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控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学第二章第二章 水平控制网的技术设计水平控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学第二章第二章 水平控制网的技术设计水平控制网的技术设计2.1 2.1 国家水平控制网建立的基本原理国家水平控制网建立的基本原理( (掌握）掌握）2.2 2.2 工程测量水平控制网建立的基本原理工程测量水平控制网建立的基本原理( (掌握）掌握）2.3 2.3 导线网的精度估算导线网的精度估算（略）（略）2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计（（了解）了解）2.5 2.5 工程测量水平控制网技术设计书的编制工程测量水平控制网技术设计书的编制2.6 2.6 选点、建标和埋石选点、建标和埋石（（掌握）掌握）控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.1 2.1.1 建立国家水平大地控制网的方法建立国家水平大地控制网的方法建立国家水平大地控制网的方法建立国家水平大地控制网的方法常规大地测量法（三角测量常规大地测量法（三角测量、、、、导线测量导线测量、边角网和、边角网和、边角网和、边角网和三边网）三边网）三边网）三边网）天文测量法天文测量法现代定位新技术（现代定位新技术（GPS 、、、、VLBI VLBI 、、、、INSINS））））2.1 国家水平控制网建立的基本原理国家水平控制网建立的基本原理控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学1 1 三角测量三角测量1 1）网形）网形如果测区较小，可以把如果测区较小，可以把测区所在的一部分椭球测区所在的一部分椭球面近似看做平面，三角面近似看做平面，三角网中的观测量是网中的网中的观测量是网中的全部（或大部分）方向全部（或大部分）方向值。

值常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2）起算数据和推算元素）起算数据和推算元素 为了得到所有三角点的坐标为了得到所有三角点的坐标 ,必须已知三角网必须已知三角网中某边长中某边长 和某一边的坐标方位角和某一边的坐标方位角 及某及某点的起算坐标，统称为点的起算坐标，统称为起算数据起算数据三角点上观三角点上观测的水平角（或方向）称为测的水平角（或方向）称为观测元素观测元素 由起算元素和观测元素的平差值推算出来的由起算元素和观测元素的平差值推算出来的三角形边长、坐标方位角和三角点的坐标统称三角形边长、坐标方位角和三角点的坐标统称为三角测量的为三角测量的推算元素推算元素常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 3 3）工程测量中三角网起算数据的获得）工程测量中三角网起算数据的获得 起算边长起算边长 当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角网）时，若其精度满足工程测量的要求，则可利用网）时，若其精度满足工程测量的要求，则可利用国国家三角网边长作为起算边长家三角网边长作为起算边长。

若已有网边长精度不能满足工程测量的要求（或若已有网边长精度不能满足工程测量的要求（或无已知边长可利用）时，则可采用无已知边长可利用）时，则可采用电磁波测距仪直接电磁波测距仪直接测量三角网某一边或某些边的边长作为起算边长测量三角网某一边或某些边的边长作为起算边长 常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 3 3）工程测量中三角网起算数据的获得）工程测量中三角网起算数据的获得 起算坐标起算坐标 当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角当测区内有国家三角网（或其他单位施测的三角网）时，则由网）时，则由已有的三角网传递坐标已有的三角网传递坐标若测区附近无若测区附近无三角网成果可利用，则三角网成果可利用，则可在一个三角点上用天文测量可在一个三角点上用天文测量方法测定其经纬度，再换算成高斯平面直角坐标方法测定其经纬度，再换算成高斯平面直角坐标，作，作为起算坐标保密工程或小测区也可采用为起算坐标保密工程或小测区也可采用假设坐标系假设坐标系统统 常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 3 3）工程测量中三角网起算数据的获得）工程测量中三角网起算数据的获得 起算方位角起算方位角 当测区附近有控制网时，则可由当测区附近有控制网时，则可由已有网传递方位已有网传递方位角角。

若无已有成果可利用时，可用若无已有成果可利用时，可用天文测量方法测定天文测量方法测定三角网某一边的天文方位角再把它换算为起算方位角三角网某一边的天文方位角再把它换算为起算方位角在特殊情况下也可用在特殊情况下也可用陀螺经纬仪测定起算方位角陀螺经纬仪测定起算方位角 常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 3）工程测量中三角网起算数据的获得）工程测量中三角网起算数据的获得独立网与非独立网独立网与非独立网 当三角网中当三角网中只有必要的一套起算数据只有必要的一套起算数据（例如（例如一条起算边，一个起算方位角和一个起算点的坐一条起算边，一个起算方位角和一个起算点的坐标）时，这种网称为标）时，这种网称为独立网独立网具有多于必要起算数据时，则这种网称为具有多于必要起算数据时，则这种网称为非独立非独立网网又称为附合网附合网常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 导线网包括单一导线和导线网网中的观测值是导线网包括单一导线和导线网网中的观测值是角度（或方向）和边长角度（或方向）和边长。

