《数字测量》课件 第7章 控制测量

7控制测量本章目录控制测量概述I.GNSS控制测量II.导线测量III.三角形网测量IV.交会定点V.06-5月-243

7.1.1控制测量基本概念7.1控制测量概述测量工作是由测量人员用测量仪器在外界环境下进行的，测量条件决定了测量误差是不可避免的，所以必须采取一定的测量程序和方法，即遵循一定的测量实施原则，以防止误差的积累。为了防止误差的积累，提高测量精度，在实际测量工作中必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级”的测量基本原则，即首先在测区内选择一些具有控制意义的点（称为控制点），由控制点组成的几何图形称为控制网，对控制网进行布设、观测、计算，确定控制点位置的工作称为控制测量。用相对精确的测量方法和数据处理方法，在统一坐标系中，确定这些控制点的平面坐标和高程，然后以它为基础来测定其他地面点的点位或进行施工放样。控制测量所提供的控制点成果具有统一的坐标系统和高程系统，全国各局部地区的测量工作可分期分批进行，分期分批所测地形图可以相互拼接共同使用。控制测量为地形图测绘和各种工程测量提供控制基础和起算基准。控制测量在国民经济建设中也具有重要作用，它为地学科学研究、空间技术及宇宙航行提供了控制基础。

·1.控制测量的目的06-5月-244

7.1.1控制测量基本概念按其测量工作的内容不同，可分为平面控制测量和高程控制测量。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量；测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。在传统测量工作中，平面控制网与高程控制网通常分别单独布设；目前，有时候也将两种控制网合起来布设成三维控制网。按其范围和用途不同，测量控制网可分为四大类：全球测量控制网、国家测量控制网、城市测量控制网和工程测量控制网。按精度高低划分为等与级两种规格，各个等级有不同的精度指标与技术要求。国家平面控制测量和高程控制测量都是分为一、二、三、四等4个等级。直接服务于大比例尺测图和工程测量的平面控制网的精度、等次由高向低依次划分为二、三、四等，级次由高向低依次划分为一、二、三级；高程控制测量精度等级的划分，依次为二、三、四、五等。

·2.控制测量的分类7.1控制测量概述06-5月-2457.1.1控制测量基本概念控制测量应遵循“从高级到低级、由整体到局部、逐级控制、逐级加密”的原则。首先在全国范围内布设一系列控制点形成首级控制网，用最精密的仪器和严密的方法，测定其平面坐标和高程，而后再先急后缓、分期分区逐级布设低一级控制网。这样，就形成了控制等级系列，在点位精度上逐级降低，在点的密度上逐级加大。只有按这个原则开展控制测量才能确保平面坐标和高程系统的统一，同级控制网的规格和精度比较均衡，点位误差的积累得到有效的控制。各等级控制网的布网形式、技术要求、实施方法和精度要求，都在国家和行业测量“规范”中作了明确规定。国家和行业测量规范是保障测绘成果质量的技术法规，在各种测绘工作中必须严格执行。

·3.控制测量应遵循的原则7.1控制测量概述06-5月-2467.1.1控制测量基本概念（1）技术设计控制测量的技术设计主要包括精度指标的确定和控制网的网形设计。在实际工作中，控制网的等级和精度标准应根据测区大小和控制网的用途来确定。当测区范围较大时，为了既能使控制网形成一个整体，又能相互独立地进行工作，必须采用“从整体到局部，分级布网，逐级控制”的布网程序。若测区面积不大，也可布设同级全面网。控制网网形设计是在收集测区已有地形图、已有控制点成果及测区的人文、地理、气象、交通、电力等资料的基础上，进行控制网的图上设计。首先在地形图上标出测区范围和已有的控制点，再根据测量任务对控制网的具体要求，结合地形条件在图上选定控制点的位置并形成控制网的形式，然后到实地踏勘，判明图上标定的已知点是否与实地相符，并查明标石是否完好；查看图上预选的路线和控制点点位是否满足控制点选点要求，对不满足选点要求的点需做调整并在图上标明。

·4.控制测量的作业流程7.1控制测量概述06-5月-247

7.1.1控制测量基本概念（2）选点、埋石根据图上设计的控制网方案，到实地选定控制点的最适宜位置。控制点点位应满足：点位稳定，等级控制点应能长期保存；视野开阔，便于扩展、加密和观测。经选点确定的控制点点位，要进行标石埋设，将它们在地面上固定下来。控制点的测量成果是以标石中心的标志为准的，因此要根据控制网的等级及测量任务的需要在实地埋设相应的标石。标石用石料、钢筋混凝土等材料制成，在顶面中嵌入金属标志，其几何中心表示点位。

·4.控制测量的作业流程7.1控制测量概述06-5月-248

·二、三等平面控制点标石埋设图06-5月-249

·一、二级平面控制点标石埋设图06-5月-2410

·二、三等水准点标石埋设图06-5月-2411

·四等水准点标石埋设图06-5月-2412

7.1.1控制测量基本概念（3）观测。用测量仪器采集控制点之间由边长、方向、高差或GNSS基线等观测量。（4）数据处理包括对观测数据的检查、平差计算，求出控制点的坐标和高程并评定其精度。（5）成果验收与上交根据相关测量规范对控制测量观测资料和最后成果进行检查验收，以确保提交的成果可靠，并依据测绘成果验收标准，评定成果的优级。

