04 第4章_工程测量控制网
工程测量-第四章距离测量
M D | D |
(4-2)
两点间水平距离为：
2 D1(D往D返)
平坦地区钢尺量距相对误差不应大于1/3000；在困难地区相对 误差不应大于1/1000。
工程测量学
§4 4距.1离测钢量 尺 量 距
4.1.3 量距方法
⑶ 精密量距 当量距精度要求在1/1万以上时，要用精密量距方法，精密量 距前要先清理场地。 ①定线——经纬仪定线、钢尺概量，打木桩、划线。
钢尺具有弹性，会因受拉而伸长。钢尺弹性模量E=2×105MPa，
设钢尺断面积A=0.04cm2,钢尺拉力拉力误差为Δp，据虎克定律，
钢尺伸长误差为：
p
Pl EA
(4-9)
当拉力误差为30N，尺长30m，钢尺量距误差为1mm，所以精密量
距工时程应测使量用学弹簧秤控制拉力。
§4 4距.2离测钢量尺量距误差及注意事项
⑶温度测定误差 据钢尺温度改正公式Δlt=α(t-t0)l，当温度引起的误差为 1/30000时，温度测量误差不应超出±3℃，此外在测试温度计显示 的是空气环境温度，不是钢尺本身的温度。在阳光暴晒下，钢尺与 环境测试可差5℃。所以量距冝在阴天进行。最好用半导体温度计 测量钢尺的自身温度。
⑷拉力不均误差
DD==KKll==110000ll
((44--1155))
视线水平时，高差由图4-7可得：
h=i-s
(4-16)
式中：i——仪器高 s——中丝读数。
工程测量学
§4 4距.3离测视量距 测 量
4.3.2 视线倾斜时视距测量公式
设视线竖直角为α，由
于十字丝上、下丝的间距很
小，视角2φ约为34′，故可
竖直角 Δα允许值
工程测量学复习提纲
啊啊啊啊好多啊怎么背啊啊啊啊。
的工程测量复习提纲= =第一章绪论1、工程测量学的定义：工程测量学是研究各种工程在勘测设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
2、任务：为工程建设提供测绘保障，满足工程建设个阶段的各种需求。
●勘测设计阶段：提供地形图；●施工建设阶段：施工放样测量；●运营管理阶段：工程健康监测作用：尖兵与卫士。
3、内容：地形资料的获取与表达；工程控制测量及数据处理；建筑物的施工放样；设备安装检测；工程及与工程有关的变形监测分析与预报；工程测量专用仪器的研制与应用；工程信息系统的建立与应用。
第二章（判断，看）第三章工程测量学的理论技术和方法1、测量误差和精度理论：（1）测量误差包括偶然误差、系统误差和粗差三种。
⏹偶然误差又称随机误差，当观测值的误差受许多因素的影响，而每一因素的影响都较小且量级相当时，则该观测值是随机变量，其误差属于偶然误差，且大多服从正态分布。
最小二乘平差法建立在观测值只含偶然误差的情况下。
⏹系统误差是大小和符号（或者方向、形状等）有规律的误差，可通过测量方案或方法的优化来消除或减弱，也可通过附加模型进行改正。
⏹粗差是大的偶然误差，其特点是数值大且随机出现，通过多余观测数可进行粗差探测和定值定位。
（2）（3）测量精度是指测量精确度与准确度的总称。
在测量中，精度主要包括仪器的精度与数值的精度。
仪器的精度由标称精度描述，它与仪器的分辨率、制造技术与工艺等有关。
数值的精度分为相对精度与绝对精度。
⏹相对精度有两种：一种是指观测量的精度与该观测量的比值，比值越小，相对精度越高。
另一种是指一点相对于另一点特别是邻近点的精度。
⏹绝对精度是指一个观测量相对于其真值的精度，或者相对于基准点的精度。
（3）测量精度与误差的关系：测量精度与误差是密不可分的，误差小则精度高，误差大则精度低，测量精度常用中误差（又称标准差）来表示。
但是测量精度与误差是两个不同的概念。
精度包括精确度与准确度，精确度与偶然误差有关，准确度与偶然误差和系统误差有关。
工程测量第四章距离测量与直线定向 -
任务一 钢卷尺量距
第四章 距离测量与直线定向
传动系
学习目标: 1.了解光电测距的原理。 2.理解直线定线的方法,方位角和象限角的关系。 3.掌握钢卷尺量距一般方法和精密方法,视距测距的方法,坐标 方位角的推算等。
任务一 钢卷尺量距
1.1量距工具
距离丈量是使用钢卷尺、皮尺等丈量工具直接或间接地获取地面上两点 间水平距离的测量工作。 距离丈量的常用工具有钢卷尺、皮尺及辅助工具,如标杆、测钎、锤球等。 此外在精密的距离丈量中,还有弹簧秤和温度计以控制拉力和测定温度。
K=������Δ������ = 平均
1
������ 平均
=���1���
(4-2)
������
N越大,说明丈量结果的精度越高。不同的测量工作,对量距有不同的精 度要求。在平坦地区要达到1/3000,在地形起伏较大地区应达到1/2000, 在困难地区丈量精度不得低于1/1000。如果丈量的结果达到要求,取往 返丈量的平均值作为最后结果;如果超过允许限度,应返工重测,直到符合 要求为止。
任务一 钢卷尺量距
D=n·l+q(4-1)
图4-6 平坦地面距离丈量
任务一 钢卷尺量距
两人各持钢卷尺的一端沿着直线丈量的方向,前者称前尺手,后者称后尺 手。前尺手拿测钎与标杆,后尺手将钢卷尺零点对准起点,前尺手沿丈量 方向拉直尺子,并由后尺手定方向。后尺手同时将钢卷尺拉紧、拉平,准 确地对准起点,同时前尺手将测钎垂直插到尺子终点处,这样就完成了第 一尺段的丈量工作。两人同时举尺前进,后尺手走到插测钎处停下,量取 第二尺段,依此法量至终点。最后不足一整尺段的长度称为余尺长。直 线全长D可按下式计算
