第五章_控制测量资料
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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。
大地测量学基础：第五章 大地测量技术-1-2-3
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求 ：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
惯性测量系统(INS)
惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间， 对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点 到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行 两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量 ，进而求出待定点的位置，它属于相对定位，其相对精度为 (1~2)·10-5，测定的平面位置中误差为±25cm左右。 优点：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽 车能否开动、飞机能否飞行。 缺点：相对测量，精度不高。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级 相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点 的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2
控制测量知识点总结
控制测量知识总结1 野外测量的基准面为大地水准面，基准线为与大地水准面相垂直的铅垂线；测量计算的基准面为参考椭球面，基准线为参考椭球面的法线。
由于地表起伏以及地层内部密度变化造成质量分布不均，所以大地水准面不能作为控制测量计算的基准面2 大地水准面——完全处于静止和平衡状态的海水面扩展并延伸到大陆下面，从而形成一个处处与铅垂线方向正交的包围整个地球的封闭曲面。
参考椭球——把形状和大小与大地体相近且两者之间相对位置确定的旋转椭球。
总地球椭球——和整个大地体最为接近，密合最好的参考椭球。
垂线偏差——由于大地水准面与椭球面不可能处处重合，两者之间的夹角。
大地水准面差距——大地水准面与椭球面在某一点上的高差。
3 大地坐标系——在椭球面上建立起来的一种表示地面点位的球面坐标系(B,L,H)空间大地直角坐标系——原点O与地球质心重合，Z轴与地球自转轴重合，X轴与地球赤道面和格林尼治平均子午面的郊县重合，Y与XZ轴正交（x.,y,z）4 高斯平面坐标系：L=6N-3 N为带号，L为中央子午线经度L=3n n为带号，L为中央子午线经度Y坐标的规定值与自然值关系Y=Nm+m+y5 常规的大地测量方法有：三角测量，精密导线测量，三边测量，边角同测等6 国家平面控制网的布设原则：分级布网，逐级控制；足够的精度；足够的密度；统一的规格7 水准面的不平行性：原因是地面上的重力加速度随纬度和物质的分布情况而变化影响：多值性；产生理论闭合差理论闭合差：在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差8 正常椭球——与地球质量相等且质量分布均匀的椭球正常重力加速度——正常椭球对其表面与外部点所产生的重力加速度（只与点位纬度有关）正常位水准面——相应的正常重力加速度等位面重力异常——地面点实测重力加速度与相应的正常重力加速度的差值重力位水准面——与实测重力加速度相应的重力等位面9 正高系统——以大地水准面为高程基准面得高程系统正高——点沿铅垂线至大地水准面的距离。
第五章 大地测量的基本技术与方法(1)
② 技术设计的内容和方法 [1] 搜集和分析资料 （1）测区内各种比例尺的地形图。 （2）已有的控制测量成果（包括全部有关技术文件、图表、手簿 等等）。 （3）有关测区的气象、地质等情况，以供建标、埋石、安排作业 时间等方面的参考。 （4）现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况。 （5）调查测区的行政区划、交通便利情况和物资供应情况。若在 少数民族地区，则应了解民族风俗、习惯。 对搜集到的上述资料进行分析，以确定网的布设形式，起始 数据如何获得，网的未来扩展等。 其次还应考虑网的坐标系投影带和投影面的选择。 此外还应考虑网的图形结构，旧有标志可否利用等问题。
上海港GPS扩展网网图
2 甚长基线干涉测量（VLBI） 甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端(相距几千公里)， 用射电望远镜，接收银河系或银河系以外的类星体发出的无线电辐 射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直接确定基线长度和方向 的一种空间技术。长度的相对精度可优于10-6，对测定射电源的空 间位置，可达0.001”，由于其定位的精度高，可在研究地球的极移 、地球自转速率的短周期变化、地球固体潮、大地板块运动的相对 速率和方向中得到广泛的应用。