·4.控制测量的作业流程7.1控制测量概述06-5月-2413

7.1.2平面控制测量平面控制网的建立，可采用卫星定位测量、卫星定位实时动态测量、导线测量、三角形网测量和交会测量等方法。必要时，还要进行天文测量。GNSS控制测量和导线测量是最常用方法。7.1控制测量概述

·1．国家平面控制网在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。国家平面控制网由国家测绘部门用精密仪器和精密测量方法按一、二、三、四等四个等级，由高级向低级逐级布设。06-5月-2414

·国家平面控制网示意图06-5月-2415

7.1.2平面控制测量首先在全国范围内建立一等三角锁作为国家平面控制网的框架，一等三角锁沿经线和纬线布设成纵横交错的三角锁系，锁长200-250km，构成120个锁环，一等三角锁由近于等边的三角形组成，平均边长20-30km。二等三角网有两种布网形式，一种是由纵横交叉的两条二等基本锁将一等锁环划分成4个大致相等的部分，这4个空白部分用二等补充网填充，称纵横锁系布网方案；另一种是在一等锁环内布设全面二等三角网，称全面布网方案。二等基本锁的边长为20-25km，二等三角网的平均边长为13km。一等锁的两端和二等网的中间，都要测定起算边长、天文经纬度和方位角。国家一、二等网合称为天文大地网。我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，1975年修补测工作全部结束。三、四等三角网是二等三角网的进一步加密，有插网和插点两种形式。三等网平均边长8km，测角中误差不大于±1.8″。四等平均边长2-6km，测角中误差不大于±2.5″，用以满足测图和各项工程建设的需要。

·1．国家平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2416

7.1.2平面控制测量我国的国家平面控制网主要采用三角测量方法布设，在西部困难地区采用精密导线测量法布设。“2000国家GNSS大地控制网”由国家测绘局布设的高精度GNSSA、B级网,总参测绘局布设的GNSS一、二级网，中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成。该控制网整合了上述三个大型的、有重要影响力的GNSS观测网的成果，共2609个点。通过联合处理将其归于一个坐标参考框架，形成了紧密的联系体系，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，是2000国家大地坐标系的框架点。

·1．国家平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2417

7.1.2平面控制测量在城市或厂矿地区，一般是在国家平面控制点的基础上，根据测区大小和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网。城市平面控制网是国家平面控制网的继续和发展。它可以直接为城市大比例尺测图、城市规划、市政建设、施工管理、沉降观测等提供平面控制点。《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，平面控制网的精度，按高低划分为等与级两种规格。等次由高向低依次划分为二、三、四等，级次由高向低依次划分为一、二、三级。平面控制网的建立，可采用卫星定位测量、卫星定位实时动态测量、导线测量、三角形网测量等方法。卫星定位测量，适用于二、三、四等和一、二级控制网的建立；卫星定位实时动态测量，适用于一、二、三级控制网的建立；导线测量适用于三、四等和一、二、三级控制网的建立；三角形网测量，适用于二、三、四等和一、二级控制网的建立。

·2．城市平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2418

·导线测量的主要技术要求06-5月-2419

全站仪图根导线测量的技术指标注：（1）α为比例系数，取值宜为1，当采用1:500、1:1000比例尺测图时，α值可在1～2之间选用。（2）M为测图比例尺的分母；但对于工矿区现状图测量，不论测图比例尺大小，M均应取值为500。（3）隐蔽或施测困难地区导线相对闭合差可放宽，但不应大于1/（1000）。直接供测绘地形图使用的控制点称为图根控制点(mappingcontrolpoint)，简称图根点。图根导线测量的主要技术要求应符合表7-2的规定。06-5月-2420

7.1.2平面控制测量平面控制网的布设，应遵循下列原则：（1）首级控制网的布设，应因地制宜且要兼顾网的拓展；当与国家坐标系统联测时，还应顾及联测方案。（2）首级控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求确定。（3）加密控制网，可越级布设或同等级扩展。

·2．城市平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2421

7.1.2平面控制测量在面积为15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程建设而建立的控制网，称为小地区控制网。小区域平面控制网主要采用GNSS测量和导线测量方法布设。相对于国家和城市控制测量，小区域平面控制测量的工作区域比较小，在此区域范围内可不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。小区域平面控制测量应尽可能与国家或城市平面控制网进行联测，即将国家或城市控制点的平面坐标作为小区域平面控制网的起算数据。如果测区内或附近没有国家或城市平面控制点，也可建立独立平面控制网。

·3．小区域平面控制网7.1控制测量概述06-5月-2422

7.1.3高程控制测量高程控制测量的方法有水准测量、电磁波测距三角高程测量和卫星定位高程测量。高程控制测量精度等级的划分，依次为一、二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量，四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量，五等也可采用卫星定位高程测量。在全国范围内，由一系列按国家统一规范测定的水准点构成的网称为国家水准网。水准点上设有固定标志，以便长期保存，为国家各项建设和科学研究提供高程资料。国家水准网按一、二、三、四等四个等级布设，如图7-6所示。一等水准网是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国；二等水准网是国家高程控制网的全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内。沿一、二等水准路线还要进行重力测量，提供重力改正数据。一、二等水准环线要定期复测，检查水准点的高程变化供研究地壳垂直运动用。7.1控制测量概述06-5月-2423

