土木工程测量_第6章_控制测量.docx

第6章控制测量

内容提示：本章主要介绍了控制测量的原理及方法。重点讲述了导线测量、小三角测量原理及其计算方法；三角高程测量、全站仪及GPS测量原理及方法。

6.1概述

测量的基本工作是确定地物和地貌特征点的位置，即确定空间点的三维坐标。这样的工作若从一个起点开始，逐步依据前一个点来测定后一点的位置，会将前一个点的误差带到后一个点上。这种测量方法会导致误差逐步积累，并将达到惊人的程度。所以，为了保证所测点的位置精度，减少误差积累，测量工作必须遵循“从整体到局部”、“先整体后碎步”的组织原则，即先在测区内测定少数控制点，建立统一的平面和高程系统。由这些控制点互相联系形成的网络，称为控制网。根据控制网的精度不同，可以分为基本控制网和图根控制网；后者在前者的基础上补充加密而来，精度比前者低。基本控制网按其作用又分为平面控制网和高程控制网，二者所用测量仪器和测量方法完全不同，布点方案也有不同要求。专门测设平面控制网的工作称为平面控制测量，专门测设高程控制网的工作称为高程控制测量。因此，控制测量分为平面控制测量和高程控制测量两种。

控制测量的主要工作内容是：①依据控制点的用途和作用在测区内布设控制网；②进行外业测量；③内业计算出待定点的平面坐标和高程，并对测量成果进行精度评定。

6.1.1平面控制测量

平面控制测量是确定控制点的平面位置。建立平面控制网的常规方法有三角测量和导线测量。如图6.1所示，A、B、C、D、E、F组成互相邻接的三角形，观测所有三角形的内角，并至少测量其中一条边长作为起算边，通过计算就可以获得它们之间的相对位置。这种三角形的顶点称为三角点，构成的网形称为三角网，进行这种测量成为三角测量。有如图6.2所示控制点1、2、3…用折线连接起来，测量各边的长度和各转折角，通过计算同样可以获得它们之间的相对位置。这种控制点称为导线点，进行这种控制测量称为导线测量。

平面控制网除了经典的三角测量和导线测量外，还有卫星大地测量。目前常用的是GPS卫星定位。如图6.3所示，在A、B、C、D控制点上，同时接收GPS卫星S1、S2、S3、S4…发射的无线电信号，从而确定地面点位，称为GPS测量。

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图6.1三角网图6.2导线网

图6.3GPS网

国家平面控制网，是在全国范围内建立的控制网。逐级控制，分为一、二、三、四等三角测量。它是全国各种比例尺测图和工程建设的基本控制，也为空间科学技术和军事需求提供精确的点位坐标、距离、方位资料，并为研究地球大小和形状、地震预报等提供重要资料。

为满足大比例尺地形测量，建立了城市控制网，作为城市规划、施工放样的测量依据。城市平面控制网可分为二、三、四等三角网或一、二、三级导线。然后再布设图根小三角网或图根导线。按1985年《城市测量规范》，其技术要求列于表6-1和表6-2。

随着科学技术的发展和现代化测量仪器的出现，三角测量这一传统定位技术大部分已经被卫星定位技术所替代。1992年国家制定的《GPS控制测量规范》将GPS控制网分成A～E五级，见表6-3。其中A、B相当于国家一、二等三角点，C、D相当于城市三、四等。我国已于1992年在全国布设了覆盖全国的A级GPS网点27个，1996年完成了全国B级GPS网点730个，城市控制网也基本采用GPS定位技术。

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表6-1城市三角网及图根三角网的主要技术要求

等级

测角中误差

()

三角形最

大闭合差

()

平均边长

(km)

起始边相对中误差

最弱边相对中误差

测回数

DJ1

DJ2

DJ3

二等

±1.0

±3.5

9

1：30万

1：12万

12

三等

±1.8

±7.0

5

首级1：20万

1：8万

6

9

四等

±2.5

±9.0

2

首级1：12万

1：4.5万

4

6

一级

±5

±15

1

1：4万

1：2万

2

6

二级

±10

±60

0.5

1：2万

1：1万

1

2

图根

±20

±60

不大于测图最大视距