算各导线点的坐标值：
依次计算各导线点坐标，最后推算出的终 点C的坐标，应和C点已知坐标相同。
例：
C
1
D
4
2
3
B
A
前进方向
如图，A、B、C、D是已知点，外业观测资料为导 线边距离和各转折角见图中标注。
已知控制边AB起点A的坐标为 XA=56.56m，YA=70.65m， HA=49.890m 控制边方位角αAB=90°
A
B
坐标放样
1、测设已知水平角
2、测设已知距离
3、测设已知高程
HM+a
HM+a HN
根据已知控制坐标和放样点的坐标计算放样点与控制点的距离、方向的夹角；
58°11′35″
69°06′23″
一、施工测量与地形图测绘
测绘地形图是将地面上的地物、地貌测绘在图纸上，而施工放样则和它相反；
根据工程设计图纸上量取待建的建筑物、构筑物的轴线位置、尺寸及其高程；
算出待建的建筑物、构筑物各特征点(或轴线交点)与控制点(或已建成建筑物特征点)之间的距离、角度、高差等测设数据；
内容：平面控制、高程控制。
常规方法：三角测量、导线测量
平面控制网： 确定控制点平面位置的工作。 国家平面控制网：一、二、三、四等
一、平面控制测量
布设原则：由高级到低、从整体到局部。
国家高程控制网：一、二、三、四等。
各级高程控制网均采用水准测量、 高山地区可采用三角高程测量。
二、高程控制测量
一、前方交会
1.基本公式（余切公式）
B
A
P
β
α
当A、B、P逆时针编号时：
中国地质大学(北京)《测量学》期末考试拓展学习(六)80
地大《测量学》（六）
第六章 小地区控制测量
椭球面上的测量计算
主要介绍：地球椭球的基本几何参数及相互关系，椭球面上的常用坐标系及其相互关系，椭球面上的几种曲率半径，椭球面上的弧长计算，大地线，将地面观测的方向值归算到椭球面，将地面观测的长度归算到椭球面，椭球面上三角形的解算，大地主题解算的高斯平均引数公式
一、地球椭球的基本几何参数及相互关系
（一）、五个基本几何参数
椭圆的长半轴： a
椭圆的短半轴： b
椭圆的扁率：
a b a
α-=
椭圆的第一偏心率：
e b
'= 椭圆的第二偏心率：
e =
注 意
决定旋转椭球的形状和大小，只需知道五个参数中的两个就够了，但其中至少要有一个长度元素（如a 或b ）。
为简化书写，常引入以下符号和两个辅助函数：
2
222,tan ,cos a c t B e B b
η===' 22221sin ,1cos W e B V e B =-=-'
式中，W 第一基本纬度函数，V 第二基本纬度函数。
我国所采用的的1954年北京坐标系应用的是克拉索夫斯基椭球参数；以后采用的1980。
测量学6小地区控制测量
二、国家控制 网的概念
为了统一全国各地区的测量工作，必须进行全国性的 控制测量，以建立国家控制网，供整个国民经济规划 和国防建设等使用。国家控制网分平面控制网和高程 控制网。
国家平面控制网
国家平面控制网主要是采用三角测量方法建立的，即 在全国范围内将控制点组成一系列的三角形，通过测 定所有三角形的内角，推算出各控制点的坐标。国家 控制网也是按照“由高级到低级、由整体到局部”的 原则布设的。国家平面控制网按其精度可分为一、二、 三、四等四个等级。
根据坐标方位角的定义，它是 从坐标轴北端开始顺时针旋转 至某边的水平角。因此有相同 端点的两条边，右侧边的坐标 方位角就等于左侧边的坐标方 位角加上两边之间的夹角，同 一条边的正反方位角相差180°。 即沿导线前进方向：
1
4
上式中包含具相同端点两条边 的方位角关系以及正反方位角 的关系。
2
3
5
α前=α后-180°+β左 =α后+180°-β右。
(四) 起始边方位角的测定
与高级已知点连接的导线，因有已知边方 位角，只需观测连接角便可以推算各边的 方位角，然后推算各点的坐标。对于不与 高级已知点相连接的闭合导线，则可用罗 盘仪测定一条起始边的磁方位角，便可推 算其他各边的方位角，并推算各点的坐标。
(五) 导线测量记录
导线测量的外业记录有规定的表格。
二、 经纬仪附合导线计算 附合导线计算角度闭合差和坐标增量闭合差的公式
不同。 (一) 角度闭合差的计算与调整
附合导线的角度闭合差为从一已知边方位角出发， 使用观测角推算至另一条已知边，推算方位角与已知 方位角之差。 (二) 坐标方位角的推算
推算出的已知边的坐标方位角应与已知值相同，以 此作为计算的检核。 (三) 坐标增量的计算 根据导线各边的方位角和边长，计算各坐标增量，计 算方法与闭合导线相同。
《测量学》第6章详解
基准站及其电台 RTK流动站
19
连续运行GPS参考网站系统
在我国一些城市和地区，如香港、深圳、北 京、上海、成都、昆明、天津、武汉等地， 已经建立或正在建立连续运行 GPS参考网站 系统，为测绘部门提供测绘基准，并通过不 同的通讯渠道提供不同精度档次的定位信息 和有关数据，这将使 GPS定位技术进入更广 泛的应用阶段。
2.一等三角锁二等连 续网
