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控制测量实习指导书

《控制测量学》综合实习指导书

河南城建学院测绘与城市空间信息系

2010-5-15

《控制测量学》实习指导书

根据测绘工程专业教学计划安排，在完成控制测量学课堂教学和课堂实习任务后，必须进行为期4周左右时间的技术设计和野外综合性教学实习或生产实习。

这次实习与课堂实习相比，时间更加集中、内容更加广泛、程序更加系统，它完全从控制测量生产实际出发，加深对书本知识的进一步理解、掌握与综合应用，是培养学生理论联系实际、独立工作能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织管理能力等方面的重要教学环节，也是一次具体的、生动的、全面的技术实践活动。

在传授知识、开发智力、综合素质培养方面，具有更加重要的意义。

控制测量学综合性教学实习能使每个学生熟悉控制测量外业与内业作业的全过程，掌握根据测量规范，利用各种手段和技术进行等级控制网的布设、数据采集与数据处理的基本方法与技能。

一、实习目的

野外教学实习是在课内学完了控制测量学的理论和方法后，模拟或结合实际生产任务所进行的一次综合性实践。

通过3周左右时间的实习，应达到以下目的：

1．巩固课堂教学知识，加深对控制测量学基本理论的理解，能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一，提高学生分析问题、解决问题的能力，从而对控制测量学的基本内容得到一次实际的应用，使所学知识进一步巩固、深化。

2．对学生进行控制测量野外作业的基本技能训练，提高动手能力和独立工作能力。

通过实习，熟悉并掌握四等控制测量的作业程序及施测方法；

3．对野外观测成果的整理、检查和计算。

掌握用测量平差理论处理控制测量成果的基本技能。

4．通过完成控制测量实际任务的锻炼，提高学生独立从事测绘工作的计划、组织与管理能力，培养学生良好的专业品质和职业道德，达到综合素质培养的教学目的。

二、实习组织

为便于实习和平行作业，实习队分为若干个实习小组（一般5—6人），各组设组长1人，协助指导教师负责组织本小组的各项实习、仪器的借用与保管、资料的收集与整理等各项具体工作，并处理好与其它实习小组的协调工作。

全部实习由指导教师统一指挥，各班班干部及各组组长应积极配合教师做好本班、本组的各项工作。

三、仪器设备与工具

每组借用LeikaTS-06（Set500、nts660）、全站仪（包括脚架）一台、棱镜（包括脚架和基座）二个、DJ2精密光学经纬仪一台，DS1、DS3型水准仪（带脚架）一台、精密水准尺一幅、尺垫二只、30—50m卷尺（或皮尺）一把、测伞一把、记录板一块、工具包一只、自备水准尺扶杆四只、铅笔、小刀等文具用品。

四、实习内容与要求

实习技术指标及作业限差主要按精密导线测量规范、国家水准测量规范、国家三角测量规范，同时也参照《工程测量规范》和《城市测量规范》的技术要求执行。

每个实习小组在3周时间内，须完成一项四等以上高程控制测量任务和一项四等以上的平面控制测量的任务。

1．实习内容

1．平面控制测量，可以布设城市一级导线，；四等三角网，三边网或边角网；

2．高程控制测量，可以布设四等水准测量，或四等三角高程测量；

3．控制测量数据处理；

4．实习报告的编写。

2．实习要求：

1）实习学生应事先预习指导书和教材中的有关章节，务必掌握实习的内容、要求、方法、步骤和注意事项，以保证按时完成实习任务，并准备好需要的表格和文具，对不了解实习内容者取消实习资格。

2）实习学生必须遵守实习纪律，不得擅自改变老师指定的实习地点和应完成的实习任务

四、实习步骤及作业要求

1．踏勘、设计、选点、造标、埋石

（1）全队以班为单位由指导教师带领踏勘测区，了解测区情况及任务，领会建网的目的和意义；

（2）在教师指导下进行图上设计及分组分区进行实地选点，每人做一个点的点之记。

如果是在教学实习基地进行实习，由于控制网已经建好，以上两步可合并为曲教师向学生介绍测区情况及设计方案，并带领学生到测区进行踏勘、图上设计、实地选点的示范及演习，学生仍应每人做一个点的点之记；