独立导线网的起算数据需要几个独立导线网的起算数据需要几个？？一个起算点坐标及一方向方位角一个起算点坐标及一方向方位角或或两个点坐标两个点坐标2 2导线测量导线测量常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 导线网与三角网相比，主要导线网与三角网相比，主要优点优点在于：在于：1 网中各点受通视要求的限制较小，易于选点网中各点受通视要求的限制较小，易于选点和降低觇标高度，甚至无须造标和降低觇标高度，甚至无须造标2 导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体情况随时改变情况随时改变3 网中的边长都是直接测定的，因此边长的精网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较均匀度较均匀常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学导线网的导线网的缺点缺点主要是：主要是：导线网中的多余观测数较同样规模的三角网导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要要少少，有时不易发现观测值中的粗差，因而，有时不易发现观测值中的粗差，因而可靠性不高可靠性不高;控制面积不如三角网大控制面积不如三角网大导线网特别适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽导线网特别适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽地区。

地区常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 边角网边角网：指既测角又测边的以三角形：指既测角又测边的以三角形为基本图形的网为基本图形的网 如果只测边而不测角即为如果只测边而不测角即为三边网三边网 3 3 边角网和三边网边角网和三边网常规大地测量法常规大地测量法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学天文测量法天文测量法 天文测量法天文测量法是在地面点架设仪器，通过观测天体是在地面点架设仪器，通过观测天体（恒星）并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地（恒星）并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即天文经纬度和天文方位角理位置，即天文经纬度和天文方位角 这种方法这种方法各点独立观测，无需通视，组织工作简各点独立观测，无需通视，组织工作简单，误差不累计，但定位精度不高单，误差不累计，但定位精度不高 为了控制水平角观测误差积累对推算方位角的影为了控制水平角观测误差积累对推算方位角的影响，需要在每隔一定距离进行天文观测，以推求大地响，需要在每隔一定距离进行天文观测，以推求大地方位角。

方位角 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 1.GPS 1.GPS测量测量现代定位新技术现代定位新技术控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学现代定位新技术现代定位新技术 2. 2.甚长基线干涉测量（甚长基线干涉测量（VLBIVLBI）） 是在甚长基线的两端，用射电望远镜，接受是在甚长基线的两端，用射电望远镜，接受银河系或银河系外的类星体发出的无线电辐射信银河系或银河系外的类星体发出的无线电辐射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直接测定基号，通过信号对比，根据干涉原理，直接测定基线长度和方向的一种空间技术线长度和方向的一种空间技术 定位精度高，可在研究地球的极移、地球自定位精度高，可在研究地球的极移、地球自转速率的短周期变化等中得到广泛应用转速率的短周期变化等中得到广泛应用控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学现代定位新技术现代定位新技术 3. 3.惯性测量系统（惯性测量系统（INSINS）） 是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对装有惯性测量系统的运动载体从一个已知点到另一个对装有惯性测量系统的运动载体从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行两待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置和其他大地测量数据。

增量，进而求出待定点的位置和其他大地测量数据 优点：完全自主式，不需要外界信号，点间不需要优点：完全自主式，不需要外界信号，点间不需要通视，全天候，全能快速，机动灵活通视，全天候，全能快速，机动灵活 缺点：价格昂贵，不便于检修缺点：价格昂贵，不便于检修控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.2 2.1.2 布设原则布设原则 1.1.1.1.分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制 2.2.2.2.应有足够的精度应有足够的精度应有足够的精度应有足够的精度 3.3.3.3.应有足够的密度应有足够的密度应有足够的密度应有足够的密度 4.4.应有统一的规格应有统一的规格 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 1.1.1.1.分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制 我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最高精度和较大密度的控制网一次布满全国高精度和较大密度的控制网一次布满全国高精度和较大密度的控制网一次布满全国高精度和较大密度的控制网一次布满全国。

