武汉大学数字测图原理与方法全套课件第六章.ppt
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n控制测量概述控制测量概述n导线测量导线测量n交会测量交会测量n三角网测量三角网测量n高程控制测量高程控制测量n全全球球定定位位系系统统（GPS）在在控控制制测量中的应用测量中的应用第六章第六章控制测量控制测量ControlSurveynOverviewnTraversesurveynIntersectionnTriangulationnVerticalcontrolsurveynApplicationofGlobalPositioningSystem（GPS）incontrolsurvey6.1控控制制测测量量概概述述Overview由由于于任任何何一一种种测测量量工工作作都都会会产产生生误误差差，所所以以必必须须采采取取一一定定的的程程序序和和方方法法，即即遵遵循循一一定定的的测测量量实实施施原原则则，以以防防止止误误差差的的积积累累。
例例如如从从一一个个碎碎部部点点开开始始逐逐点点进进行行测测量量，最最后后虽虽然然也也能能得得到到欲欲测测点点的的坐坐标标，但但这这种种做做法法显显然然是是不不对对的的。
因因为为前前一一点点的的测测量量误误差差，必必然然会会传传递递到到下下一一点点，这这样样积积累累起起来来，最最后后有有可可能能达达到到不不可可容容许许的的程程度度。
因因此此，为为了了防防止止误误差差的的积积累累，提提高高测测量量精精度度，在在实实际际测测量量中中必必须须遵遵循循“从从整整体体到到局局部部，先先控控制制后后碎碎部部”的的测测量量实实施施原原则则，即即先先在在测测区区内内建建立立控控制制网网，以以控控制制网为基础，分别从各个控制点开始施测控制点附近的碎部点。
网为基础，分别从各个控制点开始施测控制点附近的碎部点。
在在测测量量工工作作中中，首首先先在在测测区区内内选选择择一一些些具具有有控控制制意意义义的的点点，组组成成一一定定的的几几何何图图形形，形形成成测测区区的的骨骨架架，用用相相对对精精确确的的测测量量手手段段和和计计算算方方法法，在在统统一一坐坐标标系系中中，确确定定这这些些点点的的平平面面坐坐标标和和高高程程，然然后后以以它它为为基基础础来来测测定定其其它它地地面面点点的的点点位位或或进进行行施施工工放放样样，或或其其它它测测量量工工作作。
其其中中，这这些些具具有有控控制制意意义义的的点点称称为为控控制制点点；由由控控制制点点组组成成的的几几何何图图形形称称为为控控制制网网；对对控控制制网网进进行行布布设设、观观测测、计计算算，确确定定控控制制点点位位置置的的工工作作称称为为控制测量。
控制测量。
通通过过控控制制测测量量可可以以确确定定地地球球的的形形状状和和大大小小；在在碎碎部部测测量量中中，专专门门为为地地形形测测图图而而布布设设的的控控制制网网称称为为图图根根控控制制网网，相相应应的的控控制制测测量量工工作作称称为为图图根根控控制制测测量量；专专门门为为工工程程施施工工而而布布设设的的控控制制网网称称之之为为施施工工控控制制网网，施施工工控控制制网网可可以以作作为为施施工工放放样样和和变变形形监监测测的的依依据据。
由由此此可可见见，控控制制测测量量起起到到控控制制全全局局和和限限制制误误差差积积累累的的作作用用，为为各各项项具具体体测量工作和科学研究提供依据。
测量工作和科学研究提供依据。
控控制制测测量量分分为为平平面面控控制制测测量量和和高高程程控控制制测测量量。
平平面面控控制制测测量量确确定定控控制制点点的的平平面面坐坐标标，高高程程控控制制测测量量确确定定控控制制点点的的高高程程。
在在传传统统测测量量工工作作中中，平平面面控控制制与与高高程程控控制制网网通通常常分分别别单单独独布布设设；目目前前，有有时时候候也也将将两两种种控控制制网网合合起来布设成三维控制网。
起来布设成三维控制网。
一、平面控制测量一、平面控制测量在在传传统统测测量量工工作作中中，平平面面控控制制通通常常采采用用三三角角网网测测量量、导导线线测测量量和和交交会会测测量量等等常常规规方方法法建建立立。
