工程測(cè)量教學(xué)課件-第7章--小地區(qū)的控制測(cè)量08土建

1、第7章 小地區(qū)的控制測(cè)量,7.1 概述7.2 導(dǎo)線測(cè)量 （重點(diǎn)、難點(diǎn)）7.3 高程控制測(cè)量 （重點(diǎn)）7.4 全球定位系統(tǒng)的定位技術(shù)簡(jiǎn)介,,,,7-1 控制測(cè)量概述,一.控制測(cè)量的概念二.平面控制測(cè)量三.高程控制測(cè)量,一.控制測(cè)量的概念,1.目的與實(shí)質(zhì),?為測(cè)圖或工程建設(shè)提供平面和高程控制基礎(chǔ)；?作為各種細(xì)部測(cè)量的起算基準(zhǔn)；?控制誤差的累積。,2.控制測(cè)量分類,實(shí)質(zhì)：測(cè)定具有較高精度的平面坐標(biāo)和高程的點(diǎn)位控制點(diǎn)

2、,目 的,國(guó)家基本控制,城市控制網(wǎng),小地區(qū)控制網(wǎng),包括平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。,?圖根控制網(wǎng)：直接為測(cè)圖而建立的控制網(wǎng)。,3.有關(guān)名詞,?控制測(cè)量：為建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測(cè)量工作。,4.控制網(wǎng)布網(wǎng)原則,?整體控制、局部加密，高級(jí)控制、低級(jí)加密；? 要有足夠的精度；? 要有足夠的密度；? 要有統(tǒng)一的規(guī)格。,控制全局，限制誤差積累，起算依據(jù)。,?控制點(diǎn)：起控制作用的測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)。,?控制網(wǎng)：由一系列相互聯(lián)系的控制點(diǎn)構(gòu)成的幾何

3、圖形。,?圖根點(diǎn)： 圖根控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)。,作用,二.平面控制測(cè)量,——建立平面控制網(wǎng)，確定控制點(diǎn)平面位置的工作。,√等級(jí)關(guān)系：分一等、二等、三等、四等，前一等級(jí)作為以后各等的控制基準(zhǔn)；小地區(qū)內(nèi)布置一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和圖根控制。,√布置形式： 傳統(tǒng)方法是三角測(cè)量（包括三角鎖、三角網(wǎng)(三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng))和導(dǎo)線測(cè)量等。 此外，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)：GPS控制測(cè)量（逐步代替三角測(cè)量）。,國(guó)家平面控制網(wǎng),城市平面控制網(wǎng),小地區(qū)平面控制網(wǎng),1

4、、建立國(guó)家平面控制測(cè)量的意義,傳統(tǒng)方法（三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量)現(xiàn)代方法（GPS控制網(wǎng)）。,提供全國(guó)性的、統(tǒng)一的空間定位基準(zhǔn)；為全國(guó)各種比例尺測(cè)圖和工程建設(shè)提供基本控制；為空間科學(xué)技術(shù)和軍事提供精確的點(diǎn)位數(shù)據(jù)（坐標(biāo)、距離、方位資料）；為研究地球的形狀大小、地震預(yù)報(bào)等科學(xué)研究提供重要數(shù)據(jù)依據(jù)。,2、建立國(guó)家平面控制網(wǎng)的方法,3、國(guó)家平面控制網(wǎng)的分類,按精度分為一、二、三、四等，其中一、二等三角測(cè)量為基本控制，目前采用GPS控制網(wǎng)；三

5、、四等為加密控制。,,二等連續(xù)網(wǎng)充填一等三角鎖成為國(guó)家平面控制網(wǎng)的骨干。,,一等三角鎖為國(guó)家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ),一等三角鎖沿經(jīng)線和緯線布設(shè)成縱橫交叉的三角鎖系，鎖長(zhǎng)200～250公里，構(gòu)成許多鎖環(huán)。,二等有兩種布網(wǎng)形式，一是由縱橫交叉的兩條二等鎖將一等鎖環(huán)劃分成4個(gè)大致相等的部分，空白部分用二等補(bǔ)充網(wǎng)填充(稱縱橫鎖系布網(wǎng)方案)；另一種是在一等鎖環(huán)內(nèi)布設(shè)全面二等(稱全面布網(wǎng)方案)。二等基本鎖的邊長(zhǎng)為20～25公里，二等網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)為13公里