2.1.2 2.1.2 布设原则布设原则控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 2. 2. 2. 2.应有足够的精度应有足够的精度应有足够的精度应有足够的精度 控制网的精度应控制网的精度应根据需要根据需要和和可能可能来确定 为了保证国家控制网的精度，必须对为了保证国家控制网的精度，必须对起算起算数据和观测元素的精度数据和观测元素的精度、、网中图形角度网中图形角度的大小的大小等，提出适当的要求和规定这些要求和规定等，提出适当的要求和规定这些要求和规定均列于国家规范中均列于国家规范中 2.1.2 2.1.2 布设原则布设原则控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 3. 3. 3. 3.应有足够的密度应有足够的密度应有足够的密度应有足够的密度 控制点的密度，主要根据测图方法及测图比控制点的密度，主要根据测图方法及测图比例尺的大小而定例尺的大小而定 由于控制网的由于控制网的由于控制网的由于控制网的边长与点的密度有关边长与点的密度有关边长与点的密度有关边长与点的密度有关，所以在，所以在，所以在，所以在布设控制网时，对点的密度要求是通过规定布设控制网时，对点的密度要求是通过规定布设控制网时，对点的密度要求是通过规定布设控制网时，对点的密度要求是通过规定控控控控制网的边长制网的边长制网的边长制网的边长或或或或一个控制点所控制的面积一个控制点所控制的面积一个控制点所控制的面积一个控制点所控制的面积而体现而体现而体现而体现出来的。

出来的2.1.2 2.1.2 布设原则布设原则控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学4.4.4.4.应有统一的规格应有统一的规格应有统一的规格应有统一的规格 由于我国三角锁网的规模巨大，必须由国由于我国三角锁网的规模巨大，必须由国由于我国三角锁网的规模巨大，必须由国由于我国三角锁网的规模巨大，必须由国家制定统一的大地测量法式和作业规范，作家制定统一的大地测量法式和作业规范，作家制定统一的大地测量法式和作业规范，作家制定统一的大地测量法式和作业规范，作为建立全国统一技术规格的控制网的依据为建立全国统一技术规格的控制网的依据为建立全国统一技术规格的控制网的依据为建立全国统一技术规格的控制网的依据 2.1.2 2.1.2 布设原则布设原则控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案1.1.常规大地测量方法常规大地测量方法 我国采取传统的三角网作为水平控制网我国采取传统的三角网作为水平控制网的基本形式，只是在青藏高原特殊困难的地的基本形式，只是在青藏高原特殊困难的地区布设了一等电磁波测距导线。

国家三角网区布设了一等电磁波测距导线国家三角网的布设方案分为的布设方案分为一、二、三、四一、二、三、四等等4 4个等级控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 一等三角锁是国家大地控制网一等三角锁是国家大地控制网的骨干，沿的骨干，沿经纬线经纬线方向纵横交叉布方向纵横交叉布满全国主要满全国主要作用作用是控制二等以下是控制二等以下各级三角测量，并为地球科学研究各级三角测量，并为地球科学研究提供资料提供资料1）一等三角锁布设方案）一等三角锁布设方案2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案 一等锁在起算边两端点上精密一等锁在起算边两端点上精密测定了测定了天文经纬度和天文方位角天文经纬度和天文方位角，，作为起算方位角，用来控制锁、网中方位角误差的积累作为起算方位角，用来控制锁、网中方位角误差的积累 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2）二等三角锁、网布设方案）二等三角锁、网布设方案2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案 既是加密三、四等网的基础，又是地形测图的基本控制既是加密三、四等网的基础，又是地形测图的基本控制 布设方案有两种形式：布设方案有两种形式： 1958年前年前：在一等锁环内，先沿经纬线纵横交叉布设：在一等锁环内，先沿经纬线纵横交叉布设二二等基本锁等基本锁（平均边长约（平均边长约15~20km，测角中误差小于，测角中误差小于±1.2″），），将一等锁环分为大致相等的四个区域，然后在这四个区域中处将一等锁环分为大致相等的四个区域，然后在这四个区域中处再补充布设再补充布设二等补充网二等补充网（平均边长约为（平均边长约为13km，测角中误差小，测角中误差小于于±2.5″）。

控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案 1958年后年后：二等网以全面三：二等网以全面三角网的形式布设在一等锁环内，角网的形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接其平均边四周与一等锁衔接其平均边长约为长约为13km，测角中误差小于，测角中误差小于±1.0″控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 三、四等三角网是在一、二等网控制下布三、四等三角网是在一、二等网控制下布设的，是设的，是为了加密控制点为了加密控制点，以，以满足测图和工程满足测图和工程建设的需要建设的需要 3 3）三、四等三角网布设方案）三、四等三角网布设方案2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案布设方案布设方案：插网法和插点法插网法和插点法控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案插网法插网法 是在高级三角网内，以高级点为基础，布设次一等是在高级三角网内，以高级点为基础，布设次一等级的连续三角网。

