项目1 控制网布设

1、控制测量控制测量 控制测量1 1、 国家平面控制网的布设原则国家平面控制网的布设原则 （4）应有统一的规格 一、一、 平面控制网的布设方案平面控制网的布设方案控制测量 1 1、 国家平面控制网的布设原则国家平面控制网的布设原则控制测量 控制网的精度应根据需要和可能来确定。作为国家大地控制网骨干的一等控制网，应力求精度更高些才有利于为科学研究提供可靠的资料。 为了保证国家控制网的精度，必须对起算数据和观测元素的精度、网中图形角度的大小等，提出适当的要求和规定。这些要求和规定均列于国家三角测量和精密导线测量规范（以下简称国家规范）中。 1 1、国家平面控制网的布设原则、国家平面控制网的布设原则控制

2、测量 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。比如，用航测方法成图时，密度要求的经验数值见下表，表中的数据主要是根据经验得出的。 各种比例尺航测成图时对平面控制点的密度要求 测图比例尺每幅图要求点数每个三角点控制面积三角网平均边长等级1：50 0001：25 0001：10 0003231约150km2约50km2约20km213km8km26km二等三等四等1 1、 国家平面控制网的布设原则国家平面控制网的布设原则控制测量7Qs07. 1)(1315007. 1kms)(85007. 1kms)(52007. 1kms控制测量1 1、 国家平面控制网的布设原则国家平面控制网的布

3、设原则 控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案 根据国家平面控制网施测时的测绘技术水平，我国决定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一、二、三、四等4个等级。控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案 （1）一等三角锁布设方案 一等三角锁是国家大地控制网的骨干，其主要作用是控制二等以下各级三角测量，并为地球科学研究提供资料。一等三角锁尽可能沿经纬线方向布设成纵横交叉的网状图形，如下图所示。 控制测量 一等锁在起算边两端点上精密测定了天文经纬度和天文方位角，作为起算方位

4、角，用来控制锁、网中方位角误差的积累。一等天文点测定的精度是：纬度测定中误差 ，经度测定的中误差 ，天文方位角测定的中误差 。 一等锁两起算边之间的锁段长度一般为200km左右，锁段内的三角形个数一般为1617个。角度观测的精度，按一锁段三角形闭合差计算所得的测角中误差应小于 。 一等锁一般采用单三角锁。根据地形条件，也可组成大地四边形或中点多边形，但对于不能显著提高精度的长对角线应尽量避免。一等锁的平均边长，山区一般约为25km，平原区一般约为20km。 （1）一等三角锁布设方案3 . 0 m20 . 0 m5 . 0 m7 . 0 控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设

5、方案（2）二等三角锁、网布设方案 二等三角网是在一等锁控制下布设的，它是国家三角网的全面基础，同时又是地形测图的基本控制。因此，必须兼顾精度和密度两个方面的要求。 20世纪60年代以前，我国二等三角网曾采用二等基本锁和二等补充网的布置方案。即在一等锁环内，先布设沿经纬线纵横交叉的二等基本锁（见下图a），将一等锁环分为大致相等的4个区域。二等基本锁平均边长为1520km；按三角形闭合差计算所得的测角中误差小于士1.2。另在二等基本锁交叉处测量基线，精度为1：200 000。 控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案（2）二等三角锁、网布设方案图a图b控制测量 在一等三角锁和

6、二等基本锁控制下，布设平均边长约为13km的二等补充网。按三角形闭合差计算所得的测角中误差小于士2.5。 20世纪60年代以来，二等网以全面三角网的形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接，如上图b所示。 为了控制边长和角度误差的积累，以保证二等网的精度，在二等网中央处测定了起算边及其两端点的天文经纬度和方位角，测定的精度与一等点相同。当一等锁环过大时，还在二等网的适当位置，酌情加测了起算边。 二等网的平均边长为13km，由三角形闭合差计算所得的测角中误差小于士1.0。由二等锁和旧二等网的主要技术指标可见，这种网的精度，远较二等全面网低。 （3）三、四等三角网布设方案 2 2、国家平面控制网布设