6、。,三、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng),三等、四等三角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng),根據(jù)測(cè)區(qū)的需要，在二 等三角網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加密，基本圖形如下：,,城市平面控制網(wǎng)：,測(cè)量是為大比例尺地形測(cè)量建立控制網(wǎng)，作為城市大比例尺測(cè)圖、城市規(guī)劃、城市地籍管理、市政工程建設(shè)、城市管理的依據(jù)。,等級(jí)：,城市控制網(wǎng)測(cè)量的技術(shù)要求,常規(guī)平面控制測(cè)量的主要技術(shù)要求,,小地區(qū)范圍：面積在15km²以內(nèi)。 為大比例尺測(cè)圖和工程建設(shè)而建立的 平面控制網(wǎng)。 一般采用小

7、三角網(wǎng)（一、二級(jí)）或相應(yīng)等級(jí)的導(dǎo)線網(wǎng)（一、二、三級(jí)）。,包括：首級(jí)控制網(wǎng)、圖根控制網(wǎng),不必考慮地球曲率對(duì)水平角和水平距離影響的范圍。,首級(jí)控制 圖根控制,在一、二級(jí)小三角或一、二、三級(jí)導(dǎo)線(測(cè)區(qū)的首級(jí) 控制)下,布置圖根控制網(wǎng)。圖根控制網(wǎng)的圖形與一、 二級(jí)小三角或一、二、三級(jí)導(dǎo)線的圖形基本相同，其 區(qū)別在于：圖根控制網(wǎng)的控制面積小，邊長(zhǎng)較短，精 度要求較低，平差方法采用簡(jiǎn)易平差。,圖根導(dǎo)線的技術(shù)要求,平坦開闊地區(qū)

8、的圖根點(diǎn)密度,三.高程控制測(cè)量,——建立高程控制網(wǎng)，測(cè)定各控制點(diǎn)的高程H。,▽主要方法：水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、電子全站儀高程測(cè)量。,▽等級(jí)關(guān)系：,國(guó)家高程控制網(wǎng)：一、二、三、四等，主要方法是精密水準(zhǔn)。城市高程控制網(wǎng)：二、三、四等，主要是水準(zhǔn)網(wǎng)，首級(jí)控制（閉合環(huán)）不能低于三等。小地區(qū)高程控制網(wǎng)：三、四等和圖根水準(zhǔn)(也稱等外水準(zhǔn)) 。,國(guó)家高程控制網(wǎng),城市水準(zhǔn)網(wǎng)主要技術(shù)要求,注：R為測(cè)段的長(zhǎng)度；L為附合路線的長(zhǎng)度，均以km為單位。,7

9、-2導(dǎo)線測(cè)量,7-2 導(dǎo)線測(cè)量（重難點(diǎn)）,一.導(dǎo)線測(cè)量概述二.導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)三.導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算,導(dǎo)線——測(cè)區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)連成直線而 構(gòu)成的連續(xù)折線。,導(dǎo)線邊,導(dǎo)線測(cè)量——在地面上按一定要求選定一 系列的點(diǎn)依相鄰次序連成折線， 并測(cè)量各線段的邊長(zhǎng)和轉(zhuǎn)折角， 再根據(jù)起始數(shù)

10、據(jù)確定各點(diǎn)平面位置 的測(cè)量方法。,主要用于帶狀地區(qū)、隱蔽地區(qū)、城建區(qū)、 地下工程、公路、鐵路等控制點(diǎn)的測(cè)量。,一、導(dǎo)線測(cè)量概述,附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、支導(dǎo)線。,導(dǎo)線的布設(shè)形式：,二.導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè),二.導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè),1.外業(yè)準(zhǔn)備工作2.踏勘選點(diǎn)（選點(diǎn)）3.導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量（測(cè)邊）4.導(dǎo)線角度測(cè)量（測(cè)角）5.導(dǎo)線連接測(cè)量（連測(cè)）,1.導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)的準(zhǔn)備工作,收集資料：測(cè)區(qū)舊地形圖、已知點(diǎn)(平面和程控制