级的连续三角网控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案插点法插点法 是在高等级三角网的三角形内，插入一个或两个低是在高等级三角网的三角形内，插入一个或两个低等级的新点等级的新点控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学国家三角锁、网的布设规格及其精度国家三角锁、网的布设规格及其精度控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学4）我国国家大地控制网基本情况简介）我国国家大地控制网基本情况简介 我国统一的国家大地控制网的布设我国统一的国家大地控制网的布设开始于开始于20世纪世纪50年年代初代初，，60年代末年代末基本完成，先后共布设一等三角锁基本完成，先后共布设一等三角锁401条，条，一等三角点一等三角点6 182个，构成个，构成121个一等锁环，锁系长达个一等锁环，锁系长达7.3万万km一等导线点一等导线点312个，构成个，构成10个导线环，总长约个导线环，总长约1万万km 1982年年完成天文大地网的整体平差工作网中包括一完成天文大地网的整体平差工作网中包括一等三角锁系，二等三角网，部分三等网，总共约有等三角锁系，二等三角网，部分三等网，总共约有5万个万个大地控制点，大地控制点，30万个观测量的天文大地网。

万个观测量的天文大地网2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2、现代技术建立国家大地测量控制网、现代技术建立国家大地测量控制网 GPS技术具有精度高、速度快、费用省、全天候、操技术具有精度高、速度快、费用省、全天候、操作简便等优点，它在大地测量领域应用越来越广泛作简便等优点，它在大地测量领域应用越来越广泛 用用GPSGPS技术建立的控制网称为技术建立的控制网称为GPSGPS网网一般可把一般可把GPS网分为网分为两大类两大类：：一类一类：全球或全国性的高精度的：全球或全国性的高精度的GPS网网(A(A、、B B级网）级网）一类一类：区域性的：区域性的GPS网（网（C C、、D D、、E E级网）级网） 2.1.3 2.1.3 布设方案布设方案控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 工测控制网可分为两种：一种是在各项工测控制网可分为两种：一种是在各项工程建设的规划设计阶段，为测绘大比例尺工程建设的规划设计阶段，为测绘大比例尺地形图和房地产管理测量而建立的控制网，地形图和房地产管理测量而建立的控制网，叫做叫做测图控制网测图控制网；； 另一种是为工程建筑物的施工放样或变另一种是为工程建筑物的施工放样或变形观测等专门用途而建立的控制网，我们称形观测等专门用途而建立的控制网，我们称其为其为专用控制网专用控制网。

2.2 2.2 工程测量水平控制网建立的基本原理工程测量水平控制网建立的基本原理2.2.1 2.2.1 工程测量水平控制网的分类工程测量水平控制网的分类控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.2.2 2.2.2 工程工程测量水平测量水平控制网布设原则控制网布设原则1.1.分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制 2.2.要有足够的精度要有足够的精度 3.3.要有足够的密度要有足够的密度 4.4.要有统一的规格要有统一的规格控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 对于对于测图控制网测图控制网，通常先布设精度要求，通常先布设精度要求较高的较高的首级控制网首级控制网，随后根据测图需要，测，随后根据测图需要，测区面积的大小区面积的大小再加密再加密若干级较低精度的控制若干级较低精度的控制网 用于工程建筑物用于工程建筑物放样的专用控制网放样的专用控制网，往，往往往分二级布设分二级布设第一级作总体控制，第二级第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于直接为建筑物放样而布设；用于变形观测变形观测或或其他专门用途的控制网，通常其他专门用途的控制网，通常无须分级无须分级。

