第五章工程控制網(wǎng)布設(shè)的理論與方法

1、1 2 按其范圍和用途，測量控制網(wǎng)分為三大類：按其范圍和用途，測量控制網(wǎng)分為三大類： 全球控制網(wǎng)全球控制網(wǎng)國際組織、全球范圍、研究地球國際組織、全球范圍、研究地球等；等； 國家控制網(wǎng)國家控制網(wǎng)提供全國范圍統(tǒng)一地理坐標(biāo)、基提供全國范圍統(tǒng)一地理坐標(biāo)、基本圖測繪的依據(jù)、精密定點、逐級布置；本圖測繪的依據(jù)、精密定點、逐級布置； 工程控制網(wǎng)工程控制網(wǎng)針對具體工程（測圖、施工、針對具體工程（測圖、施工、管理）。管理）。3 測圖控制網(wǎng)、施工（測量）控制網(wǎng)、測圖控制網(wǎng)、施工（測量）控制網(wǎng)、變形監(jiān)測網(wǎng)、安裝（測量）控制網(wǎng)；變形監(jiān)測網(wǎng)、安裝（測量）控制網(wǎng)； ：一維網(wǎng)（水準(zhǔn)網(wǎng)、高程網(wǎng)）、二一維網(wǎng)（水準(zhǔn)網(wǎng)、高程網(wǎng)）、

2、二維網(wǎng)（平面網(wǎng)）、三維網(wǎng)；維網(wǎng)（平面網(wǎng)）、三維網(wǎng)； 三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)、方格網(wǎng)；三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)、方格網(wǎng)； 測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、GPS網(wǎng)網(wǎng)；4 附合網(wǎng)（約束網(wǎng)）、獨立網(wǎng)、經(jīng)附合網(wǎng)（約束網(wǎng)）、獨立網(wǎng)、經(jīng)典自由網(wǎng)、自由網(wǎng)；典自由網(wǎng)、自由網(wǎng)；首級網(wǎng)、加密網(wǎng)、特殊網(wǎng)、專用網(wǎng)等。首級網(wǎng)、加密網(wǎng)、特殊網(wǎng)、專用網(wǎng)等。 提供工程范圍內(nèi)統(tǒng)一的參考框架，為各項測量工提供工程范圍內(nèi)統(tǒng)一的參考框架，為各項測量工作提供位置基準(zhǔn)，滿足工程建設(shè)不同階段對測繪在質(zhì)作提供位置基準(zhǔn)，滿足工程建設(shè)不同階段對測繪在質(zhì)量（精度、可靠性）、進度（速度）和費用等方面的量（精度、可靠性）、進度（速度）和

3、費用等方面的要求。也具有控制全局、提供基準(zhǔn)和控制測量誤差積要求。也具有控制全局、提供基準(zhǔn)和控制測量誤差積累的作用。累的作用。5 確定控制網(wǎng)的等級；確定控制網(wǎng)的等級；確定布網(wǎng)形式；確定布網(wǎng)形式；確定測量儀器和操作規(guī)程；確定測量儀器和操作規(guī)程；圖上選點；圖上選點；造標(biāo)、埋石；造標(biāo)、埋石；外業(yè)觀測；外業(yè)觀測；內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理；內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理；提交成果。提交成果。6 規(guī)范中將測圖平面控制網(wǎng)的等級依次劃分為：規(guī)范中將測圖平面控制網(wǎng)的等級依次劃分為： 二、三、四等三角網(wǎng)，一、二級小三角網(wǎng)，二、三、四等三角網(wǎng)，一、二級小三角網(wǎng)， 或一、二、三級導(dǎo)線網(wǎng)，或一、二級導(dǎo)線。或一、二、三級導(dǎo)線網(wǎng)，或一、二級導(dǎo)線。 1 .

4、 三角測量的技術(shù)要求應(yīng)符合表4 . 1 . 2的規(guī)定。 三三角角測測量量的的技技術(shù)術(shù)要要求求 表4 . 1 . 2 測測 回回 數(shù)數(shù) 等等 級級 平平均均 邊邊長長 （ k m） 測測 角角 中中誤誤差差 （） 起起始始邊邊 邊邊長長相相對對 中中 誤誤 差差 最最弱弱邊邊 邊邊長長相相對對 中中 誤誤 差差 三三角角形形 閉閉合合差差 （） DJ 1 DJ 2 二二等等 3 3 . . 0 0 1 1 . . 0 0 1 1 / / 2 2 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 / / 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 . . 5 5 1 1 2 2 三三等等

5、 2 2 . . 0 0 1 1 . . 8 8 1 1 / / 1 1 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 / / 7 7 0 0 0 0 0 0 0 0 7 7 . . 0 0 6 6 9 9 四四等等 1 1 . . 0 0 2 2 . . 5 5 1 1 / / 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 / / 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 9 9 . . 0 0 4 4 6 6 一一級級小小三三角角 0 0 . . 5 5 5 5 . . 0 0 1 1 / / 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 / / 2 2 0 0 0 0 0 0

6、 0 0 1 1 5 5 . . 0 0 3 3 二二級級小小三三角角 0 0 . . 3 3 1 1 0 0 . . 0 0 1 1 / / 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 / / 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 0 0 . . 0 0 1 1 2 . 各等級控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)為近似等邊三角形的網(wǎng)（鎖），三角形內(nèi)角一般不小于3 0 ，受限制時亦不應(yīng)小于2 5 。 3 . 加密網(wǎng)可采用插點的方法。交會插點點位應(yīng)在高等三角形的中心附近。同一插點各方向距離之比不得超過1 3 。對于單插點，三等點應(yīng)有六個內(nèi)外交會方向測定，其中至少有兩個交角為6 0 1 2 0 的外方向；四

7、等點應(yīng)有五個交會方向，圖形欠佳時其中應(yīng)有外方向。對于雙插點，交會方向數(shù)應(yīng)兩倍于上述規(guī)定（其中包括兩待定點間的對向觀測方向）。 4 . 一、二級小三角可采用線形鎖，線形鎖宜近于直伸，傳距角應(yīng)大于4 0 且小于1 0 0 ，三角形的個數(shù)不得多于8個，超過8個時，應(yīng)增加基線邊。 7城城市市導(dǎo)導(dǎo)線線的的主主要要技技術(shù)術(shù)要要求求 等等級級 附附合合導(dǎo)導(dǎo)線線長長度度 （k m） 平平均均邊邊長長 （m） 測測距距中中誤誤差差 （mm） 測測角角中中誤誤差差 （） 導(dǎo)導(dǎo)線線全全長長 相相對對閉閉合合差差 三三等等 1 5 3 0 0 0 1 8 1 . 5 1 / 6 0 0 0 0 四四等等 1 0 1

8、6 0 0 1 8 2 . 5 1 / 4 0 0 0 一一級級 3 . 6 3 0 0 1 5 5 1 / 1 4 0 0 0 二二級級 2 . 4 2 0 0 1 5 8 1 / 1 0 0 0 0 三三級級 1 . 5 1 2 0 1 5 1 2 1 / 6 0 0 0 圖圖根根導(dǎo)導(dǎo)線線的的技技術(shù)術(shù)要要求求 測測 圖圖 比比例例尺尺 附附合合導(dǎo)導(dǎo)線線長長度度 （m） 平平均均邊邊長長 （m） 導(dǎo)導(dǎo)線線全全長長 相相對對閉閉合合差差 測測回回數(shù)數(shù) D J 6 方方位位角角閉閉合合差差 1 ：5 0 0 5 0 0 7 5 1 ：1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 ：2 0 0