11、 點(diǎn))資料、測(cè)量規(guī)范； 儀器工具：所用儀器(包括儀器的檢驗(yàn)和校正)、工 具、記錄手簿、材料。,2.踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志,(1).踏勘測(cè)區(qū) ◆實(shí)地了解測(cè)區(qū)地形； ◆了解已知點(diǎn)狀況。,(2).圖上(指原有舊圖)設(shè)計(jì)布網(wǎng)方案 ◆導(dǎo)線網(wǎng)形、等級(jí)； ◆導(dǎo)線邊長(zhǎng)、總長(zhǎng)、點(diǎn)位密度等符合規(guī)范要求。,1.踏勘選點(diǎn)及建立標(biāo)志,(3).實(shí)地選點(diǎn)(4).建立標(biāo)志,(3).實(shí)地選點(diǎn)：,(4

12、).建立標(biāo)志,永久性標(biāo)志,◆通視良好，便于測(cè)角；,◆地面平坦，便于量距(用測(cè)距儀不考慮)；,◆視野開闊，便于測(cè)圖(重要)；,◆點(diǎn)位穩(wěn)定，便于保存；,◆邊長(zhǎng)適當(dāng)，足夠密度；,◆便于安置儀器。,GPS技術(shù)測(cè)控制點(diǎn)不用太多考慮以上因素,臨時(shí)性標(biāo)志,臨時(shí)性標(biāo)志圖,一些導(dǎo)線點(diǎn)的表示方法,(5).繪制點(diǎn)之記 ?在現(xiàn)場(chǎng)找出明顯標(biāo)志，便于以后尋找或確定點(diǎn)位。 ?用紅油漆標(biāo)示，并寫點(diǎn)號(hào)與距離尺寸。 ?畫出平面示意圖，作為控制點(diǎn)資料。,(5).

13、繪制點(diǎn)位圖,導(dǎo)線點(diǎn)的點(diǎn)位圖,導(dǎo)線點(diǎn)的點(diǎn)之記,2.導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量 ——測(cè)定導(dǎo)線各邊長(zhǎng)(往返丈量)。,精度要求：符合規(guī)范規(guī)定。,2.導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量,例：圖根導(dǎo)線,3.導(dǎo)線角度測(cè)量 ——觀測(cè)導(dǎo)線各轉(zhuǎn)折角、連接角。,DJ6一個(gè)測(cè)回(圖根導(dǎo)線)。,全部測(cè)左角，或全部測(cè)右角；閉合導(dǎo)線測(cè)內(nèi)角。,4.導(dǎo)線連接測(cè)量 —導(dǎo)線定向（包括連接角和連接邊測(cè)量）,,,,,,,,2.附合導(dǎo)線圖,附合導(dǎo)線,?已知數(shù)據(jù)：?AB,XB,YB；?CD,XC,YC

14、。,?AB、CD為已知邊，點(diǎn)1、2、3、4為新建導(dǎo)線點(diǎn)。,?觀測(cè)數(shù)據(jù)：連接角?B 、?C ； 導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角?1, ?2, ?3 ,?4 ； 導(dǎo)線各邊長(zhǎng)DB1，D12，……，D4C。,閉合導(dǎo)線,已知數(shù)據(jù)：?AB，XB，YB,觀測(cè)數(shù)據(jù)：連接角?B； 導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角?0，?1，……,?5； 導(dǎo)線各邊長(zhǎng)DB1，D12，

15、……，D51。,1.閉合導(dǎo)線,閉合導(dǎo)線圖,A、B為已知點(diǎn)，1、2、3、4、5為新建導(dǎo)線點(diǎn)。,支導(dǎo)線,3.支導(dǎo)線圖,?觀測(cè)數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角?B, ?1 邊長(zhǎng)DB1，D12,三.導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算,三.導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算,1.附合導(dǎo)線的計(jì)算2.閉合導(dǎo)線的計(jì)算3.支導(dǎo)線計(jì)算4.無定向附合導(dǎo)線的特點(diǎn),導(dǎo)線計(jì)算目的：計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。要求：合理分配測(cè)量誤差，評(píng)定導(dǎo)線測(cè)量的精度。,,思路：,①由水平角觀測(cè)值β，計(jì)算方位

