坐标计算(控制测量导线测量-小三角测量-交会定点-高程控制测量-全站仪)PPT课件

土木建筑 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院道路桥梁教研室第7章控制测量 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 提要:§7.1概述§7.2导线测量§7.3小三角测量§7.4交会定点§7.5高程控制测量§7.6全站仪土木建筑工程学院道路桥梁教研室（1）了解小三角测量、交会定点的方法。（2）熟悉全站仪的构造和使用。（3）掌握闭合、附合导线测量的内业计算，高程控制测量的方法。闭合、附合导线测量的内业计算，高程控制测量的方法小三角测量、交会定点的方法土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.1概述1、控制测量(controlsurvey)目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网(horizontalcontrolnetwork)和高程控制网(verticalcontrolnetwork)。控制测量误差的传播和积累。作为进行各种细部测量的基准。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、有关名词控制点(controlpoint)：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。控制网(controlnetwork)：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。小区域控制网(controlnetwork)：小于１０　ＫＭ２范围内建立的控制网。控制测量(controlsurvey)：为建立控制网所进行的测量工作。土木建筑工程学院道路桥梁教研室3、控制测量分类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。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按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量土木建筑工程学院道路桥梁教研室国家控制网 平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网(triangulationnetwork)组成。 高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网(levelingnetwork)组成。国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。土木建筑工程学院道路桥梁教研室图形1：国家一、二等平面控制网布置形式一等三角锁二等三角网土木建筑工程学院道路桥梁教研室小区域（1０km2以内）控制测量 小区域平面控制：国家城市控制点——首级控制——图根控制。 小区域高程控制： 国家或城市水准点——三、四等水准——图根点高程。土木建筑工程学院道路桥梁教研室７.2导线(traverse)测量7.2.1导线的布网形式一、定义及分类1．导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点）(traversepoint)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、铁路和水利)、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量。土木建筑工程学院道路桥梁教研室二、导线布设形式1．闭合导线(closedtraverse)多用于面积较宽阔的独立地区。2．附合导线(connectingtraverse)多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。3．支导线(opentraverse)支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。还有导线网，其多用于测区情况较复杂地区。土木建筑工程学院道路桥梁教研室图形：导线的布设形式土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.2.2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、测定方向土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室附合导线外业:已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。点1、2、3、4为新建导线点。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。附合导线图土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.2.3导线的内业计算——计算各导线点的坐标1、几个基本公式（1）坐标方位角(gridbearing)的推算注意：若计算出的方位角>360°，则减去360°；若为负值，则加上360°。或：土木建筑工程学院道路桥梁教研室例题:方位角的推算123459513065128122123012345已知：α12=300，各观测角β如图，求各边坐标方位角α23、α34、α45、α51。解：α23=α12-β2+1800=800α34=α23-β3+1800=1950α45=2470α51=3050α12=300（检查）土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）坐标正算公式已知A点的坐标，边长DAB和坐标方位角αAB，求B点的坐标。先计算坐标增量。见图有：得到，XB=XA+ΔXABYB=YA+ΔYAB土木建筑工程学院道路桥梁教研室（3）坐标反算公式已知A、B两点坐标来计算αAB、DABαAB的具体计算方法如下：土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）计算：（3）根据ΔXAB、ΔYAB的正负号判断αAB所在的象限。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、闭合导线平差计算步骤1)绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据。2)角度闭合差(angleclosingerror)的计算与调整。（1）计算角度闭合差：=测-理=测-(n-2)180土木建筑工程学院道路桥梁教研室（3）若在限差内，则平均分配原则，计算改正数：土木建筑工程学院道路桥梁教研室3)按新的角值，推算各边坐标方位角。土木建筑工程学院道路桥梁教研室4）按坐标正算公式，计算各边坐标增量。