·国家高程控制网示意图06-5月-2424

7.1.3高程控制测量三、四等水准网是二等水准网的进一步加密，直接为各种测图和工程建设提供必需的高程控制点。三等水准环长度不超过300km；四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线，其长度不超过80km。全国各地的高程，都是根据国家水准网的水准点高程测算的。为城市建设需要建立的高程控制网称为城市高程控制网，城市高程控制网一般应与国家高程控制网联测。按城市范围的大小，可分为二、三、四等以及直接供测图使用的等外水准测量（图根水准测量）。随着全站仪的普及，电磁波测距三角高程测量可以达到四等水准测量的精度，所以，在山区、城市及小地区高程控制测量中，使用全站仪进行的三角高程测量被广泛采用。7.1控制测量概述06-5月-24257.2GNSS控制测量全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）,是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。具有定位精度高、作业速度快、费用省、相邻点无需通视、不受天气条件的影响等诸多常规技术不可比拟的优点，因而它在控制测量领域得到了广泛的应用，成为一种利用高新技术进行定位的控制测量方法。全球卫星导航系统国际委员会公布的全球4大卫星导航系统供应商，包括中国的北斗卫星导航系统（BDS）、美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）和欧盟的伽利略卫星导航系统（GALILEO）。其中GPS是世界上第一个建立并用于导航定位的全球系统，BDS是中国自主建设运行的全球卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。

·GNSS概述06-5月-2426中国北斗系统是党中央决策实施的国家重大科技工程。工程自1994年启动，2000年完成北斗一号系统建设，2012年完成北斗二号系统建设。2020年，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式7月31日上午在北京举行,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗三号全球卫星导航系统的建成开通，充分体现了我国社会主义制度集中力量办大事的政治优势，对提升我国综合国力，对推动疫情防控常态化条件下我国经济发展和民生改善，对推动当前国际经济形势下我国对外开放，对进一步增强民族自信心、努力实现“两个一百年”奋斗目标，具有十分重要的意义。26年来，参与北斗系统研制建设的全体人员迎难而上、敢打硬仗、接续奋斗，发扬“两弹一星”精神，培育了新时代北斗精神。北斗三号全球卫星导航系统全面建成并开通服务，标志着工程“三步走”发展战略取得决战决胜，我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

·GNSS概述7.2GNSS控制测量06-5月-24271）空间段北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成。2）地面段北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站，以及星间链路运行管理设施。3）用户段北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。

·北斗系统的组成7.2GNSS控制测量06-5月-2428

7.2.1GNSS定位的基本原理由距离交会点位的原理，在二维平面上需要两个边长就能确定另一点，而在三维空间里就需要三条边长确定第三点。GNSS的定位原理也是基于距离交会定位原理确定点位的。利用固定于地球表面的三个以上的地面点（控制站）可交会确定出天空中的卫星位置，反之利用三个及以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（GNSS接收机天线中心）的位置。这就是GNSS定位的基本原理。7.2GNSS控制测量06-5月-2429

·GNSS定位原理如图7-7所示，设在地面上的三个已知点P1、P2、P3和待定点P，在其上对卫星S1、S2、S3和进行同步观测，测得距离S11、S21、S31和SP1，则可由三个距离S11、S21、S31确定出卫星S1的位置，同理可确定出卫星S2、S3的空间位置以及相应的距离SP2、SP3，则待定点P的位置可由三个卫星（位置已知，可以更多）的距离SP1、SP2、SP3交会而确定。06-5月-2430

7.2.2GNSS定位方法依据测距的原理，GNSS定位方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位以及差分GNSS定位等。对于待定点来说，根据其运动状态又可分为静态定位和动态定位。静态定位指的是把GNSS接收机安置于固定不动的待定点上，进行数分钟及更长时间的观测，以确定出该点的三维坐标，所以又称绝对静态定位。若以两台及以上的接收机安置在不同的测站上，通过一定时间的观测，可以确定出这些待定点上接收机天线之间的相对位置（坐标差），故又称静态定位。若待定点相对于周围固定点的位置有课觉察的运动，确定这些运动的待定点的位置就是动态定位。本节介绍的是GNSS的静态定位。7.2GNSS控制测量06-5月-2431（1）《全球定位系统(GPS)测量规范》（GB/T18314-2009）规定，GNSS测量按照精度和用途不同划分为A、B、C、D、E五个等级。各级GNSS测量的主要用途列于表7-3中。

·1．GNSS测量的精度等级及其主要技术指标

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量表7-3各级GNSS测量的主要用途06-5月-2432