16、角α；②由方位角α、邊長(zhǎng)D，計(jì)算坐標(biāo) 增量ΔX 、 ΔY；③由坐標(biāo)增量ΔX 、 ΔY，計(jì)算X、Y。,（計(jì)算前認(rèn)真檢查外業(yè)記錄，滿足規(guī)范 限差要求后，才能進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算）,,1、坐標(biāo)計(jì)算公式：,（1） 坐標(biāo)正算（由α、D，求 X、Y）,已知A（ ）， ， 求B點(diǎn)坐標(biāo) 。,,,,,注：計(jì)算出的 αAB ，應(yīng)根據(jù)ΔX 、 ΔY的正負(fù)， 判斷其所在的象限

17、。,（2） 坐標(biāo)反算（由X、Y，求α、D， ）,已知A（ ）、B（ ）,求 。,,2、附合導(dǎo)線的計(jì)算,如圖，A、B、C、D是已知點(diǎn)，起始邊的方位角 和終止邊的方位角 為已知。外業(yè)觀測(cè)資料為導(dǎo)線邊距離和各轉(zhuǎn)折角。,,,+）,（1）計(jì)算角度閉合差：,如圖：以右轉(zhuǎn)折角為例 計(jì)算 。,一般公式：,同理：以左角計(jì)算,即：,（各級(jí)導(dǎo)線的限差見規(guī)范）,檢核：,

18、（2）閉合差分配（計(jì)算角度改正數(shù)）：,式中：n —包括連接角在內(nèi)的導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角數(shù),（3）計(jì)算改正后的角度β改：,計(jì)算檢核條件：,（4）推算各邊的坐標(biāo)方位角α： （用改正后的β改）,計(jì)算出的 ， 否則，需重算。,（5）計(jì)算坐標(biāo)增量ΔX、ΔY：,（6）計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差：,由于 的存在，使導(dǎo)線不能和CD連接，存在導(dǎo)線全長(zhǎng)閉合差 ：,導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差：,（7）分配閉合差 ：

19、,檢核條件：,（8）計(jì)算改正后的坐標(biāo)增量：,檢核條件：,（9）計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)值：,依次計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)，最后推算出的終點(diǎn)C的坐標(biāo)，應(yīng)和C點(diǎn)已知坐標(biāo)相同。,,205 36 48,290 40 54,202 47 08,167 21 56,175 31 25,214 09 33,1256 07 44,-13,-13,-13,-13,-13,-12,-77,205 36 35,290 40 42,202 46 55,167 21 43,1

20、75 31 12,214 09 20,1256 06 25,236 44 28,,211 07 53,100 27 11,77 40 16,90 18 33,94 47 21,60 38 01,,125.36,98.71,114.63,116.44,156.25,641.44,-107.31,-17.92,+30.88,-0.63,-13.05,-108.03,-64.81,+97.12,+141.29,+116.44,+155.70,

21、+445.74,-107.27,-17.89,+30.91,-0.59,-13.00,-64.83,+97.10,+141.27,+116.42,+155.67,+445.63,1536.86,837.54,,,1429.59,772.71,1411.70,869.81,1442.61,1011.08,1442.02,1127.50,1429.02,1283.17,-107.84,,,,,,-0.02,-0.02,-0.02,-0.02

22、,-0.03,+0.05,+0.04,+0.03,+0.03,+0.04,3.閉合導(dǎo)線的計(jì)算,閉合導(dǎo)線的計(jì)算步驟與附合導(dǎo)線基本相同，需要強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)：,(1)角度閉合差的計(jì)算,n邊形閉合導(dǎo)線內(nèi)角和的理論值應(yīng)為：,（2）坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算,根據(jù)閉合導(dǎo)線本身的特點(diǎn)：,理論上,實(shí)際上,,,,,輔助計(jì)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,點(diǎn)號(hào),觀測(cè)角（右角） °´",改正數(shù)

23、 ?,改正角 °´",1,2,3,4,坐標(biāo)方位角 α,距離 D m,點(diǎn)號(hào),1,2,3,4,增量計(jì)算值,改正后增量,坐標(biāo)值,Δx m,Δy m,Δx m,Δy m,xm,ym,,,,,,,1,2,1,2,閉 合 導(dǎo) 線 坐 標(biāo) 計(jì) 算 表,107 48 30,89 36 30,89 33 50,53 18 43,125 30 00,73 00 20,+

24、13,+13,+12,+12,+50,359 59 10,107 48 43,73 00 32,89 34 02,89 36 43,360 00 00,125 30 00,,306 19 15,215 53 17,105.22,80.18,129.34,78.16,392.90,-61.10,+47.90,+76.61,-63.32,+85.66,+64.30,-104.21,-45.82,+0.09,-0.07,+64.32,+47.

