注册测绘师 综合 第三章第2节 工程控制网建立.docx

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注册测绘师综合第三章第2节工程控制网建立

第2节工程控制网建立

大纲要求：

工程控制网的设计

重点：

工程控制网的坐标系选择、工程控制网的施测方法、《工程测量规范》

知识点一：

工程控制网的分类

控制测量包括平面控制测量、高程控制测量、三维控制测量；

按照用途，工程控制网可分为测图控制网、施工控制网、安装控制网和变形监测网。

（1）按照网点性质，可分为一维网（水准网、高程控制网）、二维网（平面控制网）、三维网；

（2）按照网形，可分为三角网、导线网、混合网、方格网等；

（3）按照施测方法，可分为测角网、测边网、边角网、gps网等；

（4）按照坐标系和基准，可分为附合网（约束网）、独立网、经典自由网、自由网等；

（5）按照其他标准，还可分为首级网、加密网、特殊网、专用网（如隧道控制网、桥梁控制网、建筑方格网）等。

知识点二：

工程控制网的特点

测图控制网精度取决测图比例尺。

1.隧道控制网的点位布设要保证隧道两端都有控制点；

2.桥梁控制网要求纵向精度高干其他方向精度；

3.投影面的选择应满足“控制点坐标反算的两点间长度与实地两点间长度之差应尽可能小”；隧道控制网的投影面一般选在贯通平面上，或选在放样精度要求最高的平面上；

知识点三：

工程控制网建立过程（了解）

工程控制网建立过程如下：

（1）设计。

（2）选点埋石。

（3）观测。

（4）平差计算。

知识点四：

工程控制网设计步骤

工程控制网的设计步骤如下：

（1）根据控制网建立目的、要求和控制范围，经过图上规划和野外踏勘，确定控制网的图形和参考基准（起算数据）；

（2）根据测量仪器条件，拟定观测方法和观测值先验精度；

（3）根据观测所需的人力、物力，预算控制网建设成本；

（4）根据控制网图形和观测值先验精度，估算控制网成果精度，改进布设方案；

（5）根据需要，进行控制网优化设计。

知识点五：

工程控制网的坐标系选择

在满足工程精度的前提下，工程控制网一般采用国家统一的3°带高斯平面直角坐标系。

（考题）当不能满足工程对高斯投影长度变形的要求（通常不大于2．5cm／km）时，可以自定义中央子午线和投影基准面，建立任意带的独立高斯平面直角坐标系，但应与国家坐标系衔接，建立双向的坐标转换关系。

如下5种平面直角坐标系可供工程控制网选用：

（1）国家统一的3°带高斯平面直角坐标系；

（2）抵偿投影面的3°带高斯平面直角坐标系；

（3）任意带的高斯平面直角坐标系；

（4）选择通过测区中心的子午线作为中央子午线，测区平均高程面作为投影面，按高斯投影计算的平面直角坐标系；

（5）假定平面直角坐标系。

例题

为满足测量成果的一测多用，在满足精度的前提下，工程测量应采用（）平面直角坐标系。

a.任意带高斯正形投影

b.独立

c.国家统一3度带高斯正形投影

d.抵偿投影面的3度带高斯正形投影

答案：

c

知识点六：

工程控制网的布设原则

（1）分级布网，逐级控制；

（2）要有足够的精度和可靠性；

（3）要有足够的点位密度；

（4）要有统一的规格。

知识点七：

工程控制网布设

1、测图控制网

平面控制网：

gps网、导线、三角网等

平面控制网的精度要能满足1：

500比例尺地形图测图要求，四等以下（含四等）平面控制网最弱点的点位中误差不得超过图上±0．1mm，即实地±5cm，这一数值可作为平面控制网精度设计的依据。

高程网：

水准网、三角高程网

2、施工控制网

3、安装控制网

安装控制网通常布设为数米至百余米边长的微型边角网形式，全网由形状相同、大小相等的基本图形组成。

根据设备形状或分布，网形可布设成直线形、环形、辐射状。

安装控制网的精度由设备关键部位安装定位的容许误差决定，通常精度、可靠性要求很高，有时精度要达到计量级。

部分工程的安装控制网也要求精度具有方向性。

4、变形监测网

变形监测网的精度由变形体的允许变形值决定，一般要求中误差不超过允许变形值的1/10～1／20或1～2mm。

变形监测网还要求有高可靠性和高灵敏度。

知识点八：

工程控制网的优化

1．零类设计（基准设计）

零类设计是在控制网的图形和观测值的先验精度已定的情况下，选择合适的参考基准（起始数据）使网的精度最高。

2．一类设计（网形设计）

一类设计是在控制网成果要求精度和观测手段可能达到的精度已定的情况下，选择最佳的点位布设和最合理的观测值数量。

3．二类设计（权设计）

二类设计是在控制网的网形和控制网成果要求精度已定的情况下，设计各观测值的精度（权），使观测工作量最佳分配。

4．三类设计（改进设计、加密设计）

三类设计是对现有网或现有设计进行改进，通过增删部分观测值、改变部分观测值的精度（权），以及增删和移动部分点位来改善控制网成果精度。

优化方法：

解析法、模拟法；

知识点九：

工程控制网施测方法

1．平面控制测量

平面控制测量可采用gps测量方法，也可采用边角测量、导线测量等常规方法。

目前，gps测量、边角测量方法较常用。

gps网、三角形网精度等级划分为二、三、四等和一、二级，导线和导线网精度等级划分为三、四等和一、二、三级，

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；

卫星定位测量控制网的布设，应符合下列要求：

1应根据测区的实际情况、精度要求、卫星状况、接收机的类型和数量以及测区已有的测量资料进行综合设计。

2首级网布设时，宜联测2个以上高等级国家控制点或地方坐标系的高等级控制点；对控制网内的长边，宜构成大地四边形或中点多边形。

3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，各等级控制网中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加密网应根据工程需要，在满足本规范精度要求的前提下可采用比较灵活的布网方式。