9、0 2 0 0 0 1 8 0 1 / 2 0 0 0 1 n06 n為為測測站站數(shù)數(shù) 8城城市市導(dǎo)導(dǎo)線線的的主主要要技技術(shù)術(shù)要要求求 等等級級 附附合合導(dǎo)導(dǎo)線線長長度度 （k m ） 平平均均邊邊長長 （m ） 測測距距中中誤誤差差 （m m ） 測測角角中中誤誤差差 （） 導(dǎo)導(dǎo)線線全全長長 相相對對閉閉合合差差 三三等等 1 5 3 0 0 0 1 8 1 5 1 / 6 0 0 0 0 四四等等 1 0 1 6 0 0 1 8 2 5 1 / 4 0 0 0 一一級級 3 6 3 0 0 1 5 5 1 / 1 4 0 0 0 二二級級 2 4 2 0 0 1 5 8 1 / 1 0 0

10、 0 0 三三級級 1 5 1 2 0 1 5 1 2 1 / 6 0 0 0 圖圖圖圖根根根根導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo)線線線線的的的的技技技技術(shù)術(shù)術(shù)術(shù)要要要要求求求求 測測 圖圖 比比例例尺尺 附附合合導(dǎo)導(dǎo)線線長長度度 （m ） 平平均均邊邊長長 （m ） 導(dǎo)導(dǎo)線線全全長長 相相對對閉閉合合差差 測測回回數(shù)數(shù) D J 6 方方位位角角閉閉合合差差 1 ：5 0 0 5 0 0 7 5 1 ：1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 ：2 0 0 0 2 0 0 0 1 8 0 1 / 2 0 0 0 1 n06 n為為測測站站數(shù)數(shù) 9 現(xiàn)在已沒有純粹的三角網(wǎng)，首級控制一般采用現(xiàn)在已沒有純粹的三角網(wǎng)，首

11、級控制一般采用GPSGPS網(wǎng)，對于網(wǎng)，對于城市及工程城市及工程GPSGPS控制網(wǎng)精度指標(biāo)控制網(wǎng)精度指標(biāo)見下表：見下表：10根根據(jù)據(jù)2001年年國國家家頒頒布布的的GPS測測量量規(guī)規(guī)范范， GPS相相對對定定位位精精度度則則分分以以下下六六類類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)： 表表中中各各級級GPS網(wǎng)網(wǎng)相相鄰鄰點點間間 的的基基線線長長度度精精度度用用下下式式表表示示： 式式中中：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差差（mm） ； a固固定定誤誤差差（mm） ； b比比例例誤誤差差系系數(shù)數(shù)； d相相鄰鄰點點間間的的距距離離（mm） 。 測測量量分分級級 固固定定誤誤差差 a（mm） 比比例例誤誤差差 b（10-6） AA 3 0.01 A 5

12、 0.1 B 8 1 C 10 5 D 10 10 E 10 20 26210dba11 在于控制測量誤差的積累，保證圖上內(nèi)容的精在于控制測量誤差的積累，保證圖上內(nèi)容的精度均勻和相鄰圖幅正確拼接。度均勻和相鄰圖幅正確拼接。是按比例尺大小確定的，通常應(yīng)使平面控制是按比例尺大小確定的，通常應(yīng)使平面控制網(wǎng)能滿足網(wǎng)能滿足1：500比例尺測圖精度要求。四等以下比例尺測圖精度要求。四等以下（包括四等）各級平面控制的最弱邊的邊長中誤（包括四等）各級平面控制的最弱邊的邊長中誤差不大于圖上差不大于圖上0.1mm，即實地的中誤差不大于，即實地的中誤差不大于5cm。12網(wǎng)點的密度視測圖比例尺而定網(wǎng)點的密度視測圖比例

13、尺而定,測測圖圖比比例例尺尺 圖圖幅幅尺尺寸寸 （cm） 解解析析控控制制點點 （個個數(shù)數(shù)） 控控制制點點數(shù)數(shù)/ km2 1：500 5050 8 128 1：1000 5050 12 48 1：2000 5050 15 15 1：5000 4040 30 8 以上表中數(shù)據(jù)適合一般地區(qū)，若地形起伏較大時，則以上表中數(shù)據(jù)適合一般地區(qū)，若地形起伏較大時，則控制點的密度還要加大；若采用電子速測儀測圖，其控制控制點的密度還要加大；若采用電子速測儀測圖，其控制點的數(shù)量可適當(dāng)減少。點的數(shù)量可適當(dāng)減少。13 當(dāng)測區(qū)內(nèi)有國家控制點，且精度高于測區(qū)首級控當(dāng)測區(qū)內(nèi)有國家控制點，且精度高于測區(qū)首級控制網(wǎng)的要求，相鄰

14、點的距離投影到測區(qū)平均高程面制網(wǎng)的要求，相鄰點的距離投影到測區(qū)平均高程面上所引起的長度變形小于最弱邊的誤差，則該控制上所引起的長度變形小于最弱邊的誤差，則該控制點可加以利用。點可加以利用。 測圖控制網(wǎng)加密時應(yīng)該盡可能減少布網(wǎng)的層次，測圖控制網(wǎng)加密時應(yīng)該盡可能減少布網(wǎng)的層次，有條件時應(yīng)該一次性加密。這樣既可控制起始數(shù)據(jù)誤有條件時應(yīng)該一次性加密。這樣既可控制起始數(shù)據(jù)誤差的影響，又能使加密點的精度趨于均勻。差的影響，又能使加密點的精度趨于均勻。 目前，建立測圖控制網(wǎng)的經(jīng)濟做法：完全采用目前，建立測圖控制網(wǎng)的經(jīng)濟做法：完全采用GPS技術(shù)作首級控制和加密測量，或者用技術(shù)作首級控制和加密測量，或者用GPS

15、技術(shù)作技術(shù)作首級控制，以常規(guī)方法進行網(wǎng)的加密。首級控制，以常規(guī)方法進行網(wǎng)的加密。14 大比例尺測圖所需的高程控制網(wǎng)，通常采用水準(zhǔn)測量的方大比例尺測圖所需的高程控制網(wǎng)，通常采用水準(zhǔn)測量的方法建立。水準(zhǔn)測量分為二、三、四等法建立。水準(zhǔn)測量分為二、三、四等 ，各等級的精度指標(biāo)基本，各等級的精度指標(biāo)基本與國家規(guī)范要求一致。見下表與國家規(guī)范要求一致。見下表觀觀測測次次數(shù)數(shù) 往往返返較較差差、附附合合或或環(huán)環(huán)線線閉閉合合差差 等等級級 每每千千米米高高差差全全中中誤誤差差（mm） 路路 線線 長長 度度 （km） 水水準(zhǔn)準(zhǔn) 儀儀的的 型型號號 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 尺尺 與與已已知知點點聯(lián)聯(lián)測測 附附合合或或環(huán)環(huán)

16、線線 平平 地地 （mm） 山山 地地 （mm） 二二等等 2 DS1 因因瓦瓦 往往 返返 各各一一次次 往往 返返 各各一一次次 4L DS1 因因瓦瓦 往往一一次次 三三等等 6 50 DS3 雙雙面面 往往 返返 各各一一次次 往往 返返 各各一一次次 12L 4n 四四等等 10 16 DS3 雙雙面面 往往 返返 各各一一次次 往往一一次次 20L 6n 五五等等 15 DS3 單單面面 往往 返返 各各一一次次 往往一一次次 30L 注注：結(jié)結(jié)點點之之間間或或結(jié)結(jié)點點與與高高級級點點之之間間，其其路路線線的的長長度度，不不應(yīng)應(yīng)大大于于表表中中規(guī)規(guī)定定的的 0.7 倍倍； L 為為