必必要要时时，还还要要进进行行天天文文测测量量。
目目前前，全全球球定定位位系系统统GPS（GlobalPositioningSystem）已成为建立平面控制网的主要方法。
已成为建立平面控制网的主要方法。
1三角网测量三角网测量三三角角网网测测量量是是在在地地面面上上选选定定一一系系列列的的控控制制点点，构构成成相相互互连连接接的的若若干干个个三三角角形形，组组成成各各种种网网（锁锁）状状图图形形；通通过过观观测测三三角角形形的的内内角角或或（和和）边边长长，再再根根据据已已知知控控制制点点的的坐坐标标、起起始始边边的的边边长长和和坐坐标标方方位位角角，经经解解算算三三角角形形和和坐坐标标方方位位角角推推算算可可得得到到三三角角形形各各边边的的边边长长和和坐坐标标方方位位角角，进进而而由由直直角角坐坐标标正正算算公公式式计计算算待待定定点点的的平平面面坐坐标标。
三三角角形形的的各各个个顶顶点点称称为为三三角角点点，各各三三角角形形连连成成网网状状的的称称为为三三角角网网（图图6-1），联联成成锁锁状状的的称称为为三三角角锁锁（图图6-2）。
按观测值的不同，三角网测量可分为三角测量、三边测量和边角测量。
按观测值的不同，三角网测量可分为三角测量、三边测量和边角测量。
2导线测量导线测量将将控控制制点点用用直直线线连连接接起起来来形形成成折折线线，称称为为导导线线，这这些些控控制制点点称称为为导导线线点点，点点间间的的折折线线边边称称为为导导线线边边，相相邻邻导导线线边边之之间间的的夹夹角角称称为为转转折折角角（又又称称导导线线折折角角，导导线线角角）。
另另外外，与与坐坐标标方方位位角角已已知知的的导导线线边边（称称为为定定向向边边）相相连连接接的的转转折折角角，称称为为连连接接角角（又又称称定定向向角角）。
通通过过观观测测导导线线边边的的边边长长和和转转折折角角，根根据据起起算算数数据据经经计计算算而而获获得得导导线线点点的的平平面面坐坐标标，即即为为导导线线测测量量。
导导线线测测量量布布设设简简单单、每每点点仅仅需需与与前前、后后两两点点通通视视，选选点点方方便便，特特别别是是在在隐隐蔽地区和建筑物多而通视困难的城市，应用起来方便灵活。
蔽地区和建筑物多而通视困难的城市，应用起来方便灵活。
3交会测量交会测量交交会会测测量量即即利利用用交交会会定定点点法法来来加加密密平平面面控控制制点点。
通通过过观观测测水水平平角角确确定定交交会会点点平平面面位位置置的的称称为为测测角角交交会会；通通过过测测边边确确定定交交会会点点平平面面位位置置的的称称为为测测边边交交会会；通通过过边边长长和和水水平平角角同同测测来来确确定定交交会会点点平平面面位位置置的的称称为为边边角角交会。
交会。
4天文测量天文测量天天文文测测量量是是在在地地面面点点上上架架设设仪仪器器，通通过过观观测测天天体体（如如恒恒星星、太太阳阳）并并记记录录观观测测瞬瞬间间的的时时刻刻，来来确确定定地地面面点点的的天天文文经经度度、天天文文纬纬度度和和该该点点至至相相邻邻点点的的方方位位角角。
天天文文经经度度的的观观测测结结果果，可可以以用用来来推推算算天天文文大大地地垂垂线线偏偏差差，用用于于将将地地面面上上的的观观测测值值归归算算到到天天文文椭椭球球面面上上。
由由天天文文经经度度、天天文文纬纬度度和和方方位位角角的的观观测测成成果果，可可以以推推算算大大地地方方位位角角，用用来来控控制制地地面面大大地地网网中中方位误差的积累。
方位误差的积累。
5GPS测量测量GPS测测量量是是以以分分布布在在空空中中的的多多个个GPS卫卫星星为为观观测测目目标标来来确确定定地地面面点点三三维维坐坐标标的的定定位位方方法法。
20世世纪纪80年年代代末末，全全球球卫卫星星定定位位系系统统（GPS）开开始始在在我我国国用用于于建建立立平平面面控控制制网网。
目目前前，GPS已已成成为为建建立立平平面面控控制制网网的的主主要要方方法法。
