《工程测量学》课件 5-1控制网精度确定的一般方法
(完整版)工程测量学课件

第一章绪论内容:掌握工程测量的基本概念、任务与作用;理解水准面、大地水准面、地理坐标系(大地、天文)、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系、绝对高程、相对高程和高差的概念;了解用水平面代替水准面的限度、测量工作的组织原则和程序及本课程的学习方法。
重点:测量上平面直角坐标系与数学上笛卡尔平面直角坐标系的异同;测量工作的组织原则和程序。
难点:大地水准面、高斯平面直角坐标系的概念;地面上点位的确定方法。
§ 1.1 测量学的发展、学习意义及要求一、测量学的发展概况1、我国古代测量学的成就我国是世界文明古国 , 由于生活和生产的需要 , 测量工作开始得很早,在测量方面也取得了辉煌的成就。
现举出以下几例。
(1)长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——世界上发现的最早的军用地图。
注:世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古巴城(今伊拉克境内)发掘的刻在陶片上的地图。
图上绘有古巴比伦城、底格里斯河和幼发拉底河。
大约是公元前 2500 年刻制的,距今大约四千余年了。
(2)北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。
(3)清朝康熙年间, 1718 年完成了世界上最早的地形图之一《皇与全图》。
在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下,自康熙十七年至乾隆二十五年,即 1708 年至 1760 年的五十余年间,是中国大地测量工作取得辉煌成就,绘制全国地图、省区地图和各项专门地图最多的兴盛时期,亦是世界测绘史上首创中外人士合作先例,在一千余万平方公里的中国大陆上完成了大规模三角测量的宏伟业绩。
2、目前测量学发展状况及展望(1)全站仪的测量室内外一体化。
(2)全球定位系统 GPS ( Global positioning system )的发展。
(3)遥感 RS ( Remote sense )的发展。
(4)地理信息系统 GIS ( Geographic information system )的发展。
(5) 3S 技术的结合 , 和数字地球( digital earth )的概念。
《工程测量课件》PPT课件

测物体的信息,以确定物体的形状、大小和空间 位置的的理论和技术。
◆海洋测量学:研究海洋定位,测定海洋大地水
准面、海底和海洋地形、海洋重力、磁力及 编制各种海图的理论和技术。
◆工程测量学:为某项工程项目所进行的专门测
量,包括勘探阶段、设计阶段、 施工阶 段、和管理阶段所进行的各种测量(地形测 绘、施工测量、变形测量等)。
测量学是研究地球形状、大小及确定地球表面 (包括空中、地表、地下和海洋)物体空间位置, 以及对这些空间位置信息进行处理、储存、管理 的科学。
2.测量学科的分类 ◆大地测量学 :研究地球的形状、大小和重力场
及其变化。解决大范围地区的控制测量和地球重 力场问题。(分常规大地测量学、空间大地测量 学、卫星大地测量学)
◆地图制图学 :研究各种地图的制作理论、方法
及应用的科学。如地图编绘、投影、整饰、 印刷及建立地图数据库等。
储运工程测量属工程测量学范畴。面向储运 工程项目在各个阶段所进行的测量工作。 3、主要任务:
◆测绘地形图(勘探阶段)
◆使用地形图(设计阶段)
◆建(构)筑物施工放样、建筑质量检验 (施工阶段)
1、大地坐标系
(以参考椭球体面为基准面):经度L、维度B、高程H 1954北京坐标系(克拉索夫斯基椭球) (原点在前苏联列宁格勒天文台中心) 1980西安坐标系(IUGG-75椭球) (原点在陕西省泾阳县永乐镇)
34°32′27.00″N108°55′25.00″E
2.空间直角坐标系 (地心坐标系)
L N INT [ 60 1]
n
INT
[
L
1030 30
1]
6 0
6N-3
工程测量学概论教学课件PPT

图形1:国家一、二等平面控制网布置形式
一等三角网
二等三角网
4.4导线测量
4.4.1定义及分类 1.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.适用范围:主要用于带状地区 (如:公路、铁
算各待定点的高程。
5.水准测量成果整理实例
【例】如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成 果略图。BM-A和BM-B为已知高程的水准点,图中箭头 表示水准测量前进方向,路线上方的数字为测得的两点 间的高差(以m为单位),路线下方数字为该段路线的长度 (以km为单位),试计算待定点1、2、3点的高程。
一.三角高程测量原理
一.三角高程测量 原理
在距离200米以内,把大地水准面看成水平面
已知AB水平距离D, A点高程HA,在测站A观测 垂直角,则:
hAB D tan i l 或 hAB S sin i l
(S为斜距)
B点的高程:
H B H A hAB
二.一般情况下的三角高程测量
二.一般情况下的 三角高程测量
4.2控制测量的目的与作用 1.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. 2.控制误差的积累. 3.作为进行各种细部测量的基准.
