項目一控制網(wǎng)布設(shè)和精度估算

控制測量技術(shù)主講教師：韓婷婷鄂州職業(yè)大學(xué)

控制測量學(xué)是研究精確測定和描繪地面控制點空間位置及其變化的學(xué)科。思考：進(jìn)行控制測量的基準(zhǔn)面與基準(zhǔn)線？1．控制測量學(xué)的基本任務(wù)和作用；2．鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的概念與定義；3．參考橢球與總橢球的概念與定義；4．建立控制網(wǎng)的地本方法與布網(wǎng)形式。

1.1控制測量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容控制測量的概念：在一定區(qū)域內(nèi)，按測量任務(wù)所要求的精度，測定一系列地面標(biāo)志點（控制點）的水平和高程，建立控制網(wǎng)，這種測量工作稱為控制測量。控制測量的分類按工作內(nèi)容分平面控制測量高程控制測量測定控制點平面位置測定控制點高程按用途分大地控制測量工程控制測量全國范圍內(nèi),按國家統(tǒng)一頒布的法式、規(guī)范進(jìn)行的控制測量為工程建設(shè)或地形圖測繪，在小區(qū)域內(nèi)，在大地測量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上獨立建立控制網(wǎng)的控制測量1.控制測量的任務(wù)與作用控制測量的基本任務(wù)在設(shè)計階段建立用于測繪大比例尺地形圖的測圖控制網(wǎng)在施工階段建立施工控制網(wǎng)在工程竣工后的運(yùn)營階段，建立以監(jiān)視建筑物變形為目的的變形觀測專用控制網(wǎng)在國民經(jīng)濟(jì)各項建設(shè)和社會發(fā)展中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的重要保證作用地形圖是一切經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)劃和發(fā)展必需的基礎(chǔ)性資料。為測制地形圖，首先要布設(shè)全國范圍內(nèi)及局域性的大地測量控制網(wǎng)，為取得大地點的精確坐標(biāo)，必須要建立合理的大地測量坐標(biāo)系以及確定地球的形狀、大小及重力場參數(shù)。控制測量學(xué)在防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)及環(huán)境監(jiān)測、評價與保護(hù)中發(fā)揮著特殊的作用控制測量在發(fā)展空間技術(shù)和國防建設(shè)中，在豐富和發(fā)展當(dāng)代地球科學(xué)的有關(guān)研究中，以及在發(fā)展測繪工程事業(yè)中，它的地位和作用將顯得越來越重要?？刂茰y量的作用研究建立和維持高科技水平的工程和國家水平控制網(wǎng)和精密水準(zhǔn)網(wǎng)的原理和方法研究獲得高精度測量成果的精密儀器和科學(xué)的使用方法研究地球表面測量成果向橢球及平面的數(shù)學(xué)投影變換及有關(guān)問題的測量計算研究高精度和多類別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)及其聯(lián)合網(wǎng)的數(shù)學(xué)處理的理論和方法控制測量學(xué)的研究內(nèi)容

返回本章首頁1.2控制測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

1.鉛垂線與大地水準(zhǔn)面

地球的自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等起伏形態(tài)，海洋面積約占地表面的71%，陸地面積約占29%，是一個不規(guī)則曲面。水準(zhǔn)面：假設(shè)一個靜止不動的海水面延伸并穿過陸地，包圍整個地球，形成的一個閉合曲面。水平面：與水準(zhǔn)面相切的平面。鉛垂線：重力方向線，鉛垂線是測量工作的基準(zhǔn)線。大地水準(zhǔn)面：水準(zhǔn)面因其高度不同而有無數(shù)個，其中與平均海水面相吻合的水準(zhǔn)面。地球上的任意一點，都同時受到兩個力的作用：地球自轉(zhuǎn)的離心力和地心引力，它們的合力稱為重力，重力的方向即為鉛垂線方向（見下圖）。2.參考橢球與總地球橢球我國目前采用的旋轉(zhuǎn)橢球體的參數(shù)值為：長半徑a=6378140m短半徑b=6356755m扁率a=(a–b)/a=1/298.257由于旋轉(zhuǎn)橢球的扁率很小，在測區(qū)面積不大，測量精度要求不高時，其近似值為6371Km。經(jīng)過長期測量實踐表明，大地體與一個以橢圓的短軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)橢球的形狀十分近似，所以測繪工作便取大小與大地體很接近的旋轉(zhuǎn)橢球作為地球的參考形狀和大小。大地體：大地水準(zhǔn)面所包圍的形體。3.垂線偏差和大地水準(zhǔn)面差距