5）坐标增量闭合差(closingerrorincoordinationincrement)计算与调整土木建筑工程学院道路桥梁教研室（1）计算坐标增量闭合差： 导线全长相对闭合差(relativelengthclosingerroroftraverse): 导线全长闭合差:土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）分配坐标增量闭合差。若K<1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。土木建筑工程学院道路桥梁教研室6）坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。土木建筑工程学院道路桥梁教研室例题：闭合导线坐标计算 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 土木建筑工程学院道路桥梁教研室3、附合导线平差计算说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点:1、角度闭合差的分配与调整满足精度要求，将fβ反符号平均分配到各观测角上。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、坐标增量闭合差的计算土木建筑工程学院道路桥梁教研室例题：附合导线的计算(1)绘制计算草图,在表内填写已知数据和观测数据(2)角度闭合差的计算与调整(3)各边方向角的推算(4)坐标增量闭合差的计算与调整(5)推算各点坐标。土木建筑工程学院道路桥梁教研室图表：附合导线坐标计算表10630924土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.3小三角测量 小三角测量，是指在小范围内布设边长较短的三角网的测量。 它是平面控制测量主要方法之一。在观测所有三角形的内角及测量1～2条必要的边长之后，根据起始边的已知坐标方位角和起始点的坐标，即可求出所有三角点的坐标。 小三角测量的特点：主作要是测角工作，而测距工极少，甚至可以没有。它适用于山区或丘陵地区的平面控制。土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.3.1小三角网的形式三角锁中点多边形大地四边形线形锁土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.3.2小三角测量的外业 1、选点 (1)三角形应接近等边三角形，困难地区内角也不应大于120°或小于30°； (2)三角形的边长应符合规范的规定； (3)三角点应选在地势较高，视野开阔，便于测图和加密的地方，选在便于观测和便于保存点位的地方，相邻点间应通视良好； (4)基线应选在地势平坦而无障碍便于丈量的地方，使用测距仪时还应避开发热体和强电磁场的干扰。土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室 2．角度观测 观测一般采用方向观测法。 各级小三角角度观测的测回数、角度观测包括测角中误差在内的各项限差、三角形闭合差可参考表7．1有关技术规定。按下列菲列罗公式计算测角中误差，即土木建筑工程学院道路桥梁教研室 3．基线测量 基线是计算三角形边长的起算数据，要求保证必要的精度。 起始边应优先采用光电测距仪观测，观测所得斜距应加气象、加常数、乘常数等改正，然后换算成平距。 当用钢尺丈量基线时，应用钢尺作精密丈量的方法进行。钢尺应经过检定。丈量可用单尺进行往返丈量或双尺同向丈量。土木建筑工程学院道路桥梁教研室 4．起始边定向 与高级网联测的小三角网，可根据高级点的坐标，用坐标反算得出的高级点间的坐标方位角和所测的连接角，推算出起始边的坐标方位角。 对于独立的小三角网，可直接测定起始边的真方位角或磁方位角进行定向。土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.3.3小三角测量的内业计算 小三角测量的内业计算包括两项内容：观测角的近似平差和三角点的坐标计算。 近似平差的特点，就是将部分几何条件所产生的闭合差分别进行处理，使观测值之间的矛盾能得到较合理的解决。土木建筑工程学院道路桥梁教研室三角锁应满足的几何条件：图形条件：三角形内角之和应等于180°。基线条件：从一条基线开始经一系列三角形推算至另一基线应等于该基线的已知值。平差后再根据平差改正后的角度计算边长和坐标。土木建筑工程学院道路桥梁教研室内业计算的步骤 计算前应先检查角度观测值、各三角形的闭合差、基线的长度等是否超限。然后绘制略图，并进行编号。传距角传距角已知边推进边间隔边间隔角土木建筑工程学院道路桥梁教研室 1、角度闭合差的计算与调整——第一次角度改正土木建筑工程学院道路桥梁教研室 2．基线闭合差的计算与调整——第二次角度改正土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室令土木建筑工程学院道路桥梁教研室 3．边长与坐标的计算 根据基线BI的长度及平差后的角值，用正弦定理依次推算出三角形的边长。 计算三角点的坐标时，可把各三角点组成一闭合导线ACEFDBA。按闭合导线内业计算方法，依次计算出各点的坐标。土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.4交会定点 交会定点是加密控制点常用的方法，它可以采用在数个已知控制点上设站，分别向待定点观’测方向或距离，也可以在待定点上设站向数个已知控制点观测方向或距离，然后计算待定点的坐标。 交会定点方法有前方交会法、后方交会法和自由设站法等。土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.4.1前方交会 已知A、B两点的坐标(XA,YA)、(XB,YB)和水平角α、β。设未知点P的坐标为（XP,YP）。 为了提高精度，交会角γ最好在90°左右，一般不应小于30°或大于是120°。土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室 为检查观测和控制点坐标抄录是否有错误，衡量观测成果质量是否符合限差要求以及提高点位精度，一般要求前方交会法有三个已知控制点，观测四个水平角，分别在△ABP和△BCP中计算出P点两组坐标P′(Xp′,Yp′)和P″(Xp″,Yp″)。土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.4.2测边交会 已知A、B、C，测a，b，c土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室内容提要: 三、四等水准测量(levelingsurveying) 三角高程测量(trigonometricleveling)7.5高程控制测量土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.5.1三、四等水准测量(levelingsurveying)（一）适用：平坦地区的高程控制测量。（二）精度技术要求：土木建筑工程学院道路桥梁教研室表二：三、四等水准测量主要技术要求土木建筑工程学院道路桥梁教研室（三）作业方法1、每站观测程序（见图）后视(黑面)上丝读数，下丝读数，中丝读数前视(黑面)上丝读数，下丝读数，中丝读数前视(红面)中丝读数后视(红面)中丝读数（1）顺序：“后前前后（黑黑红红）”；一般一对尺子交替使用。