4.3控制测量分类
1.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。
2.按精度分:一等、二等、三等、四等;一级、二 级、三级(一等网精度最高)
附合导线
闭合导线
支导线
单结点导线(导线网)
4.4.3导线的外业
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.联测
《工程测量》课件

按测量方式可分为直接测量、间接测量和组合测量;按测量精度可 分为等精度测量和不等精度测量。
测量误差与精度
误差定义
01
测量误差是测量结果与真值之差,分为系统误差、随机误差和
粗大误差。
精度定义
02
精度是衡量测量结果可靠性和准确性的指标,通常用相对误差
和绝对误差来表示。
误差处理
03
误差处理包括误差识别、误差分析和误差减小。
课程目标
掌握工程测量的基本概念 、原理和方法;
了解工程测量的实际应用 和案例分析;
熟悉各种测量仪器的使用 和操作;
培养解决实际问题的能力 ,提高实践操作技能。
02
工程测量的基础知识
测量的基本概念
测量定义
测量是利用测量仪器或工具,通过一定的操作,获得被测对象量 值的过程。
测量要素
被测对象、计量单位、测量精度和测量方法。
THANK YOU
感谢各位观看
05
工程测量的应用
建筑工程测量
建筑工程测量是工程测量的重要应用领 域之一,主要涉及建筑物的规划、设计 、施工和运营各阶段的测量工作。
在运营阶段,需要进行建筑物的沉降观 测、维护保养等,确保建筑物的正常使 用和安全。
在施工阶段,需要进行施工放样、建筑 物的安全监测等,确保施工质量和安全 。
在规划阶段,需要进行地形测量、地质 勘察等,为建筑设计提供基础数据。
测量工具与设备
传统测量工具
钢卷尺
用于测量长度,精度高 ,使用方便。
水准仪
用于测量水平面或倾斜 角度,常用于建筑工地
和道路建设。
罗盘
用于确定方向,常用于 地质勘探和地下工程。
测距仪
《工程测量学》复习资料(第5-8章)

《工程测量学》复习资料第5章施工控制网的建立1、工程控制网按照其用途,可分为哪几类?依据工程控制网的用途,可将其分为:·测图控制网:在工程施工前勘测设计阶段建立,主要是为测绘地形图服务。
·施工(测量)控制网:为工程建筑物的施工放样提供控制,其点位、密度以及精度取决于建设的性质。
·变形监测网:在施工及运营期间,为监测建筑工程对象的变形状况而建立的控制网。
·安装(测量)控制网:通常是大型设备构件安装定位的依据,也是工程竣工后建筑物和设备变形观测及设备调整的依据。
2、施工控制网的特点。
①控制的范围较小,控制点的密度较大,精度要求较高;②使用频繁;③受施工干扰大;④控制网的坐标系与施工坐标系一致;⑤投影面与工程的平均高程面一致;⑥有时分两级布网,次级网可能比首级网的精度高。
3、控制测量中的投影带和投影面的选择,主要是解决什么问题?有哪些影响因素?控制测量中的投影带和投影面的选择,主要是解决长度变形问题。
这种变形主要由两种因素引起:(1)实测边长归算到参考椭球面上的变形影响(2)将参考椭球面上的边长归算到高斯投影面上的变形影响。
4、在工程控制测量时,根据施工所在的位置、施工范围及施工各阶段对投影误差的要求,可采用哪几种平面直角坐标系?(1)国家3°带高斯正形投影平面直角坐标系(2)抵偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系(如何计算选取?见例题)(3)任意带高斯正形投影平面直角坐标系(如何计算选取?见例题)(4)具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系(5)独立(假定)平面直角坐标6、不同平面坐标系统间的坐标转换公式。
7、工程控制网的基准,一、二、三维网的基准情况(约束网、最小约束网、无约束网、秩亏网)(1)工程控制网的基准就是通过网平差求解未知点坐标时所给出的已知数据,以对网的位置、长度和方向进行约束,使网平差时有唯一解。