7、方案、国家平面控制网布设方案控制测量 三、四等三角网是在一、二等网控制下布设的，是为了加密控制点，以满足测图和工程建设的需要。三、四等点以高等级三角点为基础，尽可能采用插网方法布设，但也采用了插点方法布设，或越级布网。即在二等网内直接插入四等全面网，而不经过三等网的加密。 三等网的平均边长为8km，四等网的边长在26km范围内变通。由三角形闭合差计算所得的测角中误差，三等为1.8，四等为 2.5。 三、四等插网的图形结构如下图所示，图（a）中的三、四等插网，边长较长，与高级网接边的图形大部分为直接相接，适用于测图比例尺较小，要求控制点密度不大的情况。图（b）中的三、四等插网，边长较短，低级网只

8、附合于高级点而不直接与高级边相接，适用于大比例尺测图，要求控制点密度较大的情况。 （3）三、四等三角网布设方案2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案 (b)（3）三、四等三角网布设方案 控制测量172 2、 国家平面控制网布设方案国家平面控制网布设方案(a) (b) 三、四等三角点也可采用插点的形式加密，其图形结构如下图（a）所示。其中，插入A点的图形叫做三角形内插一点的典型图形；插入B、C 两点的图形叫做三角形内外各插一点的典型图形。插点的典型图形很多，这里不一一介绍。（3）三、四等三角网布设方案 控制测量2 2、

9、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案（3 3）三、四等三角网布设方案）三、四等三角网布设方案 用插点方法加密三角点时，每一插点至少应由三个方向测定，且各方向均双向观测。同时要注意待定点的点位，因为点位对精度影响很大。规定插点点位在高级三角形内切圆心的附近，不得位于以三角形各顶点为圆心，角顶至内切圆心距离一半为半径所作圆的圆弧范围之内（上图（b）的斜线部分）。 控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案（4）国家三角锁、网的布设规格及其精度 三角锁、网的布设规格及其精度见下表。表中所列推算元素的精度，是在最不利的情况下三角网应达到的最低精度。 国家三角锁、网布设规格

10、及其精度 控制测量2 2、国家平面控制网布设方案、国家平面控制网布设方案（3）三、四等三角网布设方案 用插点方法加密三角点时，每一插点至少应由三个方向测定，且各方向均双向观测。同时要注意待定点的点位，因为点位对精度影响很大。规定插点点位在高级三角形内切圆心的附近，不得位于以三角形各顶点为圆心，角顶至内切圆心距离一半为半径所作圆的圆弧范围之内（18页b图的斜线部分）。 控制测量 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，为测绘大比例尺地形图和房地产管理测量而建立的控制网，叫做测图控制网；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，我们称其为专用控制网。建立这

11、两种控制网时亦应遵守下列布网原则。3 3、工程平面控制网布设原则、工程平面控制网布设原则1.分级布网、逐级控制 2.要有足够的精度 3.要有足够的密度 4.要有统一的规格控制测量（1）分级布网、逐级控制 对于工测控制网，通常先布设精度要求最高的首级控制网，随后根据测图需要，测区面积的大小再加密若干级较低精度的控制网。用于工程建筑物放样的专用控制网，往往分二级布设。第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于变形观测或其他专门用途的控制网，通常无须分级。 3 3、工程平面控制网布设原则、工程平面控制网布设原则控制测量23（2）要有足够的精度 以工测控制网为例，一般要求最低一级控制网（四等

12、网）的点位中误差能满足大比例尺1:500的测图要求。按图上0.lmm的绘制精度计算，这相当于地面上的点位精度为0.1500=5（cm）。 对于国家控制网而言，尽管观测精度很高，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于工测控制网。 3 3、工程平面控制网布设原则、工程平面控制网布设原则控制测量（3）要有足够的密度 不论是工测控制网或专用控制网，都要求在测区内有足够多的控制点。如前所述，控制点的密度通常是用边长来表示的。城市测量规范中对于城市三角网平均边长的规定列于下表中。 3 3、工程平面控制网布设原则、工程平面控制网布设原则三角网的主要技术要求 等级平均边长（

