第九次课控制网设计

1、应用测量学应用测量学（1）五系工测教研室五系工测教研室设控制网平差的高斯设控制网平差的高斯(C.F.Gauss,1794)(C.F.Gauss,1794)马尔可夫马尔可夫(A.A.Markov,1912)(A.A.Markov,1912)模型（简称模型（简称GMGM模型）为模型）为 1PQAx20ll20l lPAuPAANNQuQx TT1x x x x L.S l lllllQQAAQPQPQx AvTx x 1vvvv复习：复习：应用测量学应用测量学（2）五系工测教研室五系工测教研室4.5 控制网设计及其最优化控制网设计及其最优化4.5.1 4.5.1 施工控制网的设计目标施工控制网的设

2、计目标全面满足对施工控制网的要求，其中最主要的是精度、位置全面满足对施工控制网的要求，其中最主要的是精度、位置适于控制放样、配合施工、点位稳定、网的分级和建网费用。适于控制放样、配合施工、点位稳定、网的分级和建网费用。控制网设计的质量高低，应以全面满足或重点满足所提出的控制网设计的质量高低，应以全面满足或重点满足所提出的要求为准则。要求为准则。布设控制网的成本一般来说是随着布网等级的升高而增加。布设控制网的成本一般来说是随着布网等级的升高而增加。好的设计方案既可以节约成本，又可以保证质量。好的设计方案既可以节约成本，又可以保证质量。应用测量学应用测量学（3）五系工测教研室五系工测教研室4.5.

3、2 4.5.2 传统设计方法传统设计方法了解工程背景，明确工程对控制网的要求；了解工程背景，明确工程对控制网的要求；在理论、经验、标准的基础上，根据已有的技术水平与在理论、经验、标准的基础上，根据已有的技术水平与仪器条件，结合实际工程的地形条件；仪器条件，结合实际工程的地形条件；提出具体方案；提出具体方案； 精度计算精度计算( (精度估算精度估算) )， 若精度计算结果符合要求，则：做可靠性考虑，即组成若精度计算结果符合要求，则：做可靠性考虑，即组成若干必要的闭合条件；编写技术设计书；若干必要的闭合条件；编写技术设计书； 若精度不够或精度过高，则修改方案，转向若精度不够或精度过高，则修改方案，

4、转向。 应用测量学应用测量学（4）五系工测教研室五系工测教研室4.5.3 4.5.3 控制网控制网CADCAD应用测量学应用测量学（5）五系工测教研室五系工测教研室4.5.4 4.5.4 控制网最优化设计控制网最优化设计最优化设计研究的现实意义是鼓励设计者在一定范围内、最优化设计研究的现实意义是鼓励设计者在一定范围内、一定程度地尽量将最优化方法应用于设计实践。一定程度地尽量将最优化方法应用于设计实践。间接法间接法直接法直接法测量控制网的最优化设计是试图使用数学最优化方法寻测量控制网的最优化设计是试图使用数学最优化方法寻找出给定条件下控制网的最优化设计方案找出给定条件下控制网的最优化设计方案目标

5、函数有明显的表达式，可用微分法等解目标函数有明显的表达式，可用微分法等解析法求解。析法求解。目标函数的表达式过于复杂，或根本没有明目标函数的表达式过于复杂，或根本没有明显的表达式，可用数值法或显的表达式，可用数值法或“试验最优化试验最优化”应用测量学应用测量学（6）五系工测教研室五系工测教研室4.5.4 4.5.4 控制网最优化设计控制网最优化设计测量控制网的整体最优化设计是一个影响因素繁多、过程复杂测量控制网的整体最优化设计是一个影响因素繁多、过程复杂（图形与数值计算）的系统工程，（图形与数值计算）的系统工程，E. GrafarendE. Grafarend（19741974）将这）将这一过

6、程划分为四个阶段，每一阶段解决其中的一部分。一过程划分为四个阶段，每一阶段解决其中的一部分。 应用测量学应用测量学（7）五系工测教研室五系工测教研室阶段固定参数可变参数零类设计A，PX，一类设计P，A二类设计A，P三类设计 ，部分A，P 部分A，PxxQxxQxxQxxQ控制网优化设计问题的分类控制网优化设计问题的分类应用测量学应用测量学（8）五系工测教研室五系工测教研室4.6 建筑方格网建筑方格网概述概述在建筑工地上，场地控制网是一种控制整个施工场地的施在建筑工地上，场地控制网是一种控制整个施工场地的施工控制网，它的主要作用是为房屋、道路、管线等建筑物的工控制网，它的主要作用是为房屋、道路、