17、往往返返測測段段、附附合合或或環(huán)環(huán)線線的的水水準(zhǔn)準(zhǔn)路路線線長長度度（km） ，n 為為測測站站數(shù)數(shù)。 15 用電磁波測距三角高程可代替三、四等水準(zhǔn)測量，用電磁波測距三角高程可代替三、四等水準(zhǔn)測量，使用中要注意以下幾點：使用中要注意以下幾點： （1）視線長度，以斜距不大于）視線長度，以斜距不大于1km為宜。為宜。 （2）選擇有利的觀測時間進行豎直角觀測；必須）選擇有利的觀測時間進行豎直角觀測；必須往返觀測豎直角，而且往返觀測的時間間隔應(yīng)盡量往返觀測豎直角，而且往返觀測的時間間隔應(yīng)盡量短暫。有條件時應(yīng)兩臺儀器作對向觀測。短暫。有條件時應(yīng)兩臺儀器作對向觀測。（3）各控制點的高程觀測應(yīng)組成閉合環(huán)以增加

18、平差）各控制點的高程觀測應(yīng)組成閉合環(huán)以增加平差條件。條件。 （4）豎直角觀測、儀器置平以及儀器高覘標(biāo)高量測）豎直角觀測、儀器置平以及儀器高覘標(biāo)高量測等作業(yè)都應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進行。等作業(yè)都應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進行。16 施工控制網(wǎng)是為工程的定線放樣而建立。為便于對施工控制網(wǎng)是為工程的定線放樣而建立。為便于對主體工程的控制和施工放樣，施工平面控制網(wǎng)多以主主體工程的控制和施工放樣，施工平面控制網(wǎng)多以主體建筑物的主軸線為依據(jù)擴展網(wǎng)形。如橋梁施工控制體建筑物的主軸線為依據(jù)擴展網(wǎng)形。如橋梁施工控制網(wǎng)是以橋中線為準(zhǔn)，向兩側(cè)布設(shè)對稱網(wǎng)形；而建筑工網(wǎng)是以橋中線為準(zhǔn)，向兩側(cè)布設(shè)對稱網(wǎng)形；而建筑工程施工控制網(wǎng)則多是布設(shè)成為與主

19、要建筑物相互平行程施工控制網(wǎng)則多是布設(shè)成為與主要建筑物相互平行的方格網(wǎng)。的方格網(wǎng)。 在點位布設(shè)方面、重要建筑物的主軸線上，如大壩在點位布設(shè)方面、重要建筑物的主軸線上，如大壩的兩端和隧道的出入口處均應(yīng)布有控制點。的兩端和隧道的出入口處均應(yīng)布有控制點。 17 在精度方面，應(yīng)能保證各種工程放樣的不同要在精度方面，應(yīng)能保證各種工程放樣的不同要求。施測方法視工程的性質(zhì)而定，對于建筑方格網(wǎng)而求。施測方法視工程的性質(zhì)而定，對于建筑方格網(wǎng)而言，是先根據(jù)測圖控制網(wǎng)點言，是先根據(jù)測圖控制網(wǎng)點, ,放樣出它的主軸線放樣出它的主軸線, ,然后然后從主軸線初步放樣出全網(wǎng)的各點，再精密測出各點的從主軸線初步放樣出全網(wǎng)的各

20、點，再精密測出各點的實際坐標(biāo)，然后以各點的設(shè)計坐標(biāo)為準(zhǔn)進行點位改正實際坐標(biāo)，然后以各點的設(shè)計坐標(biāo)為準(zhǔn)進行點位改正并埋設(shè)牢固的點位標(biāo)志。并埋設(shè)牢固的點位標(biāo)志。 施工控制網(wǎng)多用假定的施工坐標(biāo)系統(tǒng)。它是整個施工控制網(wǎng)多用假定的施工坐標(biāo)系統(tǒng)。它是整個施工期間定線放樣，竣工驗收的依據(jù)。施工期間定線放樣，竣工驗收的依據(jù)。18 1. 1.控制的范圍小，控制點的密度大；控制的范圍小，控制點的密度大； 2. 2.點位布設(shè)和精度有特定的要求；點位布設(shè)和精度有特定的要求； 3. 3.使用頻繁使用頻繁 （控制點的穩(wěn)定性、使用方便）（控制點的穩(wěn)定性、使用方便） 4. 4.受施工干擾受施工干擾 5. 5.控制網(wǎng)的坐標(biāo)系與

21、施工坐標(biāo)系一致；控制網(wǎng)的坐標(biāo)系與施工坐標(biāo)系一致； 6. 6.投影面的選擇不同投影面的選擇不同 與工程的平均高程面一致。與工程的平均高程面一致。 7. 7.分級布網(wǎng)時，次級網(wǎng)可能比首級網(wǎng)的精度高。分級布網(wǎng)時，次級網(wǎng)可能比首級網(wǎng)的精度高。19 施工高程控制網(wǎng)可分為首級網(wǎng)和加密網(wǎng)。相應(yīng)水施工高程控制網(wǎng)可分為首級網(wǎng)和加密網(wǎng)。相應(yīng)水準(zhǔn)點分別稱為基本水準(zhǔn)點和施工水準(zhǔn)點。準(zhǔn)點分別稱為基本水準(zhǔn)點和施工水準(zhǔn)點。 一般建筑場地埋設(shè)一般建筑場地埋設(shè)3 3個，按三個，按三、四等水準(zhǔn)測量要求，將其布設(shè)成閉合水準(zhǔn)路線，、四等水準(zhǔn)測量要求，將其布設(shè)成閉合水準(zhǔn)路線，其位置應(yīng)設(shè)在不受施工影響之處。其位置應(yīng)設(shè)在不受施工影響之處。

22、 靠近建筑物，可用來直接測設(shè)靠近建筑物，可用來直接測設(shè)建筑物的高程。通常設(shè)在建筑方格網(wǎng)樁點上。建筑物的高程。通常設(shè)在建筑方格網(wǎng)樁點上。20 變形監(jiān)測網(wǎng)由參考點和目標(biāo)點組成，一個網(wǎng)可以變形監(jiān)測網(wǎng)由參考點和目標(biāo)點組成，一個網(wǎng)可以由任意個網(wǎng)點組成，但由任意個網(wǎng)點組成，但應(yīng)有一個參考點（基準(zhǔn)應(yīng)有一個參考點（基準(zhǔn)點）、一個目標(biāo)點（確定絕對變形）或兩個目標(biāo)點點）、一個目標(biāo)點（確定絕對變形）或兩個目標(biāo)點（確定相對變形）組成。（確定相對變形）組成。 參考點應(yīng)位于變形體外，是網(wǎng)的基準(zhǔn)，目標(biāo)點位參考點應(yīng)位于變形體外，是網(wǎng)的基準(zhǔn)，目標(biāo)點位于變形體上。變形體的變形由目標(biāo)點的運動描述。于變形體上。變形體的變形由目標(biāo)點的

23、運動描述。 變形監(jiān)測網(wǎng)分一維網(wǎng)、二維網(wǎng)和三維網(wǎng)，其網(wǎng)形變形監(jiān)測網(wǎng)分一維網(wǎng)、二維網(wǎng)和三維網(wǎng)，其網(wǎng)形取決于變形監(jiān)測的目的和變形體的形狀，此外還與地取決于變形監(jiān)測的目的和變形體的形狀，此外還與地形和環(huán)境條件有關(guān)。形和環(huán)境條件有關(guān)。21 （1 1）變形體的范圍較大且形狀不規(guī)則時，可選擇）變形體的范圍較大且形狀不規(guī)則時，可選擇已有的大地坐標(biāo)系統(tǒng)；已有的大地坐標(biāo)系統(tǒng)； （2 2）結(jié)構(gòu)性特征明顯的變形體，最好采用基于監(jiān)）結(jié)構(gòu)性特征明顯的變形體，最好采用基于監(jiān)測體的坐標(biāo)系統(tǒng)，該坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)軸與監(jiān)測體的測體的坐標(biāo)系統(tǒng)，該坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)軸與監(jiān)測體的主軸線重合、平行或垂直，這時目標(biāo)點的變形剛好主軸線重合、平行或垂