13、km）测角中误差（）起算边相对中误差最弱边相对中误差二等91.01/300 0001/120 000三等51.81/200 000(首级）1/120 000(加密）1/80 000四等22.51/120 000（首级）1/80 000(加密）1/45 000一级小三角二级小三角10.55101/40 0001/20 0001/20 0001/10 000控制测量（4）要有统一的规格 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，也应制定统一的规范，如现行的城市测量规范和工程测量规范。 3 3、工程平面控制网布设原则、工程平面控制网布设原则控制测量（1）三角网的布设方案 工测三角网具有

14、如下的特点：各等级三角网平均边长较相应等级的国家网边长显著地缩短；三角网的等级较多；各等级控制网均可作为测区的首级控制。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。4 4、工程平面控制网布设方案、工程平面控制网布设方案控制测量（2)导线网的布设方案 如下表。4 4、工程平面控制网布设方案、工程平面控制网布设方案电磁波测距导线的主要技术要求 等级附合导线长度（km）平均边长（m）每边测距中误差（mm）测角中误差（）导线全长相对闭合差三等四等一级二级三级15103.62.41.53 0001 60030020012018181515151.52.558121/60 0001/40 0

15、001/14 0001/10 0001/6 000电磁波测距导线共分5个等级，其中的三、四等导线与三、四等三角网属于同一个等级。这5个等级的导线均可作为某个测区的首级控制。控制测量(3)GPS网的布设方案 等级平均距离（km）a (mm)b (110-6)最弱边相对中误差二等91021/120000三等51051/80000四等210101/45000一级110101/20000二级115201/10000GPS网的主要技术要求 注：当边长小于200m时，边长中误差小于20mm。各等级GPS网相邻点间弦长精度式中 标准差（基线向量的弦长中误差mm） a 固定误差（mm） b 比例误差系数（11

16、0-6） d 相邻点间的距离（km）22bda 4 4、工程平面控制网布设方案、工程平面控制网布设方案控制测量(4)边角网的布设方案(5)测边网的布设方案 现阶段主要采用GPS网结合电磁波测距导线网的布设方案。4 4、工程平面控制网布设方案、工程平面控制网布设方案控制测量桥梁三角网桥梁三角网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；用于建设环形粒子加速器的专用控制网用于建设环形粒子加速器的专用控制网，其径向精度应高于其他方向的精度，以利于精确安装位于环形轨道

17、上的磁块。专用控制网的布设特点专用控制网的布设特点 专用控制网的用途非常明确，因此建网时应根据特定的要求进行控制网的技术设计。例如:4 4、工程平面控制网布设方案、工程平面控制网布设方案控制测量1 1、精度估算的目的和方法、精度估算的目的和方法2 2、导线网的精度估算、导线网的精度估算控制测量1 1、 精度估算的目的和方法精度估算的目的和方法精度估算的目的是推求控制网中边长、方位角或点位坐标等的中误差，它们都是观测量平差值的函数，统称为推算元素。1.公式估算法2.程序估算法目的方法控制测量 （1）公式估算法 是针对某一类网形导出计算某种推算元素（例如最弱边长中误差）的普遍公式。且得出的结果都是

18、近似的。而对另外一些推算元素，则难以得出有实用意义的公式。1 1、 精度估算的目的和方法精度估算的目的和方法不仅能用于定量地估算精度值，而且能定性地表达出各主要因素对最后精度的影响，从而为网的设计提供有用的参考。以最小二乘法中条件分组平差的精度计算公式为依据列出公式如下:公式估算法的优点推导估算公式的方法控制测量000221122112211rnnbnnannwvrvrvrwvbvbvbwvavava0022112211wvvvwvvvnnnn推算元素是观测元素平差值的函数，其一般形式为 ),(2211nnvlvlvlF式中，li为观测值，vi为其相应的改正数。实际上的数值很小，可将上式按台劳