应应用用GPS定定位位技技术术建建立立的的控控制制网网称称为为GPS控控制制网网，按按其其精精度度分分为为A、B、C、D、E五五个个不不同同精精度度等等级级的的GPS控控制制网网。
在在全全国国范范围围内内，已已建建立立了了国国家家（GPS）A级级网网27个个点点、B级级网网818个个点点，国国家家（GPS）A级网的分布如图级网的分布如图6-4所示。
所示。
在在全全国国范范围围内内布布设设的的平平面面控控制制网网，称称为为国国家家平平面面控控制制网网，我我国国原原有有国国家家平平面面控控制制网网主主要要按按三三角角网网方方法法布布设设，分分为为四四个个等等级级，其其中中一一等等三三角角网网精精度度最最高高，二二、三三、四四等等精精度度逐逐级级降降低低。
一一等等三三角角网网由由沿沿经经线线、纬纬线线方方向向的的三三角角锁锁构构成成，并并在在锁锁段段交交叉叉处处测测定定起起始始边边，如如图图6-3所所示示，三三角角形形平平均均边边长长为为2025km。
一一等等三三角角网网不不仅仅作作为为低低等等级级平平面面控控制制网网的的基基础础，还还为为研研究究地地球球形形状状和和大大小小提提供供重重要要的的科科学学资资料料；二二等等三三角角网网布布设设在在一一等等三三角角锁锁所所围围成成的的范范围围内内，构构成成全全面面三三角角网网，平平均均边边长长为为13km。
二二等等三三角角网网是是扩扩展展低低等等平平面面控控制制网网的的基基础础；三三、四四等等三三角角网网的的布布设设采采用用插插网网和和插插点点的的方方法法，作作为为一一、二二等等三三角角网网的的进进一一步步加加密密，三三等等三三角角网网平平均均边边长长8km，四四等等三三角角网网平平均均边边长长26km。
四四等等三三角角点点每每点点控控制制面面积积约约为为1520km2，可可以以满满足足1:
10000和和1:
5000比比例尺地形测图需要。
例尺地形测图需要。
在在城城市市地地区区，为为满满足足1:
5001:
2000比比例例尺尺地地形形测测图图和和城城市市建建设设施施工工放放样样的的需需要要，应应进进一一步步布布设设城城市市平平面面控控制制网网。
城城市市平平面面控控制制网网在在国国家家控控制制网网的的控控制制下下布布设设，按按城城市市范范围围大大小小布布设设不不同同等等级级的的平平面面控控制制网网，分分为为二二、三三、四四等等三三角角网网或或三三、四四等等导导线线网网和和一一、二二级级小小三三角角网网或或一一、二二、三三级级导导线线网网。
城城市市三三角角测测量量和和导导线线测测量量的的主主要要技技术术指指标标见表见表6-1和表和表6-2。
在在小小于于10Km2的的范范围围内内建建立立的的控控制制网网，称称为为小小区区域域控控制制网网。
在在这这个个范范围围内内，水水准准面面可可视视为为水水平平面面，采采用用平平面面直直角角坐坐标标系系，计计算算控控制制点点的的坐坐标标，不不需需将将测测量量成成果果归归算算到到高高斯斯平平面面上上。
小小区区域域平平面面控控制制网网，应应尽尽可可能能与与国国家家控控制制网网或或城城市市控控制制网网联联测测，将将国国家家或或城城市市高高级级控控制制点点坐坐标标作作为为小小区区域域控控制制网网的的起起算算和和校校核核数数据据。
如如果果测测区区内内或或测测区区附附近近无无高高级级控控制制点点，或或联联测测较较为为困困难难，也也可可建建立立独独立立平面控制网。
平面控制网。
二、高程控制测量二、高程控制测量高高程程控控制制主主要要通通过过水水准准测测量量方方法法建建立立，而而在在地地形形起起伏伏大大、直直接接利利用用水水准准测测量量较较困困难难的的地地区区建建立立低低精精度度的的高高程程控控制制网网，以以及及图图根根高高程程控控制制网网，可可采采用三角高程测量方法建立。
用三角高程测量方法建立。
在在全全国国范范围围内内采采用用水水准准测测量量方方法法建建立立的的高高程程控控制制网网，称称为为国国家家水水准准网网
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