1.分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 以工测控制网为例，一般要求最低一级以工测控制网为例，一般要求最低一级控制网（四等网）的控制网（四等网）的点位中误差能满足大比点位中误差能满足大比例尺例尺1:5001:500的测图要求的测图要求按图上0.lmm0.lmm的绘制的绘制精度计算，这相当于地面上的点位精度为精度计算，这相当于地面上的点位精度为0.1×500=50.1×500=5（（cmcm） 对于国家控制网而言，对于国家控制网而言，尽管观测精度很尽管观测精度很高，但由于边长比工测控制网长得多，待定高，但由于边长比工测控制网长得多，待定点与起始点相距较远，因而点位中误差远大点与起始点相距较远，因而点位中误差远大于工测控制网于工测控制网 2.要有足够的精度要有足够的精度控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学等级等级平均边长平均边长（（kmkm））测角中误差测角中误差（（″″））起算边相对中误起算边相对中误差差最弱边相对中最弱边相对中误差误差二等二等9 9±1.0±1.01/300 0001/300 0001/120 0001/120 000三等三等5 5±1.8±1.81/200 000(1/200 000(首级）首级）1/120 000(1/120 000(加密）加密）1/80 0001/80 000四等四等2 2±2.5±2.51/120 0001/120 000（首级）（首级）1/80 000(1/80 000(加密）加密）1/45 0001/45 000一级小三一级小三角角二级小三二级小三角角1 10.50.5±5±5±10±101/40 0001/40 0001/20 0001/20 0001/20 0001/20 0001/10 0001/10 0003. 要有足够的密度要有足够的密度控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 为了使不同的工测部门施测的控制网能为了使不同的工测部门施测的控制网能够互相利用、互相协调，也应制定统一的规够互相利用、互相协调，也应制定统一的规范，如现行的范，如现行的《《城市测量规范城市测量规范》》和和《《工程测工程测量规范量规范》》。

4. 要有统一的规格要有统一的规格控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学①①各等级三角网平均边长较相应等级的国家各等级三角网平均边长较相应等级的国家网网边长显著地缩短边长显著地缩短；；②②三角网的三角网的等级较多等级较多；；③③各等级控制网均可作为测区的各等级控制网均可作为测区的首级控制首级控制④④三、四等三角网起算边相对中误差，按首三、四等三角网起算边相对中误差，按首级网和加密网分别对待级网和加密网分别对待2.2.3 工测三角网具有如下的特点：工测三角网具有如下的特点：控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学桥梁三角网桥梁三角网对于桥轴线方向的精度要求应高对于桥轴线方向的精度要求应高于其他方向的精度，以利于提高桥墩放样的于其他方向的精度，以利于提高桥墩放样的精度；精度；隧道三角网隧道三角网则对垂直于直线隧道轴线方向的则对垂直于直线隧道轴线方向的横向精度的要求高于其他方向的精度，以利横向精度的要求高于其他方向的精度，以利于提高隧道贯通的精度；于提高隧道贯通的精度；2.2.4 2.2.4 专用控制网的布设特点专用控制网的布设特点控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学小结小结1. 起算数据起算数据：控制网的已知数据。

控制网的已知数据已知数据的形式：坐标、边长、方位角、高程等已知数据的形式：坐标、边长、方位角、高程等2. 观测数据观测数据：控制网中通过观测得到的数据控制网中通过观测得到的数据3. 推算数据推算数据：由已知数据和观测数据经推算得到的：由已知数据和观测数据经推算得到的数据（通常为结果数据）数据（通常为结果数据）任何一个控制网均包含以上三类数据任何一个控制网均包含以上三类数据4. 独立网独立网：网内无多余起算数据网内无多余起算数据5. 非独立网非独立网：网内有多余起算数据：网内有多余起算数据控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学测量控制网的分类测量控制网的分类 按按范围范围全球控制网全球控制网国家控制网国家控制网工程控制网工程控制网2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学测量控制网的分类测量控制网的分类 按按用途用途测图控制网测图控制网施工（测量）控制网施工（测量）控制网变形监测网变形监测网安装（测量）控制网安装（测量）控制网2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学测量控制网的分类测量控制网的分类 按按网点性质网点性质 一维网（或称水准网、高程网）一维网（或称水准网、高程网）二维网（或称平面网）二维网（或称平面网） 三维网三维网2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学测量控制网的分类测量控制网的分类 按按网形网形三角网三角网导线网导线网混合网混合网方格网方格网2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学测量控制网的分类测量控制网的分类 按按施测方法施测方法测角网测角网测边网测边网边角网边角网GPS网网2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学测量控制网的分类测量控制网的分类 按按其他标准其他标准首级网首级网加密网加密网特殊网特殊网专用网（如隧道控制网、建筑方格网、专用网（如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等）桥梁控制网等）2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学工程控制网的工程控制网的作用作用 为工程建设提供工程范围内统一的参考框架，为工程建设提供工程范围内统一的参考框架，为各项测量工作提供位置基准，满足工程建设不为各项测量工作提供位置基准，满足工程建设不同阶段测绘在质量、进度和费用等方面的要求。