19、级数展开，并舍去二次以上各项，得到其线性式 nnvfvfvfFF22110式中 ),(210nlllF11lf22lfnnlf 控制测量根据两组平差的步骤，首先按第一组条件式进行平差，求得第一次改正后的观测值，然后改化第二组条件方程式。设改化后的第二组条件方程式为 02211AnnwvAvAvA02211BnnwvBvBvB则F的权倒数为 111112222PBBPBfPAAPAfPbbPbfPaaPafPffPF如果平差不是按分组平差法进行的，即全部条件都是第一组，没有第二组条件，则在计算权倒数时应将上式的后两项去掉。F的中误差为FFPm1式中， 为观测值单位权中误差。控制测量（2）程序估算

20、法 此法根据控制网略图，利用已有程序在计算机上进行计算。方法和步骤如下： 在设计图上量取各未知点的近似坐标x,y，以起算数据一起反算出一套网中将要观测的边长、角度（水平方向）的模拟观测值。 利用这套模拟观测值上机模拟平差。 当计算进行到求出法方程系数阵的逆（也就是平差未知数的协因数阵Qxx）之后，即可转入精度评定计算。在精度评定时，利用设计单位权中误差（一般为方向或角度观测中误差），代替正常平差时的验后单位权中误差，计算推算元素的精度。1 1、 精度估算的目的和方法精度估算的目的和方法设计者可根据精度估算结果，修改设计方案，重新上机计算，直到设计方案实际可行，并满足精度要求。控制测量2 2、

21、导线网的精度估算导线网的精度估算（1）等边直伸导线的精度分析（2）导线网的精度估算 控制测量1）附合导线经角度闭合差分配后的端点中误差 下图所示的等边直伸附合导线，经过角度闭合差分配后的端点中误差包括两部分：（1）等边直伸导线的精度分析观测误差影响部分和起始数据误差影响部分控制测量式中， 为导线边数； 为边长测量的中误差； 为测距系统误差系数； 为导线全长； 为测角中误差（以秒为单位）； 为边长的中误差； 为起始方位角的中误差； 为导线的平均边长。 222,LmntsDC12312)2)(1(,nsmnnnLmuDCABDQmt,2,LmuDQ nsmLmABmms（1）等边直伸导线的精度分析

22、计算公式如下： 测量数据引起的端点纵、横向中误差起算数据引起的端点纵、横向中误差控制测量导线的端点中误差为由上述公式可以看出，对于等边直伸附合导线而言，因测量误差而产生的端点纵向误差 完全是由量边的误差而引起的；端点的横向误差 完全是由测角的误差引起的。2,2,2,2,DQDQDCDCDututMDCt,DCu,（1）等边直伸导线的精度分析2）附合导线平差后的各边方位角中误差 )2)(1() 1(31222nnnininiimmkmii现就 =1的情况算出不同的 和 对应的 值列于下表。mniik控制测量直伸等边导线平差后各边方位角误差系数导线边号导线边数 468101214161234567

23、89101112131415160.630.550.550.630.730.730.660.660.730.730.790.860.810.750.750.810.860.790.820.950.930.870.820.820.870.930.951.820.851.011.030.990.940.900.900.940.991.031.010.850.871.061.111.101.051.000.980.981.001.051.101.111.060.870.891.101.181.181.151.101.061.031.031.061.101.151.181.181.100.89平均0.

24、590.710.800.880.951.021.09in1.等边直伸导线的精度分析ik控制测量可以看出可以看出：平差后各边方位角的精度最大仅相差约0.3（当 = 16时）；对于 =1216的导线，各边的 的平均值近似等于测角中误差 ；方位角精度的最强边当 10时在导线两端；方位角精度的最弱边大约在距两端点1/51/4导线全长的边上，如下图所示。 nnmnnm控制测量3）附合导线平差后中点的纵向中误差 222222,214141LnmLnmtssZC4）附合导线平差后中点的横向中误差 )1(192)42)(2(2,nnnnnsmuZC因导线全长为 ，所以上式还可写成Lns ) 1(192)42)