參考橢球和總地球橢球，其表面都不可能與大地水準(zhǔn)面處處重合，因而在同一點上所作的這兩個面的法線,即大地水準(zhǔn)面的鉛垂線與橢球面的法線也必然不會重合（見下圖）,兩者之間的夾角u稱為垂線偏差。u在子午線和卯酉線上的投影分量通常分別以和表示。大地水準(zhǔn)面與橢球面在某一點上的高差稱為大地水準(zhǔn)面差距，用N表示。返回本章首頁1.3控制網(wǎng)的布設(shè)形式1三角網(wǎng)1）網(wǎng)形如右圖,在地面上選定一系列點位1，2，…，使互相觀測的兩點通視，把它們按三角形的形式組合起來即構(gòu)成三角網(wǎng)。如果測區(qū)較小，可以把測區(qū)所在的一部分橢球面近似看做平面，則該三角網(wǎng)即為平面上的三角網(wǎng)（右圖）。三角網(wǎng)中的觀測量是網(wǎng)中的全部（或大部分）方向值（有關(guān)方向值的觀測方法見第三章），右圖中每條實線表示對向觀測的兩個方向。根據(jù)方向值即可算出任意兩個方向之間的夾角。1.3.1水平控制網(wǎng)的布設(shè)形式2）起算數(shù)據(jù)和推算元素為了得到所有三角點的坐標(biāo),必須已知三角網(wǎng)中某邊長和某一邊的坐標(biāo)方位角，統(tǒng)稱為起算數(shù)據(jù)。三角點上觀測的水平角（或方向）、三角形邊長、坐標(biāo)方位角和三角點的坐標(biāo)統(tǒng)稱為三角測量的推算元素。

起算方位角當(dāng)測區(qū)附近有控制網(wǎng)時，則可由已有網(wǎng)傳遞方位角。若無已有成果可利用時，可用天文測量方法測定三角網(wǎng)某一邊的天文方位角再把它換算為起算方位角。在特殊情況下也可用陀螺經(jīng)緯儀測定起算方位角。

獨立網(wǎng)與非獨立網(wǎng)當(dāng)三角網(wǎng)中只有必要的一套起算數(shù)據(jù)（例如一條起算邊，一個起算方位角和一個起算點的坐標(biāo)）時，這種網(wǎng)稱為獨立網(wǎng)。下圖中各網(wǎng)都是獨立網(wǎng)，其中（a）稱為中點多邊形，是三角網(wǎng)中常用的一種典型圖形。3）工程測量中三角網(wǎng)起算數(shù)據(jù)的獲得在工程測量中，三角網(wǎng)起算數(shù)據(jù)可由下列方法求得：起算邊長

當(dāng)測區(qū)內(nèi)有國家三角網(wǎng)（或其他單位施測的三角網(wǎng)）時，若其精度滿足工程測量的要求，則可利用國家三角網(wǎng)邊長作為起算邊長。若已有網(wǎng)邊長精度不能滿足工程測量的要求（或無已知邊長可利用）時，則可采用電磁波測距儀直接測量三角網(wǎng)某一邊或某些邊的邊長作為起算邊長。起算坐標(biāo)當(dāng)測區(qū)內(nèi)有國家三角網(wǎng)（或其他單位施測的三角網(wǎng)）時，則由已有的三角網(wǎng)傳遞坐標(biāo)。若測區(qū)附近無三角網(wǎng)成果可利用，則可在一個三角點上用天文測量方法測定其經(jīng)緯度，再換算成高斯平面直角坐標(biāo)，作為起算坐標(biāo)。保密工程或小測區(qū)也可采用假設(shè)坐標(biāo)系統(tǒng)。如果三角網(wǎng)中具有多于必要的一套起算數(shù)據(jù)時，則這種網(wǎng)稱為非獨立網(wǎng)。例如下圖為相鄰兩三角形中插入兩點的典型圖形。ABC和D都是高級三角點，其坐標(biāo)、兩點間的邊長和坐標(biāo)方位角都是已知的。因此，這種三角網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)多于一套，屬于非獨立網(wǎng)，又稱為附合網(wǎng)。圖中的P、Q為待定點。

導(dǎo)線網(wǎng)包括單一導(dǎo)線和具有一個或多個結(jié)點的導(dǎo)線網(wǎng)。網(wǎng)中的觀測值是角度（或方向）和邊長。獨立導(dǎo)線網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)是：一個起算點的坐標(biāo)和一個方向的方位角。