(2)根据基准的情况,工程控制网的基准可分为:·约束网:具有多余的已知数据·最小约束网(经典自由网):只有必要的已知数据;·无约束网(自由网):无必要的已知数据;·秩亏网:少于最小约束条件(没有足够的必要已知数据)(3)一、二、三维网的基准情况·对于一维网(水准网或高程网):网中只有一个点的高程已知,为最小约束网;网中有两个以上点(含两个)的高程已知,则为约束网;网中没有一个点的高程是已知的,称自由网(无约束网)。
《控制网平差》课件

2 系统误差
由系统漏洞或仪器不精确 引起的固定误差,可以通 过校正来减小。
3 环境误差
由环境条件变化引起的误 差,如温度、气压和湿度 等,可以通过环境控制来 减小。
网平差的精度评定
精度评定是对网平差结果的准确性和可靠性进行评估和判断,以确定测量数 据是否符合预期的精度要求。
网平差的数学模型
观测方程
最小二乘平差算法
利用最小二乘法对测量数据进 行拟合,得到最可能的测量结 果。
控制网的建立方法
控制网的建立包括站点选取、控制点测量、数据处理和平差计算等步骤,以获得高精度的控制网。
将测量方程转化为观测方程, 以便进行最小二乘法求解。
误差方程
建立误差方程,描述测量数据 中存在的误差和其对测量结果 的影响。
法方程
根据观测方程和误差方程,建 立法方程,求解控制网的平差 结果。
网平差的常用算法
高斯-赛德尔算法
迭代求解法方程,逐步更新参 数估计值,直至满足收敛条件。
分层平差算法
将控制网划分为多个子网,分 别进行平差计算,最后合并得 到整体结果。
《控制网平差》PPT课件
控制网平差课件将带您深入了解控制网的基本原理、应用范围和数学模型, 以及与GNSS定位、数字高程模型和变形分析的关系。
什么是网平差?
网平差是一种测量方法,用于对控制网进行误差校正和精度评定,以确保测 量数据的准确性和可靠性。
网平差的应用范围
网平差被广泛应用于地理测量、地形测绘、工程测和地质勘探等领域,以提高测量数据的可靠性和准确性。
网平差的基本原理
误差校正
通过对测量数据中存在的误差进行校正,提高测量数据的准确性。
权重分配
根据测量数据的精度和可信度,为不同数据赋予不同权重,以提高数据处理结果的可靠性。
第五章 工程控制测量与定位测量

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测量学
临时性标志图
第5章
临时性标志
木桩 泥土地
大铁钉
沙石路、沥青、 砖石缝 水泥地、岩石
油漆不易剥落处
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凿刻 红油漆标志
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测量学
(5).绘制点位图 第5章
(5).绘制点位图
导线点的点之记
点 号 埋设日期 D5 1999年5月20日 桩 别 备 注 大铁钉
大
食品店 8.75m
xB 1536.86m y B 873.54m
前进方向
AB 236 4428
AB
D B 1 2
202 4708
3
167 21 56
4
C
17531 25
CD
xC 1429.02m yC 1283.17m
290 4054
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0933
(2) 坐标反算(由X、Y,求α、D, )
已知A( x A , y A )、B(x B , y B ) 求 DAB , AB 。
y AB AB arctan x AB yB y A arctan xB x A
xB xA
O A x
y AB
B
x AB AB D AB
yA
三.导线测量的内业计算
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测量学
第5章
三.导线测量的内 业计算
三.导线测量的内业计算
导线计算目的:计算各导线点的坐标。 要求:合理分配测量误差,评定导线测 量的精度。
1.坐标正反算
2.闭合导线的计算
3.附合导线的计算