图 7-1 二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。
三、四等三角网和导线网
三、四等三角网 和导线网
根据测区的需要，在二等三角网的基础上进行加密，基本 图形如下：
图7-3(a) 三角网或三边网
图7-3 （b） 导线网
在一、二级小三角或一、二、三级导线(测区的首级 控制)下,布置图根控制网。图根控制网的图形与一、 二级小三角或一、二、三级导线的图形基本相同，其 区别在于：图根控制网的控制面积小，边长较短，精 度要求较低，平差方法采用简易平差。
3、GPS定位测量的特点
相邻测站之间不必通视，布网灵活；
定位精度高，差分距离相对误差约为110ppm； 全天候观测，不受天气影响；
3、GPS定位 测量的特点
观测、记录、计算高度自动化；
实时定位的优越性，广泛应用于众多领域。 室内、地下及地面空间不够开阔地带，不能 接收到卫星信号，观测受到限制。
附合导线 闭合导线
首级控制 图根控 制
后方交会 单结点导线 支导线
前方交会
交会定点 导线布置的一般形式
3.常规平面控制测量的主要技术要求
（P144 表6-1，表6-2，表6-3，）
3.图根导线的技术要 求
图根导线的技术要求
测图 附合导 平均边 测距相对 测 角 测回数 导线全 比例尺 线长度 长(m) 中误差 中误差 DJ6 长相对 (m) (mm) ( ) 闭合差
第6章 平面控制测量
(XC,YC)
C
D
2
附合导线图
观测数据：连接角β ∇观测数据：连接角βB 、βC ；
导线转折角β 导线转折角β1, β2, β3 ,β4 ； 导线各边长D 导线各边长DB1，D12，……，D4C。 ，
3.支导线 3.支导线
βB DB1
β1 1
D12
2
αAB
A
B (XB,YB)
∇A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。 为已知边， 为新建支导线点。 ∇已知数据：αAB,XB,YB
控制测量 采用精密仪器和严密的方法， 采用精密仪器和严密的方法，对控制网测 确定控制点的平面位置和高程， 量，确定控制点的平面位置和高程，作为其它 测量的基准。 测量的基准。
C
D
E
F
A
B
M
G
控制点—具有准确可靠坐标（X，Y，H） —具有准确可靠坐标（X 的基准点。 作用：
1.为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高 1.为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高 程控制网 2.控制误差的积累 2.控制误差的积累 3.作为进行各种细部测量的基准 3.作为进行各种细部测量的基准
4
2.附合导线 2.附合导线
∇AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。 AB、CD为已知边， 为已知边 为新建导线点。 ∇已知数据：αAB,XB,YB；αCD,XC,YC。
β3 βB DB1 β1 D12 β2 D23 βC αCD D34 β4 D4C
3
αAB A
B (XB,YB)
1
4
城市导线网
表7 - 3
城市三边网的主要技术要求来自城市导线控制测量的主要技术要 求
3、工程控制网
土木工程测量第六章1
6．2．2 表示直线方向的方法 测量工作中，常采用方位角来表示直线的方向。 方位角：由直线起点的标准方向北端起，顺时针方向量到某直线的水平角度，称为该 直线的方位角。角值由0°～360°。 1)真方位角A 如图6—3，若标准方向PN为真子午线方向， 并用A表示真方位角，则A1、A2分别为直线 Pl、P2的真方位角。 2)磁方位角Am 若PN为磁子午线方向，则各角分别为相应 直线的磁方位角，磁方位角用Am表示。 3)坐标方位角α 若PN为坐标纵轴方向，则各角分别为相应 直线的坐标方位角，用α表示。
2)真方位角与坐标方位角之间的关系 第l章中述及，中央子午线在高斯投影平面上是一条直线，作为该带的坐标纵轴， 而其他子午线投影后为收敛于两极的曲线，如图6-5所示。图中地面点M、N等点的 真子午线方向与中央子午线之间的角度，称为子午线收敛角，用γ表示。 对于某点的子午线收敛角γ，可用下式计算： γ=(L-L0)sinB (6—2) 式中L0——中央子午线的经度； L、B——计算点的大地经度、纬度。 真方位角A与坐标方位角α之间的关系，如图6-5所示，可用下式进行换算： A=α+γ (6—3) 从图6-5和公式(6-2)中均可看出，子午线收敛角y有正有负。在中央子午线以东地区， 各点的坐标纵轴偏在真子午线的东边，γ为正值；在中央子午线以西地区，γ为负值。 3)坐标方位角与磁方位角之间的关系 若已知某点的磁偏角δ与子午线收敛角γ，则坐标方位角α与磁方位角Am之间的换 算可按下式进行：
作业： 习题:6-2
6-3