導(dǎo)線網(wǎng)與三角網(wǎng)相比，主要優(yōu)點在于：網(wǎng)中各點上的方向數(shù)較少，除結(jié)點外只有兩個方向，因而受通視要求的限制較小，易于選點和降低覘標(biāo)高度，甚至無須造標(biāo)。導(dǎo)線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點時可根據(jù)具體情況隨時改變。網(wǎng)中的邊長都是直接測定的，因此邊長的精度較均勻。

導(dǎo)線網(wǎng)特別適合于障礙物較多的平坦地區(qū)或隱蔽地區(qū)。2.導(dǎo)線網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng)的缺點主要是：導(dǎo)線網(wǎng)中的多余觀測數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時不易發(fā)現(xiàn)觀測值中的粗差，因而可靠性不高。

3.邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)邊角網(wǎng)是指測角又測邊的以三角形為基本圖形的網(wǎng)。如果只測邊而不測角即為三邊網(wǎng)。

4.GPS網(wǎng)我國的許多大、中城市勘測院及工程測量單位開始用GPS布設(shè)控制網(wǎng)。

1.3.2高程控制網(wǎng)的布設(shè)形式國家高程控制網(wǎng)是用水準(zhǔn)測量方法布設(shè)的，其布設(shè)原則與平面控制網(wǎng)布設(shè)原則相同。按國家水準(zhǔn)測量規(guī)范規(guī)定，各等級水準(zhǔn)路線一般都應(yīng)構(gòu)成閉合環(huán)線或附合于高級水準(zhǔn)路線上。工測高程控制網(wǎng)的布設(shè)也應(yīng)遵守前述控制網(wǎng)布設(shè)的原則。三角高程測量主要用于山區(qū)的高程控制和平面控制點的高程測定。高程控制網(wǎng)的等級：(1)一等水準(zhǔn)路線是高程控制的骨干；(2)在一等網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)的二等水準(zhǔn)路線是高程控制的全面基礎(chǔ)；(3)在一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上加密三、四等水準(zhǔn)路線，直接為地形測量和工程建設(shè)提供必要的高程控制；返回本章首頁項目一控制網(wǎng)布設(shè)與精度估算一、布設(shè)控制網(wǎng)的基本形式及精度估算二、在技術(shù)設(shè)計中應(yīng)注意的若干問題三、編制技術(shù)設(shè)計的步驟和方法四、

控制網(wǎng)的選點埋石鄂州職業(yè)大學(xué)20控制測量的任務(wù)：在一定的范圍內(nèi)通過建立水平控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，精確的測定控制點的位置。控制測量工作的程序：控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計：收集資料、對測區(qū)進(jìn)行踏勘、選點、組網(wǎng)、埋石、控制網(wǎng)精度估算、編寫整體實施計劃等。外業(yè)測量：檢驗儀器、按技術(shù)設(shè)計和《規(guī)范》完成外業(yè)觀測、外業(yè)資料的檢核等。平差計算：控制網(wǎng)的概算、驗算、平差、編制成果表編寫總結(jié)報告：按規(guī)定格式對整個控制測量過程進(jìn)行總結(jié)、并編寫技術(shù)總結(jié)報告。鄂州職業(yè)大學(xué)21國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則

1.分級布網(wǎng)、逐級控制

2.應(yīng)有足夠的精度

3.應(yīng)有足夠的密度

4.應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格

1.分級布網(wǎng)、逐級控制我國領(lǐng)土遼闊，地形復(fù)雜，不可能用最高精度和較大密度的控制網(wǎng)一次布滿全國。為了適時地保障國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)用圖的需要，根據(jù)主次緩急而采用分級布網(wǎng)、逐級控制的原則是十分必要的。即先以精度高而稀疏的一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，形成統(tǒng)一的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級（或同時）布設(shè)二、三、四等控制網(wǎng)。

國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則

2.應(yīng)有足夠的精度控制網(wǎng)的精度應(yīng)根據(jù)需要和可能來確定。作為國家大地控制網(wǎng)骨干的一等控制網(wǎng)，應(yīng)力求精度更高些才有利于為科學(xué)研究提供可靠的資料。為了保證國家控制網(wǎng)的精度，必須對起算數(shù)據(jù)和觀測元素的精度、網(wǎng)中圖形角度的大小等，提出適當(dāng)?shù)囊蠛鸵?guī)定。這些要求和規(guī)定均列于《國家三角測量和精密導(dǎo)線測量規(guī)范》（以下簡稱國家規(guī)范）中。國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則3.應(yīng)有足夠的密度控制點的密度，主要根據(jù)測圖方法及測圖比例尺的大小而定。比如，用航測方法成圖時，密度要求的經(jīng)驗數(shù)值見下表，表中的數(shù)據(jù)主要是根據(jù)經(jīng)驗得出的。各種比例尺航測成圖時對平面控制點的密度要求測圖比例尺每幅圖要求點數(shù)每個三角點控制面積三角網(wǎng)平均邊長等級1：500001：250001：1000032～31約150km2約50km2約20km213km8km2～6km二等三等四等國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則26國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則