25、(2(2,nnnnnLmuZC（1）等边直伸导线的精度分析控制测量5）起始数据误差对附合导线平差后中点点位的影响 起始数据误差对平差后的附合导线中点的纵、横误差也有影响，边长的误差对端点纵向中误差的影响为 ，则它对导线中点纵向误差产生的影响为ABZQmt21,至于起始方位角误差对中点产生的横向误差可以这样来理解：当从导线一端推算中点坐标时，产生的横向误差为mL222,LmuZQ而中点点位的平差值可以看做是从两端分别推算再取平均的结果。因而起始方位角误差对导线中点引起的横向误差为（1）等边直伸导线的精度分析ABm控制测量附合导线平差后中点的点位中误差应为2,2,2,2,ZQZQZCZCZutut

26、M6）附合导线端点纵横向中误差与中点纵横向中误差的 比例关系442124222,nnnnuuZCDCZQDQZQDQZCDCZCDCuuttuutt,4242返回本节首页（1）等边直伸导线的精度分析控制测量计算支导线终点点位误差的公式35 . 1222222nLmLnmMs上式略去了起始数据误差的影响，其中 。由此式可见若不考虑起始数据误差，则在一定测量精度和边长的情况下，支导线终点点位误差与导线全长有关。这种关系如用图解表示可以看得更清楚。以城市四等电磁波测距导线为例。设导线测量的精度为 导线边长 分别为500、1 000、1 500和2 000m，导线总长为1l0km，代入上式计算支导线终

27、点点位误差M。,105mm126Dms,10265 . 2 ms（2）导线网的精度估算sLn 控制测量将所得结果以L为横坐标，以为M纵坐标作图，如下图所示。由图可知，这些曲线都近似于直线，因此，在一定的测量精度与平均边长情况下，导线终点点位误差M大致与导线长度L成正比。设以长度L0为的导线终点点位误差M0作为单位权中误差，则长度为Li的导线终点点位的权Pi及其中误差Mi可按下列近似公式计算iiiiPMLMLLMM10000（2）导线网的精度估算控制测量式中， 。所以式中，Li是导线长Li以L0为单位时的长度。 由上式可知，如果已知线路的权Pi，则可求出相应的单一线路长度Li ；反之如果已知线路

28、长度Li，则可求出相应的权Pi。现以下图所示的一级导线网为例，说明如何运用以上公式估算网中结点和最弱点的点位精度。图中A,B,C为已知点，N为结点。各线路长度如图所示。试估计结点N和最弱点W的点位中误差（不顾及起始数据误差影响）。0LLLii或iiPL121iiLP（2）导线网的精度估算控制测量 为了估计导线网中任意点的点位中误差，需设法将网化成单一导线，然后按加权平均的原理计算待估点的权，再设法求出单位权中误差，最后即可求出待估点的中误差。 设以lkm长的一级导线的端点点位中误差为单位权中误差，则上图中各段线路的等权线路L即为已知的线路长，所以 4 . 1ANL1 . 1BNL0 . 1CN

29、L相应的权为 51. 012ANANLP83. 012BNBNLP00. 112CNCNLP 从线路BN和CN都可求得N点的坐标，如取其加权平均作为N点的坐标，则此坐标的权为 83. 100. 183. 0CNBNBCNPPP这个权值相应的虚拟等权线路长为 )km(74. 083. 111BCNBCNPL（2）导线网的精度估算控制测量这就相当于把BN，CN两条线路合并成一条等权的线路，其长度为LBCN=0.74km,如55页图（b）中虚线所示。现在原导线网已成为一条单一导线A-BC，其等权线路长为 )km(14. 274. 04 . 1BCNANBCALLL对于A-BC这条单一导线而言，其最弱