7、管线等建筑物的轴线放样提供控制基础。轴线放样提供控制基础。工厂建设中的场地控制网又成为厂区控制网。一般要求：工厂建设中的场地控制网又成为厂区控制网。一般要求：边长精度边长精度1/200001/20000，角度精度，角度精度88，平均边长，平均边长100100200200米。米。建筑方格网是场地控制网的特殊形式，在建筑方格网是场地控制网的特殊形式，在20世纪世纪50年代作为年代作为一项新技术从国外传入我国，在工厂建设中得到了广泛应用。一项新技术从国外传入我国，在工厂建设中得到了广泛应用。应用测量学应用测量学（9）五系工测教研室五系工测教研室4.6 建筑方格网建筑方格网 建筑方格网（建筑方格网（B

8、uild Square GridBuild Square Grid）其特点是每相）其特点是每相邻两点的连线平行或垂直于建筑场地主轴线。这样，邻两点的连线平行或垂直于建筑场地主轴线。这样，控制网的边也就组成了正方形或矩形的格网，控制点控制网的边也就组成了正方形或矩形的格网，控制点位于格网的结点上。位于格网的结点上。 应用测量学应用测量学（10）五系工测教研室五系工测教研室4.6 建筑方格网建筑方格网特点特点: :建筑方格网一经设计好，它的网点坐标是已知的，在网建筑方格网一经设计好，它的网点坐标是已知的，在网建立之前，就可以作放样准备工作。它的网点分布规则，所以建立之前，就可以作放样准备工作。它的

9、网点分布规则，所以计算简单、不易出错。计算简单、不易出错。 建筑方格网的布设建筑方格网的布设: : 根据建筑工地范围的大小以及具体的根据建筑工地范围的大小以及具体的施工顺序，建筑方格网的建立可分为施工顺序，建筑方格网的建立可分为“一级布设一级布设”和和“二级二级布设布设”两种情况。两种情况。 精度要求精度要求: :“一级布设一级布设”：边长为边长为100100200200米，网精度为米，网精度为1/200001/20000和和8 8 ，主轴线精度为主轴线精度为4 4 和和1/400001/40000。“二级布设二级布设”：加密方格网：加密方格网：边长为边长为100100200200米，网精度为

10、米，网精度为1/200001/20000和和8 8 ，主方格网：主方格网：边长为边长为300300500500米，网精度米，网精度1/400001/40000和和4 4 主轴线精度：主轴线精度： 2.52.5 和和1/800001/80000。应用测量学应用测量学（11）五系工测教研室五系工测教研室建筑方格网的建立过程建筑方格网的建立过程建筑方格网是一种精度要求较高的施工控制网，由于建筑方格网是一种精度要求较高的施工控制网，由于其网点位置的事先规定性，所以一般需要用归化法放其网点位置的事先规定性，所以一般需要用归化法放样的方法建立。样的方法建立。设计设计放样主轴线放样主轴线放样主方格网放样主方

11、格网放样加密方格网放样加密方格网应用测量学应用测量学（12）五系工测教研室五系工测教研室4.6.14.6.1主轴线的设计与放样主轴线的设计与放样 主轴线的布设要求：主轴线的布设要求：主轴线是整个方格网的扩展基础，也决定着整个方格主轴线是整个方格网的扩展基础，也决定着整个方格网的定位定向，一般也指定为整个建筑方格网的平差网的定位定向，一般也指定为整个建筑方格网的平差基准。基准。主轴线应选择在场地中央，其方向应与场地的建筑中主轴线应选择在场地中央，其方向应与场地的建筑中轴线一致，其长度应能控制整个场地，易于保存。轴线一致，其长度应能控制整个场地，易于保存。 应用测量学应用测量学（13）五系工测教研

12、室五系工测教研室4.6.14.6.1主轴线的设计与放样主轴线的设计与放样 主轴线的传统布置形式：主轴线的传统布置形式：由三点组成的由三点组成的“”字形或字形或“”字形、由五点组成的字形、由五点组成的“”字形、由八点组成字形、由八点组成的的“”字形、由九点组成的字形、由九点组成的“田田”字形、由字形、由1111点点组成的组成的“”字形等等。我们认为简便而有效的字形等等。我们认为简便而有效的选择是由三点或四点组成的选择是由三点或四点组成的“”字形。字形。应用测量学应用测量学（14）五系工测教研室五系工测教研室4.6.14.6.1主轴线的设计与放样主轴线的设计与放样 主轴线设置的放样精度主轴线设置的