（3）从安全生产方面考虑 点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的 距离。 图上设计的方法及主要步骤 图上设计宜在中比例尺地形图（根据测区大小，选用1：25 000～1 ：100 000地形图）上进行，其方法和步骤如下： a 展绘已知点； b 按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展； c 判断和检查点间的通视； d 估算控制网中各推算元素的精度； e 据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说明，并拟定作业 计划。
2. 大地控制网应有足够的精度。 国家三角网的精度，应能满足大比例尺测图的要求。在测图中 ，要求首级图根点相对于起算三角点的点位误差，在图上应不 超过±0.1mm，相对于地面点的点位误差则不超过 ±0.1Nmm(N 为测图比例尺分母)。 为使国家三角点的误差对图点的影响可以忽略不计，应使相邻国 家三角点的点位误差小于(1/3) ×0.1Nmm。
小区域控制测量
第五章小区域控制测量6.1 控制测量概述为了减少测量工作中的误差累计，应该遵循三个基本原则：“从整体到局部、由高级到低级、先控制后碎部”。
这几个基本原则说明我们的测量工作是首先建立控制网，进行控制测量，然后在控制网的基础上再进行施工测量、碎部测量等工作。
另外这几个基本原则还有一层含义：控制测量是先布设能控制一个大范围、大区域的高等级控制网，然后由高等级控制网逐级加密，直至最低等级的图根控制网，控制网的范围也会一级一级的减小。
如图，要测量图上的这块区域，可以现在测区的范围内选定一些对整体具有控制作用的点，称为控制点。
这些控制点组成了一个网状结构就称为控制网，为建立控制网所进行的测量工作就称为控制测量。
控制测量包括平面控制测量和高程控制测量，平面控制测量用来测定控制点的平面坐标，高程控制测量用来测定控制点的高程。
1.平面控制测量平面控制网主要包括GPS控制网、三角网和导线网。
GPS控制网是采用全球定位系统建立的。
三角网是指地面上一系列的点构成连续的三角形，这些三角形所形成的网状结构就是三角网。
导线的概念在前面就已经讲过了，将地面上一系列的控制点依次连接起来，所形成的折线就是导线。
由导线所构成的控制网就是导线网。
导线测量是本章中要重点讲述的内容。
2.高程控制测量高程控制网主要采用水准测量、三角高程测量的方法建立。
用水准测量方法建立的高程控制网称为水准网。
三角高程测量主要用于地形起伏较大、直接水准测量有困难的地区。
一、国家基本控制网在全国范围内建立的高程控制网和平面控制网，称为国家控制网。
它是全国各种比例尺测图的基本控制，也为研究地球的形状和大小（提供依据），了解地壳水平形变和垂直形变的大小及趋势，为地震预测提供形变信息等服务。
1.国家平面控制网我国的国家平面控制网是采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、三、四等方法建立起来的。
主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用精密导线测量法。
目前我国正采用GPS控制测量逐步取代三角测量。
第五章 测量技术基础
§5. 2 计量器具与测量方法
(3)分辨力—计量器具指示装置所能显示的最末一位数所代表的
量值。对于读数采用非标尺或非分度盘显示的量仪(如数字式量仪)，
无法用分度值的概念，而称分辨力。例如，国产JC19型数显式万能 工具显微镜的分辨力为0. 5μm。
(4)测量范围—在允许的误差限度内计量器具所能测出的被测量
的块数分别为91, 83, 46, 12, 10, 8, 6,5等。 选用量块时，应从消去所需尺寸最小尾数开始，逐一选取。
例如从83块量块中选取51. 995mm的量块组的过程，如图53所示。
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§5. 2 计量器具与测量方法
一、计量器具分类
计量器具是量具、量规、量仪和其他用于测量日的的测量装置的总称。
⑤光学机械式量仪光学计、测长仪、投影仪、干涉仪等; ⑥气动式量仪压力式、流量计式等;上一页 下一页源自§5. 2 计量器具与测量方法
⑦电动式量仪电接触式、电感式、电容式等;
⑧光电式量仪光电显微镜、光纤传感器、激光干涉仪等。 度量指标是选择和使用计量器具的重要依据，是表征测量仪器的
性能和功能的指标。基本度量指标主要有以下几项:
了将基准的量值传递到实体计量器具上，就需要有一个统一的量
值传递系统，即将米的定义长度一级一级地传递到生产中使用的 各种计量器具上，再用其测量工件尺寸，从而保证量值的准确一
致。我国长度量值传递系统由两个并行的传递系统组成，一个是
端面量具(量块)系统，一个是刻线量具(线纹尺)系统，如图5-1 所示。
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以上测量方法分类是从不同角度考虑的。对于一个具体的测量过
程，可能兼有几种测量方法的特征。
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第五章-小地区控制测量