3.标杆(花杆、测杆) 标杆用木材、玻璃钢或铝合金制成,长2m或3m,直径3~4cm,用红、白油漆 交替漆成20cm的小段,杆底装有锥形铁脚以便插入土中,或对准点的中心, 作观测点觇标用,如图4-3a所示。
4第4章 工程控制网
3.1 工程控制网的分类和作用 测图控制网
• 平面控制网：二、三、四等三角网，一、 二级小三角网，或一、二、三级导线网， 或一、二级导线。目前首级控制一般采用 GPS网，边长和精度参考三角网技术要求 • 高程控制网：二、三、四等水准测量，特 殊情况下可采用电磁波测距三角高程代替 三、四等水准测量
2、工程控制网的分类、作用、建网步骤
2、作用 • 工程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量 误差积累的作用 3、建网步骤 • 遵循大地测量学的原理，如：要有坐标系和基准 、要构成网、要逐级布设等。 • 主要步骤：确定控制网等级、确定布网形式、确 定测量仪器和操作规程、图上选点和实地踏勘、 埋点造石、外业观测、内业数据处理、提交成果
南京林业大学土木工程学院 College of Civil Engineering of Nanjing Forestry University级 测角中误差 ( ) 1.0 平均边长 （ km ） 9 最弱边精度
二
1/120000
三
1.8
5
1/90000
四
南京林业大学土木工程学院 College of Civil Engineering of Nanjing Forestry University
• 建立抵偿坐标系是为了解决长度变形问题。 在城市测量中如果不进行抵偿坐标系转换， 实测的地面边长与已知点坐标反算变长出 入较大，不利于成果的使用。测量规范规 定，凡是超过2.5cm/km的变形都要经过改 正。具体方法有：1/选择抵偿坐标系；2/自 定义投影带；3/既移动投影带又进行抵偿坐 标转换。
控制测量学控制网
技术更新
随着测量技术的发展，对控制网进行更新改造，以提高其精度和 可靠性。
扩大覆盖范围
根据需要，扩大控制网的覆盖范围，以实现对更大区域的控制测 量。
提高分辨率
通过增加观测点和提高观测精度，提高控制网的分辨率。
坐标系统的转换与进行坐标转换，以确保测量数据的准确性
和一致性。
地球空间信息学的应用前景
数字地球
数字地球是一种基于地理坐标系统的虚拟地球，能够整合各种地球空间信息数据。随着技术的发展， 数字地球的应用前景越来越广阔，包括环境监测、资源调查、城市规划等。在控制测量学中，数字地 球的应用将进一步推动测量技术的发展，提高测量数据的精度和效率。
空间信息共享
空间信息共享能够促进地球空间信息学的应用和发展。未来，随着技术的进步，空间信息共享将更加 便捷和高效，从而推动控制测量学的发展和应用。例如，通过共享测量数据和地理信息，有助于实现 更精确的地形测绘和资源调查等。
数据处理方法
采用正确的数据处理方法，对观测数据进行处理 和修正，以确保成果的精度和质量。
CHAPTER 03
控制网的精度分析与评估
精度分析的方法
1 2 3
坐标转换法
将观测值转换为理想值，通过比较两者之间的差 距来计算误差。这种方法适用于小范围测量，如 短距离测量或局部测量。
最小二乘法
通过最小化观测值与真实值之间的差异来计算误 差。这种方法适用于大范围测量，如长距离测量 或全局测量。
提高控制网精度的措施
提高观测设备的精度
使用高精度的观测设备可以提 高观测值的精度。
增加观测次数
多次重复观测可以降低随机误 差的影响，提高观测值的精度 。
优化观测方案
合理的观测方案可以提高观测 值的精度，例如选择合适的观 测时间和观测位置。
工程测量控制网介绍(PPT34张)
图根控制测量
• 图根平面控制常采用图根导线、GPS-RTK等方法施测 • 图根点相对于邻近等级控制点的点位中误差不应超过图上0.1mm • 常用比例尺地形图1平方公里图根点数
比例尺 数字成图法图根数
1:500 64
1:1000 16
1:2000 4
• 闭合导线
图根导线布设形式
• 附和导线
• 支导线
工程测量控制网介绍(PPT34页)
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• 选点 • 外业观测 • 内业数据处理
闭合导线
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以御景湾为例
外业选点注意事项： (1)相邻导线点间通视良好 (2)点位应选在土质坚实并便于 保存之处 (3)在点位上，视野应开阔，便 于进行施工放样 (4)导线点在测区内要布点均匀， 便于控制整个测区
工程测量控制网介绍(PPT34页)
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外业数据观测
• 导线从已知点B1点出发，沿着 B1-A1-A2-A3-A4-A5-B1利用全站 仪或水准仪采用测回法测出内 角