同阶段测绘在质量、进度和费用等方面的要求 即工程控制网具有即工程控制网具有控制全局、提供基准和控控制全局、提供基准和控制测量误差积累制测量误差积累的作用的作用2.4 2.4 工程测量控制网的优化设计工程测量控制网的优化设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.1 2.4.1 工程控制网优化设计的一般概念工程控制网优化设计的一般概念 优化设计优化设计就是在复杂的科研和工程问题中，就是在复杂的科研和工程问题中，从所存在的许多可能决策内选择最好决策的一门从所存在的许多可能决策内选择最好决策的一门科学 工程控制网的优化设计工程控制网的优化设计是在限定精度、可靠是在限定精度、可靠性和费用等质量指标下，获得最合理、满意的设性和费用等质量指标下，获得最合理、满意的设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.1 2.4.1 工程控制网优化设计的一般概念工程控制网优化设计的一般概念 1. 1. 优化设计的分类优化设计的分类 网的优化设计可分为网的优化设计可分为零、一、二、三零、一、二、三类类（（1 1）零类设计（基准设计），即为控制网寻求一）零类设计（基准设计），即为控制网寻求一个最优的基准。

个最优的基准2）一类设计（图形设计）就是在观测值先验）一类设计（图形设计）就是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的点位布设和最合理的观测值数目最佳的点位布设和最合理的观测值数目控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 （（3）二类设计（权设计）即在控制网的网形和）二类设计（权设计）即在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，进行观测工作量的最网的精度要求已定的情况下，进行观测工作量的最佳分配（权分配），决定各观测值的精度（权），佳分配（权分配），决定各观测值的精度（权），使各种观测手段得到合理组合使各种观测手段得到合理组合2.4.1 2.4.1 工程控制网优化设计的一般概念工程控制网优化设计的一般概念（（4）三类设计（加密设计）是对现有网和现有）三类设计（加密设计）是对现有网和现有设计进行改进，引入附加点或附加观测值，导致设计进行改进，引入附加点或附加观测值，导致点位增删或移动，观测值的增删或精度改变点位增删或移动，观测值的增删或精度改变 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.1 2.4.1 工程控制网优化设计的一般概念工程控制网优化设计的一般概念2. 优化设计的方法优化设计的方法解析法：解析法： 通过数学方程用最优化方法求解。

通过数学方程用最优化方法求解模拟法：模拟法： 根据经验和准则，通过计算比较、修改，根据经验和准则，通过计算比较、修改，得到最优方案得到最优方案控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.2 工程控制网的质量标准工程控制网的质量标准l精度标准精度标准l可靠性标准可靠性标准l灵敏度标准灵敏度标准l 费用标准费用标准控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.2 工程控制网的质量标准工程控制网的质量标准l精度标准精度标准包括包括整体精度标准整体精度标准和和局部精度标准局部精度标准整体精度标准整体精度标准是选用某种指标从整体上描述网是选用某种指标从整体上描述网的综合精度的综合精度局部精度标准局部精度标准主要是指相对精度比如隧道施主要是指相对精度比如隧道施工控制网要求隧道两端点相对精度达到某一标工控制网要求隧道两端点相对精度达到某一标准控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.2 工程控制网的质量标准工程控制网的质量标准l可靠性标准可靠性标准 定义定义：能够成功地发现粗差的一种概率，或者说用：能够成功地发现粗差的一种概率，或者说用以判断某一观测不含粗差的概率。

以判断某一观测不含粗差的概率 对于很大的粗差，一般比较容易发现，对于不大的对于很大的粗差，一般比较容易发现，对于不大的粗差的探测，相对比较困难粗差的探测，相对比较困难 通常用通常用统计检验方法统计检验方法去研究探测粗差的概率去研究探测粗差的概率 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.2 工程控制网的质量标准工程控制网的质量标准l灵敏度标准灵敏度标准 定义定义：指在一定概率下，通过统计检验可能发现某：指在一定概率下，通过统计检验可能发现某一方向变形向量的下界值一方向变形向量的下界值 主要用在主要用在变形监测网的优化设计变形监测网的优化设计 控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.4.2 工程控制网的质量标准工程控制网的质量标准l费用标准费用标准 费用标准有费用标准有两种标准形式的优化两种标准形式的优化1.在观测费用总额不变的情况下，使网的精度最高在观测费用总额不变的情况下，使网的精度最高2.在满足网的精度下，使费用最小在满足网的精度下，使费用最小 控制网最终的优化结果控制网最终的优化结果, ,是各个阶段优化设计的总和因此是各个阶段优化设计的总和。