§6.4 导线测量 (1) 导线的布设形式 导线：将相邻控制点连成直线而构成的折线称为导线(traverse)， 导线点：控制点称为导线点(traverse point)。 导线测量(traverse survey)：是依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后 根据起算数据，推算各边的坐标方位角，最后求出导线点的平面坐标。 导线的布设形式有： 闭合导线、附合导线、支导线三种。 用经纬仪测量转折角，用钢尺 测定边长的导线，称为经纬仪 导线；若用光电测距仪测定导 线边长，则称为光电测距导线； 以上两种方法，我们统称为测 角量距导线。此外，还有无定 向导线、实测坐标导线和GPS RTK导线等。下面详细介绍测 角量距导线，而对其他导线仅 作简单的介绍。
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2020年4月17日星期五
导线测量概述
6-2 导线测量的外业
导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。
导线的已知点和新建点组成的若 干条直线(即导线边)联结成一系 列折线或闭合多边形。
导线测量时，通常只需要前后两 点相互通视。
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2020年4月17日星期五
一.单导线的 布置形式
一、单导线的布置形式
1.闭合导线 2.附合导线 3.支导线
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1.闭合导线
1.闭合导线
A、B为已知点，1、2、3、4、5为新建导线点。
1
D12 2
DB1
B
1 0
2 D23
B (XB,YB) D51
5 3 3
A
5
已知数据：AB，XB，YB
D45 4 D34
观测数据：连接角B；
4
闭合导线图
导线转折角0，1，……,5；
攀距交会角度要好。
电
杆
房 屋
D5 8.75m
D5 12.36m
控制点
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导线点的点之记
点号
D5
埋设日期 1999年5月20日
桩别 备注
大铁钉
食品店
大 庆 路 8.75m D5
中西 北 18-1
12.36m
中
山
路
导线点的点位图
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2.导线边长测量
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2020年4月17日星期五
(3).实地选点(考虑以下因素)：
通视良好，便于测角；
地面平坦，便于量距(用测距仪不考虑)； 视野开阔，便于测图(重要)； 点位稳定，便于保存； 边长适当，足够密度；
便于安置仪器。
(3).实地选点(4).建立标志
(4).建立标志
永久性标志
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2020年4月17日星期五
测量学
第6章 小地区控制测量
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§6-1 控制测量概述
一.控制测量的概念 二.平面控制测量 三.高程控制测量
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一.控制测量的概念
1.目的与作用 为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网 控制误差的积累 作为进行各种细部测量的基准
2.控制测量分类 按内容分：平面控制测量、高程控制测量 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、 水准测量)、卫星定位测量
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。
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3.支导线图
3.支导线
B
DB1
1 D12 2
AB
B
1
(XB,YB)
A
A、B为已知边，点1、2为新建支导线点。
已知数据：AB,XB,YB
观测数据：转折角B, 1 边长DB1，D12
图根点密度
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三.高程控制测量
——建立高程控制网，测定各控制点的高程H。
主要方法：水准测量 另外方法：三角高程测量、电子全站仪高程测量。