25、88,+76.58,-104.19,-45.81,-63.34,-61.12,+85.68,0.00,0.00,585.68,545.81,563.34,438.88,650.00,486.76,500.00,500.00,500.00,500.00,,,+0.02,-0.02,+0.02,-0.02,-0.02,-0.03,+0.02,+0.01,(1)繪制計(jì)算草圖，在表內(nèi)填寫已知數(shù)據(jù)和觀測(cè)數(shù)據(jù)；(2)角度閉合差的計(jì)算與調(diào)整；(3

26、)各邊方向角的推算；(4)計(jì)算坐標(biāo)增量；(5)坐標(biāo)增量閉合差的計(jì)算與調(diào)整；(6)推算各點(diǎn)坐標(biāo)。,小結(jié),導(dǎo)線計(jì)算的步驟：,4.支導(dǎo)線計(jì)算,?已知數(shù)據(jù)：?AB,XB,YB,?A、B為已知邊，點(diǎn)1、2為新建支導(dǎo)線點(diǎn)。,支導(dǎo)線沒有多余觀測(cè)值,因此不會(huì)產(chǎn)生閉合差,從而 無須進(jìn)行任何改正。,3.支導(dǎo)線計(jì)算,由于支導(dǎo)線沒有多余觀測(cè)值,因此沒有檢核條件，無 法檢驗(yàn)觀測(cè)值的差錯(cuò)，施測(cè)與計(jì)算時(shí)必須十分小心。,?觀測(cè)數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)折角?B, ?1 ；

27、邊長(zhǎng)SB1，S12。,支導(dǎo)線的計(jì)算步驟,(1).推算各邊方向角,?前=?后+?(左)-180°,?支導(dǎo)線的計(jì)算步驟,7.3 高程控制測(cè)量,用于國(guó)家高程控制網(wǎng)的加密，地區(qū)的首級(jí)高程控制，工程施工測(cè)量和變形測(cè)量的基本控制。從一二等國(guó)家高程控制點(diǎn)引測(cè)。三四等水準(zhǔn)測(cè)量的要求：（1）使用雙面尺（2）視線長(zhǎng)度和讀數(shù)誤差要求：,7.3.1 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量,水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)要求,（每次讀數(shù)前要精平）,二、三四等水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)方法,

28、1.采用雙面尺法作測(cè)站檢核2.每站觀測(cè)次序： 后視(黑面) 下絲讀數(shù)，上絲讀數(shù)，中絲讀數(shù) 前視(黑面) 下絲讀數(shù)，上絲讀數(shù)，中絲讀數(shù) 前視(紅面) 中絲讀數(shù) 后視(紅面) 中絲讀數(shù),三四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)和記錄方法,記入（1）（2）（3）,記入（4）（5）（6）,記入（7）,記入（8）,測(cè)站計(jì)算和檢核,①視距計(jì)算 前、后視距

29、差：三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過3m，四等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過5m。 前、后視距累積差：三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過6m，四等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過10m。,②同一水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)的檢核 同一水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)之差，應(yīng)等于該尺紅、黑面的常數(shù)差K(4.687或4.787)， 三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過2mm，四等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過3mm。,③計(jì)算黑面、紅面的高差 三等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過3mm，四等水準(zhǔn)測(cè)量，不得超過

30、5mm。式內(nèi)0.100為單、雙號(hào)兩根水準(zhǔn)尺紅面零點(diǎn)注記之差，以米(m)為單位。,④計(jì)算平均高差 ：以黑面為主，紅面±100，末位平均。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,測(cè)站編號(hào),點(diǎn)號(hào),后尺,前尺,下絲,上絲,下絲,上絲,后視距,前視距,視距差d(m),Σd(m),方向及尺號(hào),水準(zhǔn)尺讀數(shù) （ m）,黑面,紅面,K+黑-紅,平均高差（m）,備注,K為尺常數(shù)：K5=4.787K6=4.