30、点W应在导线中点，即距两端为 处。 现在来求N点和W点的权。N点的坐标可看做是从AN和BCN两条线路推算结果的加权平均，则N点的权为 34. 274. 014 . 11112222BCNANBCNANNLLPPPW是导线的中点，其权应为线路AW的权的2倍，即75. 107. 1121222AWWLPkm07. 12BCAL（2）导线网的精度估算控制测量再来计算单位权中误差即长为lkm的一级导线端点的点位中误差。设导线的平均边长为s=200m，测距精度为Ms=12mm， ， ， ；则 1000000/25 m52001000nmm)(4035 . 15)105(212526221kmM于是结点M

31、和最弱点N的点位中误差为 )mm(2634. 21401km1NNPMM)mm(3075. 11401km1WWPMM（2）导线网的精度估算控制测量用同样的方法可以估算多结点的导线网的精度。但是这种方法不能解决全部导线网的精度估算问题，例如带有闭合环的导线网等图形。对于其中几类特殊的网形，有人提出过其他的一些估算方法，然而要估算任意导线网的精度，如今只能用电子计算机进行。 对于某些典型的导线网，人们已用上述等权代替法以及其他的一些方法进行了研究，其结论可作为设计导线网时的参考。（2）导线网的精度估算控制测量 右图若干种典型导线网图形可转化为单一的等权线路。设附合在两个高级控制点之间的单一等边直

32、伸导线的容许长度为1.00L，如右图a所示，则规定其他图形的最弱点点位误差与上述导线最弱点点位误差相等（亦即规定二者等权）的条件下，按等权代替法，算得各图形中高级点之间的容许长度及导线节的容许长度，它们的容许值分别在图中标出，网的最弱点位置以黑点标志。（2）导线网的精度估算控制测量返回本节首页在进行导线网的初步设计时，若某一级单导线的规定容许长度为L，则同等级导线网中导线节的长度可由该图中所示的比例关系来规定。按这种方式设计导线网，其最弱点点位误差将等于上图（a）中单导线的最弱点点位中误差。只要这一误差满足设计要求，则全部导线网的点位误差也必满足要求。（2）导线网的精度估算控制测量控制测量1

33、1、技术设计的意义、技术设计的意义 返回本节首页控制测量2 2、 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法（1）搜集和分析资料 （1）测区内各种比例尺的地形图。 （2）已有的控制测量成果（包括全部有关技术文件、图表、手簿等等）。 （3）有关测区的气象、地质等情况，以供建标、埋石、安排作业时间等方面的参考。 （4）现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况。 （5）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。 对搜集到的上述资料进行分析，以确定网的布设形式，起始数据如何获得，网的未来扩展等。 其次还应考虑网的坐标系投影带和投影面的选择。 此外还应考虑网的

34、图形结构，旧有标志可否利用等问题。控制测量（2） 网的图上设计 根据对上述资料进行分析的结果，按照有关规范的技术规定，在中等比例尺图上以“下棋”的方法确定控制点的位置和网的基本形式。 图上设计对点位的基本要求是基本要求是： （1）从技术指标方面考虑 图形结构良好，边长适中，对于三角网求距角不小于30；便于扩展和加密低级网，点位要选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越（或旁离）障碍物一定的距离；点位要长期保存，宜选在土质坚硬，易于排水的高地上。 （2）从经济指标方面考虑 充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点

35、，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象。 （3）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等应有一定的距离。 2 2、技术设计的内容和方法、技术设计的内容和方法控制测量 图上设计宜在中比例尺地形图（根据测区大小，选用1：25 0001：100 000地形图）上进行，其方法和步骤如下： 展绘已知点； 按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展； 判断和检查点间的通视； 估算控制网中各推算元素的精度； 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。 2 2、 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法

36、图上设计的方法及主要步骤图上设计的方法及主要步骤控制测量（3）编写技术设计书 技术设计书应包括以下几方面的内容： （1）作业的目的及任务范围； （2）测区的自然、地理条件； （3）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； （4）布网依据的规范，最佳方案的论证； （5）现场踏勘报告； （6）各种设计图表（包括人员组织、作业安排等）； （7）主管部门的审批意见。 2 2、技术设计的内容和方法、技术设计的内容和方法控制测量3 3、实地选点、实地选点 实地选点实地选点就是把控制网的图上设计放到地面上去。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确。如果