（3）分组进行造标埋石，若在已建好的控制网上进行，改为全队在教师指导下在一个点上进行造标埋石的操作演示；

（4）分组进行水准路线选线，确定三角高程起始点联测方案。

本次实习选择导线点（或三角点）作为水准测量的水准点。

2．高程控制测量

2.1一般规定

1．测区高程系统，宜采用1985国家高程基准。

联测有困难时，可采用假定高程。

2．高程测量采用水准测量。

在进行水准测量确有困难的山岭地带以及沼泽、水网地区，四、五等水准测量可用光电测距三角高程测量。

2.2各级公路及构造物的水准测量等级应按表1选定

工程水准测量等级表1

测量项目

等级

水准路线最大长度

（km）

4000m以上特长隧道、2000m以上特大桥

三等

50

高速公路、一级公路、1000～2000m特大桥、2000～4000m长隧道

四等

16

二级及二级以下公路、1000m以下桥梁、

2000m以下隧道

五等

10

2.3水准测量的精度应符合表2的规定

2.4水准点的布设

水准路线应沿公路路线布设，水准点宜设于公路中心线两侧50～300m范围之内。

水准点间距宜为1～1.5km；山岭重丘区可根据需要适当加密；大桥、隧道口及其它大型构造物两端，应增设水准点。

水准测量的精度表2

等级

每公里高差中数误差

（mm）

往返较差、附合或环线闭合差

（mm）

检测已测测段

高差之差（mm）

偶然中误差

M△

全中误差

MW

平原微丘区

山岭重丘区

三等

±3

±6

或

四等

±5

±10

或

注：

计算往返较差时，L为水准点间的路线长度（km）；计算附合或环线闭合差时，L为附合或环线的路线长度（km）。

n为测站数。

Li为检测测段长度（km）。

2.5水准观测

1．水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：

1）水准仪视准轴与水准管轴的夹角i，在作业开始的第一周内应每天测定一次，i角稳定后可每隔15天测定一次，其值不得大于20″。

2）水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于线条式因瓦标尺不应大于0.10mm，对于区格式木质标尺不应大于0.5mm。

