城市及工程平面控制网的测设与数据处理

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1、第五章城市及工程平面控制网的测设与数据处理§5.1平面控制网的测设特点与布设形式5.1.1平面控制网的测设特点1.长度变形的要求根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；2.根据变形要求选择坐标系投影面高程、中央子午线经度；3.分级布网：首级网的测设以往用常规技术只能采用独立网,现在己有可能将多个国家三维控制点作为己知点；加密网采用附合网，附合在首级网上4.以往是将边长、方向和方位角等观测值先投影到投影面上，再投影到高斯平面上。25.1.1平面控制网的测设特点4.以往是将边长、方向和

2、方位角等观测值先投影到某一高程面上，再投影到高斯平面上并按其上的起始数据进行平差计算。如今GPS基线向量不一定投影到高斯平面上进行平差。5.工程控制网对相对点位误差有特定要求。如桥梁，大坝须限制轴线的纵向位差，而地铁、隧道须保证轴线的横向位差。35.1.2平面控制网的布设形式1.三角网测定三角形全部内角，推算控制点坐标。需要一个起始点坐标，一个起始边长、一个起始方位角或至少具有两个已知点的坐标。对网形有要求，如三角形内角在30°~150°之间。45.1.2平面控制网的布设形式2.三边网测定网的所有边长，推算控

3、制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标。对网形有要求，如三边网构成的三角形内角在30°~150°之间。55.1.2平面控制网的布设形式3.边角网测定网的所有边长和角度，或部分边长与角度，推算控制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标。对网形要求较宽松，对短边优先联测。65.1.2平面控制网的布设形式4.导线网导线网的形状由多边形或多结点组成，测定网的所有边长和角度。需要一个起始点坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标。对网形要求较低，对短边优先联测。75.1.2平面控制

4、网的布设形式5.GPS控制网GPS控制网的形状由多个边连结的多边形组成，测定构网所需的GPS基线向量。至少需要一个起始点的三维空间坐标,也可再上起始方位角或已知两点以上的坐标（其中1点为三维空间坐标）。对网形没有要求，对短边优先联测。8§5.2平面坐标系的选择与确定5.2.1平面坐标系的确定原则和要素1.确定坐标系的原则a).按面积大小来确定是否采用高斯平面坐标系；b).按长度变形值来决定是否采用国家3度带高斯平面直角坐标系；城市控制网要求长度变形小于1/40000，相当于离中央子午线小于45km。否则，就不

5、能采用3°带坐标。95.2.1平面坐标系的确定原则和要素C).两种地方独立坐标系的选择及其利弊1).平均高程面为投影面的任意带高斯平面直角坐标系；这种方式投影，投影区域边缘离中央子午线的距离不能超过45km，以保证投影后的长度变形小于1/40000。优点：适用范围较大，高斯投影的方向改化较小。缺点：投影后的坐标与3度带坐标的坐标值相差较大。105.2.1平面坐标系的确定原则和要素2).以抵偿面为投影面的3度带高斯平面直角坐标系。仍取用3º带中央子午线，以抵偿面来限制变形。平均横坐标为ym处高斯投影的边长相对变

6、形：相对于投影面的高程为Hm的边长相对变形：115.2.1平面坐标系的确定原则和要素设测区中心点的3º横坐标为y0，要使中心点投影后的长度比为0，可使投影面比测区平均高程面低H，即：解得：若测区的平均高程为Δh，则抵偿面的水准高程H0为：125.2.1平面坐标系的确定原则和要素设某边长的平均高程为HS，平均横坐标为y0+y，要使该边长的投影变形小于1/40000，满足条件：对于平坦测区，若忽略各边长的平均高程与测区平均高程之差，则有：即：135.2.1平面坐标系的确定原则和要素将地球平均半径R=6370k

7、m，y0=60km，代入上面两式，可算得：y=15km，y=-20km优点：坐标与国家坐标相接近缺点：投影适用范围小，高斯投影的方向改化较大，应用不方便。145.2.1平面坐标系的确定原则和要素3).尽可能采用与国家坐标差异较小的坐标值。目的：便于应用，小比例尺图的图幅一致。做法：1.采用任意投影带时，起始点坐标取用国家3度带坐标（平移），起始方位取用两国家点之间的坐标方位角。2.采用抵偿高程面时也类似地进行。155.2.1平面坐标系的确定原则和要素抵偿坐标与国家坐标的差异主要反映在尺度上，其尺度差异可表

8、示为：任意投影带坐标与国家坐标的尺度差异可表示为：最大坐标差异可表示为：或165.2.1平面坐标系的确定原则和要素1.确定平面坐标系的三大要素a).投影面的高程；b).中央子午线的经度或其所在的位置；c).起始点坐标和起始方位角。175.2.2GPS控制网归算到既有的城市平面坐标系1.用GPS技术改造原有控制网的两种方案方案1：保持现有的二等控制网，用GPS加密。优点：数据处理简单，与原有坐标吻合较