（2）读数：黑面“三丝法”（上、下、中丝）读数，红面仅读中丝。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2、计算与记录格式（见表）（1）视距=100×|上丝-下丝|（2）前后视距差di=后视距-前视距di要求:Ⅲ等≤±3m,Ⅳ等≤±5m土木建筑工程学院道路桥梁教研室（3）视距差累积值∑di=前站的视距差累积值∑di-1+本站的前后视距差di∑di要求:Ⅲ等≤±6m,Ⅳ等≤±10m（4）黑红面读数差=黑面中丝+K-红面中丝。（K=4787mm或4687mm）要求:Ⅲ等≤±2mm,Ⅳ等≤±3mm（5）黑面高差h黑=黑面后视中丝-黑面前视中丝土木建筑工程学院道路桥梁教研室（6）红面高差h红=红面后视中丝-红面前视中丝（7）黑红面高差之差=h黑-（h红±0.100m）要求:Ⅲ等≤±3mm,Ⅳ等≤±5mm（8）高差中数=[h黑+（h红±0.100m）]/2（9）水准路线总长L=∑后视距+∑前视距土木建筑工程学院道路桥梁教研室图表：四等水准测量 记录表 体温记录表下载消防控制室值班记录表下载体温记录表 下载幼儿园关于防溺水的家访记录表绝缘阻值测试记录表下载 土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.5.2三角高程测量(trigonometricleveling)（一）适用于：地形起伏大的地区进行高程控制。实践证明，电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。三角高程测量是根据两点间的水平距离和竖直角计算两点的高差，再求出所求点的高程。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（二）原理三角高程测量是根据两点间的水平距离和竖直角计算两点的高差，再求出所求点的高程。土木建筑工程学院道路桥梁教研室注意：当两点距离较大（大于300m）时：1、加球气差改正数：2、可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影响。（三）观测与计算测竖直角、量仪器高、量觇标高（棱镜高）。其技术要求，见各种规范。土木建筑工程学院道路桥梁教研室三角高程测量的实施 (1)安置经纬仪于测站A上，量仪器高i和觇标高v，读数至0.5cm，量取两次的结果之差不超过lcm，取其平均值记入表。 (2)用经纬仪瞄准B点觇标顶端，观测竖直角2～3测回，前、后半测回之间的较差及各测回之间的较差如果不超过规范规定的限差，则取其平均值作为最后的结果。 (3)将经纬仪搬至B点，同法对A点进行观测。 (4)高差及高程的计算。可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影响。土木建筑工程学院道路桥梁教研室图形：电磁波三角高程测量记录表土木建筑工程学院道路桥梁教研室实验:闭合导线外业测量实验目的:使学生掌握闭合导线外业（测角、量边）的观测方法。仪器设备:每组J6光学经纬仪1台、测钎2个、钢尺1把、记录板1个。实验任务:每组完成一闭合导线的测角、量边的观测任务。说明:测导线转折角用测回法，量边用钢尺。土木建筑工程学院道路桥梁教研室7.6全站仪一、全站仪(totalstation)的发展土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室二、全站仪（totalstation）构造简介土木建筑工程学院道路桥梁教研室土木建筑工程学院道路桥梁教研室三、全站仪的功能介绍1．角度测量(angleobservation)（1）功能： 测水平角（horizontalangle） 竖直角(verticalangle)（2）方法：与经纬仪相同。若要测出水平角∠AOB，则：土木建筑工程学院道路桥梁教研室 当精度要求不高时——只需半测回：瞄准A点——置零（0SET）——瞄准B点，记下水平度盘HR的大小。（现场演示）土木建筑工程学院道路桥梁教研室 当精度要求高时：——可用测回法步骤同用经纬仪操作，配置度盘时，可以用“置盘”（HSET）提问：测回法操作步骤？请一位同学上台演示。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2．距离测量(distancemeasuring)PSM、PPM设置——测距、坐标、放样前。1）棱镜常数（PSM）的设置。一般：PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产棱镜）2）大气改正数（PPM）（乘常数）设置。输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（1）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）（2）方法：照准棱镜点，按MEAS。S=cΔt/2土木建筑工程学院道路桥梁教研室3．坐标测量(coordinatemeasuring)（1）功能：测出目标点的(X,Y,H)（2）原理1)平面坐标（X，Y）测量原理土木建筑工程学院道路桥梁教研室2）高程（Z）测量原理土木建筑工程学院道路桥梁教研室（3）方法 1)输入测站X，Y，H，仪器高i，棱镜高t。 2)瞄准后视点，将水平度盘读数设置为测站至后视点的坐标方位角。 3)瞄准目标棱镜点，按MEAS（测量）键。后视点测站点待测量点土木建筑工程学院道路桥梁教研室4、点位放样(Layout)（1）功能：根据 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的待放样点P及已知点的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度。土木建筑工程学院道路桥梁教研室（2）原理1）先在待放样点的大致位置立棱镜对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标。土木建筑工程学院道路桥梁教研室2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值。距离差值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和横向差值ΔY。XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHR土木建筑工程学院道路桥梁教研室3）根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY，逐渐找到放样点的位置。XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHRdHR=0000’00”dHD=0m土木建筑工程学院道路桥梁教研室5．程序测量（1）数据采集（2）坐标放样（3）对边测量、悬高测量、面积测量、导线测量、后方交会等。（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）。土木建筑工程学院道路桥梁教研室