由于控制網(wǎng)的邊長與點的密度有關(guān)，所以在布設(shè)控制網(wǎng)時，對點的密度要求是通過規(guī)定控制網(wǎng)的邊長而體現(xiàn)出來的。對于三角網(wǎng)而言邊長與點的密度（每個點的控制面積）之間的近似關(guān)系為將上表中的數(shù)據(jù)代入此式得出

因此國家規(guī)范中規(guī)定，國家二、三等三角網(wǎng)的平均邊長分別為13km和8km。國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則4.應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格

由于我國三角鎖網(wǎng)的規(guī)模巨大，必須有大量的測量單位和作業(yè)人員分區(qū)同時進(jìn)行作業(yè)，為此，必須由國家制定統(tǒng)一的大地測量法式和作業(yè)規(guī)范《國家三角測量和精密導(dǎo)線測量規(guī)范》，作為建立全國統(tǒng)一技術(shù)規(guī)格的控制網(wǎng)的依據(jù)。

國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案

根據(jù)國家平面控制網(wǎng)施測時的測繪技術(shù)水平，我國決定采取傳統(tǒng)的三角網(wǎng)作為水平控制網(wǎng)的基本形式，只是在青藏高原特殊困難的地區(qū)布設(shè)了一等電磁波測距導(dǎo)線。國家三角網(wǎng)的布設(shè)方案分為一、二、三、四等4個等級。國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案

1.一等三角鎖布設(shè)方案一等三角鎖是國家大地控制網(wǎng)的骨干，其主要作用是控制二等以下各級三角測量，并為地球科學(xué)研究提供資料。一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向布設(shè)成縱橫交叉的網(wǎng)狀圖形，如下圖所示。

一等鎖在起算邊兩端點上精密測定了天文經(jīng)緯度和天文方位角，作為起算方位角，用來控制鎖、網(wǎng)中方位角誤差的積累。一等天文點測定的精度是：緯度測定中誤差，經(jīng)度測定的中誤差，天文方位角測定的中誤差。一等鎖兩起算邊之間的鎖段長度一般為200km左右，鎖段內(nèi)的三角形個數(shù)一般為16～17個。角度觀測的精度，按一鎖段三角形閉合差計算所得的測角中誤差應(yīng)小于。一等鎖一般采用單三角鎖。根據(jù)地形條件，也可組成大地四邊形或中點多邊形，但對于不能顯著提高精度的長對角線應(yīng)盡量避免。一等鎖的平均邊長，山區(qū)一般約為25km，平原區(qū)一般約為20km。1.一等三角鎖布設(shè)方案國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案2.二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案

二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設(shè)的，它是國家三角網(wǎng)的全面基礎(chǔ)，同時又是地形測圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個方面的要求。

20世紀(jì)60年代以前，我國二等三角網(wǎng)曾采用二等基本鎖和二等補(bǔ)充網(wǎng)的布置方案。即在一等鎖環(huán)內(nèi)，先布設(shè)沿經(jīng)緯線縱橫交叉的二等基本鎖（見下圖a），將一等鎖環(huán)分為大致相等的4個區(qū)域。二等基本鎖平均邊長為15～20km；按三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士1.2"。另在二等基本鎖交叉處測量基線，精度為1：200000。國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案2.二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案圖a圖b

在一等三角鎖和二等基本鎖控制下，布設(shè)平均邊長約為13km的二等補(bǔ)充網(wǎng)。按三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士2.5"。

20世紀(jì)60年代以來，二等網(wǎng)以全面三角網(wǎng)的形式布設(shè)在一等鎖環(huán)內(nèi)，四周與一等鎖銜接，如上圖b所示。為了控制邊長和角度誤差的積累，以保證二等網(wǎng)的精度，在二等網(wǎng)中央處測定了起算邊及其兩端點的天文經(jīng)緯度和方位角，測定的精度與一等點相同。當(dāng)一等鎖環(huán)過大時，還在二等網(wǎng)的適當(dāng)位置，酌情加測了起算邊。二等網(wǎng)的平均邊長為13km，由三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士1.0"。由二等鎖和舊二等網(wǎng)的主要技術(shù)指標(biāo)可見，這種網(wǎng)的精度，遠(yuǎn)較二等全面網(wǎng)低。3．三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案