• 利用钢尺、测距仪等仪器往返 各测一次，求平均值
工程测量控制网介绍(PPT34页)
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GPS控制网
• 布网形式：以三角形网为例 优点：图形几何结构强，具有较多的 检核条件，平差后网中相邻点间基线 向量的精度比较均匀。 缺点：观测工作量大 一般只有在网的精度和可靠性要求较 高使才单独采用这种图形
工程测量控制网介绍(PPT34页)
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GPS静态相对定位
• 作业方法：将两台或多台GPS接收机安装在基线的两端，同步观 测4颗以上的卫星，观测时间45分钟以上
施工测量控制网的建立及施工方法
施工测量控制网的建立及施工方法测量控制网是建筑施工的永久控制依据，是满足建筑物相邻及工艺要求的有利保证。
因此，施工进场后，应依据原有施工测量控制点或设计提供的座标、水准基准点予以建立，并将其加密，以满足施工、安装需要。
1、轴线控制网的建立1.1主轴点初步位置的实地标定。
主轴线是整个场地的坚强控制，无论采取何种方法测定，都必须在实地埋设永久标桩，在投点埋设标桩时，使初步点位居桩顶中部，以便改点时，有较大的活动余地，主轴点的位置和实地埋标时，桩顶面高于地面设计高程0.1-0.3m ，埋桩深度0.6-0.8m （自然地面以下）材料选用C15砼浇注。
1.2主轴线的测设。
首先将长轴AOB 测定于地面，误差不大于±1mm ，见图再以长轴为基准测出COD ，并进行方向改正，使纵横两轴线严格垂直主轴线，交角误差2秒，轴线的方向调整好后，应以O 点为起点，进行精密丈量距离，以确定纵横轴线各端点位置，在纵横轴线的端点ABCD 分别安置经纬仪，都以O 点为后视点，分别测设直角交会定出EFGH 四个角点，然后再精密丈量AH 、AE 、BG 、各段距离，精度与主轴线相同，为了便于建筑物细部放线，在测定矩形网各边长时，按施测方案确定的位置与间距测设距离指标桩，距离指标桩的间距等于柱子间距，使指标桩位于柱子行列或主要设备中心线方向上，在距离指标桩上直线投点误差的容许偏差为2mm ，A FC E O B GH D矩形角允许误差3秒。
1.3精密量距。
先用经纬仪进行直线方向定向，清除视线上的障碍，并在桩顶面划出十字线，钢尺在开始量距前应先打开，使之与空气接触，经10min后，方可进行量距，前尺以弹簧秤施加与钢尺检定时相同的拉力，后尺则以毫米分划线对准桩顶标志，当钢尺达到稳定时，前尺对好桩顶标志，随即读数，随后后尺移动1-2cm分划线重新对准桩顶标志，再次读数，要求读出三组读数，读数时应估计到0.1-0.5mm，每次读数误差为0.3-0.5mm，读数时应同时测定温度，温度计绑在钢尺上，以便反映出钢尺在丈量时的实际温度。
测绘技术中的工程控制网设计与布置
测绘技术中的工程控制网设计与布置近年来，随着城市化进程的不断推进，基础设施建设变得尤为重要。
而在基础设施建设中，测绘技术起到了不可或缺的作用。
而工程控制网作为测绘技术的重要组成部分，其设计与布置显得尤为重要。
1. 工程控制网的定义工程控制网是在实际工程测量中，为了实现精确定位及保证测量数据的可靠性，设置的一系列固定点以及在其上进行的一系列测量记录与分析的网络。
它通常包括三角形、四边形或多边形等形状的控制点，通过测量和计算来确定它们的空间位置和相互关系。
2. 工程控制网的设计在工程控制网的设计中，需要考虑一系列因素。
首先是整体布局的设计，即网络的形状以及控制点之间的空间位置。
在这一过程中，需要根据具体的工程要求和地理环境来确定控制网的形状和密度。
其次是控制点的选取，控制点应该满足一定的精度和密度要求。
一般情况下，选点应尽量在重要的地理位置上、地形高低变化较大的地方以及其他测量点的附近。
同时，还要考虑控制点的互相可见性，以保证测量的准确性。
最后，还需要考虑测量方法和仪器设备的选择。
在工程控制网的测量中，常用的方法包括全球定位系统（GPS）、全站仪等。
不同的工程和测绘要求会有不同的仪器选择，因此在设计中需要根据实际情况进行选择。
3. 工程控制网的布置工程控制网的布置是指将设计好的控制点按照一定的规则或布局要求进行实际安装。
在布置过程中，需要考虑以下几个方面。
首先是控制点的数量和位置。
根据工程的具体要求和规模，确定控制点的数量，然后按照设计要求进行布置。
在布置过程中，要尽量满足测量的准确性和可靠性要求。
其次是布置方法的选择。
常见的布置方法包括三角测量法、多边形闭合法、辅助测量法等。
根据实际情况和测量要求选择合适的布置方法，以提高测量的效率和准确性。
最后是控制点的标志和保护。
布置好的控制点需要进行标志和保护，以免被人为破坏或遗失。
一般情况下，可以在控制点周围设置标志牌或围栏，以便于人们辨认和维护。
总之，工程控制网是测绘技术中的重要组成部分，其设计与布置直接影响到测量的精度和可靠性。
控制测量学控制网
针对可能出现的突发事件或自然灾害，建 立应急机制，确保在紧急情况下能够迅速 恢复控制网的正常运行。
可靠性评估与保障实践案例
工程案例一