37、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。 选点时使用的工具使用的工具主要有：望远镜、小平板、测图器具、花杆、通讯工具和清除障碍的工具、设计好的网图和有用的地形图等。 根据图上设计的控制点位置，在实地找到大概位置，再按控制点选点要求，确定控制点的具体位置。点位确定后，打下木桩并绘点之记，如下图，便于日后寻找。 选点任务完成后，应提供下列资料提供下列资料： （1）选点图； （2）点之记； （3）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、建议建造的觇标类型及高度、对造埋和观测工作的意见等。 控制测量控制测量 三角测量的标石中心是三角点的实际点位，通常所说的三角

38、点坐标，就是指标石中心标志的坐标，所有三角测量的成果（坐标、距离、方位角）都是以标石中心为准的。因此，对于中心标石的任何损坏或位移，都将使三角测量成果失去作用或在很大程度上降低其精度。所以，中心标石埋设的质量，是衡量控制网质量的一项指标。 4 4、标石的埋设、标石的埋设为了长期保存三角测量的成果，就必须埋设稳定、坚固和耐久的中心标石，同时要广泛宣传保护测量标志的重要意义。控制测量 国家规范按三角网的等级及其地质条件将中心标石分成8种规格。 三、四等三角点的标石由两块组成（见右图）。下面一块叫盘石，上面一块叫柱石，盘石和柱石一般用钢筋混凝土预制，然后运到实地埋设。预制时，应在柱石顶面印字注明埋设

39、单位及时间。标石也可用石料加工或用混凝土在现场浇制。控制测量 盘石和柱石中央埋有中心标志（见右图）。埋石时必须使盘石和柱石上的标志位于同一铅垂线上。 埋设标石一般在造标工作完成后随即进行。埋设时，应使标石中心与觇标中心位于同一铅垂线上。 埋石工作全部完成后，要到三角点所在地的乡人民政府办理三角点的托管手续。控制测量 控制测量1 1、高程基准面、高程基准面高程基准面高程基准面就是地面点高程的统一起算面，由于大地水准面所形成的体形大地体是与整个地球最为接近的体形，因此通常采用大地水准面作为高程基准面。 大地水准面大地水准面是假想海洋处于完全静止的平衡状态时的海水面延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面

40、。事实上，海洋受着潮汐、风力的影响，永远不会处于完全静止的平衡状态，总是存在着不断的升降运动，但是可以在海洋近岸的一点处竖立水位标尺，成年累月地观测海水面的水位升降，根据长期观测的结果可以求出该点处海洋水面的平均位置，人们假定大地水准面就是通过这点处实测的平均海水面。 长期观测海水面水位升降的工作称为验潮验潮，进行这项工作的场所称为验潮站验潮站。 根据各地的验潮结果表明，不同地点平均海水面之间还存在着差异，因此，对于一个国家来说，只能根据一个验潮站所求得的平均海水面作为全国高程的统一起算面高程基准面。控制测量1957年确定青岛验潮站为我国基本验潮站，以该站1950年至1956年7年间的潮汐资料

41、推求的平均海水面作为我国的高程基准面。以此高程基准面作为我国统一起算面的高程系统名谓“19561956年黄海高程系统年黄海高程系统”。 “1956年黄海高程系统”的高程基准面的确立，对统一全国高程有其重要的历史意义，对国防和经济建设、科学研究等方面都起了重要的作用。但从潮汐变化周期来看，确立“1956年黄海高程系统”的平均海水面所采用的验潮资料时间较短，还不到潮汐变化的一个周期（一个周期一般为18.61年），同时又发现验潮资料中含有粗差，因此有必要重新确定新的国家高程基准。 新的国家高程基准面是根据青岛验潮站19521979年19年间的验潮资料计算确定，根据这个高程基准面作为全国高程的统一起算