第五章 小地区控制测量§5－1 概述在测量工作中，为限制测量误差的累积，保证必要的测量精度，必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。
为此，必须首先进行控制测量，然后以控制测量为基础展开碎部测量或测设工作。
例如:在测绘各种大比例尺地形图时，要进行必要精度的控制测量；在工程建设施工阶段，要进行一定精度的施工控制测量；在工程竣工后的运营阶段，为进行变形观测而作的专用控制测量。
选定测区内具有控制意义的点位，并使用一定的标志固定下来，精确地测定其位置，作为下一级测量的依据，这样的点称为控制点。
为确定控制点位置而进行的测量工作称为控制测量。
根据测量目的的不同，控制测量可分为平面控制测量和高程控制测量两类。
确定控制点平面位置(x ，y )的测量工作，称为平面控制测量；确定控制点高程(H )的测量工作，称为高程控制测量。
由控制点构成的几何图形,称为控制网。
控制网分为平面控制网和高程控制网两种。
一、平面控制测量平面控制网的布设，应因地制宜，既从当前需要出发，又适当考虑发展。
在大面积的测量中，平面控制网主要采用三角网、三边网和导线网的方法建立。
三角网是把控制点按三角形的形式连接起来，构成网状图形，如图5－1所示。
外业观测时，测定三角形的所有内角以及少量边，通过计算确定控制点间的相对平面位置。
三边网的网形结构和三角网相同，只是测定三角形的所有边长，各内角通过计算求得。
导线网是把控制点连成一系列折线构成的网状图形，外业工作中测定各边的边长和相邻边的夹角，计算它们的相对平面位置。
图5－1 图5－2一等三角锁二等三角网三、四等三角网在全国范围内建立的平面控制网，称为国家平面控制网。
由于国土幅员广阔，采取分等逐级加密布网的原则布设，既满足精度要求又合乎经济原则。
国家平面控制网按其精度的不同，分为四个等级，精度逐级降低，如图5－2所示。
一等精度最高，沿经纬线布设成纵横交叉的三角锁，边长为25km左右。
一等锁不仅作为国家平面控制网的骨架，还为研究地球的形状、大小和地壳形变提供科学资料。
工程测量管理制度
工程测量管理制度第一章总则第一条为规范和加强施工测量工作，达到高效、准确、顺利地完成本工程施工测量工作，根据《新建铁路工程测量规范》等规范，特制定本管理制度。
第二条测量工作是工程建设的一项基础性工作，是施工技术管理的重要组成部分，是保证工程质量、加快施工进度、提高经济效益的重要手段。
第三条工程测量的基本要求、现场交接桩由业主组织设计、施工、监理单位参加，现场交接桩完成后，形成现场交接桩工作纪要和交接记录，各方保存。
、设计单位现场移交的控制桩，除移交本标段的控制桩外，同时平面控制桩延伸至相邻标段不少于个控制桩，高程控制桩不少于个。
桩橛的保管由本标段负责。
、对交接桩持有异议的，应根据有关规定即时协商解决。
、测量部组织测量队对设计单位移交的测量成果进行复测，复测结果在《新建铁路工程测量规范》及相关标准允许的范围时，由测量队自行调整；超出允许范围时，汇报总工程师联系业主、设计单位进行复核调整并签认，否则不得作为施工依据。
、测量队在进行复测时，必须与相邻标段闭合，平面控制桩应覆盖相邻标段个，高程与相邻标段闭合。
、所有的控制测量均应在监理工程师在场的情况下进行。
、测量队复测工作完成后，应将完整的测量资料上报监理工程师，经监理工程师复核签认的复测资料上报上级相关部门。
、在施工过程中，测量人员要对设计院移交的桩橛妥善保管，必要时应设置保护设施，确保桩橛不受破坏。
测量队进行加密的控制桩要设置明显的标志，经常复核，检查其可靠性。
、测量队按照有关规范规定建立充分满足使用要求的平面和高程控制网。
、特大桥、大桥的平面和高程施工控制测量均按铁道部现行《新建铁路工程测量规范》办理。
、对于隧道的洞内控制导线，至少每三个月应进行一次洞内外联测。
、一个单项工程或一段路基工程完成后，应及时恢复线路中线桩(直线每100m及曲线五大桩)，并埋设固桩。
、所有的控制测量和施工放样测量必须进行换手测量。
对工程项目的关键测量科目必须实行彻底换手测量，一般测量科目应实行同级换手测量。
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附合导线
闭合导线
单结点导线 导线布置的一般形式
支导线
后方交会 前方交会
交会定点
3.各级GPS控制网布置形式
1)A级GPS网为国家平面控制网的基础
52 48 44
40
喀什
36
和田
32
28
24
20
中国全球定位系统A级网
乌鲁木齐
满洲里
哈尔滨 长春
库尔勒 且末
安西 格尔木
安多 拉萨
包头
西宁 西安
成都
北京 威海
一.导线的布置形 式
导线测量是平面控制测量中最常 用的方法。
闭合导线
导线点组成的图形为一系列折线 或闭合多边形。
附合导线
闭合导线和附合导线也称为单导
线，结点导线和两个环以上的导
线称为导线网。
2
B
1
单结点导线
A
支导线
二.导线测量的外业
二.导线测量的外 业
主要工作：
选点：在现场选定控制点位置，建立标志。 测距：测量各导线边（新边）的距离。 测角：观测导线各连接角、转折角。
113 112
105 109 103
108
101
107
106
110
111
102 104
二.高程控制测量
三.高程控制 测量
——建立高程控制网，测定各控制点的高程H。
