控制測(cè)量學(xué)控制網(wǎng)的布設(shè)形式

控制測(cè)量學(xué)控制網(wǎng)的布設(shè)形式在地面上選定一系列點(diǎn)位1，2，…，使互相觀測(cè)的兩點(diǎn)通視，把它們按三角形的形式連接起來即構(gòu)成三角網(wǎng)。如果測(cè)區(qū)較小，可以把測(cè)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)（圖1-4）。三角網(wǎng)中的觀測(cè)量是網(wǎng)中的全部（或大部分）方向值（有關(guān)方向值的觀測(cè)方法見第三章），圖1-4中每條實(shí)線表示對(duì)向觀測(cè)的兩個(gè)方向。根據(jù)方向值即可算出任意兩個(gè)方向之間的夾角。便可用正弦定理依次推算出所有三角網(wǎng)的邊長(zhǎng)、各邊的坐標(biāo)方位角和各點(diǎn)的平面坐標(biāo)。這就是三角測(cè)量的基本原理和方法。y31,3J|a，a，)|1y和各角觀測(cè)值的平差值A(chǔ),B,C可推算理可依次求得三角網(wǎng)中其他各點(diǎn)的坐標(biāo)。2）起算數(shù)據(jù)和推算元素為了得到所有三角點(diǎn)的坐標(biāo)，必須已知三角網(wǎng)中某一點(diǎn)的起算坐標(biāo)（x,y）,某一起算邊長(zhǎng)s和某一邊的坐標(biāo)方位角a，我們把它們統(tǒng)稱為三角測(cè)量的起算數(shù)據(jù)（或元素）。在三角點(diǎn)上觀測(cè)的水平角（或方向）是三角測(cè)量的觀測(cè)元素。由起算元素和觀測(cè)元素的平差值推算出的三角形邊長(zhǎng)、坐標(biāo)方位角和三角點(diǎn)的坐標(biāo)統(tǒng)稱為三角測(cè)量的推算元素。3）工程測(cè)量中三角網(wǎng)起算數(shù)據(jù)的獲得在工程測(cè)量中，三角網(wǎng)起算數(shù)據(jù)可由下列方法求得：度滿足工程測(cè)量的要求，則可利用國(guó)家三角網(wǎng)邊長(zhǎng)作為起算邊長(zhǎng)。若已有網(wǎng)邊長(zhǎng)精度不能滿足工程測(cè)量的要求（或無已知邊長(zhǎng)可利用）時(shí)，則可采用電磁波測(cè)距儀直接測(cè)量三角網(wǎng)某一邊或某些邊的邊長(zhǎng)作為起算邊長(zhǎng)。（2）起算坐標(biāo)當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)有國(guó)家三角網(wǎng)（或其他單位施測(cè)的三角網(wǎng)）時(shí)，則由已有的三角網(wǎng)傳遞坐標(biāo)。若測(cè)區(qū)附近無三角網(wǎng)成果可利用，則可在一個(gè)三角點(diǎn)上用天文測(cè)量方法測(cè)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(cè)區(qū)也可采用假設(shè)坐標(biāo)系統(tǒng)。（3）起算方位角當(dāng)測(cè)區(qū)附近有控制網(wǎng)時(shí)，則可由已有網(wǎng)傳遞方位角。若無已有成果可利用時(shí)，可用天文測(cè)量方法測(cè)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(cè)定起算方位角。（4）獨(dú)立網(wǎng)與非獨(dú)立網(wǎng)當(dāng)三角網(wǎng)中只有必要的一套起算數(shù)據(jù)（例如一條起算是獨(dú)立網(wǎng)，其中（a）稱為中點(diǎn)多邊形，是三角網(wǎng)中常用的一種典型圖形。如果三角網(wǎng)中具有多于必要的一套起算數(shù)據(jù)時(shí)，則這種網(wǎng)稱為非獨(dú)立網(wǎng)。例如圖2.導(dǎo)線網(wǎng)導(dǎo)線網(wǎng)是目前工測(cè)控制網(wǎng)較常用的一種布設(shè)形式，它包括單一導(dǎo)線和具有一個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線網(wǎng)。網(wǎng)中的觀測(cè)值是角度（或方向）和邊長(zhǎng)。獨(dú)立導(dǎo)線網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)是：一個(gè)起算點(diǎn)的x,y坐標(biāo)和一個(gè)方向的方位角。導(dǎo)線網(wǎng)與三角網(wǎng)相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于：（1）網(wǎng)中各點(diǎn)上的方向數(shù)較少，除結(jié)點(diǎn)外只有兩個(gè)方向，因而受通視要求的限制（2）導(dǎo)線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點(diǎn)時(shí)可根據(jù)具體情況隨時(shí)改變。導(dǎo)線網(wǎng)的缺點(diǎn)主要是：導(dǎo)線網(wǎng)中的多余觀測(cè)數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時(shí)不易發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中的粗差，因而可靠性不高。