工程控制网的建立与平面坐标系的确定.pptx
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1、第五章第五章第五章第五章 .工程控制网的建立工程控制网的建立工程控制网的建立工程控制网的建立与平面坐标系的确定与平面坐标系的确定与平面坐标系的确定与平面坐标系的确定工程平面控制网的建立特点与工程平面控制网的建立特点与布设布设工程测量工程测量平面坐标系的确定平面坐标系的确定(补)城市坐标系(地方坐标系)实现步骤城市坐标系(地方坐标系)实现步骤上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容1、国家高程控制网的任务国家高程控制网的任务1)1)建立统一的高程控制网,为地形测图和各项建设提供必要的建立统一的高程控制网,为地形测图和各项建设提供必要的高程控制基础;高程控制基础;2)2)为地壳垂直运动、平均海面倾斜及
2、其变化和大地水准面形状为地壳垂直运动、平均海面倾斜及其变化和大地水准面形状等地球科学研究提供精确的高程数据。等地球科学研究提供精确的高程数据。2 2、国家高程控制网的布设原则、国家高程控制网的布设原则 从高到低、逐级控制;水准点满足一定的密度;从高到低、逐级控制;水准点满足一定的密度;水准测量达到足够的精度水准测量达到足够的精度;一等水准网应定期复测。;一等水准网应定期复测。3 3、国家水准点的密度、国家水准点的密度基岩水准标石(一等水准路线上),基岩水准标石(一等水准路线上),500 km;基本水准标石(一、二等水准路线上)基本水准标石(一、二等水准路线上)一般地一般地 区区40 km,经济
3、发达地区经济发达地区20-30 km;普通水准标石(各等级水准路线上),一般地普通水准标石(各等级水准路线上),一般地 区区4-8 km,经济发达地区经济发达地区2-4km上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容4、国家水准网的布设方案国家水准网的布设方案一等闭合环线周长,在平原和丘陵地区为一等闭合环线周长,在平原和丘陵地区为1 000 1 500km,一般山区为,一般山区为2 000km左右。左右。二等闭合环线周长,在平原地区为二等闭合环线周长,在平原地区为500750km,山区一般不超过山区一般不超过1 000km三、四等水准用于加密,根据高等级水准环的大小和实际需要布设,其三、四等水准用于加
4、密,根据高等级水准环的大小和实际需要布设,其中环线周长、附合路线长度和结点间路线长度,对于三等水准分别为中环线周长、附合路线长度和结点间路线长度,对于三等水准分别为200km、150km和和70km。5 5、水准路线上的重力测量水准路线上的重力测量高程大于高程大于4 000m4 000m或水准点间的平均高差为或水准点间的平均高差为150150250m250m的地区,一、二等水的地区,一、二等水准路线上准路线上每个水准点均应测定重力每个水准点均应测定重力。高差大于。高差大于250m250m的测段,在地面倾斜的测段,在地面倾斜变化处应加测重力。变化处应加测重力。高程在高程在1 5001 5004
5、000m4 000m或水准点间的平均高差为或水准点间的平均高差为5050150m150m的地区,一等水的地区,一等水准路线上准路线上重力点间平均距离应小于重力点间平均距离应小于11km11km;二等水准路线上应小于;二等水准路线上应小于23km23km。在我国西北、西南和东北边境等在我国西北、西南和东北边境等有较大重力异常有较大重力异常的地区,一等水准路线的地区,一等水准路线上上每个水准点均应测定重力每个水准点均应测定重力。由青岛水准原点至国家大地原点的一等水准路线上,应逐点测定重力。由青岛水准原点至国家大地原点的一等水准路线上,应逐点测定重力。上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容6、工程高程
6、测量控制网的布设、工程高程测量控制网的布设城市和工程中的城市和工程中的工程高程控制网可按水准测量(二、三、四工程高程控制网可按水准测量(二、三、四等)和三角高程测量(光电测距高程导线可代替三、四等水准)等)和三角高程测量(光电测距高程导线可代替三、四等水准)的方法来建立。的方法来建立。7 7、三角高程导线测量三角高程导线测量由水平距离单向观测竖直计算高差的基本公式:由水平距离单向观测竖直计算高差的基本公式:严密公式严密公式若采用平均高程面上的距离计算,则有若采用平均高程面上的距离计算,则有:h上一讲应掌握的内容上一讲应掌握的内容7 7、电磁波测距三角高程导线测量电磁波测距三角高程导线测量由对向
7、垂直角和平距计算两点间的高差由对向垂直角和平距计算两点间的高差:故对向观测竖直角故对向观测竖直角,计算平均高差可以削弱球气差的影响。计算平均高差可以削弱球气差的影响。由电磁波实测斜距和单向垂直角计算两点间高差由电磁波实测斜距和单向垂直角计算两点间高差:电磁波往返实测斜距和往返实测垂直角计算两点间高差电磁波往返实测斜距和往返实测垂直角计算两点间高差:(续)(续)8 8、三联脚架法和水准法测距高程导线三联脚架法和水准法测距高程导线1)三联脚架法测距高程导线)三联脚架法测距高程导线 仅与两端的仪器高有关仅与两端的仪器高有关12345123452)水准法测距高程导线)水准法测距高程导线 仅与两端的觇标