某大型水利工程控制网建设过程中，通过对观测数据进行严格的质量控制和数据处理方法的改进，成功提高了控 制网的可靠性和精度，为工程的顺利实施提供了有力保障。
工程案例二
影响分析
不同类型的误差对控制网的影响程度不同，需要根据具体情况进行分析。
误差处理方法与技巧
重复测量
通过多次测量取平均值 的方法减小误差。
仪器校准
对测量仪器进行定期校 准，确保其精度满足要
求。
观测者培训
提高观测者的技术水平 和经验，减少人为因素
引起的误差。
外界条件控制
在测量过程中尽量保持 外界条件稳定，减少外 界因素对测量结果的影
地理信息系统中控制网的建立方法
坐标系选择
选择合适的坐标系，确保 控制网与地理信息系统相 匹配。
控制点布设
根据项目需求和实地情况 ，合理布设控制点，确保 控制网的精度和可靠性。
数据采集与处理
采用高精度的测量设备和 方法，采集控制点的坐标 数据，并进行处理和计算 。
地理信息系统中控制网的优化策略
1 2
02
控制网的建立与优化
控制网的建立方法与步骤
确定控制网的等级和精度
根据工程需求和规范，确定控制网的等级和 精度要求。
确定控制点的位置和数量
根据工程需求和地形条件，确定控制点的位 置和数量。
选择合适的测量仪器和设备
根据控制网的等级和精度要求，选择合适的 测量仪器和设备。
进行野外测量工作
按照规定的测量方法和流程，进行野外测量 工作。
控制测量学控制网
空间控制网的精度要求与图形设计
要点一
精度要求
要点二
图形设计
空间控制网的精度要求根据不同的应用需求而定。例如， 国家级控制网的精度要求较高，以达到基础地理信息数据 的获取和更新；而工程级控制网的精度要求较低，以满足 具体工程建设的需求。
空间控制网的图形设计应考虑其拓扑关系、节点分布、连 接方式等因素。通常采用三角形网、正方形网和六边形网 等图形结构。在图形设计时，应考虑图形结构的稳定性、 扩展性和适应性。
地理信息系统
控制测量数据是地理信息系统的重要数据源，用于空间数 据的采集、处理和分析，为政府决策、资源管理和公共安 全等领域提供支持。
科研与教育
控制测量数据还广泛应用于科研与教育领域，如地球物理 学、地质学、地理学等学科的研究和教育，以提供实验数 据和教学案例。
控制测量数据共享与信息安全
数据共享机制
控制测量学控制网
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目 录
• 控制测量学概述 • 控制网布设与施测 • 平面控制网 • 高程控制网 • 空间控制网 • 控制测量新技术 • 控制测量数据管理与应用
01
控制测量学概述
控制测量学的定义和任务
定义
控制测量学是研究建立和维持测量控制网络的学科，其任务是通过对地球的形状、大小、重力场以及 空间位置的测量，为科学研究、资源开发、环境监测、国家安全以及经济建设提供统一的空间基准。
图形设计
高程控制网通常采用边角网或测边网的形式 布设。在图形设计时，需考虑点间距离、图 形结构、观测方向和觇标高度等因素，以保 证精度和可靠性。同时，还需根据实际地形 和交通状况进行优化设计。
05
空间控制网
空间控制网的布设原则与等级
建筑工程施工测量控制网的建立PPT文档共136页
x
A
BA
B
1
2
x
CD
D
3
C
国家共享型教学资源库
2.2 导线测量外业工作 (3)支导线
由一已知点B和已知方向BA出发，既不附合到另一已知点，又不 回到原起始点的导线，称为支导线。
x
A
AB
1
B
2
国家共享型教学资源库
2.2 导线测量外业工作
2.导线测量的外业工作
(1)踏勘选点 相邻点间应相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距。 点位应选在土质坚实，便于安置仪器和保存的地方。 导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部测量。 导线边长应大致相等，其平均边长应符合技术要求。 导线点应有足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区 。
坐标增量的计算公式为：
x A B x B x A D Ac Bo As B
y A B y B y A D AsB iA n B
国家共享型教学资源库
(1)坐标正算：
x
x
∆yAB
xB
B
∆xAB
DAB
AB
xA
A
O
yA
yB
y
图根点。 分测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。 图根控制点的密度（包括高级控制点），取决于测图比
例尺和地形的复杂程度。
国家共享型教学资源库
2.1 控制测量概述
平坦开阔地区图根点的密度一般不低于下表的规定。
测图比例尺
1：5 1：500 1：1 000 1：2 000 000
图根点密度（点/km2） 150
在全测区范围内建立的精度最高的控制网，称为首级控制网；直接为测图而建立 的控制网，称为图根控制网。
工程测量控制网
欢迎共阅1.项目概况1.1目的为了满足建设工程和城市发展的需要，适应高科技发展要求，满足社会各界对测量工作的高质量、高速度、现代化的需求，为我市空整个测区东至新邱区，南到孙家湾，北到八家子山，西至半拉山，范围约为300平方公里。