三、四等三角網(wǎng)是在一、二等網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了加密控制點，以滿足測圖和工程建設(shè)的需要。三、四等點以高等級三角點為基礎(chǔ)，盡可能采用插網(wǎng)方法布設(shè)，但也采用了插點方法布設(shè)，或越級布網(wǎng)。即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插入四等全面網(wǎng)，而不經(jīng)過三等網(wǎng)的加密。三等網(wǎng)的平均邊長為8km，四等網(wǎng)的邊長在2～6km范圍內(nèi)變通。由三角形閉合差計算所得的測角中誤差，三等為±1.8"，四等為±2.5"。三、四等插網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)如下圖所示，圖（a）中的三、四等插網(wǎng)，邊長較長，與高級網(wǎng)接邊的圖形大部分為直接相接，適用于測圖比例尺較小，要求控制點密度不大的情況。圖（b）中的三、四等插網(wǎng)，邊長較短，低級網(wǎng)只附合于高級點而不直接與高級邊相接，適用于大比例尺測圖，要求控制點密度較大的情況。3．三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案(b)3．三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案36國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案(a)(b)

三、四等三角點也可采用插點的形式加密，其圖形結(jié)構(gòu)如下圖（a）所示。其中，插入A點的圖形叫做三角形內(nèi)插一點的典型圖形；插入B、C兩點的圖形叫做三角形內(nèi)外各插一點的典型圖形。插點的典型圖形很多，這里不一一介紹。3．三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案3．三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案

用插點方法加密三角點時，每一插點至少應(yīng)由三個方向測定，且各方向均雙向觀測。同時要注意待定點的點位，因為點位對精度影響很大。規(guī)定插點點位在高級三角形內(nèi)切圓心的附近，不得位于以三角形各頂點為圓心，角頂至內(nèi)切圓心距離一半為半徑所作圓的圓弧范圍之內(nèi)（上圖（b）的斜線部分）。國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案4.國家三角鎖、網(wǎng)的布設(shè)規(guī)格及其精度

三角鎖、網(wǎng)的布設(shè)規(guī)格及其精度見下表。表中所列推算元素的精度，是在最不利的情況下三角網(wǎng)應(yīng)達(dá)到的最低精度。國家三角鎖、網(wǎng)布設(shè)規(guī)格及其精度國家平面控制網(wǎng)布設(shè)方案3．三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案

用插點方法加密三角點時，每一插點至少應(yīng)由三個方向測定，且各方向均雙向觀測。同時要注意待定點的點位，因為點位對精度影響很大。規(guī)定插點點位在高級三角形內(nèi)切圓心的附近，不得位于以三角形各頂點為圓心，角頂至內(nèi)切圓心距離一半為半徑所作圓的圓弧范圍之內(nèi)（18頁b圖的斜線部分）。