31、687,三、四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄（雙面尺法）,（1）,（4）,（2）,（5）,（9）,（10）,（11）,（12）,后,前,后-前,（3）,（6）,（8）,（7）,（15）,（16）,（14）,（13）,（17）,（18）,1,2,BM.1-TP.1,TP.1-TP.2,1.536,0.947,58.9,+0.1,1.954,1.373,58.1,-0.2,1.030,0.442,58.8,+0.1,1.276,0.694,58.3,-0.

32、1,后5,前6,后-前,后6,前5,后-前,1.242,0.736,+0.506,6.030,5.422,+0.608,1.664,0.985,+0.679,6.350,5.773,+0.577,-1,+1,-2,+0.5070,+1,-1,+2,+0.6780,每頁校核：,Σ（9）=117.0— Σ（10）=117.1,,=-0.1=2站（12）,Σ [（3）+（8）] =15.286— Σ [（6）+（7）] = 12.

33、916,,=+2.37,Σ[（15）+（16）] = +2.37,Σ（18）= +1.185 2Σ（18）= +2.37,總視距Σ（9）+ Σ （10）] = 234.1m,水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)處理步驟：,測(cè)站的檢核高差計(jì)算的檢查水準(zhǔn)路線的檢核,計(jì)算并分配高差閉合差r,高差閉合差按每一測(cè)段的測(cè)站數(shù)或路線長(zhǎng)成比例分配。,計(jì)算各未知高程點(diǎn)的高程,由已知高程點(diǎn)開始，用改正后的高差逐點(diǎn)推算出各點(diǎn)的高程。,對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢查,

34、7.3.2 三角高程測(cè)量,三角高程測(cè)量原理：根據(jù)兩點(diǎn)的水平距離和豎直角計(jì)算兩點(diǎn)的高差。,A、B兩點(diǎn)間的高差：,若用測(cè)距儀測(cè)得斜距：,直覘 A-B、反覘 B-A ——對(duì)向觀測(cè),當(dāng)兩點(diǎn)距離大于300m時(shí)，應(yīng)考慮地球曲率和大氣折光對(duì)高差的影響。 三角高程測(cè)量，一般應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)（雙向觀測(cè)），它可消除地球曲率和大氣折光的影響。,兩差改正,考慮地球曲率及大氣折光的影響，則有：,對(duì)向觀測(cè)取平均值可抵消兩差的影響。,三角高程測(cè)量的計(jì)算,按

35、公式計(jì)算出兩點(diǎn)間的平均高差后，若是單向觀測(cè)，則加兩差改正，繪制三角高程路線圖，平差與水準(zhǔn)測(cè)量相同。,對(duì)向觀測(cè)的高差較差的限差：,路線的高差閉合差：,7.4 全球定位系統(tǒng)的定位技術(shù)簡(jiǎn)介,一、GPS概述,二、GPS定位原理簡(jiǎn)介,三、GPS在測(cè)量中的應(yīng)用,一、GPS概述,（一）GPS及其背景它的全稱是衛(wèi)星授時(shí)測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)/全球定位系統(tǒng)（NAVSTAR/GPS；Navigation System timing And Ranging/G

36、lobal Positioning System）GPS是美國(guó)軍方研制的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (1)全球通用，24小時(shí)可以定位，測(cè)速和授時(shí) (2)確保美國(guó)軍事安全，服務(wù)于全球戰(zhàn)略 (3)導(dǎo)航精度可達(dá)10—20m (4)1994年3月28日建成，取代其它導(dǎo)航系統(tǒng),注：NNSS(第一代)是美國(guó)于1964年建成的海軍導(dǎo)航系統(tǒng),,,,GPS用于軍事,飛行高度 9,840 英尺/ 3,000米