由上述可見，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)。3.邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)邊角網(wǎng)是指測(cè)角又測(cè)邊的以三角形為基本圖形的網(wǎng)。如果只測(cè)邊而不測(cè)角即為三進(jìn)，無論從理論上還是實(shí)踐上逐步形成為一套較完善的控制測(cè)量方法，這就是“三角測(cè)量”。由于這種方法主要使用經(jīng)緯儀完成大量的野外觀測(cè)工作，所以在電磁波測(cè)距儀問世以前的年代，三角網(wǎng)是布設(shè)各級(jí)控制網(wǎng)的主要形式。三角網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：圖形簡(jiǎn)單，網(wǎng)的精度較高，有較多的檢核條件，易于發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的粗差，便于計(jì)算。缺點(diǎn)是：在平原地區(qū)或隱蔽地區(qū)易受障礙物的影響，布網(wǎng)困難大，有時(shí)不得不建造較高隨著電磁波測(cè)距儀的不斷完善和普及，導(dǎo)線網(wǎng)和邊角網(wǎng)逐漸得到廣泛的應(yīng)用。尤其是前者，目前在平原或隱蔽地區(qū)已基本上代替了三角網(wǎng)作為等級(jí)控制網(wǎng)。由于完成一個(gè)測(cè)站上的邊長(zhǎng)觀測(cè)通常要比方向觀測(cè)容易，因而在儀器設(shè)備和測(cè)區(qū)通視條件都允許的情況下，也可布設(shè)完全的測(cè)邊網(wǎng)。在精度要求較高的情況下（例如精密的變形監(jiān)視測(cè)量），可布設(shè)部分測(cè)邊、部分測(cè)角的控制網(wǎng)或邊、角全測(cè)的控制網(wǎng)。4.GPS網(wǎng)進(jìn)人20世紀(jì)90年代，隨著GPS定位技術(shù)在我國(guó)的引進(jìn)，許多大、中城市勘測(cè)院及工程測(cè)量單位開始用GPS布設(shè)控制網(wǎng)。目前GPS相對(duì)定位精度，在幾十公里的范圍內(nèi)可達(dá)1/1000000～2/100000，可以滿足《城市測(cè)量規(guī)范》對(duì)城市二的精度要求（二等最弱邊相對(duì)精度1/300000)。然而在高程方面GPS測(cè)得的高程是相對(duì)于橢球面的大地高，而水準(zhǔn)測(cè)量求出的則是相對(duì)于大地水準(zhǔn)面的高程，由圖1-3可知兩者之差就是大地水準(zhǔn)面差距N。目前在大多數(shù)情況下，其N值難以精確決定，因此GPS暫時(shí)只能用于平面等級(jí)控制網(wǎng)的布設(shè)。當(dāng)采用GPS進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)，網(wǎng)形的設(shè)計(jì)在很大程度上取決于接收機(jī)的數(shù)量和作業(yè)方式。如果只用兩臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)，一次只能測(cè)定一條基線向量。如果能有三四其中圖（a）,（b）為點(diǎn)連接，表示在兩個(gè)基本圖形之間有一個(gè)點(diǎn)是公共點(diǎn)，在該點(diǎn)上有重復(fù)觀測(cè)；圖（c）、（d）為邊連接，表示每個(gè)基本圖形中，有一條邊是與相鄰圖在GPS網(wǎng)中，也可在網(wǎng)的周圍設(shè)立兩個(gè)點(diǎn)上始終設(shè)有接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。最后取逐日觀測(cè)結(jié)果的平均值，可顯著提高這些基線國(guó)家高程控制網(wǎng)是用水準(zhǔn)測(cè)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。根據(jù)分級(jí)布網(wǎng)的原則，將水準(zhǔn)網(wǎng)分成四個(gè)等級(jí)。一等水準(zhǔn)路線是高程控制的骨干，在此基礎(chǔ)上布設(shè)的二等水準(zhǔn)路線是高程控制的全面基礎(chǔ)；在一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的基家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范規(guī)定，各等級(jí)水準(zhǔn)路線一般都應(yīng)構(gòu)成閉合環(huán)線或附合于高級(jí)水準(zhǔn)路線工測(cè)高程控制網(wǎng)的布設(shè)也應(yīng)遵守分級(jí)布設(shè)的原則。關(guān)于工測(cè)高程控制網(wǎng)的布設(shè)方案，《城市測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，可以采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量。水準(zhǔn)測(cè)量分為二、三、四等，作為工測(cè)高程控制網(wǎng)或?qū)Ｓ酶叱炭刂凭W(wǎng)的基礎(chǔ)。首級(jí)水準(zhǔn)網(wǎng)等級(jí)的選擇應(yīng)根據(jù)城市面積的大小、城市的遠(yuǎn)景規(guī)劃、水準(zhǔn)路線三