24、直，這時目標(biāo)點的變形剛好在某一坐標(biāo)方向上。在某一坐標(biāo)方向上。 （3 3）當(dāng)只對目標(biāo)點的相對運動感興趣時，可不設(shè)）當(dāng)只對目標(biāo)點的相對運動感興趣時，可不設(shè)參考點，這時可采用自由基準(zhǔn)，變形體的變形不是通參考點，這時可采用自由基準(zhǔn)，變形體的變形不是通過目標(biāo)點的坐標(biāo)變化，而是用可估計的基準(zhǔn)不變量導(dǎo)過目標(biāo)點的坐標(biāo)變化，而是用可估計的基準(zhǔn)不變量導(dǎo)出。出。 22 對變形監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)作對變形監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)作同時顧及同時顧及、以及以及進行監(jiān)測網(wǎng)進行監(jiān)測網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)網(wǎng)點的布置、坐標(biāo)系、基準(zhǔn)及目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)網(wǎng)點的布置、坐標(biāo)系、基準(zhǔn)及目標(biāo)點的精度要求確定網(wǎng)的精度。點的精度要求確定網(wǎng)的精度。 對于變形監(jiān)測網(wǎng)都要進行對于

25、變形監(jiān)測網(wǎng)都要進行重復(fù)觀測，要求每一期的觀測方案保持不變，以消除重復(fù)觀測，要求每一期的觀測方案保持不變，以消除周期觀測中存在的系統(tǒng)誤差。如果中途要改變觀測方周期觀測中存在的系統(tǒng)誤差。如果中途要改變觀測方案（如儀器、網(wǎng)型、精度等），則須在該觀測周期同案（如儀器、網(wǎng)型、精度等），則須在該觀測周期同時采用兩種方案進行觀測，以確定兩種方案間的差別，時采用兩種方案進行觀測，以確定兩種方案間的差別，并便于進行周期觀測數(shù)據(jù)的處理。并便于進行周期觀測數(shù)據(jù)的處理。23 安裝測量控制網(wǎng)通常是大型設(shè)備構(gòu)件定位的依據(jù)，安裝測量控制網(wǎng)通常是大型設(shè)備構(gòu)件定位的依據(jù)，也就是工程竣工后建筑物和設(shè)備變形觀測及設(shè)備調(diào)整的也就是工

26、程竣工后建筑物和設(shè)備變形觀測及設(shè)備調(diào)整的依據(jù)，它們一般在土建工程施工后期布設(shè)。依據(jù)，它們一般在土建工程施工后期布設(shè)。 控制網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)考慮控制點的密度和位置要能控制網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)考慮控制點的密度和位置要能滿足設(shè)備構(gòu)件的安裝定位要求，點位的選擇不受地形、滿足設(shè)備構(gòu)件的安裝定位要求，點位的選擇不受地形、地物、圖形強度等的影響，要考慮設(shè)備的位置、數(shù)量、地物、圖形強度等的影響，要考慮設(shè)備的位置、數(shù)量、建筑物的形狀、特定方向的要求等。首先在設(shè)備布置建筑物的形狀、特定方向的要求等。首先在設(shè)備布置總平面圖上設(shè)計一個理論上的圖形，然后將其測設(shè)到總平面圖上設(shè)計一個理論上的圖形，然后將其測設(shè)到實地。實地。245-2

27、 5-2 控制網(wǎng)精度確定方法控制網(wǎng)精度確定方法一、施工放樣的目的一、施工放樣的目的 把圖紙上已設(shè)計好的各種工程建筑物、構(gòu)筑物，按設(shè)計的要求測設(shè)到相應(yīng)的地面上，并設(shè)置各種標(biāo)志（中心樁、龍門板等），作為施工的依據(jù)，以銜接和指揮各工序的施工，保證建筑工程符合設(shè)計要求。 二、建立施工控制網(wǎng)目的二、建立施工控制網(wǎng)目的 原測圖網(wǎng)其點位、密度、施測精度以及施工期間控制點的損壞、點與點的通視情況等都不能滿足施工測量的需要。因此，工業(yè)企業(yè)建筑物在施工之前都要在原有測圖控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立施工測量控制網(wǎng)。25三、控制網(wǎng)的精度問題三、控制網(wǎng)的精度問題 建筑物放樣程序遵循建筑物放樣程序遵循“由總體到局部由總體到局部”的

28、原則，的原則，以保證建（構(gòu)）筑物之間、建（構(gòu)）筑物內(nèi)部設(shè)備之以保證建（構(gòu)）筑物之間、建（構(gòu)）筑物內(nèi)部設(shè)備之間的幾何軸線關(guān)系。間的幾何軸線關(guān)系。 如大壩工程：大壩主軸線如大壩工程：大壩主軸線壩段軸線壩段軸線壩段形狀、壩段形狀、尺寸等。尺寸等。 施工放樣的精度主要體現(xiàn)放樣點相鄰點位的相對施工放樣的精度主要體現(xiàn)放樣點相鄰點位的相對位置上，精度的制定即不能過寬，又不能過嚴(yán)。位置上，精度的制定即不能過寬，又不能過嚴(yán)。26 建筑物竣工時的實際誤差是由建筑物竣工時的實際誤差是由施工誤差施工誤差（包括構(gòu)（包括構(gòu)件制造誤差、施工安裝誤差等）和件制造誤差、施工安裝誤差等）和測量放樣誤差測量放樣誤差所引所引起的，測

29、量誤差只是其中的一部分。起的，測量誤差只是其中的一部分。 施工階段的測量工作可分工程施工前的測量工作和施工階段的測量工作可分工程施工前的測量工作和工程施工過程中的測量工作。工程施工過程中的測量工作。 施工前的測量工作：施工前的測量工作：施工控制網(wǎng)的建立、場地布置、施工控制網(wǎng)的建立、場地布置、工程定位和基礎(chǔ)放線等。工程定位和基礎(chǔ)放線等。 施工過程中的測量工作：施工過程中的測量工作：細(xì)部測設(shè)（基礎(chǔ)模板測設(shè)、細(xì)部測設(shè)（基礎(chǔ)模板測設(shè)、工程砌筑、構(gòu)件與設(shè)備安裝測設(shè)等）工程砌筑、構(gòu)件與設(shè)備安裝測設(shè)等） 各種建筑物、或同一建筑物的不同部分對放樣精度要求是各種建筑物、或同一建筑物的不同部分對放樣精度要求是不同

30、的，因此在考慮控制網(wǎng)的精度時除了應(yīng)根據(jù)哪一個精度要不同的，因此在考慮控制網(wǎng)的精度時除了應(yīng)根據(jù)哪一個精度要求來確定外，還要考慮施工現(xiàn)場條件與施工程序和方法。求來確定外，還要考慮施工現(xiàn)場條件與施工程序和方法。27 在確定了建筑物放樣精度要求后，就可以此作為在確定了建筑物放樣精度要求后，就可以此作為起算數(shù)據(jù)來推算施工控制網(wǎng)的必要精度。此時，要根起算數(shù)據(jù)來推算施工控制網(wǎng)的必要精度。此時，要根據(jù)控制網(wǎng)的布設(shè)情況和放樣工作的條件來考慮控制網(wǎng)據(jù)控制網(wǎng)的布設(shè)情況和放樣工作的條件來考慮控制網(wǎng)誤差與細(xì)部放樣誤差的比例關(guān)系以合理地確定控制網(wǎng)誤差與細(xì)部放樣誤差的比例關(guān)系以合理地確定控制網(wǎng)的精度。的精度。 在設(shè)計施工控