工測控制網(wǎng)可分為兩種：一種是在各項工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計階段，為測繪大比例尺地形圖和房地產(chǎn)管理測量而建立的控制網(wǎng)，叫做測圖控制網(wǎng)；另一種是為工程建筑物的施工放樣或變形觀測等專門用途而建立的控制網(wǎng)，我們稱其為專用控制網(wǎng)。建立這兩種控制網(wǎng)時亦應(yīng)遵守下列布網(wǎng)原則。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)原則1.分級布網(wǎng)、逐級控制2.要有足夠的精度3.要有足夠的密度4.要有統(tǒng)一的規(guī)格1.分級布網(wǎng)、逐級控制對于工測控制網(wǎng)，通常先布設(shè)精度要求最高的首級控制網(wǎng)，隨后根據(jù)測圖需要，測區(qū)面積的大小再加密若干級較低精度的控制網(wǎng)。用于工程建筑物放樣的專用控制網(wǎng)，往往分二級布設(shè)。第一級作總體控制，第二級直接為建筑物放樣而布設(shè)；用于變形觀測或其他專門用途的控制網(wǎng)，通常無須分級。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)原則422.要有足夠的精度以工測控制網(wǎng)為例，一般要求最低一級控制網(wǎng)（四等網(wǎng)）的點位中誤差能滿足大比例尺1:500的測圖要求。按圖上0.lmm的繪制精度計算，這相當(dāng)于地面上的點位精度為0.1×500=5（cm）。對于國家控制網(wǎng)而言，盡管觀測精度很高，但由于邊長比工測控制網(wǎng)長得多，待定點與起始點相距較遠(yuǎn)，因而點位中誤差遠(yuǎn)大于工測控制網(wǎng)。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)原則3.要有足夠的密度不論是工測控制網(wǎng)或?qū)Ｓ每刂凭W(wǎng)，都要求在測區(qū)內(nèi)有足夠多的控制點。如前所述，控制點的密度通常是用邊長來表示的?！冻鞘袦y量規(guī)范》中對于城市三角網(wǎng)平均邊長的規(guī)定列于下表中。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)原則三角網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級平均邊長（km）測角中誤差（″）起算邊相對中誤差最弱邊相對中誤差二等9±1.01/3000001/120000三等5±1.81/200000(首級）1/120000(加密）1/80000四等2±2.51/120000（首級）1/80000(加密）1/45000一級小三角二級小三角10.5±5±101/400001/200001/200001/100004.要有統(tǒng)一的規(guī)格為了使不同的工測部門施測的控制網(wǎng)能夠互相利用、互相協(xié)調(diào)，也應(yīng)制定統(tǒng)一的規(guī)范，如現(xiàn)行的《城市測量規(guī)范》和《工程測量規(guī)范》。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)原則返回本節(jié)首頁1.三角網(wǎng)的布設(shè)方案工測三角網(wǎng)具有如下的特點：①各等級三角網(wǎng)平均邊長較相應(yīng)等級的國家網(wǎng)邊長顯著地縮短；②三角網(wǎng)的等級較多；③各等級控制網(wǎng)均可作為測區(qū)的首級控制。④三、四等三角網(wǎng)起算邊相對中誤差，按首級網(wǎng)和加密網(wǎng)分別對待。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)方案2.導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)方案如下表。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)方案電磁波測距導(dǎo)線的主要技術(shù)要求等級附合導(dǎo)線長度（km）平均邊長（m）每邊測距中誤差（mm）測角中誤差（″）導(dǎo)線全長相對閉合差三等四等一級二級三級15103.62.41.530001600300200120±18±18±15±15±15±1.5±2.5±5±8±121/600001/400001/140001/100001/6000電磁波測距導(dǎo)線共分5個等級，其中的三、四等導(dǎo)線與三、四等三角網(wǎng)屬于同一個等級。這5個等級的導(dǎo)線均可作為某個測區(qū)的首級控制。3.GPS網(wǎng)的布設(shè)方案

工程平面控制網(wǎng)布設(shè)方案等級平均距離（km）a(mm)b(1×10-6)最弱邊相對中誤差二等9≤10≤21/120000三等5≤10≤51/80000四等2≤10≤101/45000一級1≤10≤101/20000二級＜1≤15≤201/10000GPS網(wǎng)的主要技術(shù)要求注：當(dāng)邊長小于200m時，邊長中誤差小于20mm。各等級GPS網(wǎng)相鄰點間弦長精度式中σ——標(biāo)準(zhǔn)差（基線向量的弦長中誤差mm）

a——固定誤差（mm）

b——比例誤差系數(shù)（1×10-6）

d——相鄰點間的距離（km）＊4.邊角網(wǎng)的布設(shè)方案＊5.測邊網(wǎng)的布設(shè)方案

工程平面控制網(wǎng)布設(shè)方案現(xiàn)階段主要采用GPS網(wǎng)結(jié)合電磁波測距導(dǎo)線網(wǎng)的布設(shè)方案。工程平面控制網(wǎng)布設(shè)方案返回本節(jié)首頁橋梁三角網(wǎng)對于橋軸線方向的精度要求應(yīng)高于其他方向的精度，以利于提高橋墩放樣的精度；隧道三角網(wǎng)則對垂直于直線隧道軸線方向的橫向精度的要求高于其他方向的精度，以利于提高隧道貫通的精度；用于建設(shè)環(huán)形粒子加速器的專用控制網(wǎng)，其徑向精度應(yīng)高于其他方向的精度，以利于精確安裝位于環(huán)形軌道上的磁塊。專用控制網(wǎng)的布設(shè)特點

專用控制網(wǎng)的用途非常明確，因此建網(wǎng)時應(yīng)根據(jù)特定的要求進(jìn)行控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計。例如:1.控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的主要任務(wù)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，結(jié)合測區(qū)具體情況，擬定最佳控制網(wǎng)布設(shè)方案。確定適宜的精度等級。擬定建網(wǎng)實施計劃。鄂州職業(yè)大學(xué)502.控制網(wǎng)（點）的密度和精度要求控制網(wǎng)（點）的密度和精度，原則上應(yīng)滿足各種工程建設(shè)和