37、,,,,,（二）GPS的特點(diǎn)全球性，全天候，高精度，保密性,GPS測(cè)量與經(jīng)典測(cè)量方法的對(duì)比：,不需要相互通視觀測(cè)作業(yè)不受天氣條件的影響網(wǎng)的質(zhì)量與點(diǎn)位的分布情況無關(guān)能達(dá)到大地測(cè)量所需要的精度水平白天和夜間均可作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著,,（三）GPS 的系統(tǒng)組成,空間部分24顆GPS衛(wèi)星組成,用戶部分 GPS接收機(jī),控制部分 1個(gè)主控站 5個(gè)監(jiān)控站 3個(gè)注入站,,,注入站,,,監(jiān)控站,,,,,,,,,,

38、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,主控站,,,,,,,,空間星座部分： 提供星歷和時(shí)間信息 發(fā)射偽距和載波信號(hào) 提供其它輔助信息,地面控制部分： 中心控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步 跟蹤衛(wèi)星進(jìn)行定軌,用戶部分： 接收衛(wèi)星信號(hào) 記錄處理數(shù)據(jù) 提供導(dǎo)航定位信息,GPS 空間星座部分,,,24顆衛(wèi)星(21+3)6個(gè)軌道平面55º軌道

39、傾角20200km軌道高度(地面高度)11小時(shí)58分(恒星時(shí))軌道周期5個(gè)多小時(shí)出現(xiàn)在地平線以上(每顆星)在全球各處能觀測(cè)到高度角>15°的衛(wèi)星 4 顆以上,GPS衛(wèi)星,,（目前軌道上實(shí)際運(yùn)行的衛(wèi)星個(gè)數(shù)已經(jīng)超過了32顆）,GPS 地面監(jiān)控部分,GSP地面控制站,一個(gè)主控站：科羅拉多?斯必靈司三個(gè)注入站：阿松森(Ascencion)—大西洋 迭哥?伽西亞(Diego Garcia)—印

40、度洋 卡瓦加蘭(kwajalein)—太平洋五個(gè)監(jiān)測(cè)站 = 1個(gè)主控站+3個(gè)注入站+夏威夷(Hawaii),,GPS 用戶部分,,（四）GPS的功能導(dǎo)航 ?？諏?dǎo)航、車輛引行、導(dǎo)彈制導(dǎo)等測(cè)速 其精度可達(dá)0.1m/s測(cè)時(shí)與授時(shí) 其精度可達(dá)340ns（1納秒=10-9秒）定位,二、GPS定位原理,,,（一） GPS 坐 標(biāo) 系,WGS-84坐標(biāo)系World Geodetic Syste

41、m-1984坐標(biāo)是GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，GPS發(fā)布的星歷參數(shù)都是基于此坐標(biāo)系的。 WGS-84的橢球參數(shù)：a=6378137m, 1/f=298.2572.1954北京坐標(biāo)系(C54) 克拉索夫斯基橢球參數(shù)： a=6378245m, 1/f=298.33.1980西安坐標(biāo)系(C80) IUGG1975橢球參數(shù)： a=6378140m, 1/f=298.257,,,,,,X軸=0經(jīng)度X軸

42、在赤道平面內(nèi),Y軸=東經(jīng)90度Y軸在赤道平面內(nèi),,地心坐標(biāo)為（0，0，0）,Z軸=旋轉(zhuǎn)軸（極軸—BIH1984.0）,地球質(zhì)心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)（空間直角坐標(biāo)系）,,,依定位時(shí)的狀態(tài)動(dòng)態(tài)定位靜態(tài)定位依定位模式絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）相對(duì)定位差分定位,依定位采用的觀測(cè)值偽距測(cè)量（偽距定位）載波相位測(cè)量依時(shí)效實(shí)時(shí)定位事后定位,（二）GPS測(cè)量定位的分類,,(三) 單點(diǎn)定位結(jié)果的獲取,單點(diǎn)定位解可以理解為一個(gè)測(cè)邊后方