等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等作 为以后各等的控制基准；地形测量时， 布设图根水准(也称等外水准)。
布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。
准备工作：
收集资料：测区旧地形图、已知点(平面和程控制
点)资料、测量规范；
仪器工具：所用仪器(包括仪器的检验和校正)、工
具、记录手簿、材料。
1.踏勘选点及建立标志
(1).踏勘测区 实地了解测区地形； 了解已知点状况。
(2).图上(指原有旧图)设计布网方案 导线网形、等级； 导线边长、总长、点位密度等符合规范要求。
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2020年4月17日星期五
一.控制测量的概念
3.有关名词
控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点。 控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的
控制点所构成的网状几何图形。 图根控制网：直接为测图而建立的控制网。 图根点： 图根控制网中的控制点。
控制测量： 为建立控制网所进行的测量工作。
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二、导线测量的等级及技术要求
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二.导线测 量的外业
二.导线测量的外业
1.踏勘选点及建立标志（选点） 2.导线边长测量（测边） 3.导线角度测量（测角） 4.导线连接测量（连测）
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导线测量外业的准备工作
1.踏勘选点及建立标志
一等三角锁
二等连续网
二等连续网充填一等三角锁，成为全国平面控制网 的骨干。
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控制网布设示意图
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三等、四等三角网和导线网,根据测区的需要，在二 等三角网的基础上进行加密，基本图形如下：
三角网或三边网
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导线网
2020年4月17日星期五
控制等级的选择
5
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2.常规平面控制测量的等级关系
城市平面控制网的等级关系
控制范围
三角(三边)网
角 小地区首级控制 二级小三角
图根控制
图根三角
城市导线
二等 三等 四等
一级导线 二级导线 三级导线
图根导线
6
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3.各级平面控制网布置形式
一等三角锁为全国平面控制网的基础
二.平面控制测量
——建立平面控制网，测定各平面控制点的坐 标X、Y。
1.一般概念
等级关系：分一等、二等、三等、四等，前一等 级作为以后各等的控制基准；小地区 内布置一级、二级、三级和图根控制。
布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级 布网，逐级控制。
布置形式：三角锁、三角网(三边网、边角网)、 导线网、交会定点、GPS测量等。
导线各边长DB1，D12，……，D51。
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2.附合导线
2.附合导线图
AB、CD为已知边，点1、2、3、4为新建导线点。
已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。
C CD
B
1 DB1
D12
2 D23
AB B
1
2
3 D34 4 D4C C
3
4 (XC,YC)
D
(XB,YB)
临时性标志
木桩
大铁钉 凿刻 红油漆标志
临时性标志图
泥土地
沙石路、沥青、 砖石缝
水泥地、岩石 油漆不易剥落处
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2020年4月17日星期五
(5).绘制点位图
(5).绘制点位图
在现场丈量2—3个攀距，便于以后寻找或确定点位。
用红油漆标出攀距出发点，并写点号与攀距尺寸。
画出攀距关系的平面示意图，作为控制点资料。
2.导线边长测量
——测定导线各边长(往返丈量)。
精度要求：符合规范规定。
例：图根导线
测距方法： 钢尺量距 电磁波测距