31、制網(wǎng)時，為使放樣工作更容易、更有在設(shè)計施工控制網(wǎng)時，為使放樣工作更容易、更有利，應(yīng)遵循利，應(yīng)遵循“”。28 設(shè)設(shè)M M為放樣后所得點位的總誤差，為放樣后所得點位的總誤差， 為控制點誤差為控制點誤差所引起的，所引起的， 為放樣過程中所產(chǎn)生的點位誤差，則為放樣過程中所產(chǎn)生的點位誤差，則 2221mmMkmm21設(shè) 則有)211 (112222kmkmM10,%521,%5222kkmMMmM即則有時，可認(rèn)為若令 因此，在實際工作中通常把作為確定控制網(wǎng)的點位精度。22131101mmm1m2m29一、投影帶與投影面的選擇 平面控制測量投影面和投影帶的選擇，主要是解決長度變平面控制測量投影面和投影帶的

32、選擇，主要是解決長度變形問題。這種投影變形主要是由于以下兩種因素引起的：形問題。這種投影變形主要是由于以下兩種因素引起的： 1、實測邊長歸算到參考橢球面上的變形影響SRHSm1歸算邊的相對變形為RHSSm1每每km的長度投影變形與相對投影變形值見下表：的長度投影變形與相對投影變形值見下表：Hm (m)102030405080100S1(mm) -1.6-3.1-4.7-6.3-7.8-12.6-15.7S1/S1/6370001/3185001/2120001/1590001/1274001/790001/637030 2、將參考橢球面上的邊長歸算到高斯投影面上的、將參考橢球面上的邊長歸算到高

33、斯投影面上的變形影響變形影響1002221SSSSRySmm式中， 即即S0為投影歸算邊長，為投影歸算邊長，ym為歸算邊兩端點的橫坐為歸算邊兩端點的橫坐標(biāo)的平均值，標(biāo)的平均值，Rm為參考橢球面的平均曲率半徑。投為參考橢球面的平均曲率半徑。投影邊的相對投影變形為影邊的相對投影變形為20221mmRySS每每km的長度投影變形與相對投影變形值見下表：的長度投影變形與相對投影變形值見下表：ym (km)102030405080100S2(mm) 1.24.911.119.730.778.7133.0S2/S01/8100001/2000001/900001/500001/320001/127001/

34、800031 工程測量控制網(wǎng)不但應(yīng)作為測繪大比例尺圖的控制基礎(chǔ)，還應(yīng)作為城市建設(shè)和各種工程建設(shè)施工放樣測設(shè)數(shù)據(jù)的依據(jù)。為了便于施工放樣工作的順利進行，要求，這就是說由上述兩項歸算投影改正而帶來的長度變形或者改正數(shù)，不得大于施工放樣的精度要求。一般來說，施工放樣的方格網(wǎng)和建筑軸線的測量精度為。因此，由投影歸算引起的控制網(wǎng)長度變形應(yīng)小于施工放樣允許誤差的，即相對誤差為，也就是說，每公里的長度改正數(shù)不應(yīng)該大于。32 為滿足測繪結(jié)果的多用性，投影帶一般采用國家統(tǒng)為滿足測繪結(jié)果的多用性，投影帶一般采用國家統(tǒng)一的一的3 3帶高斯平面直角坐標(biāo)系。帶高斯平面直角坐標(biāo)系。 當(dāng)邊長經(jīng)兩次歸算投影改正不能滿足要求時

35、，為計當(dāng)邊長經(jīng)兩次歸算投影改正不能滿足要求時，為計算方便，也可以采用算方便，也可以采用1.51.5帶或任意度帶的獨立高斯平面帶或任意度帶的獨立高斯平面直角坐標(biāo)系，歸算結(jié)果的參考面可自己選定。直角坐標(biāo)系，歸算結(jié)果的參考面可自己選定。 通常有三種通常有三種投影變形的投影變形的處理方法。處理方法。33（1 1）通過改變）通過改變H Hm m從而選擇合適的高程參考面，將抵償從而選擇合適的高程參考面，將抵償分帶投影變形，這種方法通常稱為抵償投影面的高斯分帶投影變形，這種方法通常稱為抵償投影面的高斯正形投影。正形投影。（2 2）通過改變）通過改變y ym m，從而對中央子午線作適當(dāng)移動，從而對中央子午線作

36、適當(dāng)移動，來抵償由高程面的邊長歸算到參考橢球面上的投影變來抵償由高程面的邊長歸算到參考橢球面上的投影變形，這就是通常所說的任意帶高斯正形投影。形，這就是通常所說的任意帶高斯正形投影。SRHSm11002221SSSSRySmm式中，34（3 3）通過既改變）通過既改變HmHm（選擇高程參考面），又改變（選擇高程參考面），又改變y ym m（移動中央子午線），來共同抵償兩項歸算改正變形，（移動中央子午線），來共同抵償兩項歸算改正變形，這就是所謂的具有高程抵償面的任意帶高斯正形投影。這就是所謂的具有高程抵償面的任意帶高斯正形投影。S22221mmmRyRHsss35 當(dāng)測區(qū)平均高程在，且ym值不大

37、于時，其投影變形值S1及S2均小于1.0cm，可以滿足絕大部分線型工程的測圖和工程放樣的精度要求。 當(dāng)測區(qū)平均高程在，且ym值不大于時，其投影變形值S1及S2均小于2.5cm，可以滿足大比例尺測圖和一般工程放樣的精度要求。 因此，在偏離中央子午線不遠和地面平均高程因此，在偏離中央子午線不遠和地面平均高程不大的地區(qū)，不需考慮投影變形問題，直接采用國不大的地區(qū)，不需考慮投影變形問題，直接采用國家統(tǒng)一的家統(tǒng)一的3帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系作為帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系作為工程測量的坐標(biāo)系。工程測量的坐標(biāo)系。36021222sssRHRysmmm令RyHm22HHHm投 在這種坐標(biāo)系中，依然采用國

38、家3帶高斯投影，但投影的高程面不是參考橢球面而是依據(jù)補償高斯投影長度變形而選擇的高程參考面。在這個高程參考面上，長度變形為零。即，當(dāng)即，當(dāng)ym一定時，可求得：一定時，可求得：則投影面高為：37)m(313. 01sRHsmm)m(123. 021222sRysmm)m(19. 021ss)m(780H)m(12207802000 超過允許值（1.02.5cm）。這時為不改變中央子午線位置，而選擇一個合適的高程參考面，經(jīng)計算得高差：將地面實測距離歸算到： 算例：某測區(qū)海拔算例：某測區(qū)海拔Hm =2000m，最邊緣距離中央，最邊緣距離中央子午線子午線100km，當(dāng)，當(dāng)S=1000m時，則有時，則有

39、RyHm22383 3、任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系、任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系 在這種坐標(biāo)系中，為了使S=0，仍把地面觀測結(jié)果歸算到參考橢球面上，但投影帶的中央子午線不按國家3帶的劃分方法，而是依據(jù)補償高程面歸算長度變形而選擇的某一條子午線作為中央子午線。即保持Hm不變，于是求得mmHRy239)km(805 . 063702y 即選擇與該測區(qū)相距80km處的子午線。此時在ym=80km處，兩項改正項得到完全補償。 事實上 算例：某測區(qū)相對參考橢球面的高程算例：某測區(qū)相對參考橢球面的高程Hm=500m，為，為抵償?shù)孛嬗^測值向參考橢球面上歸算的改正值，由公抵償?shù)孛嬗^測值向參考橢球面上

40、歸算的改正值，由公式算得式算得ms078. 0100063700005001ms078. 01000)637080(2122021sss 但在實際應(yīng)用這種坐標(biāo)系時，往往是選取過測區(qū)邊緣，但在實際應(yīng)用這種坐標(biāo)系時，往往是選取過測區(qū)邊緣，或測區(qū)中央，或測區(qū)內(nèi)某一點的子午線作為中央子午線或測區(qū)中央，或測區(qū)內(nèi)某一點的子午線作為中央子午線40 4 4、具有高程抵償面的任意帶高斯正形投影平面直、具有高程抵償面的任意帶高斯正形投影平面直角坐標(biāo)系角坐標(biāo)系 在這種坐標(biāo)系中，往往是指投影的中央子午線在測區(qū)的中央，地面觀測值歸算到測區(qū)平均高程面上，按高斯正形投影計算平面直角坐標(biāo)。 由此可見，這是綜合第2、3兩種坐標(biāo)