表7-4卫星定位测量控制网的主要技术指标（2）《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，GNSS测量按照精度和用途不同划分为二、三、四等和一、二级。各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标，应符合表7-4的规定。06-5月-2433（2）《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，GNSS测量按照精度和用途不同划分为二、三、四等和一、二级。各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标，应符合表7-4的规定。1）各等级控制网的基线精度，按式7-1计算：式中，σ为基线长度中误差（mm）；A为固定误差（mm）；B为比例误差系数（mm/km）；d为基线平均长度（km）。2）控制网的测量中误差，按式7-2计算：式中，m为控制网的测量中误差（mm）；N为控制网中异步环的个数；n为异步环的边数；W为—异步环环线全长闭合差(mm)。3）控制网的测量中误差应满足相应等级控制网的基线精度要求，并应符合下式的要求：06-5月-2434（1）GNSS测量中的几个基本概念1）观测时段从测站上开始接收卫星信号起至停止观测间的连续工作时间段，简称时段。其持续的时间称为时段长度。时段是GNSS测量中的基本单位。不同等级的GNSS测量对时段数及时段长度均有不同的要求。2）同步观测同步观测是指两台或两台以上的GNSS接收机对同一组卫星信号进行的观测。只有进行同步观测，才能保证卫星星历误差、卫星钟钟差、电离层延迟等误差的强相关性，才有可能通过在接收机间求差来消除或大幅度削弱这些误差。因此，同步观测是进行相对定位时必须遵循的一条原则。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2435（1）GNSS测量中的几个基本概念3）同步观测环和同步环检验三台或三台以上的GNSS接收机进行同步观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称同步环。同步环闭合差从理论上讲应等于零，但由于计算环中各基线向量时所用的观测资料实际上并不严格相同，数据处理软件不够完善以及计算过程中舍入误差等原因，同步环闭合差实际上并不为零。同步环闭合差可以从某一侧面反映GNSS测量的质量，故有些规范中规定要进行同步环闭合差的检验。但是由于许多误差（如对中误差、量取天线高时出现的粗差等）无法在同步环闭合差中得以反映，因此，即使同步环闭合差很小也不意味着GNSS测量的质量一定很好，故有些规范中不作此项检验。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2436（1）GNSS测量中的几个基本概念4）异步观测环异步观测环是指由非同步观测获得的基线所构成的闭合环。可根据GNSS测量的精度要求，为异步环闭合差制定一个合适的限差（GNSS测量规范中已作了相应的规定）。这样，用户就能通过此项检验较为科学地评定GNSS测量的质量。与同步环检验相比，异步环检验能更加充分地暴露出基线向量中存在的问题，更客观地反映GNSS测量的质量。5）独立基线GNSS控制网中相互之间不能构成检核条件的边，称为独立基线。N台GNSSS接收机同步观测可得到基线边条数J为：J=N(N-1)/2,独立基线数DJ为：DJ=N-1。除独立基线外的其它基线叫非独立基线，总基线数与独立基线之差即为非独立基线数。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2437（2）GNSS网布设方式GNSS网的布设灵活，根据工程的精度要求和交通状况等采用不同的布网方式，一般的GNSS网布设方式有以下几种：1）跟踪站式用若干台GNSS接收机长期固定在测站上，进行常年不间断的观测，这种布网方式称为跟踪站式。用这种方式布设的网有很高的精度和框架基准特性，而对普通的GNSS网一般不采用这种观测时间长、成本高的布网方式。2）会战式一次组织多台GNSS接收机，集中在不太长的时间内共同作业。在观测时，所有接收机在同一时间里分别在一批测站上观测多天或较长时段，在完成一批点后所有接收机再迁至下一批测站，我们把这种方法称为会战式布网。这种网的各基线都进行了较长时间和多时段的观测，具有特高的尺度精度，一般在布设A、B级GNSS网时采用此法。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2438（2）GNSS网布设方式3）多基准站式把几台接收机在一段时间里固定在某几个测站上进行长时间的观测，而另几台接收机流动作业进行同步观测，我们把固定不动的测站成为基准站，如图7-8所示。这种GNSS网由于各基准站之间的观测时间较长，有较高的定位精度，可起到控制整个GNSS网的作用，加上其他流动站之间不但有自身的基线相连，还和基准站也存在同步基线，故这样网有较好的图形强度。该法适用于布设C、D级GNSS网。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2439（2）GNSS网布设方式4）同步图形扩展式这是在布设GNSS网时最常用的方式，就是把多台接收机在不同的测站上进行同步观测，完成一个时段的观测后再把其中的几台接收机搬至下几个测站，在作业时，不同的同步图形之间有若干公共点相连。这种布网方式具有测量速度快、方法简单、图形强度较好等优点，是主要的GNSS布网形式。如图7-9所示，根据相邻两个同步图形之间公共点的多少，又分为：①点连式：相邻两个同步图形之间有一个公共点相连。②边连式：相邻两个同步图形之间有一条边相连。③网连式：相邻两个同步图形之间有3个及3个以上的公共点相连。④混连式：一般来说，单独采用以上哪一种方式都是不可取的，在实际工作时，是根据情况灵活采用几种方式作业，这就是所谓的混连式。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2440

·同步图形扩展式06-5月-2441（2）GNSS网布设方式5）星形布网方式这是用一台接收机作为基准站，在某个测站上进行连续观测，而其他接收机在基准站周围流动观测，每到一站即开机，结束后即迁站，也即不强求流动的接收机之间必须同步观测。这样测得的同步基线就构成了一个以基准站为中心的星形，故称星形布网方式。这种方式布网效率高，但图形强度弱，可靠性较差。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2442（3）GNSS网的图形设计原则1）GNSS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。GNSS网的点间不要求通视，但应考虑下一步采用常规测量方法加密时的需要，每点应有一个以上的通视方向。2）在GNSS网设计中应顾及原有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，宜采用原有坐标系统。应充分利用符合GNSS网布点要求的原控制点。3）各等级控制网应由独立观测边构成一个或若干个闭合环或附合路线，构成闭合环或附合路线的边数不宜多于6条。4）各等级控制网中独立基线的观测总数，不宜少于必要观测基线数的1.5倍。5）为求定GNSS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。首级网布设时，宜联测2个以上国家高等级控制点、国家连续运行参考站点或地方坐标系的高等级控制点。6）为了求得GNSS网点的正常高，应进行水准测量的高程联测，并应按下列要求实施：①高程联测应采用不低与四等水准测量与其精度相当的方法进行；②平原地区，高程联测点应不少于5个点，并应均匀分布于网中；③丘陵或山地，高程联测点应按测区地形特征，适当增加高程联测点其点数不宜少于10个点；④GNSS点高程(正常高)经计算分析后符合精度要求的可供测图或一般工程测量使用。