2．导线点高程测量及跨河水准测量的光电测距仪和经纬仪的检验，还须进行下列检验：

1）垂直度盘测微器行差不得大于2.0″。

2）一测回垂直角观测中误差不得大于3.0″。

3．水准测量的观测方法应符合表3的规定。

水准测量的观测方法表3

等级

仪器类型

水准尺类型

观测方法

观测方法

三等

DS1

因瓦

光学观测法

往

后-前-前-后

DS3

双面

中丝读数法

往返

后-前-前-后

四等

DS3

双面

中丝读数法

往返、往

后-后-前-前

4．水准测量的技术要求应符合表4的规定。

水准测量的技术要求表4

等级

水准仪

的型号

视线长

度（m）

前后视

较差

（m）

前后视

累积差（m）

视线离地面最低高度（m）

红黑面

读数差（mm）

黑红面

高差较差（mm）

三等

DS1

100

3

6

0.3

1.0

1.5

DS3

75

2.0

3.0

四等

DS3

100

5

10

0.2

3.0

5.0

五等

DS3

100

大致相等

—

—

—

—

2.6观测结果的重测和取舍

1．观测结果超限必须进行重测。

2．测站观测限差超限必须立即重测，否则从水准点或间隙点起重测。

3．测段往返测高差较差超限必须重测，重测后应选用往返合格的成果。

如重测结果与原测结果分别比较，较差均不超过限差时，取三次结果的平均值。

4．每条水准路线按测段往返测高差较差，或附合路线的环线闭合差在计算高差中误差M△或高差中数的全中误差MW超限时，应先对路线上闭合差较大的测段进行重测。

M△和MW按式

（1）和式

（2）计算：

（1）

（2）

式中：

△——测段往返高差不符值（mm）；

R——测段长（km）；

n——测段数；

W——水准路线经过各项修正后的环线闭合差（mm）；

N——水准环数；

F——水准环线周长（km）。

2.7光电测距三角高程

1．光电测距三角高程测量应采用高一级的水准测量联测一定数量的控制点，作为三角高程测量的起闭依据。

2．光电测距三角高程测量，视距长度不得大于1km，垂直角不得超过15°。

高程导线的最大长度不应超过相应等级水准路线的最大长度。

3．光电测距三角高程测量的技术要求应符合表5的规定。

光电测距三角高程测量的技术要求表5

等级

仪器

测距边

测回数

垂直角测回数

指标差

较差

（″）

垂直角

较差

（″）

对向观测

高差较差

（mm）

附合或环

线闭合差

（mm）

四等

DJ2

往返各1

—

3

≤7

≤7

五等

DJ2

1

1

2

≤10

≤10

注：

D为光电测距边长度。

4．对向观测宜在较短时间内进行，计算时应考虑地球曲率和大地折光差的影响。

5．仪器高度、反射镜高度或觇牌高度，应在观测前后量测。

对于四等测量应采用量杆量测，其取值精确至1mm，当较差不大于2mm时，取平均值；五等取值精确至1mm，当较差不大于4mm时，取平均值。

6．内业计算时，垂直角度的取值应精确至0.1″，高程的取值应精确至1mm。

3平面控制测量

3.1一般规定

1.平面控制网的建立，可采用全球定位系统（GPS）测量、三角测量、三边测量和导线测量等方法。

平面控制测量的等级，当采用三角测量、三边测量时依次为二、三、四等和一、二级小三角；当采用导线测量时依次为三、四等和一、二、三级导线。

2.工程平面控制测量等级的确定，应符合表6的规定。

平面控制测量等级表6

等级

公路路线控制测量

桥梁桥位控制测量

隧道洞外控制测量

二等三角

—

＞5000m特大桥

＞6000m特长隧道

三等三角、导线

—

2000～5000m特大桥

4000～6000m特长隧道

四等三角、导线

—

1000～2000m特大桥

2000～4000m特长隧道

一级小三角、导线

高速公路、一级公路

500～1000m特大桥

1000～2000m中长隧道

二级小三角、导线

二级及二级以下公路

＜500m大中桥

＜1000m隧道

三级导线

三级及三级以下公路

—

—

3.平面控制网坐标系的确定，宜满足测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km。

根据测区所处地理位置和平均高程，可按下列方法选择坐标系：

1）当投影长度变形值不大于2.5cm/km时，采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系。

2）特殊情况下，当投影长度变形值大于2.5cm/km时，可采用：

①投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3°带平面直角坐标系统。

②投影于1954年北京坐标系或1980西安坐标系椭球面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系。

3）投影于抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系。

4）二级和二级以下的公路、独立桥梁、隧道等，可采用假定坐标系。

4.大型构造物控制网与国家或路线控制网进行联系且其等级高于国家或路线控制网时，应保持其本身的精度。

5.采用GPS测量平面控制网时，应符合《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ066）的规定。

3.2三角测量的主要技术要求

三角测量的技术要求应符合表7的规定。

三角测量的技术要求表7

等级

平均

边长

（km）

测角

中误差

（″）

起始边

边长相对

中误差

最弱边

边长相对

中误差

三角形

闭合差

（″）

测回数

DJ1

DJ2

DJ3

二等

3.0

±1.0

1/250000

1/120000

±3.5

12

—

—

三等

2.0

±1.8

1/150000

1/70000

±7.0

6

9

—

四等

1.0

±2.5

1/100000

1/40000

±9.0

4

6

—

一级小三角

0.5

±5.0

1/40000

1/20000

±15.0

—

3

4

二级小三角

0.3

±10.0

1/20000

1/10000

±30.0

—

1

3

3.3三边测量的主要技术要求

三边测量的技术要求应符合表8的规定。

三边测量的技术要求表8

等级

平均边长（km）

测距相对中误差

二等

3.0

1/250000

三等

2.0

1/150000

四等

1.0

1/100000

一级小三角

0.5

1/40000

二级小三角

0.3

1/20000

3.4导线测量的主要技术要求

1.导线测量的技术要求应符合表9的规定。

2.导线应尽量布设或直伸形状，相邻边长不宜相差过大。

3.当导线平均边长较短时，应控制导线边数。

当导线长度小于表9规定长度的1/3时，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm；如果点位中误差要求为20cm时，不应大于52cm。