2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。
2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，逐级控制(由 整体到局部，由高级到低级)。 地形测量时，布设图根水准(也称等外 水准)。
控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。
一、平面控制测量
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。
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，逐级控制 (由整体到局部，由高级到低级)。 小地区内布置一级、二级、三级和图 根控制。
布置形式： 三角锁、三角网(三边网、边角网)、 导线网、交会定点，等。
控制网分为平面控制网和高程控制网。
2．控制测量
测定控制点位置的工作，称为控制测量。
测定控制点平面位置（x、y）的工作，称为平
面控制测量。
测定控制点高程（H）的工作，称为高程控制测
量。
控制测量的概念
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
3.有关名词准测量)、卫星定位测量
小地区：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参数或高程参数的测量基准点。 控制网：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形或路线。
24 颗卫星分布在 6 个轨道上, 运行周期12小 时。
测定 3D 位置和钟差 必需有 4 颗星。
单点伪距位置精度 5 ~ 100 米。
静态相对定位，位置 精度几毫米。
GPS测量
GPS测量
#导线测量和 计算
第二节 导线测量的外业工作
一.导线的布置形式
二.导线测量外业（外业测量）
一.导线的布置形式
图7-3(a) 三角网或三边网
图7-3(b) 导线网
（2）卫星定位测量（见课本） （3）导线测量
导线点、导线边、导线的转折角、连接角
2.平面控制网的精度等级
根据现行标准《工程测量规范》—— 卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级； 导线及导线网依次为三、四等和一、二、三级； 三角形网依次为二、三、四等和一、二级。 主要技术要求见课本表图
2技术要求 ：课本P105 表5-4
四、GPD技术简
三、全球定位系统(GPS)
要
1.系统基本构成
三大部分：空间卫星座 地面监控 用户设备
用户设备
接收设备 接收卫星信号
空间卫星座
GPD图示
24颗卫星发射信号
卫星轨道、时间数据及
辅助资料信息
地面监控
中央控制系统 时间同步 跟踪卫星定位
三、全球定位系统(GPS)
掌握三步工作的方法与要求。
二.导线测量的外业工作 一.导线的布置形 式
（一）踏勘选点及建立标志
选点时应注意下列各点： 相邻导线点之间通视良好，便于角度和距离测量； 点位选于适于安置仪器、视野广宽和便于保存之处； 点位分布均匀，便于控制整个测区，进行细部测量。
图根控制测量：在上述基本控制测量的基础上进一步加 密，建立直接共测绘地形图使用的测站点而进行的控制 测量称为图根控制测量，由此得到的控制点称为图根控 制点（图根点）
在一、二级小三角或一、二、三级导线下,布置图根首制控级控制图根控 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。
第六章 小地 区控制测量
第五章 控制测量
学习要点
◆控制测量概述 ◆导线测量外业工作量 ◆导线测量的内业工作 ◆高程控制测量
#控制测量概 述
第一节.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 四、全球定位系统
一、控制测量的概念
1．控制网
在测区范围内选择若干有控制意义的点（称为控 制点），按一定的规律和要求构成网状几何图形， 称为控制网。
见：图7-1一等三角锁；图7-2二等全面 三角网；图7-3边角网和导线网；
各级GPS控制网
1.平面控制测量 的等级关系
1.常规(传统)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 城市导线
城市基本控制
三等 四等
二等 三等 四等
一级小三角 小地区首级控制 二级小三角
一级导线 二级导线 三级导线
上海 南京 武汉
贵阳
下关 昆明
厦门
广州 南宁
16 三亚
44
45
46
47
48
49
50
51
M L K J I H G F E 52
2.一等三角锁二等连 续网
3.各级GPS控制网布置形式
B、C级GPS网作为国家平面控制网的加密
或城市首级控制网
2.一等三角锁二等连 续网
116 118
114
119
120
117
图根控制
图根三角
图根导线
2.传统各级平面控制网布置形式
1)一等三角锁为国家平面控制网的基础
2.一等三角锁二等连 续网
图 7-1
2二等连续网充填一等三角锁成为国家平面控制网的骨干。
青藏高原导线
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：