因此, ,在各个阶段的优化设计上不必强求同时满足精度、可靠性和在各个阶段的优化设计上不必强求同时满足精度、可靠性和费用指标费用指标, ,而最后的优化设计结果中达到这三指标便可而最后的优化设计结果中达到这三指标便可控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学一、技术设计的意义一、技术设计的意义 控制测量的控制测量的控制测量的控制测量的技术设计是技术设计是技术设计是技术设计是关系全局的关系全局的关系全局的关系全局的重要环节重要环节重要环节重要环节，，，，技术技术技术技术设计书是设计书是设计书是设计书是使控制网的布设既满足质量要求又做到经济合使控制网的布设既满足质量要求又做到经济合使控制网的布设既满足质量要求又做到经济合使控制网的布设既满足质量要求又做到经济合理的重要保障，是理的重要保障，是理的重要保障，是理的重要保障，是指导生产的重要技术文件指导生产的重要技术文件指导生产的重要技术文件指导生产的重要技术文件 技术设计是根据工程建设对控制网的精度要求，结技术设计是根据工程建设对控制网的精度要求，结技术设计是根据工程建设对控制网的精度要求，结技术设计是根据工程建设对控制网的精度要求，结合测区的具体情况，选择最佳布网方案（合测区的具体情况，选择最佳布网方案（合测区的具体情况，选择最佳布网方案（合测区的具体情况，选择最佳布网方案（控制点的位置控制点的位置控制点的位置控制点的位置和网的基本形式和网的基本形式和网的基本形式和网的基本形式）、选择适当的）、选择适当的）、选择适当的）、选择适当的作业方法和仪器作业方法和仪器作业方法和仪器作业方法和仪器、、、、编制编制编制编制作业计划作业计划作业计划作业计划，解决，解决，解决，解决作业生产的组织和测量成果验收作业生产的组织和测量成果验收作业生产的组织和测量成果验收作业生产的组织和测量成果验收等一系等一系等一系等一系列生产管理和技术管理问题。

列生产管理和技术管理问题列生产管理和技术管理问题列生产管理和技术管理问题2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学二、技术设计的内容和方法二、技术设计的内容和方法1.1.搜集和分析资料搜集和分析资料 （（1 1）测区内各种比例尺的）测区内各种比例尺的地形图地形图 （（2 2）已有的）已有的控制测量成果控制测量成果（包括全部有关技术文件、图表、（包括全部有关技术文件、图表、手簿等等）手簿等等） （（3 3））有关测区有关测区的气象、地质等的气象、地质等情况情况，以供建标、埋石、安，以供建标、埋石、安排作业时间等方面的参考排作业时间等方面的参考 （（4 4）现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况 （（5 5）调查测区的行政区划、交通便利情况和物资供应情况调查测区的行政区划、交通便利情况和物资供应情况若在少数民族地区，则应了解民族风俗、习惯若在少数民族地区，则应了解民族风俗、习惯 2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 对搜集到的上述资料进行分析，以确定对搜集到的上述资料进行分析，以确定网的布设形式网的布设形式，，起始数据如何获得，网的未起始数据如何获得，网的未来扩展来扩展等。

等 其次还应考虑网的其次还应考虑网的坐标系投影带和投影坐标系投影带和投影面的选择面的选择 此外还应考虑网的此外还应考虑网的图形结构图形结构，，旧有标志旧有标志可否利用可否利用等问题2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2. 2. 网的图上设计网的图上设计 图上设计对点位的图上设计对点位的基本要求基本要求是：是： （（1 1）从技术指标方面考虑）从技术指标方面考虑 图形结构良好，边长适中，求距角不小于图形结构良好，边长适中，求距角不小于30°30°；便于扩展和加密，点位视野开阔展望良好；视线；便于扩展和加密，点位视野开阔展望良好；视线超越（或旁离）障碍物一定距离；点位宜选在土质超越（或旁离）障碍物一定距离；点位宜选在土质坚硬，易于排水的高地上坚硬，易于排水的高地上 2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 （（2 2）从经济指标方面考虑）从经济指标方面考虑 充分利用有利地形、地物，尽量降低觇标高度；充分利用有利地形、地物，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用。