42、面，称为“19851985国家高程基准国家高程基准”。1 1、高程基准面、高程基准面控制测量2 2、水准原点、水准原点 为了长期、牢固地表示出高程基准面的位置，作为传递高程的起算点，必须建立稳固的水准原点，用精密水准测量方法将它与验潮站的水准标尺进行联测，以高程基准面为零推求水准原点的高程，以此高程作为全国各地推算高程的依据。 我国的水准原点网建于青岛附近。在“1985国家高程基准”系统中，我国水准原点的高程为我国水准原点的高程为72.260m72.260m。 “1985国家高程基准”已经国家批准，并从1988年1月1日开始启用，今后凡涉及高程基准时，一律由原来的“1956年黄海高程系统”改用

43、“1985国家高程基准”。由于新布测的国家一等水准网点是以“1985国家高程基准”起算的，因此，今后凡进行各等级水准测量、三角高程测量以及各种工程测量，尽可能与新布测的国家一等水准网点联测，也即使用国家一等水准测量成果作为传算高程的起算值，如不便于联测时，可在“1956年黄海高程系统”的高程值上改正一固定数值，而得到以“1985国家高程基准”为准的高程值。 控制测量1、 国家高程控制测量国家高程控制测量国家高程控制测量主要是用水准测量方法进行国家水准网的布测。国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建设的高程控制基础，并为地球科学研究提供精确的高程资料，如研究地壳垂直形变的规律，各

44、海洋平均海水面的高程变化，以及其他有关地质和地貌的研究等。 控制测量 国家水准网分4个等级布设，一、二等水准测量路线是国家的精密高程控制网。一等水准测量路线构成的一等水准网是国家高程控制网的骨干，同时也是研究地壳和地面垂直运动以及有关科学问题的主要依据，每隔1520年沿相同的路线重复观测一次。构成一等水准网的环线周长根据不同地形的地区，一般在1 0002000km之间。在一等水准环内布设的二等水准网是国家高程控制的全面基础，其环线周长根据不同地形的地区在500750km之间。一、二等水准测量统称为精密水准测量。国家水准网的布设国家水准网的布设采用由高级到低级、从整体到局部逐级控制、逐级加密的原

45、则。控制测量1、国家高程控制测量、国家高程控制测量我国一等水准网由289条路线组成，其中284条路线构成100个闭合环，共计埋设各类标石近2万余座。全国一等水准网布设略图如图所示。控制测量1、 国家高程控制测量国家高程控制测量二等水准网在一等水准网的基础上布设。我国已有1 138条二等水准测量路线，总长为13.7万公里，构成793个二等环。 三、四等水准测量直接提供地形测图和各种工程建设所必须的高程控制点。三等水准测量路线一般可根据需要在高级水准网内加密，布设附合路线，并尽可能互相交叉，构成闭合环。单独的附合路线长度应不超过200km；环线周长应不超过300km。四等水准测量路线一般以附合路线

46、布设于高级水准点之间，附合路线的长度应不超过80km。控制测量2、 城市和工程建设高程控制测量城市和工程建设高程控制测量城市和工程建设高程控制网一般按水准测量方法来建立。为了统一水准测量规格，考虑到城市和工程建设的特点，城市测量和工程测量技术规范规定：水准测量依次分为二、三、四等3个等级。首级高程控制网，一般要求布设成闭合环形，加密时可布设成附合路线和结点图形。各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等级的精度一致。 城市和工程建设水准测量是各种大比例尺测图、城市工程测量和城市地面沉降观测的高程控制基础，又是工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的依据。 水准测量的实施，其工作程序是：水准网的

47、图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准测量观测、平差计算和成果表的编制。水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进行调查研究，搜集和分析测区已有的水准测量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。如果测区的面积较大，则应先在1：25 000 1：100 000比例尺的地形图上进行图上设计。控制测量2、 城市和工程建设高程控制测量城市和工程建设高程控制测量 图上设计应遵循以下原则： （1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。 （2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电线或电缆50m以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。 （3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。 （4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为24km；城市建筑区和工业区为12km。 （5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。 （6）注意测区已有水准测量成果