气候属北温带大陆季风气候区，四季分明，雨热同季，光照充足。
地势西北高，东南低；西南高，东北低。
海拔最高点为西北部的乌兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，48.5米。
地势由西南向东北延伸，西南部的医巫间山从其构造体系看延伸较远，尾部形成剥蚀平原，在绕阳河西岸匿迹。
小松岭从西南向阜新地区延伸，在锦州地区为高丘陵状态，到阜新地区后即成尾部。
努鲁儿虎山山脉也是从西部向本区延伸，该山多阴山向构造(即纬向构造)，到阜新地区亦成尾部。
由于这些山地的尾部在2.3坐标和高程系统由于已知坐标为国家统一坐标系下的成果，所以本项目仍采用这一坐标系统。
但由于本测区位于东经121°33′至121°52′，北纬41°58′至42°10′位于6°分带第21带中央子午线123°的西边缘。
所以拟定选择测区的约中心经度121°30′为新选择的3°带的中央子午线。
而高程基准则采用1985国家高程基准。
为了限制高斯投影的长度变形，将椭球面按一定经度的子午线划分成不同的投影带。
或者为了抵偿长度变形选择某一经度的子午线作为测区的中央子午线。
由于中央子午线的经度不同使得椭球面上统一的大地坐标系变成了各《全球定位系统（GPS）城市测量技术规程》CJJT73_2010《城市测量规范》CJJT8_2011《国家三四等水准测量规范》GB/T12898-2009《精密工程测量规范》GB/T15314-94《工程测量规范》GB50026_20163.2作业调度作业调度者应根据测区地形和交通状况、采用的作业方法、设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑，在测前编写D级GPS控制网实测纲要。
04 第4章_工程测量控制网
工程测量控制网的准则 工程测量控制网的布设方法和步骤 地面三角形网和GNSS网的布设要点 工程测量控制网的数据处理软件及使用
难点
工程测量控制网布设理论方法的现代发 展和网质量评价
2015-6-20 3
4.1
概述
测量控制网定义
由地面上一系列点（称测量控制点）构成，控 制点之间由边长、方向、高差或GNSS基线等观 测量连接并构成网型，点的空间位置可通过已知 点的坐标及点之间的连接按一定方法计算得到。
2015-6-20 9
测图高程控制网：通常采用水准测量或电磁波测距
三角高程（可代替三、四等水准测量）的方法建立。 使用中应注意： 应控制视线长度，斜距不宜太长（如大于 1km）；宜采用中间设站法，设站的前后距离 大致相等。 选取有利时间进行观测，有条件时可用两台仪 器作对向观测，否则应往返观测竖直角，往返 测的时间间隔应尽量短。应精确量测仪器高、 觇标高。
22
导线的分类
按图形
闭合导线
附合导线 支导线
导线的分类
三等导线 四等导线 一级导线
按等级
二级导线 三级导线 图根导线
2015-6-20
23
导线的布设 附合导线：指两端各有两个已知点，中间是 未知点的导线。 附合导线的优缺点：
优点：简单、灵活、方便和应用广泛等优点 ，非常适合矿山巷道、地铁、隧道等地下工程和 道路、水利、管线等线状工程，以及城市、森林 等通视困难地区的控制测量。在GNSS技术广泛用 于首级控制网情况下，适合用附合导线作加密控 制。
工程测量学
第四章 工程测量控制网
2015-6-20
1
主要内容和重难点
主要内容
工程测量控制网的种类 工程测量控制网的基准 工程测量控制网的布设 工程控制网的质量准则 工程测量控制网的优化设计 工程测量控制网的数据处理 几种典型的工程测量控制网 工程测量控制网点的埋设
第四章 工程测量控制网
4.2 工程测量控制网的基准
4.2.2 工程控制网的平差方法与平差基准
工程控制网的观测值: 角度、方向、边长、天顶距或者高差 GPS控制网为基线向量或者坐标差,极少情况下有方位角。 测图控制网： BJ54坐标系、国家80坐标系、CGCS2000坐标系 约束网，要有足够的起算数据，经典平差 施工控制网： 与国家国坐标系联测（或转换为独立网） 有足够或必要的起算数据，约束网或最小约束网，经典 平差
杭州湾大桥南岸加密网二期复测平面图
工程控制网例子 资源环境与旅游系 资源环境与旅游系
4.1 工程测量控制网的种类
4.1.2 工程控制网的分类和作用 一、分类 按网点性质：
一维网（或称水准网、高程网） 二维网（或称平面网） 三维网
4.1 工程测量控制网的种类
4.1.2 工程控制网的分类和作用 一、分类 按施测方法：
直伸大地四边形控制网
直伸边角控制网 资源环境与旅游系 资源环境与旅游系
4.2 工程测量控制网的基准
4.2.1 工程控制网的基准 工程控制网的基准就是在控制网平差时所 给出的已知数据，以便对网的位置、长度和方 向进行约束，使网的平差有唯一的解。 如果网的基准不足，网平差时法方程系数 矩阵将出现秩亏，这时，需要某一特定解。 如果网的基准过多，则存在基准之间是否 相容的问题。
多媒体课件 《工程测量学》
第四章 工程测量控制网 第 四 章