·2．GNSS网的布网形式

7.2.3

GNSS网的精度和布网形式7.2GNSS控制测量06-5月-2443卫星定位测量控制点位的选定，应符合下列要求：（1）点位应选在土质坚实、稳固可靠、易于长期保存的地方，同时要利于加密和扩展，每个控制点至少应有一个通视方向。（2）点位要求视野开阔，高度角在15°以上的范围内，应无障碍物；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体，距大功率无线电发射源宜大于200m，距高压输电线路或微波信号传输通道宜大于50m。（3）充分利用符合要求的旧有控制点。（4）按要求做好控制点埋石，并绘制点之记。

·1.选点与埋石

7.2.4

GNSS网的外业观测7.2GNSS控制测量06-5月-2444GNSS网的技术设计完成后，准备好GNSS接收机和各种必要的设备并进行必要的检查，根据测区的地理地形条件和交通情况安排好每天的工作计划和调度命令，就可进行外业观。卫星定位测量测站作业，应满足下列要求：（1）观测前，应对接收机进行预热和静置，同时应检查电池的容量、接收机的内存和可储存空间是否充足。（2）天线安置的对中误差，不应大于2mm；天线高的量取应精确至1mm。（3）观测中，应避免在接收机近旁使用无线电通讯工具，并应防止人员和其他物体触碰天线或阻挡卫星信号。（4）雷雨天气时，应停止作业。（5）作业过程中不得进行接收机关闭又重新启动、改变卫星截止高度角、改变数据采样间隔和改变天线位置等操作。（6）作业同时，应做好测站记录，包括控制点点名、接收机序列号、仪器高、开关机时间等相关的测站信息，并记录在观测手簿上（见表7-5）。

·2.外业观测

7.2.4

GNSS网的外业观测7.2GNSS控制测量06-5月-2445

·GNSS外业观测记录手簿06-5月-2446

表7-6卫星定位测量控制网测量作业的基本技术要求《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，静态测量卫星定位接收机的选用及其观测的技术要求应符合表7-6的规定。06-5月-24471)数据传输：GNSS接收机在野外所采集的观测数据是存储在接收机的内部存储器上的，在完成观测后，如果要对数据进行处理，就必须首先将其下载到计算机中。2)格式转换：下载到计算机中的数据是按GNSS接收机的专有格式存储的，一般为二进制文件。通常，只有厂商所提供的数据处理软件能够直接读取这种数据以进行处理。当采用第三方软件进行数据处理时，该数据处理软件有可能无法读取该格式的数据，则需要事先通过格式转换，将下载的原始观测数据转换为所采用数据处理软件能够直接读取的数据格式，如常用的RINEX格式的数据。

·1.数据预处理7.2.5卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量卫星定位测量数据处理过程：数据预处理，基线解算，GNSS网平差。06-5月-24481)数据检查：将原始观测数据导入数据处理软件后，首先需对数据进行检查，检查观测文件，检查观测时段长，复核点名、天线类型、天线量高取方式、天线高等信息。2)基线解算设置：基线解算模式选择，对流层、电离层、多路径等改正模型设置，卫星截止高度角设置，误差设置等各种解算参数设置，以及对卫星数据的剔除。3)解算基线：按设置好的参数和解算模式软件自动解算。一般工程控制网采用广播星历和随机商用软件。当基线长度大于30km或需要高精度处理时，比如铁路工程中的CPO网，应采用精密星历和长基线解算专用计算软件(如GAMIT)。基线长度小于15km应采用双差固定解；15km以上的基线可在双差固定解和双差浮点解中选择最优结果；30km以上的基线宜采用三差解。

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-24494)基线质量检查：基线解算结果并不能马上用于后续的处理，还必须对其质量进行评估，只有质量合格的基线才能用于后续的处理。若基线解算结果质量不合格，则需要对基线进行重新解算或重新测量。基线质量检查主要有：①基线固定解质量：Ratio值、RDOP值、基线单位权方差、观测值残差RMS等。②数据剔除率：被删除观测值的数量与观测值的总数的比值。一般应满足规范中规定的剔除率小于10%。

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-24504)基线质量检查：③同步环闭合差检验：同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。同步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应满足（7-4）～（7-8）式的要求：

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理式中：n——同步环中基线边的个数；WX、WY、WZ——同步环环坐标分量闭合差（mm）；W——同步环环线全长闭合差（mm）。如果同步环闭合差越限，则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的，但反过来，如果同步环闭合差没有超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。如果采用批处理进行基线向量解算时，基线向量合格后也可不用进行同步环闭合差检验。7.2GNSS控制测量06-5月-24514)基线质量检查：④异步环闭合差检验：不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环。异步环或附合线路各坐标分量闭合差及全长闭合差，应满足（7-9）～（7-13）式的要求：

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理当异步环闭合差不满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格，要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过综合分析多个相邻的异步环或重复基线来进行。7.2GNSS控制测量06-5月-24524)基线质量检查：⑤重复基线的长度较差检验：重复基线长应满足：（7-14）当同步环、异步环或附合路线、复测基线中的观测数据不能满足检核要求时，应对成果进行全面分析，并舍弃不合格基线后重新构成异步环，应保证舍弃基线后，所构成异步环的边数不应超过6条。否则，应重测该基线或有关的同步图形。