13、放样精度: : 即整网或整个建筑区的定位即整网或整个建筑区的定位定向精度要求。规范规定定向精度要求。规范规定“主轴线的点应以一级小三主轴线的点应以一级小三角以上工程勘测控制网为依据放样，点位中误差（相角以上工程勘测控制网为依据放样，点位中误差（相对于邻近的勘测控制点而言）不得大于对于邻近的勘测控制点而言）不得大于5cm”5cm”。 主轴点的放样主轴点的放样主轴点的放样根据主轴点的设计坐标和一级小三主轴点的放样根据主轴点的设计坐标和一级小三角以上勘测控制点进行。放样采用归化法。角以上勘测控制点进行。放样采用归化法。放样放样观测观测归化归化直线性检验校正直线性检验校正横向轴线放样横向轴线放样应用测

14、量学应用测量学（15）五系工测教研室五系工测教研室4.6.2 4.6.2 主方格网的设计与放样主方格网的设计与放样 实施过程实施过程: :应用测量学应用测量学（16）五系工测教研室五系工测教研室4.6.3 4.6.3 方格网的加密方格网的加密 应用测量学应用测量学（17）五系工测教研室五系工测教研室4.6.4 4.6.4 关于建筑方格网建立方法的进一步说明关于建筑方格网建立方法的进一步说明 应用测量学应用测量学（18）五系工测教研室五系工测教研室4.6.5 4.6.5 建筑场地的高程控制建筑场地的高程控制 应用测量学应用测量学（19）五系工测教研室五系工测教研室4.7 4.7 厂房控制网厂房控

15、制网 建筑场地施工控制网（如建筑方格网）的作用在于建筑建筑场地施工控制网（如建筑方格网）的作用在于建筑物的定位定向（放样其定位轴线），但不能将它用于建筑物的定位定向（放样其定位轴线），但不能将它用于建筑物的墙、柱等细部轴线放样。为此需要另外布设专门的房物的墙、柱等细部轴线放样。为此需要另外布设专门的房屋施工控制网。屋施工控制网。房屋施工控制网多数布设称矩形，所以常称为矩形控制网。房屋施工控制网多数布设称矩形，所以常称为矩形控制网。厂房控制网一般由主轴点、四角控制点和距离指示桩组成，厂房控制网一般由主轴点、四角控制点和距离指示桩组成，建立过程与建筑方格网类似。建立过程与建筑方格网类似。应用测量学

16、应用测量学（20）五系工测教研室五系工测教研室主轴点主轴点距离指示桩距离指示桩角点角点应用测量学应用测量学（21）五系工测教研室五系工测教研室4.7.1 4.7.1 厂房控制网的精度要求厂房控制网的精度要求 由于各种厂房有不同的生产工艺和工艺特征，建筑限差由于各种厂房有不同的生产工艺和工艺特征，建筑限差和放样精度要求不一样，设计和施工方法也各有差别。所和放样精度要求不一样，设计和施工方法也各有差别。所以，根据厂房结构、机械传动性能及生产连续程度，一般以，根据厂房结构、机械传动性能及生产连续程度，一般把厂房控制网分为三级。把厂房控制网分为三级。机械传动性能较高，有连续设备的厂房，布设为一级厂房控

17、机械传动性能较高，有连续设备的厂房，布设为一级厂房控制网；制网；具有桥式吊车的厂房布设为二级厂房控制网；具有桥式吊车的厂房布设为二级厂房控制网；没有桥式吊车的厂房或仓库，可布设为三级厂房控制网。没有桥式吊车的厂房或仓库，可布设为三级厂房控制网。应用测量学应用测量学（22）五系工测教研室五系工测教研室厂房控制网的精度依赖于距离指示桩间距离的精度要厂房控制网的精度依赖于距离指示桩间距离的精度要求，测角精度也由此决定。求，测角精度也由此决定。等级距离指示桩精度网测角精度主轴线测角精度备注一级1/30000n为厂房跨数二级1/20000三级1/10000n/7 n/5 . 3 n/51 n/01 n/

18、5 n/7 应用测量学应用测量学（23）五系工测教研室五系工测教研室八、平面直伸网平差八、平面直伸网平差应用测量学应用测量学（24）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（25）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（26）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（27）五系工测教研室五系工测教研室九、局部三维网平差九、局部三维网平差应用测量学应用测量学（28）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（29）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（30）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（31）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（32）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（33）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（34）五系工测教研室五系工测教研室应用测量学应用测量学（35）五系工测教研室五系工测教研室十、应用十、应用GPS建立工程控制网建立工程控制网1.GPS1.GPS定位技术的发展定位技术的发展2.GPS2.GPS工程控制网的布设工程控制网的布设3.3.保证保证GPSGPS工程控制