43、交會(huì)問題衛(wèi)星充當(dāng)軌道上運(yùn)動(dòng)的控制點(diǎn)，觀測(cè)值為測(cè)站至衛(wèi)星的偽距(由時(shí)間延遲計(jì)算得到)由于接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星鐘存在同步誤差，所以要同步觀測(cè)4顆衛(wèi)星，解算四個(gè)未知參數(shù)：緯度? , 經(jīng)度? , 大地高程 h , 鐘差 ?t,偽距單點(diǎn)定位原理,,,,,,三、GPS在測(cè)量中的應(yīng)用,GPS靜態(tài)定位主要用于建立各級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)為：定位精度高，其基線的相對(duì)精度非常高選點(diǎn)靈活、不需要造標(biāo)、費(fèi)用低全天候作業(yè)觀測(cè)時(shí)間短觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

44、自動(dòng)化,(一) GPS用于大地測(cè)量GPS靜態(tài)定位的主要應(yīng)用領(lǐng)域,（二）GPS技術(shù)在其它工程測(cè)量中的應(yīng)用,建立精密工程控制網(wǎng)用于道路施工放樣建立工程或滑坡變形自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立超長(zhǎng)隧道的施工控制網(wǎng)海洋測(cè)量與水下地形測(cè)量,香港青馬大橋GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng),GPS技術(shù)的其他應(yīng)用領(lǐng)域,車輛自導(dǎo)航 車船管理調(diào)度：在出租車行業(yè)、長(zhǎng)途運(yùn)輸業(yè)、租車服務(wù)業(yè)等將能夠?qū)囕v進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理。在擁擠的停車場(chǎng)、火車調(diào)度場(chǎng)能夠準(zhǔn)確地確定車輛的位置，有效

45、地調(diào)動(dòng)車輛。,郵遞服務(wù)：對(duì)重要的貨物、包裹與信函等進(jìn)行跟蹤、引導(dǎo)與保護(hù)。對(duì)貨場(chǎng)物品入庫與出庫的調(diào)度能有效地確定貨物的存放地點(diǎn)，提高出貨效率，增加管理手段、避免積壓。,民航運(yùn)輸：使飛機(jī)著陸時(shí)駕駛員通過儀表操作對(duì)準(zhǔn)跑道。,漁業(yè)生產(chǎn)：GPS能滿足漁獵對(duì)定位的要求。同時(shí)能為捕魚船隊(duì)在法律上避免發(fā)生捕魚邊界的糾紛，提高在經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的作業(yè)效率。,公路水路維護(hù)：能準(zhǔn)確地引導(dǎo)維護(hù)人員調(diào)查需維護(hù)的交通設(shè)施。,火警、警察、救護(hù)的應(yīng)急調(diào)遣：

46、提高緊急事件處理部門對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)、犯罪現(xiàn)場(chǎng)、交通事故現(xiàn)場(chǎng)、交通堵塞等緊急事件的響應(yīng)效率。,E－911：美國(guó)通訊委員會(huì)（FCC）要求將所有的移動(dòng)電話安裝無線電定位裝置，以便用戶在通過移動(dòng)電話向911請(qǐng)求幫助時(shí)可找到用戶位置，實(shí)現(xiàn)快速援助。GPS將是滿足FCC要求的一種精確、成本低廉的方式。,搜索與求援：將更加有效地對(duì)在人跡罕至、條件惡劣的航海、登山探險(xiǎn)、滑雪、沙漠作業(yè)中失蹤的人員進(jìn)行求援搜索。,道路支持：車在路上壞了時(shí)，將提高救

47、援車輛找到你的效率。,突發(fā)事件臨戰(zhàn)狀態(tài)準(zhǔn)備： 在洪水發(fā)生時(shí)，需要快速地為救災(zāi)工作做好準(zhǔn)備，如繪制洪水邊界圖、排洪國(guó)界圖、排洪通道、防洪大堤的調(diào)查。,在徒步旅行、野營(yíng)、打獵時(shí)人們會(huì)發(fā)現(xiàn)GPS要比USGS（美國(guó)國(guó)家地圖中心）的地圖更方便應(yīng)用。在航船時(shí)能準(zhǔn)確地繞過沙洲巖石等障礙區(qū)，釣魚者能夠準(zhǔn)確地找到魚窩、平靜的水灣等。,滿足人們?cè)谫Y源勘探、遙感探測(cè)、勘探地形、森林實(shí)地自然資源調(diào)查、動(dòng)物跟蹤、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、海洋生物調(diào)查、社會(huì)調(diào)查、防止動(dòng)