·2.基线解算

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-2453(1)选取基线构网：选取独立基线或合格基线构网，理论上应选取相互独立的基线构网。但在工程实践中，若基线采用商用软件进行解算，也可选取所有质量合格的基线构网。(2)无约束平差卫星定位测量控制网的无约束平差，应符合下列规定：1)选用与导航定位卫星系统一致的坐标系进行三维无约束平差，并提供各观测点在该坐标系中的三维坐标、各基线向量三个坐标差观测值的改正数、基线长度、基线方位及相关的精度信息等。2)无约束平差的基线向量改正数的绝对值，不应超过相应等级的基线长度中误差的3倍。在无约束平差中，网的几何形状完全取决于基线向量，而与外部起算数据无关，因此，无约束平差结果实际上也完全取决于基线向量。所以，无约束平差结果质量的优劣，以及在平差过程中所反映出的观测值间几何不一致性的大小，都是观测值本身质量的真实反映。由于GNSS网无约束平差的这一特点，一方面，通过无约束平差所得到的网精度指标被作为衡量其内符合精度的指标，另一方面，通过无约束平差所反映出的观测值的质量，又被作为判断粗差观测值及进行相应处理的依据。若无约束平差的基线向量改正数的绝对值超过相应等级的基线长度中误差的3倍，则认为所对应基线向量或其附近的基线向量可能存在质量问题，应对基线进行重新解算或重新补测，直至合格。

·3.GNSS网平差

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-2454(3)约束平差：无约束平差合格后，引入会使网的尺度和方位发生变化的已知起算数据进行平差。卫星定位测量控制网的约束平差，应符合下列规定：1）选用国家坐标系或地方坐标系，对无约束平差后的观测量进行二维或三维约束平差。2）对于已知坐标、距离或方位，可以强制约束，也可加权约束。约束点间的边长相对中误差，应满足表7-3中相应等级的规定。3）约束平差的基线向量改正数与经过剔除粗差后无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值，不应超过相应等级基线中误差的2倍。4）平差结果，应输出观测点在相应坐标系中的二维或三维坐标、基线向量的改正数、基线长度、基线方位角等，以及相关的精度信息。需要时，还应输出坐标转换参数及其精度信息。5）控制网约束平差的最弱边边长相对中误差，应满足表7-3中相应等级的规定。

·3.GNSS网平差

7.2.5

卫星定位测量数据处理7.2GNSS控制测量06-5月-24557.3导线测量

·导线测量是建立平面控制网的主要方法之一导线测量：依次测定导线边的水平距离和两相邻导线边的水平夹角，然后根据起算数据，推算各边的坐标方位角，计算相邻点间坐标差，最后计算得到导线点的平面坐标优点：布设灵活，要求通视方向较少及边长可直接测量等

用途：

特别适合布设在视野不够开阔的地区：如建筑区和森林地区；

适合布设在狭长地带：如公路、隧道等

·导线测量术语导线：由相邻控制点连成直线而构成连续折线或闭合多边形导线点：组成导线的点导线边：两个相邻导线点之间的连线

导线折角：相邻两导线边之间的水平夹角06-5月-2456（1）闭合导线以已知高级控制点B为起算点，并以AB边的坐标方位角为起始坐标方位角，经过P1、P2、P3、P4点最后仍回到B点形成一个闭合多边形的导线称为闭合导线。闭合导线有3个检核条件:一个多边形内角和条件和两个坐标增量条件。（2）附合导线导线从已知高级控制点B和已知方向AB出发，经过P1、P2、P3点，最后附合到另一已知高级点C和已知方向CD。附合导线有3个检核条件：一个坐标方位角条件和两个坐标增量条件。（3）支导线从一个已知高级控制点B和已知方向AB出发，延伸出去（如P1、P2、P3三点）的导线称为支导线。支导线没有校核条件，不易发现错误，只限于在图根导线中使用，且支导线的点数一般不应超过3个。（4）导线网从三个或更多的已知控制点开始，几条导线汇合于一个或多个结点。如图7-11所示为一个结点的导线网，如图7-12所示为二个结点的导线网，如图7-13所示为三个闭合环组成的导线网。

7.3.1

导线的布设形式7.3导线测量06-5月-24577.3导线测量7.3.1导线的布设形式

·导线形式按量距技术分类：钢尺量距导线和光电测距导线

按构成形式分类：闭合导线：起闭于同一个已知点的导线

附合导线：布设在两个不同的已知点之间的导线

支导线：从一个已知点和已知方向出发，既不闭合亦不附合

支导线没有检核条件，

因此只限于在图跟测量

中使用，且控制点数一般不超过3个06-5月-24587.3导线测量7.3.1导线的布设形式

·导线网的构成06-5月-24597.3导线测量7.3.1导线的布设形式

·特殊导线网

一个结点导线网：06-5月-24607.3导线测量7.3.1导线的布设形式

·特殊导线网

两个以上结点或两个以上闭合环的导线网：【两个以上结点的导线网】【两个以上闭合环的导线网】06-5月-2461不同的测量目的，对导线的形式、平均边长、导线总长以及导线点的位置都有一定的要求。为了能够更好的满足这些要求，应尽可能根据测区现有的最大比例尺地形图来设计。首先在图上标出已有的控制点和测区范围，再根据地形条件和测量的具体要求来计划导线测量的路线和导线点的位置；然后到实地勘查，查看所计划的路线和导线点位置是否合适；如果必要，应作适当的改动并在图上注明。若测区没有现成的地形图或者测区范围不大，可以到实地边勘查边选择导线测量的路线并确定点位。

