地面控制网的布设和精度分析毕业论文(编辑修改稿)

地面控制网的布设和精度分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

图 三角网网形 CBss sinsin2,13,1  式 （ ） A 2,13,1  式 （ ）   3,13,13,1 3,13,13,1 sincossy sx 式 （ ）   3,113 3,113 yyy xxx 式 （ ） 根据上面这几个公式，就可以用已知的边长、坐标方位角以及已知点坐标推算出其余各点的坐标以及三角网中各个边的边长。 （ 3） 起算数据和推算元素 ： 如果想推算出一个三角网中所有点的坐标，就一定要知道一个点 的起算坐标（ 11,yx ） ,一条已知边的边长 2,1s 以及一条边的坐标方位角 2,1 ， 这几个元素，都是三角网解算过程中必不可少的，叫做起算数据。 如果要解算三角网，除了起算数据之外，还需要观测元素，这就需要在三角点上测出这个点的水平角度。 由起算元素和观测元素 可以推算出 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 6 这个三角网中各点坐标、各边边长以及所有点的坐标方位角，这些叫被叫做三角地面控制网的推算元素。 （ 4） 工程测量中三角网起算数据的获得 ： 在实际工程中，要知道三角网起算数据，可以用下面几种方式得到 ： ① 起算边长 如果所测测区有国家三角网或者有以前工程留下的三角网时 ， 如果已有三角网附和该工程 精度 要求 ， 就能够将国家三角网边长作为这个工程三角网的起算边长。 如果已有的三角网的精度不符合该工程精度要求 （或无已知边长可利用）时， 那么可以用电磁波测距仪将三角网的一条或者多条边长按照要求精度测出，用来作新三角网的起算边。 ② 起算坐标 如果所测测区有国家三角网或者有以前工程留下的三角网时，如果已有三角网 符合 该工程 精度 要求，就能够将国家三角网 点的坐标 作为这个工程三角网 起算坐标传递坐标。 如果该测区周边没有已知的三角网或者三角网精度不符合时 ， 那么可以再一个三角点上用天文测量的方法测出这个点的经纬度 ，再换算成高斯平面直角坐标 ，作为起算坐标。 ③ 起算方位角 要注意已有成果的利用，如果测区附近有已知控制网的条件下，可以利用已有的控制网来传递方位角。 如果没有已有资料能够利用 ， 可以运用天文观测的方法，将三角网中某一条边的天文方位角测定出来，再将天文方位角转换成坐标方位角进行起算。 （ 5） 自由 网与非 自由 网 ： 如果一个三角网中只有一套起算数据 （例如一条起算边，一个起算方位角和一个起算点的坐标）时，这种网称为独立网。 图 形。 图 各网都是独立网，其 中 （ a）称为中点多边形，是三角网中常用的一种典型图。 如果三角网中具有多于必要的一套起算数据时，则这种网称为非 自由 网。 例如 图 为相邻两三角形中插入两点的典型图形。 CBA , 和 D 都是高级三角点，其坐标、两点间的边长和坐标方位角都是已知的。 因此，这种三角网的起算数据多于一套，属于非独立网，又称为附合网。 图中的 P 、 Q 为待定点。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 7 图 图 （ 6） 三角网的优缺点： 优点 ： 三角网图形不复杂，精度比较高 ， 有较多的条件进行检测，发现观测中的粗差 ， 计算起来比较容易。 缺点 ： 对通视的要求比较高，在建筑物密集或者隐蔽的区域不忘困难大 ， 有时需要建造高大易见的标记。 导线网是现在工程中， 布设工测网时 经常使用的一种布设方法 ， 导线网包括单一导线网和拥有一个结点或者若干结点的导线网。 布设导线网时测定一条边的边长和一个角的角度作为观测数据 [1]。 一个自由导线网，是将某个起算点的坐标 yx, 和某个方向的方位角作为这个导线网的起算数据。 （ 1） 导线网的优缺点 ： 优点： （ 1） 导线网相比三角网而言，方向少 ， 除了结点以外，导线网只有两个方向 ， 所以比较方便选点 ， 甚至不需要建造标记。 （ 2） 导线网比三角网图形灵活 ， 便于在选点阶段根据实际情况作出改变。 （ 3） 导线网中的各边边长都是通过直接测定得到，精度比三角网均匀。 