控制测量第一章 绪 论

第一章 绪 论 §1.1 控制测量学的基本任务和主要内容 1.1.1 控制测量学的基本任务和作用 控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空 间位置及其变化的学科。它是在大地测量学基本 理论基础上以工程建设测量为主要服务对象而发 展和形成的，为人类社会活动提供有用的空间信 息。因此，从本质上说，它是地球工程信息学科， 是地球科学和测绘学中的一个重要分支，是工程 建设测量中的基础学科、也是应用学科。

作为控制测量服务对象的工程建设工作，在进行过程中， 大体上可分为设计、施工和运营3个阶段。每个阶段都对 控制测量提出不同的要求，其基本任务分述如下： 1.在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制 网 在这一阶段，设计人员要在大比例尺地形图上进行建筑物 的设计或区域规划，以求得设计所依据的各项数据。 2.在施工阶段建立施工控制网 在这一阶段，施工测量的主要任务是将图纸上设计的建筑 物放样到实地上去。 3.在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为 目的的变形观测专用控制网 以上2,3阶段布设的两种控制网统称为专用控制网。

1.1.2 控制测量学的主要研究内容 综上所述，可把控制测量学的基本科学技术内容概括如下： (1)研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制 网和精密水准网的原理和方法，以满足国民经济和国防建 设以及地学科学研究的需要。 (2)研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用 方法。 (3)研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变 换及有关问题的测量计算。 (4)研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网 的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立及应用 等。

§1.2 控制测量的基准面和基准线水准面 我们把重力位相等的面称为重力等位面，这也就是我们 通常所说的水准面. 在水准面上，所有点的重力均与水准面正交。于是水准 面又可定义为所有点都与铅垂线正交的面。 每个水准面都对应着惟一的位能W=C=常数，在这个 面上移动单位质量不做功，水准面是均衡面。

两水准面之间的距离: 因为重力在水准面不同点上的数值是不同的，故 两个水准面彼此不平行。

dh

dW g

§1.2 控制测量的基准面和基准线 1.2.l 铅垂线与大地水准面 重力的方向即为铅垂线方向(见图 l-1)。 设想把平均海水面扩展，延伸到大 陆下面，形成一个包围整个地球的 曲面，则称这个水准面为大地水准 面，它所包围的形体称为大地体。 由于大地水准面的形状和大

地体的 大小均接近地球自然表面的形状和 大小，并且它的位置是比较稳定的， 因此，我们选取大地水准面作为测 量外业的基准面，而与其相垂直的 铅垂线则是外业的基准线。离心力 引力 重力

图1-1

1· 2 参考椭球与总地球椭球 2· 随着科学技术的发展，人类逐渐认识到地球的形状极近于 一个两极略扁的旋转椭球(一个椭圆绕其短轴旋转而成的 形体)。对于这个椭球的表面，可用简单的数学公式将它 准确地表达出来，因而世界各国通常都采用旋转椭球代表 地球。 把形状和大小与大地体相近并且两者之间的相对位置确定 的旋转椭球称为参考椭球。参考椭球面是测量计算的基准 面。 一个和整个大地体最为接近的旋转椭球，称为总地球椭球。

1.2.3 垂线偏差和大地水准面差距 无论是参考椭球还是总地 球椭球，其表面都不可能 与大地水准面处处重合， 因而在同一点上所作的这 两个面的法线，即大地水 准面的铅垂线与椭球面的 法线也必然不重合，两者 之间的夹角u称为垂线偏差。 大地水准面与椭球面在某 一点上的高差称为大地水准面差距，用N表示。当前者高于 后者时，N>0;反之，N<0。N u

大地水准面

法线

参考椭球面 重力线

图1-3

§1.3 控制网的布设形式1.3.l 水平控制网的布设形式 1.三角网2 N

5

1)网形 以图1-4为例， 待定点3的坐标可 按下式计算1

1,3A

1,2

B C 3 6

s1,3 s1, 2

sin B , 1,3 1,2 A sin C

x1,3 s1,3 cos 1,3 x3 x1 x1,3

, y1,3 s1,3 sin 1,3y3 y1 y1,3

4 图 1-4

即由已知的 s1, 2 , 1, 2 ,1 , y1 和各角观测值的平差值A, C可推算求得 x3 , y3 。 B, x 同理可依次求得三角网中其他各点的坐标。

2)起算数据和推算元素 由起算元素和观测元素的平差值推算出的三角形边长、坐标方位角和 三角点的坐标统称为三角测量的推算元素。 3)工程测量中三角网起算数据的获得 (1)起算边长 (2)起算坐标 (3)起算方位角 (4)独立网与非独立网 2.导线网 导线网与三角网相比，主要优点在于： (1)网中各点上的方向数较少，除节点外只有两个方向，因而受通 视要求的限制较小，易于选点和降低规标高度，甚至无须造标。 (2)导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体情况随时改变。 (3)网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较均匀。 导线网的缺点主要是：导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要 少，有时不易发现观测值中的粗差，因而可靠性不高。 由上述可见，导线网特别适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽地区

。

导线

3.边角网和三边网边角网

三角网的主要优点是：图形简单，网的精度较高，有较多的检核条 件，易于发现观测中的粗差，便于计算。 缺点是：在平原地区或隐蔽地区易受障碍物的影响，布网困难大， 有时不得不建造较高的砚标。 随着电磁波测距仪的不断完善和普及， 导线网和边角网逐渐得到广 泛的应用。

4.GPS网点连接：在两个基本图形之间有一个公共点，在该点上有重复观测 点连接

边连接：每个基本图形中，有一条边是与相邻图形重复的边

边连接

l.3.2 高程控制网的布设形式 工测高程控制网的布设也应遵守前述控制 网布设的原则。 §1.4 控制测量新技术的发展概况 1.4.1 精密测角仪器的发展概况 1.4.2 电磁波测距仪发展概况 1.4.3 精密水准仪的发展概况 1.4.4 电子计算机在测量上的应用

Leica 仪器 回顾解放军信息工程大学测绘学 院测量工程与装备系

蒋理兴

JLXZT@

Kern_DKM3经纬仪

Wild_T4经

纬仪

微波测距 仪

Kern ME3000

Wild 平板仪

T2000 电子经纬仪 +DI5

Kern 平板仪

N2精密水准仪

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6n8e.html