充分利用旧点，以便节省造标埋石费用 （（3 3）从安全生产方面考虑）从安全生产方面考虑 点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离等应有一定的距离 2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 图上设计宜在中比例尺地形图上进行，其方法和步图上设计宜在中比例尺地形图上进行，其方法和步骤如下：骤如下：1 1）展绘已知点；）展绘已知点；2 2）按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展；）按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展；3 3）判断和检查点间的通视；）判断和检查点间的通视；4 4）估算控制网中各推算元素的精度；）估算控制网中各推算元素的精度；5 5）拟定水准联测路线拟定水准联测路线6 6）据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说）据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说明，并拟定作业计划明，并拟定作业计划 图上设计的方法及主要步骤图上设计的方法及主要步骤2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 技术设计书应包括以下几方面的技术设计书应包括以下几方面的内容内容：： （（1 1）作业的目的及任务范围；）作业的目的及任务范围； （（2 2）测区的自然、地理条件；）测区的自然、地理条件； （（3 3）测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成）测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成果的精度分析；果的精度分析； （（4 4）布网依据的规范，最佳方案的论证；）布网依据的规范，最佳方案的论证； （（5 5）现场踏勘报告；）现场踏勘报告； （（6 6）各种设计图表（包括人员组织、作业安排等）；）各种设计图表（包括人员组织、作业安排等）； （（7 7）主管部门的审批意见。

主管部门的审批意见 编写技术设计书编写技术设计书2.5 2.5 平面控制网的技术设计平面控制网的技术设计控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.6.1 2.6.1 2.6.1 2.6.1 选点选点选点选点 实地选点是把控制网的实地选点是把控制网的图上设计放到地面图上设计放到地面上去上去图上设计是否正确以及选点工作是否顺图上设计是否正确以及选点工作是否顺利，在很大程度上取决于所用的地形图是否准利，在很大程度上取决于所用的地形图是否准确如果差异较大，则应根据实际情况确定点确如果差异较大，则应根据实际情况确定点位，对原来的图上设计作出修改位，对原来的图上设计作出修改 2.6 2.6 选点、造标埋石选点、造标埋石控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学 根据图上设计的控制点位置，在根据图上设计的控制点位置，在实地找到大实地找到大概位置概位置，再按控制点选点要求，确定控制点的，再按控制点选点要求，确定控制点的具体位置具体位置点位确定后，打下木桩并绘点位确定后，打下木桩并绘点之记点之记，，如下图，便于日后寻找如下图，便于日后寻找 选点任务完成后，应提供下列资料：选点任务完成后，应提供下列资料： （（1 1）选点图；）选点图； （（2 2）点之记；）点之记； （（3 3）三角点一览表，表中应填写点名、等）三角点一览表，表中应填写点名、等级、至邻点的概略方向和边长、对造埋和观测级、至邻点的概略方向和边长、对造埋和观测工作的意见等。

工作的意见等 2.6 2.6 选点、造标埋石选点、造标埋石控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.6 2.6 选点、造标埋石选点、造标埋石 三角点选定后，要埋设带有中心标志的标石，以便三角点选定后，要埋设带有中心标志的标石，以便长期保存当相邻点不能在地面上通视时，应建造觇标，长期保存当相邻点不能在地面上通视时，应建造觇标，作为相邻各点观测的目标及本点观测时架设仪器的平台作为相邻各点观测的目标及本点观测时架设仪器的平台2.6.3 2.6.3 2.6.3 2.6.3 造标造标造标造标控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.6 2.6 选点、造标埋石选点、造标埋石控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学2.6.4 2.6.4 2.6.4 2.6.4 标石埋设标石埋设标石埋设标石埋设 大地点的坐标，实际上指的就是大地点的坐标，实际上指的就是大地点的坐标，实际上指的就是大地点的坐标，实际上指的就是标石中心标石中心标石中心标石中心的坐标 标石一般用混凝土制作，也可用花岗石、青石或其他标石一般用混凝土制作，也可用花岗石、青石或其他标石一般用混凝土制作，也可用花岗石、青石或其他标石一般用混凝土制作，也可用花岗石、青石或其他坚硬石料凿成。

标石由坚硬石料凿成标石由坚硬石料凿成标石由坚硬石料凿成标石由盘石和柱石盘石和柱石盘石和柱石盘石和柱石两部分组成，盘石和两部分组成，盘石和两部分组成，盘石和两部分组成，盘石和柱石中央各嵌入一个金属或瓷质标志，此标志中心就是柱石中央各嵌入一个金属或瓷质标志，此标志中心就是柱石中央各嵌入一个金属或瓷质标志，此标志中心就是柱石中央各嵌入一个金属或瓷质标志，此标志中心就是标石中心标石中心标石中心标石中心2.6 2.6 选点、造标埋石选点、造标埋石控制测量学控制测量学控制测量学控制测量学作业作业1.建立国家水平大地控制网的方法有哪些？建立国家水平大地控制网的方法有哪些？2.平面控制网布设的原则是什么？平面控制网布设的原则是什么？3.什么是工程控制网的优化设计，其有哪些分类什么是工程控制网的优化设计，其有哪些分类？？。