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测量学
工程测量学(完整PPT课件)

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• 我国早在三千多年前的夏商时代的夏禹治 水描述:“陆行乘车,水行乘船,泥行乘 撬,山行乘撵(jú),左准绳,右规矩、 载四时,以开九州,通九道,陂九泽,度 九山。”这里所记录的就是当时的工程勘 测情景,准绳和规矩就是当时所用的测量 工具,准是可揆(kui)平的水准器,绳 是丈量距离的工具,规是画圆的器具,矩 则是一种可定平,可测长度、高度、深度 和画圆、画矩形的通用测量仪器。
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•
5)工程测量的仪器
• 经纬仪、水准仪、全站仪和GPS接收机是工程测量的通 用仪器。 • 专用仪器包括机械式、光电式及光机电(子)多传感器 集成式仪器或测量系统。 • 基维线测量或准直测量仪器:有正锤、倒锤及垂线观测 仪、引张线仪、各种激光准直仪、铅直仪(向下、向 上)、自准直仪以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 • 在距离测量仪器:中长距离、短距离和微距离测量。 ME5000、铟瓦线尺测距仪DISTINVAR、应变仪 DISTERMETER、双频激光干涉仪、CCD线列传感器测 量,距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级。
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• 3)施工放样技术和方法
• 放样(或称测设)。 • 点、线、面、体的放样。 • 方法:方向交会法、距离交会法、方向距离 交会法、极坐标法、坐标法、偏角法、偏距 法、投点法等。仪器:常规的光学、电子经 纬仪、水准仪、全站仪,GPS技术、专用的 测量仪器和工具。 • 施工放样一体化、自动化。
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工程建筑物的放样是工程测量的重要组成部分。
施工放样——把图纸上已设计好的各种工程建筑物、构筑物,按照设计的要求测设到相应的地面上,并设置各种标志,作为施工的依据,以衔接和指挥各工序的施工,保证建筑工程符合设计要求。
现代工业建设规模一般都很大,各种建(构)筑物种类繁多,分布很广,因而建筑场地的占地面积较大,有时可达到几平方公里,甚至几十平方公里。
工程测量的任务十分繁重。
工程施工中的测量工作与其他的一般测量工作不同,它要求与施工进度配合及时,满足施工的需要。
工业企业建筑物在施工之前都要在原有勘测控制网的基础上建立施工控制网,为工程建筑物的放样提供一个合理的测量控制基础,这样对工程建筑物的施工十分有利。
工程建筑物放样的程序,应遵守“由总体到局部”的原则,即首先在现场定出建筑物的轴线,然后再定出建筑物的各个部分。
采用这样一种放样的程序,可以免除因建筑物众多而引起放样工作的紊乱,并且能严格保持所放样各元素之间存在的几何关系。
例如,放样工业建筑物,则首先放出厂房主轴线,再确定机械设备轴线,然后根据机械设备轴线,确定设备安装的位置。
又如,放样大坝,则首先放出大坝的主轴线,然后再放样各坝段轴线,根据坝段轴线再放出坝段每层的形状、尺寸等。
工程建筑物主轴线放样的精度要求,主要根据:
建筑物的性质
与已有建筑物的关系
建筑区的地形情况(主要决定工程量的大小)
建筑区的地质情况(主要决定建筑物的稳固性)
例如,扩建的工业场地上建筑物的主轴线,要考虑与现有建筑物的联系,而大坝主轴线的放样,主要是考虑地形与地质情况。
当施工控制网仅用于放样建筑物的主要轴线位臵时,由于主要轴线位臵的放样精度要求并不太高(相对细部放样而言)。
例如,工业场地上厂房主轴线放样精度为2cm。
因此,对厂区施工控制网的精度要求也不太高。
但是,当施工控制网除了用于放样主轴线外,尚需直接用来放样辅助轴线和个别细部结构时,则对施工控制网的精度要求就大大提高。