本章主要内容： 工程测量控制网的种类 工程测量控制网的基准 工程测量控制网的布设 工程控制网的质量准则 工程测量控制网的优化设计 工程测量控制网的数据处理 几种典型的工程测量控制网 工程控制网点的埋石 重点：工程测量控制网的优化设计 难点：工程测量控制网精度确定的方法
工程测量控制网
1.项目概况1.1目的为了满足建设工程和城市发展的需要，适应高科技发展要求，满足社会各界对测量工作的高质量、高速度、现代化的需求，为我市空间基础地理信息系统建设打下良好空间数据基准，建立新的阜新城市控制网势在必行。
为此，我们小组对阜新市的控制网建设提出的我们的设计方案。
1.2主要内容城市控制网分为平面控制网和高程控制网。
由于近年来，GPS定位技术具有控制点不需要相互通视、测量速度快、精度高、费用省、全天候、操作简单等优点，因此选择GPS建立平面控制网和除阜新市市区外其它地区的高程控制网。
而阜新市市区的高程控制网由于生产生活精度的需要，采用水准仪进行高程控制网的建立。
平面控制网的建立是在国家加密二等网建立的基础上完成四等网的建立。
而高程控制网的建立则是在国家三等高程网建立的基础上完成四等网的建立。
2.测区概况2.1测区自然状况整个测区东至新邱区，南到孙家湾，北到八家子山，西至半拉山，范围约为300平方公里。
气候属北温带大陆季风气候区，四季分明，雨热同季，光照充足。
地势西北高，东南低；西南高，东北低。
海拔最高点为西北部的乌兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，48.5米。
地势由西南向东北延伸，西南部的医巫间山从其构造体系看延伸较远，尾部形成剥蚀平原，在绕阳河西岸匿迹。
小松岭从西南向阜新地区延伸，在锦州地区为高丘陵状态，到阜新地区后即成尾部。
努鲁儿虎山山脉也是从西部向本区延伸，该山多阴山向构造(即纬向构造)，到阜新地区亦成尾部。
由于这些山地的尾部在阜新地区相会，地形骨架构造形成错综复杂的格局。
2.2测区已知点资料2016年11月30日，收集了测区的已知点资料。
如下图：2.3坐标和高程系统由于已知坐标为国家统一坐标系下的成果，所以本项目仍采用这一坐标系统。
但由于本测区位于东经121°33′至121°52′，北纬41°58′至42°10′位于6°分带第21带中央子午线123°的西边缘。
精密工程测量控制网
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2.3几种典型的精密工程控制网—安装控制网
安装测量控制网直接用于设备的安装，它即与施工测量 控制网有直接联系，又与工程运营期间的变形监测网有密切 的关系，三种控制网必须有公共点。本节结合具体工程介绍 安装测量控制网的类型及特点。 安装测量控制网可分三种典型的布网方案：
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—施工控制网
控制网要与原先为控制交叉存储环工程（IBR）所建立 的网相连接。
由于受地形起伏、通视以及自然保护等因素的限制， 在竖井附近设立了临时控制点来放样竖井点。地面控制网 采用T3经纬仪测角
地面控制网采用T3经纬仪测角，用MA100和Geodolite 两种电磁波测距仪测距，对测距仪在500m和1500m的基线 场进行检定，并作了大量试验测量，最后确定出它们的精 度为：MA100——0.5mm＋1.1PP m
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2.2精密工程控制点的测量标志
影响深埋标志稳定性的主要因素包括如下三方面:
基础荷载的变化、地层温度的变化和地下水位的变化。
①基础荷载的变化的影响
根据土力学知识，由于荷载的变化而引起控制点的沉陷量 可以用下式进行近似估算：
S
n i 1
i
Pi Ei
Hi
式中：n — 计算沉陷时的分层数；
精密工程控制点的测量标志
如下图：利用杠杆千分表 可以指示出因温度变化而引起 两钢丝的伸长差值。为观测需 要可以在不同高度层设置微型 水准尺。
平台 重锤 不锈钢丝
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4.2.2
施工测量控制网
定义：为工程施工建设服务的测量控制网称为施工
测量控制网，它的作用在于为施工放样、施工 期的变形测量、施工监理测量和竣工测量等提 供统一的坐标系和基准。
施工平面控制网特点：
精度要求较测图控制网高。 根据工程规模，可多级或两级布网，有些工 程的次级网可能比首级网的精度高。
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工程测量控制网：是工程项目的空间位置参 考框架，是针对某项具体工程建设测图、施 工或管理的需要，在一定区域内布设的平面 和高程控制网。对于大型工程建设，其工程 控制网要与国家测量控制网连接，采用与国 家坐标系相同的地球参考椭球，但中央子午 线、投影高程面与国家坐标系的不尽相同。 对于一些具体工程可采用独立坐标系，不要 求与国家或城市测量控制网连接。
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工程控制网观测值、基准秩亏和基准参数的关系