8、高有关仅与两端的觇标高有关一、工程平面控制网的建立特点一、工程平面控制网的建立特点1.工测控制网与同等级的国家网比较,平均边长显著地缩短工测控制网与同等级的国家网比较,平均边长显著地缩短2.长度变形的要求长度变形的要求2.5cm/km 为方便日后测量工作,不再进行边长观测值的改化,要求为方便日后测量工作,不再进行边长观测值的改化,要求由点位坐标反算的平面边长与实测平距尽可能地接近。根由点位坐标反算的平面边长与实测平距尽可能地接近。根据成图或工程要求确定变形要求。如城市测量规范要求据成图或工程要求确定变形要求。如城市测量规范要求2.5cm/km;即:对于;即:对于1:1000,图上误差为,图上误
9、差为0.025mm3.根据变形要求选择根据变形要求选择合适的区域合适的区域坐标系坐标系 如以抵偿如以抵偿高程高程面为面为投影面投影面,以测区中部的整分经度作为,以测区中部的整分经度作为中央中央子午线子午线。4.首级首级控制控制网网往往是往往是独立网独立网,并在首,并在首级级控制下分级控制下分级布布设设以较长的边、较高的观测精度,用较少的控制点布设以较长的边、较高的观测精度,用较少的控制点布设首级首级网网,然后分期按需要加密低一级的控制网。,然后分期按需要加密低一级的控制网。首级网首级网为独立网。独立网指只具有足以实现网的定位和定为独立网。独立网指只具有足以实现网的定位和定向的必要的起始数据(基
10、准数据),不会改变网形。向的必要的起始数据(基准数据),不会改变网形。附合网若起始数据高,有利;否则,会扭曲网形。附合网若起始数据高,有利;否则,会扭曲网形。一、工程平面控制网的建立特点(续)一、工程平面控制网的建立特点(续)很多城市很多城市首级网首级网只采用一个国家三角点的已知坐标及一只采用一个国家三角点的已知坐标及一条边的已知方位角作为起算数据,其他重复点仅作为检条边的已知方位角作为起算数据,其他重复点仅作为检核。核。加密网采用附合网,附合在首级网上加密网采用附合网,附合在首级网上。5.将将边长观测值边长观测值先投影到某一水准面,再连同水平方向观测先投影到某一水准面,再连同水平方向观测值一
11、并值一并投影到高斯平面投影到高斯平面(加距离改化和方向改化)。(加距离改化和方向改化)。观测值观测值通常不归算至国家参考椭球面。通常不归算至国家参考椭球面。6.用常规技术测定的工程控制网的平差解算是在用常规技术测定的工程控制网的平差解算是在高斯平面上高斯平面上进行。进行。如今如今GPS基线向量不一定基线向量不一定投影到高斯平面上投影到高斯平面上进行平差。进行平差。7.工程控制网对相对点位误差工程控制网对相对点位误差 有特定要求。有特定要求。如桥梁、大坝须限制轴线的纵向位差,而地铁、隧道须如桥梁、大坝须限制轴线的纵向位差,而地铁、隧道须保证轴线的横向位差;保证轴线的横向位差;城市四等控制网最弱相
12、邻点的点位中误差不超过城市四等控制网最弱相邻点的点位中误差不超过5cm。二、工程测量控制网布设二、工程测量控制网布设 1、布设方式、布设方式GPS控制网是今后布设控制网是今后布设工程(城市)控制网的主要形式。工程(城市)控制网的主要形式。易通视地区较低级控制网可采用附合导线或导线网。易通视地区较低级控制网可采用附合导线或导线网。精密工程控制网和变形监测网除了采用精密工程控制网和变形监测网除了采用GPS技术布网外,技术布网外,也可以采用边角同测控制网形式。也可以采用边角同测控制网形式。2、工程测量控制网的分类、工程测量控制网的分类测图控制网施工控制网变形观测专用控制网3、工程平面控制网的布设的技
13、术要、工程平面控制网的布设的技术要求求 技术要技术要求求城市或工程城市或工程GPS网的主要技术要求网的主要技术要求(注:当边长小于注:当边长小于200m时,边长中误差应小于时,边长中误差应小于20mm。)等级平均距离d(km)a(mm)b(ppm)最弱边相对中误差二等 91021/120000三等 51051/80000四等 210101/45000一级 110101/20000二级 115201/10000以以城市测量规范城市测量规范为例,它对控制网测设的主要技术为例,它对控制网测设的主要技术要求都有具体的规定,其中电磁波测距导线的主要技术要求都有具体的规定,其中电磁波测距导线的主要技术要求
14、为:要求为:等级闭合环或附合导线长度(km)平均边长(m)测距中误差(mm)测角中误差()导线全长相对闭合差三等153000181.51/60000四等101600182.51/40000一级3.63001551/14000二级2.42001581/10000三级1.512015121/6000技术要技术要求求三、工程测量三、工程测量平面坐标系的选择与确定平面坐标系的选择与确定(一)(一)确定平面坐标系的三大要素确定平面坐标系的三大要素a)投影面的高程投影面的高程 国家参考椭球面;平均高程面;抵偿高程面b)中央子午线的经度或其所在的位置中央子午线的经度或其所在的位置 高斯投影3带的中央子午线;
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