缺点 ： 导线网中的多余观测数较少，不容易发现粗差，所以精度可靠性比三角网低。 通过导线网的优缺点，我们不难发现，导线网更适合于一些通视较差的山地。 （ 2） 导线 的布设形式 ①闭合导线 从一个边的一个已知点出发。 绕一圈仍回到这个已知点，再各个导线点测 量该导线点的水平角和边长，还需要测出已知边跟闭合导线的连接角。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 8 ②附和导线 附合导线是从一个已知边的一个已知点出发 ， 最后附和道另一个已知边的一个一直点上 ， 需要在各导线点上测出水平角和导线边长 ， 还需要测出起始边和最终边的连接角[2]。 ③支导线 支导线从一个已知边的一个已知点出发，即不会出发点，又不附和到另一个已知点。 支导线也需要测出它的水平角和导线边长 边角网也是以三角形为基本图形，即需要测边，又需要测角。 三边网跟边角网的区别就在于，三边网只测边而不需要测角度。 根据导线网的定义可以看出，导线网也属于边角网的一种。 在三角网 、边角网 和导线网中，三角网在 17 世纪的时候就已经被人利用。 然后经过很多测量人的不断开发、研究， 理论知识逐渐完善，实践也得到发展 ，终于形成了一整套的测量体系 ， 这种体系就叫做“三角测量”。 “三角测量”的方法主要是通过经纬仪完成测量 ， 所以在电磁波测距仪被开发研制出来以前，人们主要使用三角网来布设各级控制网。 随着社会进步，电磁波测距仪问世并得到完善发展， 导线网和边角网开始跟多的被人们利用。 尤其是导 线网 ， 在通视条件比较差的地方基本已经取代了三角网被人们用来布设控制网。 因为对一个测站的边长测量要比一个测站的角度测量容易的多，所以在 通视等条件允许的情况下，可以完全布设为测边网 [3]。 在精度要求高的情况，比如精密的变形检测 ， 可以将控制网布设为部分测边部分测角，也可以布设为边角全测的控制网。 4. GPS 网 1990 年以后，我国开始逐渐引进 GPS 测量技术 ， 很多城市开始用 GPS 技术进行控制网布设。 GPS 一般来说精度比较准 ， 精度也满足我国《城市测量要求》二、三、四等控制网的精度要求。 用 GPS 测量高程，所得的高程是相对于椭球面的大地高 ， 而水准测量求出的高程是相对于大地水准面的高程 ，两者之差就是大地水准面差距 N。 目前在大多数情况下，其 N 值难以精确决定， 所以 GPS 一般不会用于做高程测量。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 9 图 GPS网形 进行 GPS 相对定位的时候，接收机的数量决定了 GPS 网的形状。 例如只有 两台接收机 工作 ， 如果进行同步观测的话， 一次只能测定一条基线向量。 如果能有三四台接收机同步观测， GPS网则可布设如图 所示的由三角形和四边形组成的网形。 其中图（ a） ,（ b）为点连接，表示在两个基本图形之间有一个点是公共点，在该点上有重复观测；图（ c）、（ d）为边连接，表示每个基本图形中，有一条边是与相邻图形重复的。 在 GPS 网中，也可在网的周围设立两个以上的基准点。 在观测过程中，这些基准点上始终设有接收机进行观测。 最后取逐日观测结果的平均值，可显著提高这些基线的精度，并以此作为固定边来处理全网的成果，将有利于提高全网的精度。 高程控制网的布设形式 国家高程控制网是通过水准测量的方法布设的 ， 高程控制网的布网原则跟平面控制网的布网原则一样。 高程控制网要分级布设 ， 根据不同精度将我国水准网分为四等 [4]。 一等水准作为我国高程控制网的 骨干 ， 在一等水准路线的基础上布设的二等水准网是我国高程控制网的基础 ； 如果在工程建设或者城市测量时需要高程数据，则需要在一、二等水准路线上进行三、四等水准网的加密。 我国水准测量规范作出规定，各个等级的水准路线都应该在高等级水准路线上进行加密或者构成闭合环形。 工程高程控制网跟国家高程控制网都要遵循分级布网的原则。 工程用高程控制网，可以使用水准测量的方法进行布设，也可以使用三角高程的方法进行布设。 工程上用的高程控制网可以分为二、三、四等水准测量作为基础进行布设。 根据城市大小，要求精度等显示因素决定首级控制网的 等级。 