·1．选点埋石

7.3.2导线测量的外业工作7.3导线测量导线测量的外业工作包括选点埋石、水平角测量、边长测量和导线定向等。06-5月-2462在踏勘选点之前，应收集测区已有地形图和高一等级控制点的成果资料，然后在地形图上进行导线的初步设计，最后按照设计方案到实地踏勘选点。若测区没有现成的地形图或者测区范围不大，就直接到实地边勘查边选点。实地踏勘选点时，应注意以下几点：①相邻导线点间应通视良好，以便于角度和距离测量。②点位应选在土质坚实处，以便于保存标志和安置仪器。③点位上的视野应开阔，便于施工放样或测绘周围的地物和地貌。④导线边长应符合相应等级导线的规定，导线各边的长度应尽量相等。⑤导线点应有足够的密度且应均匀分布在测区内，以便于控制整个测区。

·1．选点埋石

7.3.2导线测量的外业工作7.3导线测量06-5月-2463导线点位置选定后，在土质地面上打一木桩并在桩顶钉一小钉，作为临时性标志，在水泥或沥青路面上，可打入测钉或水泥钉作为导线点标志。在混凝土场地或路面上，可以用钢凿凿一个十字纹，再涂上红油漆作为导线点标志。对于一、二级导线点，需要长期保存时，就要埋设混凝土导线点标石。导线点应统一编号。导线点埋设后，为便于观测时寻找，可在点位附近房角或电线杆等明显地物上用红油漆写上点号、方向及栓距，以指示导线点的位置。此外还应为每一个导线点绘制“点之记”，在“点之记”上注记地名、路名、导线点编号及导线点与邻近明显地物点的距离。

·1．选点埋石

7.3.1

导线的布设形式7.3导线测量06-5月-2464

·导线点的埋设06-5月-2465

·导线点的“点之记”06-5月-2466导线转折角是指在导线点上由相邻导线边构成的水平角，导线转折角可用全站仪或经纬仪测量。导线转折角分为左角和右角，在导线计算前进方向左侧的水平角称为左角，右侧的水平角称为右角。在同一个导线点测得的左角与右角之和理论上应等于360°。导线转折角测量的要求应符合表7-1或表7-2的规定。当观测短边的转折角时，应特别仔细地进行仪器和照准目标的对中，或用三联脚架法。水平角观测之前，应对所用的仪器、标牌和光学对中器等进行检验校正；在观测过程中也要随时检查。

·2．水平角测量

7.3.2

导线测量的外业工作7.3导线测量06-5月-2467导线边长现在大多都是使用全站仪测量，测量时要对所测边长施加气象改正。图根导线边长也可用钢尺直接丈量。

·3．距离测量

7.3.2

导线测量的外业工作7.3导线测量

·4．导线定向导线与测区内或测区附近的高级控制点A、B连接，必须测量连接角和连接边，作为传递坐标方位角和传递坐标之用。06-5月-2468

·1.平面直角坐标的正、反算

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2469

·1.平面直角坐标的正、反算

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2470

·1.平面直角坐标的正、反算

7.3.3

导线测量的内业（2）坐标反算7.3导线测量06-5月-2471导线测量内业计算的目的是计算各待定导线点的平面坐标。在计算之前，应首先检查导线测量的外业记录是否正确，外业观测成果是否符合规范要求等。在检查合格后，即可绘制导线计算略图，并将已知数据和观测数据标入图中。

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2472

·二级闭合导线计算略图（单位：m）06-5月-2473

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2474

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2475

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2476（2）推算各边的坐标方位角根据起始边的坐标方位角及改正后的导线折角即可推算导线各边的坐标方位角。坐标方位角的推算公式为：

式中第三项的处理：若前两项的计算结果小于180º，则加180º，否则减180º。若最终计算结果大于360，则减360；若最终计算结果小于0，则加360。

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2477

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2478

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业（3）坐标增量的计算及其闭合差的调整7.3导线测量06-5月-2479

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业（3）坐标增量的计算及其闭合差的调整7.3导线测量06-5月-24803）坐标增量闭合差的调整二级导线的全长相对闭合差允许值=1/10000。当时，可将坐标增量闭合差反其符号按边长成正比分配到各边的纵、横坐标增量中去。纵、横坐标增量改正数计算公式为：改正后的纵、横坐标增量的总和应等于零。

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业（3）坐标增量的计算及其闭合差的调整7.3导线测量06-5月-2481根据起始点坐标和改正后的坐标增量依次推算各导线点的坐标，计算公式为：

图示闭合导线从已知点G2开始，依次推算A1、A2、A3点的坐标，最后返回到起始点G2，计算结果应与G2点的已知坐标相同，以此作为坐标推算正确性的检核。

·2．单一闭合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业（4）导线点的坐标推算7.3导线测量06-5月-2482

·闭合导线坐标计算表点号改正数角度观测值º´˝改正后角值º´˝方位角º´˝水平距离(m)改正数纵坐标增量（m）纵坐标x(m)改正数横坐标增量（m）横坐标y(m)G1

1321633

286592.764

494614.335G2+42342925

2342929

286473.293494745.7431864602165.151

+0.004-164.000-0.007-19.461A1+5812616

812621286309.297494726.275881223247.059

+0.0067.733-0.011246.938A2+5873826

873831286347.036494973.2023555054172.061+0.004171.609-0.008-12.457A3+5900348900353286488.649494960.7372655447215.533+0.005-15.361-0.009-214.985G2+522621412262146286473.293494745.7433121633

G1

799.799-0.019

0.035`∑71959367200000

辅助计算06-5月-2483

·3．单一附合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业（1）附合导线角度闭合差的计算7.3导线测量附合导线的计算步骤与闭合导线完全相同，仅角度闭合差和坐标增量闭合差的计算公式有所不同，以下主要介绍其不同点。06-5月-2484附合导线坐标增量闭合差的计算公式为：