维 数 1 网型 高程网 观测值类型 高差 边长和方位角 2 平面网 边长或边长和水平方 向 水平方向 水平方向和天顶角 3 三维网 边长 在d=6时再加一个比 例尺未知数
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基准秩 亏 1 2 3 4 5 6 7
Hale Waihona Puke 基准参数 1个平移 X和Y方向的2个平移 2个平移，1个绕Z轴的旋 转 2个平移，1个旋转，1个 缩放 3个平移，1个旋转，1个 缩放 3个平移，3个绕X、Y、Z 轴的旋转 3个平移，3个旋转，1个 缩放
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4.2.4
安装测量控制网
定义：为大型设备构件的安装定位而布设的控制网
称安装测量控制网，又称微型大地控制网或大 型计量控制网，主要是平面网。
安装测量控制网特点：
一般在土建工程施工后期布设，多在室内，也 是工程竣工后设备变形监测及调整的依据。 安装测量控制网的范围小，精度可达到很高。
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除精度、可靠性外，还要顾及变形监测网的 灵敏度。 变形监测网一般采用基于监测体的坐标系统， 该坐标系统的坐标轴与监测体的主轴线平行 （或垂直），变形可通过目标点的坐标变化 来反映的。
高程变形监测网：
对于高程的变形监测，有许多特点是相似的。高 程基准点需要采用一二等水准作周期观测。高程 的变形监测大多采用水准测量方法进行。
设 为放样后点位总误差，1、 2分别为控制点误 差所引起的误差和放样过程中引起的点位误差
2 21 2 2
1 1 2 设 1 ，则有 2 1 2 2 (1 2 ) k 2k k
1 1 1 2 2 3 10
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点位的选择要考虑设备的位置、数量、建筑物 的形状、特定方向的精度要求等；点的密度和 位置能满足设备构件的安装定位。 一般是先在总平面图上设计一个理论图形，然 后将其测设到实地上去。通常是一种微型边角 网，边长较短，从几米至一百多米，整个网由 形状相同、大小相等的基本图形组成。 对于直线型的建筑物，可布设成直伸形网；对 于环形地下建筑物可布设成由大地四边形构成 或由测高三角形构成的环型网；对于大型无线 电天线，可布设成辐射状网。
测量控制网分类
全球测量 控制网 国家测量 控制网 城市测量 控制网 工程测量 控制网
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全球测量控制网：是由国际组织在全球范围 建立的大地测量参考框架。主要用于确定、 研究地球的形状、大小及变化，确定和研 究地球的极移、章动和板块运动等。 国家测量控制网：是由各国测绘部门建立全 国范围内统一地理坐标系统下的大地测量 参考框架，提供平面和高程基准。国家控 制网采用逐级加密方式布设，其特点是控 制面积大，控制点间距离较长，点位的选 择主要考虑点的密度、稳定性和网的图形。
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4.3
工程测量控制网的基准
定义：工程控制网的基准就是网平差求解未知点坐
标时所给出的已知点数据，对网的位置、大小 和方向进行约束，使平差有唯一解。
约束网 工程 测量 控制 网的 基准
具有多余的已知数据。
最小约束网 （经典自由网）
只有必要的已知数据。
自由网（无约束网）
没有已知数据，全部网 点都是未知点。
工程测量学
第四章 工程测量控制网
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主要内容和重难点
主要内容
工程测量控制网的种类 工程测量控制网的基准 工程测量控制网的布设 工程控制网的质量准则 工程测量控制网的优化设计 工程测量控制网的数据处理 几种典型的工程测量控制网 工程测量控制网点的埋设
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主要内容和重难点
几个定义：
导线的布设
a. 导线：指将控制点用直线连接起来形成的折线。 b. 导线点：控制点称为导线点，分已知点和未知点。 c. 导线边：相邻两点之间的折线称导线边。 d. 转折角：相邻两导线边之间的夹角称转折角。
导线测量的实质：
通过观测导线边和转折角，根据已知点的坐标计 算未知点的平面坐标。
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测图高程控制网：通常采用水准测量或电磁波测距
三角高程（可代替三、四等水准测量）的方法建立。 使用中应注意： 应控制视线长度，斜距不宜太长（如大于 1km）；宜采用中间设站法，设站的前后距离 大致相等。 选取有利时间进行观测，有条件时可用两台仪 器作对向观测，否则应往返观测竖直角，往返 测的时间间隔应尽量短。应精确量测仪器高、 觇标高。
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4.4.3