3.5导线网的设计

1.平面控制点位置的选定应符合下列要求：

1）相邻点之间必须通视，点位能长期保存；

2）便于加密、扩展和寻找；

3）观测视线超越（或旁离）障碍物应在1.3m以上；

电磁波测距导线测量的技术要求表9

等级

附合导

线长度

（km）

平均边

长（m）

每边测

距中误

差（mm）

测角

中误差

（″）

导线全长相对闭合差

方位角

闭合差

（″）

测回数

DJ1

DJ2

DJ6

三等

15

3000

18

1.5

1/60000

±3.6

6

10

—

四等

10

1600

18

2.5

1/40000

±5

4

6

—

一级

3.6

300

15

5.0

1/14000

±10

—

2

4

二级

2.4

200

15

8.0

1/10000

±16

—

1

3

注：

表中n为测站数。

3.6水平角观测

1.水平角观测应采用不低于DJ6型的经纬仪。

使用前应进行下列检验：

1）照准部旋转轴正常，各位置气泡读数较差，DJ1型经纬仪不得超过两格；DJ2型不得超过一格。

2）光学测微器行差与隙动差，DJ1型经纬仪不得大于1″；DJ2型不得大于2″。

3）垂直微动螺旋使用时，视准轴在水平方向上不得产生偏移。

4）照准部旋转时，仪器底座位移所产生的系统误差，DJ1型经纬仪不得超过0.3″；DJ6型不得超过1.0″。

5）水平轴不垂直于垂直轴之差，DJ1型经纬仪不得超过10″；DJ2型不得超过15″；DJ6型不得超过20″。

6）光学对点器的对中误差不得大于1mm。

2.水平角方向观测的作业要求：

1）水平角观测方向数不多于3个时可不归零。

各测回应均匀地分配在度盘和测微器的不同位置上。

2）水平角方向观测应在通视良好、成像清晰稳定时进行。

全部测回宜在一个时间段内测完。

3）观测过程中，气泡中心位置偏离不得超过1格；气泡偏离接近1格时，应在测回间重新整置仪器。

4）在观测过程中，两倍照准差（2c）的绝对值，DJ1型经纬仪不得大于20″；DJ2型不得大于30″。

5）当方向总数超过6个时，可分两组观测，每组方向数应大致相等，且包括两个共同方向（其中一个为共同零方向）。

其共同方向之间的角值互差应不超过本等级测角中误差的两倍。

6）当观测方向多于3个，在观测过程中某些方向的目标不清晰时，可以先放弃，待清晰时补测。

一测回中放弃的方向数不得超过应观测方向数的1/3，放弃方向补测时，应在原基本测回测完后进行，可只联测零方向。

如全部基本测回测完，有的方向一直没有观测过，对这些方向的观测应按分组观测处理。

3.四等以上导线水平角观测

四等以上导线水平角观测，应在总测回以奇数测回和偶数测回分别观测导线前进方向的左角和右角。

左角平均值与右角平均值之和应等于360°，其误差值不应大于测角中误差的两倍，一级以下导线可只测右角。

4.水平角方向观测法限差

水平角方向观测法各项限差应符合表10的规定。

水平角方向观测法的各项限差表10

等级

经纬仪

型号

光学测微器两

次重合读数差

（″）

半测回归零差

一测回中两倍

照准差（2c）较差（″）

同一方向各

测回间较差

（″）

四等及以上

DJ1

1

6

9

6

DJ2

3

8

13

9

一级及以下

DJ2

—

12

18

12

DJ6

—

18

—

24

注：

当观测方向的垂直角超过±3°时，该方向的2c较差可按同一观测时间段内相邻测回进行比较。

5.水平角观测不符合表10要求时，应进行重测，并应遵守下列规定：

1）2c较差或同一方向各测回较差超限时，应重测超限方向，并联测零方向。

2）零方向的2c较差或下半测回的归零差超限时，该测回应重测。

3）若一测回中重测方向数超过本站方向数的1/3时，该测回应重测。

重测的测回数超过总测回数的1/3时，该站应重测。

4）因三角形闭合差、极条件、基线条件、方位角条件自由项等超限而重测时，应进行认真分析，择取测站整站重测。

6.水平角观测结束后，测角中误差应按下列公式计算：

1）三角网测角中误差

（4.1.6-1）

式中：

mβ——测角中误差（″）；

W——三角形闭合差（″）；

n——三角形的个数。

2）导线测角中误差

按方位角闭合差计算测角中误差：

（4.1.6-2）