41、系長處的一種任意高斯直角坐標(biāo)系。顯然，這種坐標(biāo)系更能有效地實現(xiàn)兩種長度變形改正的補償。415 5、假定平面直角坐標(biāo)系、假定平面直角坐標(biāo)系 當(dāng)測區(qū)控制面積小于100km2時，可不進行方向和距離改正，直接把局部地球表面作為平面建立獨立的平面直角坐標(biāo)系。這時，起算點坐標(biāo)及起算方位角，最好能與國家網(wǎng)聯(lián)系，如果聯(lián)系有困難，可自行測定邊長和方位，而起始點坐標(biāo)可假定。這種假定平面直角坐標(biāo)系只限于某種工程建筑施工之用。42 轉(zhuǎn)換參數(shù)：轉(zhuǎn)換參數(shù)： O O 點點 的測量坐標(biāo)的測量坐標(biāo) X XO O、Y YO O及及O O A A的坐的坐標(biāo)方位角標(biāo)方位角。YOX ABO.PXP YP YO XO AP BP 1 1

42、、P點的施工坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成測量坐標(biāo)2 2、P點的測量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成施工坐標(biāo)cossinsincos00PPPPpPBAyyBAxxcos)(sin)(sin)(cos)(0000yyxxByyxxAPpPPpP43 工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)就是在控制網(wǎng)平差時所給出的已工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)就是在控制網(wǎng)平差時所給出的已知數(shù)據(jù)，以便對網(wǎng)的位置、長度和方向進行約束，使知數(shù)據(jù)，以便對網(wǎng)的位置、長度和方向進行約束，使網(wǎng)的平差有唯一的解。網(wǎng)的平差有唯一的解。 如果網(wǎng)的基準(zhǔn)不足，網(wǎng)平差時法方程系數(shù)矩陣將出如果網(wǎng)的基準(zhǔn)不足，網(wǎng)平差時法方程系數(shù)矩陣將出現(xiàn)秩虧，這時，需要某一特定解?，F(xiàn)秩虧，這時，需要某一特定解。 如果網(wǎng)的基準(zhǔn)過多，則

43、存在基準(zhǔn)之間是否相容的問如果網(wǎng)的基準(zhǔn)過多，則存在基準(zhǔn)之間是否相容的問題。題。44 （1）約束網(wǎng)：具有多余的已知數(shù)據(jù)。（）約束網(wǎng)：具有多余的已知數(shù)據(jù)。（） （2）最小約束網(wǎng)（經(jīng)典自由網(wǎng)）：只有必要的已知）最小約束網(wǎng)（經(jīng)典自由網(wǎng)）：只有必要的已知數(shù)據(jù)。（數(shù)據(jù)。（） （3）無約束網(wǎng)（自由網(wǎng)）：無必要的已知數(shù)據(jù)。）無約束網(wǎng)（自由網(wǎng)）：無必要的已知數(shù)據(jù)。（）45 工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)與網(wǎng)的用途和分類有關(guān)，如已工程控制網(wǎng)的基準(zhǔn)與網(wǎng)的用途和分類有關(guān)，如已知數(shù)據(jù)的類型和數(shù)量與網(wǎng)的維數(shù)和觀測值的種類有關(guān)。知數(shù)據(jù)的類型和數(shù)量與網(wǎng)的維數(shù)和觀測值的種類有關(guān)。 工程控制網(wǎng)的觀測值一般為角度或方向、邊長、工程控制網(wǎng)的觀測值一

44、般為角度或方向、邊長、天頂距和高差，極少有方位角。天頂距和高差，極少有方位角。GPS網(wǎng)平差為網(wǎng)平差為或或等。等。 46 對于對于（水準(zhǔn)網(wǎng)或高程網(wǎng)），網(wǎng)中只有一個（水準(zhǔn)網(wǎng)或高程網(wǎng)），網(wǎng)中只有一個點的高程已知時為最小約束網(wǎng)；網(wǎng)中有兩個及兩個以點的高程已知時為最小約束網(wǎng)；網(wǎng)中有兩個及兩個以上點的高程已知時就為約束網(wǎng)；網(wǎng)中沒有已知高程點上點的高程已知時就為約束網(wǎng)；網(wǎng)中沒有已知高程點時為自由網(wǎng)（無約束網(wǎng)）。時為自由網(wǎng)（無約束網(wǎng)）。 對于對于（平面網(wǎng)），若為測角網(wǎng)，當(dāng)網(wǎng)中只（平面網(wǎng)），若為測角網(wǎng)，當(dāng)網(wǎng)中只有兩個點的坐標(biāo)已知，為最小約束網(wǎng)；網(wǎng)中有兩個及有兩個點的坐標(biāo)已知，為最小約束網(wǎng)；網(wǎng)中有兩個及兩個以上點

45、的坐標(biāo)已知，則為約束網(wǎng)；網(wǎng)中沒有一個兩個以上點的坐標(biāo)已知，則為約束網(wǎng)；網(wǎng)中沒有一個點的坐標(biāo)是已知的，則自由網(wǎng)（無約束網(wǎng)）；點的坐標(biāo)是已知的，則自由網(wǎng)（無約束網(wǎng)）；47 對于對于，最小約束條件為：網(wǎng)中有兩個點的，最小約束條件為：網(wǎng)中有兩個點的三維坐標(biāo)已知，另一條邊的方位角已知（為了控制整三維坐標(biāo)已知，另一條邊的方位角已知（為了控制整個網(wǎng)繞兩個已知點的連線旋轉(zhuǎn)）；也可以是：網(wǎng)中有個網(wǎng)繞兩個已知點的連線旋轉(zhuǎn)）；也可以是：網(wǎng)中有一個點的三維坐標(biāo)已知，已知一條邊長（對于邊角網(wǎng)，一個點的三維坐標(biāo)已知，已知一條邊長（對于邊角網(wǎng)，該條件不需要），已知一條邊的方位角，已知兩條邊該條件不需要），已知一條邊的方位角

46、，已知兩條邊的高度角。的高度角。 在控制網(wǎng)中凡多于最小約束條件的為在控制網(wǎng)中凡多于最小約束條件的為約束網(wǎng)約束網(wǎng)；少；少于最小約束條件的則為于最小約束條件的則為秩虧網(wǎng)秩虧網(wǎng)；無起算數(shù)據(jù)的為；無起算數(shù)據(jù)的為自自由網(wǎng)由網(wǎng)（無約束網(wǎng)）。（無約束網(wǎng)）。 一個網(wǎng)的最小約束平差在不同基準(zhǔn)下的點位精度一個網(wǎng)的最小約束平差在不同基準(zhǔn)下的點位精度是不同的。是不同的。48 在經(jīng)典平差中，都是以已知的起算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在經(jīng)典平差中，都是以已知的起算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將控制網(wǎng)固定在已知數(shù)據(jù)上。如水準(zhǔn)網(wǎng)必須至少已將控制網(wǎng)固定在已知數(shù)據(jù)上。如水準(zhǔn)網(wǎng)必須至少已知網(wǎng)中某一點的高程，平面網(wǎng)至少要已知一點的坐知網(wǎng)中某一點的高程，平面網(wǎng)至少