測繪不同比例尺地形圖的要求。做到：精度上遠(yuǎn)期著眼、密度上近期著手。鄂州職業(yè)大學(xué)51航測成圖，平面控制點距：白紙成圖，平面控制最大點距：例：1/1萬航測成圖，A=50，平面控制點平均點距：

D=1.07×7.071=7.6km例：1/2000白紙成圖,l=200，平面控制點平均點距：

D=0.85×2×200=340m精度估算的目的和方法精度估算的目的是推求控制網(wǎng)中邊長、方位角或點位坐標(biāo)等的中誤差，它們都是觀測量平差值的函數(shù)，統(tǒng)稱為推算元素。1.公式估算法2.程序估算法目的方法平面控制點的精度原則上，精度應(yīng)同時滿足工程測量與地形測圖的精度要求。測圖，四等以下點的中誤差小于圖上0.1mm，對于1：5百和1：1千比例尺地形圖就是5cm和10cm。工程放樣及改擴(kuò)建工程，放樣點的位置誤差約為5cm~20cm。所以，點位精度只要優(yōu)于5cm，就能滿足要求。鄂州職業(yè)大學(xué)533.高程控制網(wǎng)的精度和密度要求高程控制網(wǎng)的精度和密度，取決于測圖比例尺和等稿距；規(guī)范規(guī)定：對于1/1000~1/2000比例尺圖，其等高距：平原地區(qū)為0.5~1m；山區(qū)為1~2.5m。圖根點對附近高程控制點的高程中誤差應(yīng)小于等高距的1/10，即：平原地區(qū)為0.05~0.1m；山區(qū)為0.10~0.25m。

鄂州職業(yè)大學(xué)54一、

控制網(wǎng)布設(shè)的基本形式及精度估算1.

控制網(wǎng)布設(shè)的基本形式①平面控制網(wǎng)的基本形式形式：三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、GPS網(wǎng)。特點：三角網(wǎng)是傳統(tǒng)方法，精度高；導(dǎo)線網(wǎng)使用方便，缺點明顯；邊角網(wǎng)觀測量大，精度比三角網(wǎng)高；測邊網(wǎng)較少用到；

GPS網(wǎng)精度很高，更適合大網(wǎng)。②高程控制網(wǎng)布設(shè)的基本形式形式：水準(zhǔn)網(wǎng)（附和、閉合、支、節(jié)點）；三角高程網(wǎng)。特點：精度不同；適合場所不同。鄂州職業(yè)大學(xué)552.導(dǎo)線網(wǎng)的精度估算⑴估算的步驟和方法應(yīng)用單一導(dǎo)線終點坐標(biāo)中誤差公式；將設(shè)計的導(dǎo)線網(wǎng)分解成若干單一導(dǎo)線，分別計算

mx終，my終，并設(shè)其為mxi，myi表示，則：鄂州職業(yè)大學(xué)56然后用“等權(quán)代替法”估算所求點的點位中誤差。鄂州職業(yè)大學(xué)57例：附和導(dǎo)線最弱點O的精度估算。計算AO和BO兩條導(dǎo)線的：按上式得：最后計算O點點位中誤差：mxo，myo，MO。例：單節(jié)點網(wǎng)的精度估算。1.最弱點位I點，將導(dǎo)線分解為AO、BO、CO、IO四條；2.分別計算mxmy。鄂州職業(yè)大學(xué)583.將AO、BO組成虛擬等權(quán)路線KO，計算mxko，