例如,桥梁的施工控制网,除了用以精密测定桥梁长度外,还要用它来放样各个桥墩的位置,保证其上部结构的正确连接,因此其精度要求就比较高。
在施工阶段,测量工作的任务是直接为施工服务,测量工作的精度主要体现在相邻点位的相对位臵上。
对于各种不同的建筑物,或对于同一建筑物中各个不同的部分,这些精度要求并不一致,而且往往相差非常悬殊。
施工控制网精度的确定,应从保证各种建筑物放样的精度要求来考虑。
正确制定工程建筑物放样的精度要求,是一项极为重要的工作。
如果订得过宽,就可能造成质量事故;反之,若订得过严,则给放样工作带来不少困难,从而增加了放样工作量,延长了放样的时间,也就无法满足现代化高速度施工的需要。
建筑物放样时的精度要求,是根据建筑物竣工时对于设计尺寸的容许偏差(即建筑限差)来确定的。
建筑物竣工时的实际误差是由施工误差(包括构件制造误差、施工安装误差等)和测量放样误差所引起的,测量误差只是其中的一部分。
为了根据验收限差正确地制定建筑物放样的精度要求,除了测量知识之外,还必须具有一定的工程知识。
由于各种建筑物,或同一建筑物中各不同的建筑部分,对放样精度的要求是不同的。
因此,首先遇到的问题是根据哪一个精度要求来考虑控制网的精度。
在选择时,应该考虑到施工现场条件与施工程序和方法,分析这些建筑物是否必须直接从控制点进行放样。
对于某些建筑物元素,虽然它们之间相对位臵的精度要求很高,但在放样时,可以利用它们之间的几何联系直接进行,因而在考虑控制网的精度时,可以不考虑它们。
例如,水利工程中闸门槽位置的放样,其精度要求很高
(0.5mm),但它不是直接根据控制点进行,而是根据闸门主轴线来放样,所以在考虑控制网的精度时,就可以不考虑这一精度要求。
在确定了建筑物放样的精度要求以后,就可以用它作为起算数据来推算施工控制网的必要精度。
此时,要根据控制网的布设情况和放样工作的条件来考虑控制网误差与细部放样误差的比例关系。
以便合理地确定施工控制网的精度。
对于桥梁和水利枢纽地区,放样点位一般离控制点较远,放样不甚方便,因而放样误差较大。
同时考虑到放样工作要及时配合施工,经常在有施工干扰的情况下高速度进行,不大可能用增加测量次数的方法来提高精度。
而在建立施工控制网时,则有足够的时间和各种有利条件来提高控制网的精度。
因此在设计施工控制网时,应使控制点误差所引起的放样点位的误差,相当于施工放样的误差来说,小到可以忽略不计,以便为今后的放样工作创造有利条件。
——“忽略不计原则”
根据这个原则,对施工控制网的精度要求分析如下:设M 为放样后所得点位的总误差,m 1为控制点误差所引起的误差,m 2为放样过程中所产生的误差,则:
2221222
211m m m m m M +=+=设k m m 21=,则有:2211k m M +=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+≈22211k m
若令%52≤-M
m M ,可认为:2211k m M +=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+≈22211k m 2m M ≈则有:05.0212≤k
,即:10≥k 因此,在实际工作中通常把2213110
1m m m ≈=作为确定控制网的点位精度。
工业建筑场地上布设施工测量控制网时,若建筑限差为。
且确定施工误差与测量放样误差的比例为,细部放样误差与控制测量误差的比例也为,试推求施工测量控制网的必要精度。
∆1:21:2工程竣工后的实际中误差:
22
测施+=m m m ±m
m 31=测1:2:=测施m m 而测量放样中误差为:
1:2:=测施m m 22控放测+=m m m ±测控=m m 3
1m m 3
1=控∆61=
小结:
1、基本概念:施工放样、建筑限差;
2、控制网精度的确定方法,即理清:建筑限差、施工误差、测量放样误差、细部放样误差及控制测量误差之间的关系。
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