式中：

fβ——附合导线或闭合导线环的方位角闭合差（″）；

n——计算fβ时的测站数；

N——附合导线或闭合导线环的个数。

按左、右角观测的导线测角中误差：

（4.1.6-3）

式中：

△——测站圆周角闭合差（″）；

n——三角形的个数。

3.7距离测量

1.光电测距仪按精度分级如表11

表11

测距仪精度等级

每公里测距中误差mD（mm）

I级

mD≤5

Ⅱ级

5＜mD≤10

Ⅲ级

10＜mD≤20

仪器的标称精度mD表达式为：

mD=±（A+BD）

式中：

mD——测距中误差（mm）；

A——标称精度中的固定误差（mm）；

B——标称精度中的比例误差系数（mm/km）；

D——测距长度（km）。

2.光电测距的技术要求，应符合表12的规定。

光电测距的技术要求表12

平面控制

网等级

测距仪

精度等级

观测次数

总测回数

一测回读数

较差（mm）

单程各测回

较差（mm）

往返较差

往

返

二、三等

Ⅰ

1

1

6

≤5

≤7

Ⅱ

8

≤10

≤15

四等

Ⅰ

1

1

4～6

≤5

≤7

Ⅱ

4～8

≤10

≤15

一级

Ⅱ

1

—

2

≤10

≤15

Ⅲ

4

≤20

≤30

二级

Ⅱ

1

—

1～2

≤10

≤15

Ⅲ

2

≤20

≤30

注：

测回是指照准目标一次，读数2～4次的过程。

4成果的记录、整理和计算

1．观测工作结束后，应及时整理和检查外业观测手簿。

确认观测成果全部符合本规范规定后，方可进行计算。

2．一级以上的平面控制网的计算，应采用严密平差法。

二级以下平面控制网可采用近似平差法。

3．内业计算中数字取值精度应符合表13的规定。

内业计算数字取位表13

等级

观测方向值及各

项改正数（″）

边长观测值及各

项改正数（m）

边长与坐标

（m）

方位角

（″）

四等及以上

0.1

0.001

0.001

0.1

一级及以下

1

0.001

0.001

1

五．实习项目时间安排

控制测量学综合性教学实习共安排3周时间完成，具体时间分配参考表14执行。

控制测量综合性教学实习内容与时间安排表14

序号

教学实习内容

时间分配

1

准备工作

实习动员、仪器工具的借用、仪器检校

1天

2

控制网的布设

选择合理的控制网方案，完成实地踏勘、选点与埋石，做点之记。

1天

3

精密导线测量

水平角外业观测

2天

测距

1天

4

精密水准测量

二等水准测量的观测和记录

1天

5

三等水准测量

2天

6

水准路线外业观测成果的验算和成果表的编算

1天

7

三角高程测量

四等三角高程测量的观测、记录

2天

8

数据处理、成果整理

整理外业观测数据资料；用平差软件，完成控制网的平差计算；各种资料成果的整理

2天

10

实习报告

书写实习报告，整理上交

1.5天

11

考核

包括仪器操作和笔试两种形式

0.5天

12

合计

15天

注：

规定时间仅供实习时参考，各组可根据实际情况在保证完成实习任务和仪器等条件允许的情况下灵活掌握。

六、上交资料

1．每个测量小组应上交的资料

（1）三角网略图、各点的点之记；

（2）全网各点的水平方向观测手簿和垂直角观测手簿（包括量高记录）；

（3）归心投影用纸和归心计算资料（包括近似边长计算）；

（4）全网的外业验算资料；

（5）水准测量观测手簿；

（6）高差和概略高程表；

（7）水准网略图；

（8）提交用全站仪观测的一套完整并合格的外业记录，包括电磁波测距手簿、水平角观测手簿、垂直角观测手簿；控制网边长的计算成果；闭合导线的计算成果。

（9）技术小结。

2．每人应提交

（1）三角网略图；

（2）归心投影用纸和归心计算资料（包括近似边长计算）；

（3）全网的外业验算资料；

（4）高差和概略高程表（含三角高程）；

（5）水准网略图；

（6）控制网边长计算成果；导线平差计算成果；

（7）按四等要求，完成某一控制网的概算，并上交全部概算资料；

（8）技术小结与报告。

七、注意事项

1．在实习期间各实习小组必须对仪器装备妥善保管，爱护使用，交接时按清单点数，签名负责。

2．每天出工前和收工后，组长负责清点仪器装备数量和检查仪器装备是否完好无损，如发