myko，計算權(quán)倒數(shù)：4.計算待估點I的中誤差：或3.高程控制網(wǎng)的精度估算在高程控制網(wǎng)中，應(yīng)對最弱點進(jìn)行精度估算。鄂州職業(yè)大學(xué)59⑴單一水準(zhǔn)路線的權(quán)倒數(shù)①支水準(zhǔn)路線的精度估算a.水準(zhǔn)路線的權(quán)一般取路線長度，即：PB=1/LAB。b.B點高程中誤差：②附和水準(zhǔn)路線的精度估算鄂州職業(yè)大學(xué)60有：R點高程中誤差：二、在技術(shù)設(shè)計中應(yīng)注意的若干問題1.對已有測繪資料的分析和利用⑴平面控制網(wǎng)原有起始數(shù)據(jù)的來源、坐標(biāo)系、等級、質(zhì)量情況；投影帶和投影面的選擇，是否滿足工程測量需要；測距儀檢定間隔時間，測距儀改正數(shù)是否正確等；依控制網(wǎng)幾何條件檢查觀測質(zhì)量情況；平差后觀測角的改正數(shù)的大?。粌x器檢驗項目和精度，觀測成果取舍是否合理；成果中是否存在較嚴(yán)重的系統(tǒng)誤差影響；平差方法是否合理；精度評定是否正確，精度是否滿足應(yīng)用要求。鄂州職業(yè)大學(xué)61⑵高程控制網(wǎng)原有高程成果的高程系統(tǒng)、等級、質(zhì)量等；布網(wǎng)的圖形及其點位密度；標(biāo)石類型、澆灌、埋設(shè)質(zhì)量；線路的閉合差，每公里高差中數(shù)的偶然中誤差和全中誤差；平差方法是否適當(dāng)，觀測成果取舍是否合理；起算水準(zhǔn)點是否經(jīng)檢測，檢測結(jié)果是否合乎規(guī)定；水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)標(biāo)尺是否進(jìn)行過檢驗，儀器檢驗項目是否齊全。鄂州職業(yè)大學(xué)622.工程測量投影帶和投影面的選擇城市（或工程）坐標(biāo)系的建立可歸結(jié)為“投影帶和投影面的選擇”。城市坐標(biāo)系的建立應(yīng)以長度變形<2.5cm/km為原則，具體如下：

1.當(dāng)長度變形<2.5cm/km時，采用國家標(biāo)準(zhǔn)3°高斯正形投影；

2.當(dāng)長度變形>2.5cm/km時，依次采用：

(1)抵償高程投影面，3°高斯正形投影。

(2)投影面：平均海水面或平均高程面；投影帶：任意帶高斯正形投影。

(3)當(dāng)面積小于25km2時，直接建立平面直角坐標(biāo)系。鄂州職業(yè)大學(xué)63⑴有關(guān)投影變形的基本概念①實量邊長歸算至橢球面，其變形：鄂州職業(yè)大學(xué)64②橢球面邊長至高斯投影面，其變形：

所謂投影變形，系以上兩種變形之和。⑵工程測量平面控制網(wǎng)的精度要求的概念投影變形應(yīng)滿足工程測量和大比例尺測圖的要求。通常，工程放樣的精度要求為1/5千~1/2萬，如投影變形引起的誤差是放樣誤差的1/2，即1/1萬~1/4萬，也就是每千米長度變形，不應(yīng)大于10cm~2.5cm。鄂州職業(yè)大學(xué)65⑶工程測量投影面和投影帶選擇的出發(fā)點①在滿足精度的前提下，盡量采用國家統(tǒng)一3°高斯正形投影；②當(dāng)邊長的兩次改正不能滿足精度要求時，可選用任意帶高斯投影投影，參考面可自行選定：

1)通過改變Hm選擇高程參考面，抵償投影變形；

2)通過改變ym選擇中央子午線，以低償高程面的邊長歸算到橢球面的投影變形；

3)同時改變Hm和ym，來共同抵償兩項歸算改正變形。鄂州職業(yè)大學(xué)66三、

技術(shù)設(shè)計編制的步驟和方法1．編寫技術(shù)設(shè)計書的依據(jù)（1）上級下達(dá)的任務(wù)和要求；（2）國家統(tǒng)一制定的《規(guī)范》，上級有關(guān)的技術(shù)指示或補(bǔ)充規(guī)定；（3）測區(qū)內(nèi)已有的成果、成圖資料及其技術(shù)總結(jié)或質(zhì)量情況等資料；（4）測區(qū)的勘選資料；（5）測繪工作的作業(yè)定額和材料、裝備情況。鄂州職業(yè)大學(xué)672．技術(shù)設(shè)計書的主要內(nèi)容（1）技術(shù)設(shè)計圖全部設(shè)計的工程工作量和輔助工作量。控制網(wǎng)的起算點及起算系統(tǒng)。圖上應(yīng)標(biāo)明比例尺、主要城鎮(zhèn)、主要交通線、主要水系、境界、圖名和圖幅編號以及經(jīng)緯度。對已有資料要簡單標(biāo)明質(zhì)量情況及主要數(shù)學(xué)精度指標(biāo)，并根據(jù)圖上設(shè)計的結(jié)果，標(biāo)出各種精度預(yù)期的指標(biāo)及質(zhì)量估計。鄂州職業(yè)大學(xué)68