47、要已知一點的坐標(biāo)、一條邊的邊長和一條邊的方位角。標(biāo)、一條邊的邊長和一條邊的方位角。不同類型控不同類型控制網(wǎng)的秩虧數(shù)等于經(jīng)典平差時必要的起算數(shù)據(jù)的個制網(wǎng)的秩虧數(shù)等于經(jīng)典平差時必要的起算數(shù)據(jù)的個數(shù)數(shù) 。若秩虧是由于沒有固定基準(zhǔn)所引起的，這樣的。若秩虧是由于沒有固定基準(zhǔn)所引起的，這樣的秩虧稱為秩虧稱為。一個網(wǎng)的基準(zhǔn)參數(shù)表示該網(wǎng)在。一個網(wǎng)的基準(zhǔn)參數(shù)表示該網(wǎng)在保持內(nèi)部幾何形狀不變的條件下所作的變換，這些保持內(nèi)部幾何形狀不變的條件下所作的變換，這些變換是消除基準(zhǔn)秩虧的方法。變換是消除基準(zhǔn)秩虧的方法。49維維數(shù)數(shù) 網(wǎng)網(wǎng)型型 觀觀測測值值類類型型 基基準(zhǔn)準(zhǔn) 秩秩虧虧 基基準(zhǔn)準(zhǔn)參參數(shù)數(shù) 1 1 高高程程網(wǎng)網(wǎng) 高

48、高差差 1 1 1 1 個個平平移移 邊邊長長和和方方位位角角 2 2 X X 和和 Y Y 方方向向的的 2 2 個個平平移移 邊邊長長或或邊邊長長和和水水平平方方向向 3 3 2 2 個個平平移移， 1 1 個個繞繞 Z Z 軸軸的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 2 2 平平面面網(wǎng)網(wǎng) 水水平平方方向向 4 4 2 2 個個平平移移，1 1 個個旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)， 1 1 個個縮縮放放 邊邊長長和和天天頂頂距距或或邊邊長長和和水水平平方方向向或或天天頂頂距距以以及及水水平平方方向向 4 4 3 3 個個在在 X X、Y Y、Z Z 方方向向的的平平移移，1 1 個個繞繞 Z Z 軸軸的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 天天頂頂距距以以及及水

49、水平平方方向向 5 5 3 3 個個平平移移，1 1 個個旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)， 1 1 個個縮縮放放 邊邊長長 6 6 3 3 個個平平移移，3 3 個個繞繞 X X、Y Y、Z Z軸軸的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 3 3 三三維維網(wǎng)網(wǎng) 基基線線向向量量 7 7 3 3 個個平平移移，3 3 個個旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)， 1 1 個個縮縮放放 50 是建立國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)和推算是建立國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)和推算國家大地控制網(wǎng)中各點大地坐標(biāo)的基本依據(jù)，它包括國家大地控制網(wǎng)中各點大地坐標(biāo)的基本依據(jù)，它包括一組大地測量參數(shù)和一組起算數(shù)據(jù)，其中，大地測量一組大地測量參數(shù)和一組起算數(shù)據(jù)，其中，大地測量參數(shù)主要包括作為建立大地坐標(biāo)系依據(jù)的地球橢球的參

50、數(shù)主要包括作為建立大地坐標(biāo)系依據(jù)的地球橢球的四個常數(shù)，即地球橢球四個常數(shù)，即地球橢球（由此導(dǎo)出橢球扁率）和（由此導(dǎo)出橢球扁率）和，以，以及用以確定大地坐標(biāo)系統(tǒng)和大地控制網(wǎng)長度基準(zhǔn)的真及用以確定大地坐標(biāo)系統(tǒng)和大地控制網(wǎng)長度基準(zhǔn)的真空光速；而一組起算數(shù)據(jù)是指國家大地控制網(wǎng)起算點空光速；而一組起算數(shù)據(jù)是指國家大地控制網(wǎng)起算點（成為大地原點）的大地經(jīng)度、大地緯度、大地高程（成為大地原點）的大地經(jīng)度、大地緯度、大地高程和至相鄰點方向的大地方位角。和至相鄰點方向的大地方位角。 是推算國家統(tǒng)一高程控制網(wǎng)中所有是推算國家統(tǒng)一高程控制網(wǎng)中所有水準(zhǔn)高程的起算依據(jù)，它包括一個水準(zhǔn)基面和一個永水準(zhǔn)高程的起算依據(jù)，它包

51、括一個水準(zhǔn)基面和一個永久性水準(zhǔn)原點。久性水準(zhǔn)原點。51 對于工程控制網(wǎng)來說，要確定其絕對位置，就需對于工程控制網(wǎng)來說，要確定其絕對位置，就需要與國家控制網(wǎng)進行聯(lián)測，不需要新建立基準(zhǔn)；但工要與國家控制網(wǎng)進行聯(lián)測，不需要新建立基準(zhǔn)；但工程控制網(wǎng)往往是相對位置要求高，因而常采用經(jīng)聯(lián)測程控制網(wǎng)往往是相對位置要求高，因而常采用經(jīng)聯(lián)測得到的一個點的坐標(biāo)和一個方位角作為固定的起算數(shù)得到的一個點的坐標(biāo)和一個方位角作為固定的起算數(shù)據(jù)（位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)），其長度基準(zhǔn)則由投影到據(jù)（位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)），其長度基準(zhǔn)則由投影到工程投影面上的高精度測距邊來確定。工程投影面上的高精度測距邊來確定。 測圖網(wǎng)多為約束網(wǎng)（精度

52、均勻、圖幅拼接），總是測圖網(wǎng)多為約束網(wǎng)（精度均勻、圖幅拼接），總是選國家或城市坐標(biāo)系下的已知點坐標(biāo)為其基準(zhǔn)。在一選國家或城市坐標(biāo)系下的已知點坐標(biāo)為其基準(zhǔn)。在一個平差模型中，若已知點坐標(biāo)數(shù)多于基準(zhǔn)秩虧數(shù)，這個平差模型中，若已知點坐標(biāo)數(shù)多于基準(zhǔn)秩虧數(shù)，這種平差為約束網(wǎng)平差。平差過程保持已知點的坐標(biāo)不種平差為約束網(wǎng)平差。平差過程保持已知點的坐標(biāo)不變，這種約束引起網(wǎng)型和比例尺發(fā)生變化，因此須對變，這種約束引起網(wǎng)型和比例尺發(fā)生變化，因此須對已知點的坐標(biāo)進行檢驗。（平差時考慮起算數(shù)據(jù)的誤已知點的坐標(biāo)進行檢驗。（平差時考慮起算數(shù)據(jù)的誤差、點的等級、來源、保存情況、投影帶的選擇甚至差、點的等級、來源、保存情況

53、、投影帶的選擇甚至選擇投影橢球參數(shù)、自定義投影帶等）選擇投影橢球參數(shù)、自定義投影帶等）52 由于在工程測量中采用最多的是不與大地測量控由于在工程測量中采用最多的是不與大地測量控制網(wǎng)相聯(lián)系的專用網(wǎng)，所以，對于工程控制網(wǎng)來說，制網(wǎng)相聯(lián)系的專用網(wǎng)，所以，對于工程控制網(wǎng)來說，自用網(wǎng)平差以及基準(zhǔn)的確定問題更為重要。自用網(wǎng)平差以及基準(zhǔn)的確定問題更為重要。 自由網(wǎng)平差中的秩虧數(shù)自由網(wǎng)平差中的秩虧數(shù)d=t-r，就是平差基準(zhǔn)的數(shù)，就是平差基準(zhǔn)的數(shù)目。在高程網(wǎng)中，目。在高程網(wǎng)中，d=1，需確定一個高程，需確定一個高程(坐標(biāo)坐標(biāo))為基準(zhǔn)，為基準(zhǔn)，在二維測角網(wǎng)中在二維測角網(wǎng)中d=4，兩個坐標(biāo)，兩個坐標(biāo)(x,y)、一個