首级网需要布设成闭合环内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 10 形，然后在它的基础上进行加密。 在条件比较艰苦的山区也可以布设水准支线。 在山区进行高程测量时，可以选择三角高程的测量方法，三角高程测量需要测出两点之间的倾斜距离或者水平距离，然后测出竖直角，根据三角形的定理进行高程计算，三角高程测量还可以进行平面点高程的测量。 控制测量作业流 程 一般用于工程测量的控制测量，作业流程可以概括为以下几步： ① 首 先收集该测区的控制网资料，了解该测区原有的控制点以及比例尺地图，还要去测区实地考察，了解该测区的地理地貌，风土人情以及气候情况，同时也要对该测区三角点，水准点等点位有一定的了解。 考察完测区情况后，要根据测区要求的精度，从经济合理的角度出发设计控制网。 ②进行实地观测。 用精密仪器将 控制网图上的点位按照科学的测量方法在实地测定出来，并在点位上做出标石，以便进行长期观测。 ③用严密的计算方法将控制点的空间位置计算出来。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 11 第 三 章 水平 控制网 国家水平控制网 我国 水平 控制网布设的原则： （ 1） 分级布网、逐级控制 ： 因为我国幅员辽阔 ，占地面积大 ， 用精度最高、密度最大的水平网布满全国是不切实际的 ， 为了保障我国的国防建设和国家经济发展 ， 我国在布设水平控制网的时候采用了分级布网、逐级控制的方法。 就是将精度高、密度小的一等三角锁沿经纬线纵横交叉在较短时间内布满全国，形成我国大地控制网的骨干。 然后在一等三角锁的基础上，根据不同地区不同的需求布设二、三、四等控制网。 （ 2） 应该有足够的精度 ： 控制网的精度并不是一成不变的，需要根据不同的需求来确定 ，如果是 作为我国大地 控制网骨干的一等控制网， 就要力求精度更高。 我国为了保障不同等级控制网不同的精度 ，制定了一系列规范，对起算数据和观测数据的精度等作出相应的要求。 （ 3） 应 该 有足够的密度： 国家控制网中控制点密度 是根据不同测图 比例尺 的 大小 来要求的 ， 因为需要测的地形图的比例尺大小不同，图幅面积也不同，所以图中控制点密度也就不尽相同。 表 测图比例尺 每幅图要求点数 每个三角点控制面积 三角网平均边长 等级 1:50000 1:25000 1:10000 3 2～ 3 1 约 150Km178。 约 50 Km178。 约 20 Km178。 13Km 8Km 2～ 6Km 二等 三等 四等 国家控制网按照规定的精度和密度进行铺设后，测图 时 还要进行图根控制点的加密工作，从而在每幅图内可以让国家的控制点和图根控制点能够均匀分布，便于进行地形测量 [5]。 （ 4） 应该有统一的规格： 由于我国领土广大，建立国家三角网是一件非常繁重的工作，需要在全国各地 进行测绘工作，为了使国家三角网构成一个统一的整体，国家测绘局也作出了相应的规范。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 12 我 国 水平控制网的布设方案 ： 由于我国幅员辽阔，不能使用最高精度和密度的网布满全国，因此就将我国的平面控制网根据不同的精度分为一、二、三，四等四个等级。 （ 1） .一等三角锁 一等三角锁 作为我国水平控制网的骨干，它的 的主要作用是 用来 控制二等以及以下各等级三角网 ， 并为研究地球形状 以 及大小提供 原始资料 资料。 一等三角锁应沿着经纬线布设成交叉网状， 为了控制边长误差的积累，需要在 交叉处设置起算边 ，起算边两端点精确测定天文经纬度以及天文方位角，用来控制方位角误差的积累。 一等三角锁是由若干个近似等边三角形构成 ，两起算边间的锁段长度为 200km，锁段内三角形个数 一般大于 16个小于 21个 ，三角形平均边长 一般大于 20km,小于 25Km。 一等三角锁各测段的测角中误差，由三角形闭合差按费列罗公式计算，不得大于177。 ″[6]。 一等三角锁 如图 所示： 图 一等三角锁网形 （ 2） .二等三角网 二等网受一等三角锁的控制，所以布设在一等三角锁内，二等网周边与一等锁相接。 在二等网中央处测定起算边长以及起算方位角，目的同样是为了控制边长和角度误差。 二等网平均 比一等锁小，大约在 13Km， 根据二等三角网的精度要求。