GNSS网的布设
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4.4.3
GNSS网的布设
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4.4.4
水准网的布设
工程中的水准网采用一、二、三、四等水准 测量方法布设和施测，应统一到国家高程系，遵 照相应的规范执行。
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4.5
精度准则
工程控制网的质量准则
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城市测量控制网：是由城市测绘主管单位建 立的城市坐标系统。一般来说，大多数大、 中、小城市的城市坐标系统都与国家坐标系 相同，其城市控制网与国家控制网相连接。 对于一些特大城市，一般要建立独自的城市 平面坐标系，其目的在于减小或控制投影改 正。城市高程坐标系统在国家高程基准下建 立。
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4.4
工程测量控制网的布设
工程测量控制网的布设和建立步骤：
根据精度要求确定控制网的等级。 确定布网图形和测量仪器。 图上选点、实地踏勘、构网和作方案设计，进 行网的模拟计算。 埋石造标。 外业观测。 内业数据处理和提交成果。
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4.4
工程测量控制网的布设
确定控制网精度的方法
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4.4.3
GNSS网的布设
GNSS网是最重要、最常用的网，是优先考虑的布网 方案，特别是范围大、距离远、地面通视差的工程， 都应首选GNSS网。 GNSS网也无图形的限制，长短边可以相差很大。 点的布设主要是考虑工程需要、便于到达、易于保 存、顶空条件好、多路径影响小以及电磁干扰小。 在工程中，还需要考虑在将设站的网点上，至少有 一个相邻点通视，以解决定向问题。 GNSS 网的施测应依据有关规范，对于特高精度的 GNSS网，只要符合工程特点，满足工程需要，可以在 规范的基础上提高一些。
网的总体精度
xx s1s2
su
1 2
u
T s1 T s2 T s u
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导线的分类
按图形
闭合导线
附合导线 支导线
导线的分类
三等导线 四等导线 一级导线
按等级
二级导线 三级导线 图根导线
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导线的布设 附合导线：指两端各有两个已知点，中间是 未知点的导线。 附合导线的优缺点：
优点：简单、灵活、方便和应用广泛等优点 ，非常适合矿山巷道、地铁、隧道等地下工程和 道路、水利、管线等线状工程，以及城市、森林 等通视困难地区的控制测量。在GNSS技术广泛用 于首级控制网情况下，适合用附合导线作加密控 制。
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缺点：附合导线的最大缺点是可靠性较差， 不论有多少个未知导线点，其多余观测数都 等于3。附合导线中的粗差不易被发现，粗差 对平差结果的影响较大。严密平差的后验单 位权中误差不能用来评定平差结果的精度。
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附合导线的布设：
附合导线应尽量布设成直伸形状，两相邻边长 不宜相差过大，未知点点数不宜过多。改进的附 合导线布设方案：沿附合导线在未知点附近增设 新点 ( 辅助点 ) ，这些点可埋设也可不埋设标石， 施测时，只在辅助点上安置棱镜，与导线一起观 测而不需要设站；也可沿附合导线一侧或两侧布 设辅助点，构成较坚强的网形。
重点
工程测量控制网的准则 工程测量控制网的布设方法和步骤 地面三角形网和GNSS网的布设要点 工程测量控制网的数据处理软件及使用
难点
工程测量控制网布设理论方法的现代发 展和网质量评价
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4.1
概述
测量控制网定义
由地面上一系列点（称测量控制点）构成，控 制点之间由边长、方向、高差或GNSS基线等观 测量连接并构成网型，点的空间位置可通过已知 点的坐标及点之间的连接按一定方法计算得到。
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4.4.2
边角网的布设
边角网：指用地面测角测边仪器施测的、由三角形
或多边形构成的三角形网和导线网，三角形网包括 有重叠三角形的网。
单纯测角的三角形网已不再采用，单纯测边的 三角形网也极少采用，一般都是布设成边角全测的 三角形网。但是，按边角精度匹配和优化设计理论 布设边全测、方向不全测的所谓不完全三角形网最 好。