54、方位和一、一個方位和一個尺度共四個基準(zhǔn)，二維測邊網(wǎng)個尺度共四個基準(zhǔn)，二維測邊網(wǎng)d=3，不需要尺度基，不需要尺度基準(zhǔn)，三維控制網(wǎng)一般準(zhǔn)，三維控制網(wǎng)一般d=7，即三維坐標(biāo)、三個旋轉(zhuǎn)方，即三維坐標(biāo)、三個旋轉(zhuǎn)方位和一個尺度。位和一個尺度。GPS自由網(wǎng)如只考慮網(wǎng)的平移，自由網(wǎng)如只考慮網(wǎng)的平移，d=3，即一點的三維坐標(biāo)。即一點的三維坐標(biāo)。 53為了衡量控制網(wǎng)的質(zhì)量，對控制網(wǎng)提出若干準(zhǔn)則。為了衡量控制網(wǎng)的質(zhì)量，對控制網(wǎng)提出若干準(zhǔn)則。 工程控制網(wǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是指控制網(wǎng)的工程控制網(wǎng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是指控制網(wǎng)的，對于變形監(jiān)測網(wǎng)還有，對于變形監(jiān)測網(wǎng)還有等標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹等標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹工程控制網(wǎng)的四個標(biāo)準(zhǔn)。工程控制網(wǎng)的四個標(biāo)

55、準(zhǔn)。 在經(jīng)典的控制網(wǎng)設(shè)計與分析中，往往只作最弱點在經(jīng)典的控制網(wǎng)設(shè)計與分析中，往往只作最弱點和最弱邊的精度估計，其所反映的信息非常有限，因和最弱邊的精度估計，其所反映的信息非常有限，因此在現(xiàn)代工程控制網(wǎng)的設(shè)計中已不作為主要的精度標(biāo)此在現(xiàn)代工程控制網(wǎng)的設(shè)計中已不作為主要的精度標(biāo)準(zhǔn)使用，絕大多數(shù)情況下只作參考。在現(xiàn)代控制網(wǎng)平準(zhǔn)使用，絕大多數(shù)情況下只作參考。在現(xiàn)代控制網(wǎng)平差時，控制網(wǎng)點坐標(biāo)估值的協(xié)因數(shù)陣差時，控制網(wǎng)點坐標(biāo)估值的協(xié)因數(shù)陣QX中包含了控制中包含了控制網(wǎng)的全部精度信息。根據(jù)實際需要，可導(dǎo)出各種相應(yīng)網(wǎng)的全部精度信息。根據(jù)實際需要，可導(dǎo)出各種相應(yīng)的量或矩陣作為控制網(wǎng)設(shè)計的精度標(biāo)準(zhǔn)。的量或矩陣作為

56、控制網(wǎng)設(shè)計的精度標(biāo)準(zhǔn)。54 控制網(wǎng)的精度標(biāo)準(zhǔn)一般可分為兩大類，即控制網(wǎng)控制網(wǎng)的精度標(biāo)準(zhǔn)一般可分為兩大類，即控制網(wǎng)的總體精度標(biāo)準(zhǔn)和控制網(wǎng)的局部精度標(biāo)準(zhǔn)，也稱純量的總體精度標(biāo)準(zhǔn)和控制網(wǎng)的局部精度標(biāo)準(zhǔn)，也稱純量精度標(biāo)準(zhǔn)。精度標(biāo)準(zhǔn)。 所謂總體精度標(biāo)準(zhǔn)就是指包含控制網(wǎng)全部精度所謂總體精度標(biāo)準(zhǔn)就是指包含控制網(wǎng)全部精度信息的協(xié)方差矩陣信息的協(xié)方差矩陣QX的某些特征量。的某些特征量。 例如，目前主要使用的特征量有例如，目前主要使用的特征量有、 、 、 。這四個特征分別稱為。這四個特征分別稱為A標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、D標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、E標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)和C標(biāo)準(zhǔn)，它們從不同側(cè)面反標(biāo)準(zhǔn)，它們從不同側(cè)面反映了控制網(wǎng)整體的精度情況。映了控

57、制網(wǎng)整體的精度情況。55 A標(biāo)準(zhǔn)為協(xié)方差陣標(biāo)準(zhǔn)為協(xié)方差陣QX的跡：的跡：pppyyxyxyyxyxxxXQQQQQQQ221111111iiXrQQQt)( 即即QX矩陣的跡的大小反映了網(wǎng)點點位誤差的大矩陣的跡的大小反映了網(wǎng)點點位誤差的大小，當(dāng)達到最小時，稱為小，當(dāng)達到最小時，稱為A優(yōu)化。優(yōu)化。iiQ202i56 D標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)為QX矩陣行列式的值。矩陣行列式的值。 det (QX) 該行列式的值反映的是由該行列式的值反映的是由QX矩陣所作的誤差橢矩陣所作的誤差橢球的體積大小，它也是網(wǎng)點點位誤差大小的一種整球的體積大小，它也是網(wǎng)點點位誤差大小的一種整體反映。體反映。 當(dāng)當(dāng)det (QX)=min

58、時，稱為時，稱為D最優(yōu)，最優(yōu)， 當(dāng)只有一點時，乘上當(dāng)只有一點時，乘上0就是就是點位點位誤差。誤差。57 E標(biāo)準(zhǔn)為的標(biāo)準(zhǔn)為的QX矩陣最大特征值矩陣最大特征值max ，反映網(wǎng)中最，反映網(wǎng)中最大的點位誤差的大小。大的點位誤差的大小。 當(dāng)當(dāng)max =min時，最弱點的點位精度最好，稱時，最弱點的點位精度最好，稱E最最優(yōu)。優(yōu)。 C標(biāo)準(zhǔn)為的標(biāo)準(zhǔn)為的QX矩陣最大和最小特征值比值矩陣最大和最小特征值比值max/ min 該比值反映網(wǎng)點點位精度的均勻性。該比值反映網(wǎng)點點位精度的均勻性。 當(dāng)當(dāng)max/ min=min時，稱為時，稱為C最優(yōu)，此時控制網(wǎng)的精最優(yōu)，此時控制網(wǎng)的精度最均勻。度最均勻。582、局部精度標(biāo)準(zhǔn)

59、、局部精度標(biāo)準(zhǔn) 利用協(xié)因數(shù)陣?yán)脜f(xié)因數(shù)陣QX中的部分元素進行局部精度的中的部分元素進行局部精度的評價，稱為局部精度標(biāo)準(zhǔn)。評價，稱為局部精度標(biāo)準(zhǔn)。 局部精度標(biāo)準(zhǔn)主要有：點位精度、相對精度以局部精度標(biāo)準(zhǔn)主要有：點位精度、相對精度以及函數(shù)精度。及函數(shù)精度。 例如，從協(xié)因數(shù)陣?yán)纾瑥膮f(xié)因數(shù)陣QX中抽取與某一點中抽取與某一點 i 的坐標(biāo)相的坐標(biāo)相應(yīng)的子矩陣，則平面網(wǎng)第應(yīng)的子矩陣，則平面網(wǎng)第 i 子塊矩陣為子塊矩陣為:iiiiiiiiiyyxyyxxxDQQQQQ59其相應(yīng)的特征值為：其相應(yīng)的特征值為：)4)()(21)(212221iiiiiiiiiiiiiiyxyyxxiiyyxxiyyxxQQQww

60、QQwQQ式中特征值對應(yīng)的特征值對應(yīng)的由下式求出由下式求出:iiiiiiyyxxyxQQQtg22060（1）點位精度）點位精度 通常用待定點的點位誤差橢圓來實現(xiàn)。誤差橢通常用待定點的點位誤差橢圓來實現(xiàn)。誤差橢圓的長半軸（圓的長半軸（E）、短半軸（）、短半軸（F）分別為最大特征值）分別為最大特征值和最小特征值與和最小特征值與20的乘積。的乘積。 即即min202max202FE；置信橢圓其相應(yīng)的長、短半軸為：置信橢圓其相應(yīng)的長、短半軸為：21 , 2220221 , 21202XBXAKK61在待定點上，任意方向上的方差值為：在待定點上，任意方向上的方差值為：)cossin2sincos(22