6对于采用gps-rtk测图的测区，在控制网的布设中应顾及参考站点的分布及位置。

高程控制测量：

高程控制测量可采用水准测量、三角高程测量和gps水准（gps拟合高程）测量方法。

高程控制测量的一般规定

1.高程控制测量精度等级的划分，依次为二、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gps拟合高程测量。

2.高程控制点间的距离，一般地区应为1～3km，了业厂区、城镇建筑区宜小于1km。

一个测区及周围至少应有3个高程控制点。

3.水准仪视准轴与水准管轴的夹角i，ds1型不应超过15″；ds3型不应超过20″。

4.水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm；对于条形码尺，不应超过0.10mm；对于木质双面水准尺，不应超过0.5mm。

5.水准路线需要跨越江河，当跨越距离小于200m时，可采用单线过河；大于200m时，应采用双线过河并组成四边形闭合环。

当跨越距离小于200m时，也可采用在测站上变换仪器高度的方法进行，两次观测高差较差不应超过7mm，取其平均值作为观测高差。

gps拟合高程

1.gps网应与四等或四等以上的水准点联测。

联测的gps点，宜分布在测区的四周和中央。

若测区为带状地形，则联测的gps点应分布于测区两端及中部。

2.联测点数，宜大于选用计算模型中未知参数个数的1.5倍，点间距宜小于10km。

3.地形高差变化较大的地区，应适当增加联测的点数。

4.地形趋势变化明显的大面积测区，宜采取分区拟合的方法。

5.gps观测前后天线高各量测一次，取其平均值作为最终高度。

6.对gps点的拟合高程成果，应进行检验，检测点数不少于全部高程点的10％且不少于3个点；高差检验，可采用相应等级的水准测量方法或电磁波测距三角高程测量方法进行，其高差较差不应大于30mm（d为检查路线的长度，单位为km）。

知识点十：

工程控制网数据处理方法

1.平面控制测量

平面控制测量数据处理的工作内容包括求定坐标未知数的最佳估值，评定总体精度、点位精度、相对点位精度以及未知数函数精度等。

gps测量数据处理一般利用数据后处理软件，按照观测数据预处理、平差计算和转换的过程完成。

数据预处理工作包括统一数据文件格式，观测数据平滑、滤波，卫星轨道标准化，探测周跳、修复载波相位观测值，对观测值进行各项必要的改正。

平差计算工作包括基线向量解算，无约束平差，坐标系统转换或与地面网联合平差等。

边角测量数据处理可以采用条件平差、间接平差等经典方法。

2．高程控制测量

高程控制测量数据处理工作包括检查并消除观测数据系统误差，平差计算，评定观测值和平差结果精度。

水准测量数据处理可以采用条件平差法、间接平差法以及单一水准路线平差法、单结点水准网平差法、等权代替水准网平差法等。

三角高程测量数据处理除观测值定权方法略有不同外，其他与水准测量数据处理方法相同。

gps水准测量数据处理方法为，根据均匀分布的gps／水准公共点拟合测区高程异常模型，再利用高程异常模型将未知点的gps大地高解算为正常高。

知识点十一：

工程控制网质量准则

1．精度准则

控制网的精度主要分为总体精度、点位精度和相对点位精度、未知数函数的精度、主分量和准则矩阵5类。

2．可靠性准则

控制网的可靠性是指发现或探测观测值粗差的能力（内部可靠性）和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力（外部可靠性）。

一般情况下，观测值的多余观测分量大于0．3～0.5表明网的内部可靠性较好。

3．灵敏度准则

4．费用准则

知识点十二：

工程控制网质量检查

工程控制测量成果质量检验的基本要求如下：

（1）平面控制测量以点为单位成果；高程控制测量一般以测段为单位成果，不便以测段为单位成果时，以点为单位成果。

（2）成果质量检验的抽样方式采用简单随机抽样或分层随机抽样。

（3）成果质量元素包括数据质量、点位质量、资料质量。

其中，数据质量包括数学精度、观测质量、计算质量3个质量子元素；点位质量包括选点质量、埋石质量两个质量子元素；资料质量包括整饰质量、资料完整性两个质量子元素。

（4）成果检验方法包括比对分析、核查分析、实地检查、实地检测等方法。

知识点十三：

工程控制网成果归档

工程控制测量成果的整理归档一般应包括如下内容：

（1）技术设计书，技术总结；

（2）观测记录及数据；

（3）概算或数据预处理资料，平差计算资料；

（4）控制网展点图、成果表、点之记；

（4）仪器检定和检校资料；

（5）检查报告，验收报告。

习题

测图控制网的平面精度应根据（）来确定。

a.控制网测量方法

b.测图比例尺

c.测绘内容的详细程度

d.控制网网形

答案：

b

习题

工程控制网优化设计分一类设计为（），

a.基准设计b.控制网图形的设计

c.控制网改进设计d.费用设计

正确答案：

b

解析：

为控制网图形的设计，在控制网成果的精度要求及观测手段可能达到的精度已定的情况下，控制网图形设计的优化，即点位的最佳布设和采用最佳的观测方案。

习题

不能用于建立4等高程控制网的方法是（）。

a、水准测量；b、三角高程测量；

c、gps拟合高程；d、二等水准测量；

答案：

c