·3．单一附合导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业（2）附合导线坐标增量闭合差的计算7.3导线测量06-5月-2485

·附合导线计算略图06-5月-2486

·附合导线坐标计算表点号改正数角度观测值º´˝改正后角值º´˝方位角º´˝水平距离(m)改正数纵坐标增量（m）纵坐标x(m)改正数横坐标增量（m）横坐标y(m)A

2183624

B+5634736634741875.440

946.0701022405267.202+0.033-57.384-0.036260.9671+514036161403621818.0891207.001630026103.732+0.01347.082-0.01492.4322+523525342352539865.1841299.4191182605154.635+0.019-73.631-0.021135.9803+510018081001813791.5721435.378384418178.415+0.022139.166-0.024111.646C+426733272673331930.7601547.0001261749

D

703.984

55.233601.025∑8074101807412555.320600.93辅助计算06-5月-2487附合导线两端各需要有两个高级控制点，但由于以下原因无法布设附合导线：（1）高级控制点受到破坏，（2）地下工程联系测量采用两井定向时，导线两端无法提供两个高级控制点。这种导线因无法获得起始方位角，故称为无定向导线。由于无定向导线两端没有已知坐标方位角，无法推算出各导线边在测量坐标系或施工坐标系中的坐标方位角。解决这一问题的方法是：首先假定导线第一条边的坐标方位角为起始方向，依次推算出各导线边的假定坐标方位角，然后按支导线的计算方法推求各导线点的假定坐标。由于起始边的定向不正确以及转折角和导线边观测误差的影响，导致终点的假定坐标与已知坐标不相等。为消除这一矛盾，可用导线起终点的已知长度和已知坐标方位角分别作为尺度标准和定向标准对导线进行缩放和旋转，使终点的假定坐标与已知坐标相等，进而计算出各导线点的坐标平差值。

·4.无定向导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2488

·4.无定向导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2489

·4.无定向导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2490

·4.无定向导线近似平差

7.3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2491

·4.无定向导线近似平差7.

3.3

导线测量的内业7.3导线测量06-5月-2492

·无定向导线计算表06-5月-2493三角形网测量是平面控制测量的一种经典方法，由于全站仪测量和GNSS定位方法的普遍采用，平面控制测量采用三角形网测量方法的情况相对较少，但在工程测量施工控制网的建立中会有采用。三角形网是由一系列相连的三角形构成的测量控制网。通过测定三角形网中各三角形的顶点水平角、边的长度，确定控制点位置的方法，称为三角形网测量。其是对已往三角测量、三边测量和边角网测量的统称。按观测值的不同，三角形网测量可分为三角测量、三边测量和边角测量。三角测量观测各三角形内角和少数边长（称为基线），三边测量观测所有的三角形边长和少量用于确定方位角的角度，而边角测量是在三角测量中多测一些边或在三边测量中多测一些角度或观测三角网中的所有角度和边长。由于全站仪具有边、角同测的功能，实际工作中常采用边角测量的三角形网。

7.4.1

三角形网测量的技术要求7.4三角形网测量06-5月-2494

·表7-11三角形网测量的主要技术要求《工程测量标准》（GB50026-2020）规定，三角形网测量的等级分为二、三、四等和一、二级。各等级三角形网测量的主要技术要求，应符合表7-11的规定。06-5月-2495

·某大型水利枢纽工程的施工控制网06-5月-2496工程进场前，应进行资料收集和现场踏勘，对收集到的相关控制资料和地形图应进行综合分析并在图上进行网形设计和精度估算，在满足精度要求的前提下，合理确定网的精度等级和观测方案。

7.4.2三角形网的设计、选点与埋石7.4三角形网测量

·三角形网的布设要求（1）首级控制网中的三角形，宜布设为近似等边三角形。三角形的内角不应小于30°；受地形条件限制时，个别角可放宽，但不应小于25°。为增强图形结构，宜适当加测对角线。三角形网由一系列连续的三角形构成，单个图形可以是单三角形、双对角线四边形(又称大地四边形）和中心多边形，如图7-26所示。（2）加密的控制网，可采用插网、线形网或插点等形式。06-5月-2497（3）三角形网点位的选定，应符合下列规定：①点位应选在土质坚实、稳固可靠、便于保存的地方，视野应相对开阔，便于加密、扩展和寻找。②相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离，二等不宜小于2m，三、四等不宜小于1.5m；四等以下宜保证便于观测，以不受旁折光的影响为原则。③当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场。④相邻两点之间的视线倾角不宜过大。⑤充分利用旧有控制点。三角形网点位的埋石应符合《工程测量标准》的规定，二、三、四等点应绘制点之记，其他控制点可视需要而定。

7.4.2三角形网的设计、选点与埋石

·三角形网的布设要求7.4三角形网测量06-5月-2498三角形网的水平角观测，宜采用方向法观测。二等三角形网亦可采用全组合观测法。三角形网的水平角观测，除满足表7-1的规定外，还应满足表7-12的规定。表7-12水平角方向观测法的技术要求

7.4.3三角形网的观测7.4三角形网测量06-5月-2499二等三角形网测距边的边长测量应满足表7-13的规定。表7-13二等三角形网边长测量主要技术要求

7.4.3三角形网的观测7.4三角形网测量注：1测回是指照准目标一次，读数2～4次的过程；

2根据具体情况，测边可采取不同时间段测量代替