资料课件讲义工程测量

1、工 程 测 量 学 章绪 论主讲人：张正禄2007-5-91主 要 内 容 和 重 点12什么是工程测量学？为什么要学工程测量学？2007-5-923如何学工程测量学？重 点：什么是工程测量学？友情提示！重点难点需要掌握点工程测量学在测绘学中的定位和研究1.1应用领域1.1.1定义一：工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。2007-5-93定义二：工程测量学主要研究在工程、工业和城建设各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科，它是测绘学

2、在国民经济和国防建设中的直接应用。2007-5-94定义三：工程测量学是研究地球空间（包括地面、地下、水下、空中）中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性学科。2007-5-95评价：定义一比较大众化，易于理解。定义二较定义一更具体、准确，且范围更大定义三更加概括、抽象和科学。定义二、三除建筑工程外，机器设备乃至其它几何实体都是工程测量学的研究对象，且都上升到了理论、方法和技术，强调工程测量学所研究的是与几何实体相联系的测量、测设的理论、方法和技术，而不是研究各种测量工作2007-5-96工程测量学的学科位置测绘学大地测量学工 程测量学摄影测量与遥感地图制

3、图学二级学科2007-5-97学科地位1.1.2学科交叉、学科综合、学科细分。大地测量学：几何、物理大地测量、空间大地测量、海洋大地测量测量）；工程测量摄影测量地图制图学；地理信息系统；不动产测绘（房地产测绘、地籍测绘60余所高校设有“测绘工程”本科专业）。2007-5-98研究应用领域1.1.3测量仪器和方法线路、铁路、公路工程测量地下建筑测量安全监测2007-5-99 国际测量师联合会（(FdrationInternationale des Gomtres FIG ）工程测量委员会四个工作组：测量方法和限差； 土石方计算；）变形测量；4）地下工程测量。一个特别组：变形分析与解释2007-5

4、-910六个工作组1.2.术与方法；优化；.变形测量；量信息系统；术在工程测量中的应用； 子科技文献和网络。两个专题组：1.2.专用测量仪器；工程测准。2007-5-911工程测量国际学术讨论会1988年前的专题：.5.据获取；数据解释、处理和应用；高层建筑物和设备安装测量； 地下和深层建筑物测量；环境和工程建筑物变形监测。1992年的专题是：.测量理论与测案；测量技术和测量系统；信息系统和CAD；在建筑工程和工业中的应用。2007-5-9121996年的专题：1.2.统；3.4.5.在工业和建筑工程中的质量问题数据模型和信息系统；学科的大型工程项目。

5、2004年的专题：.大型工程测量项目；测量和数据处理技术； 监测和风险管理；阿尔卑斯山特长隧道2007-5-913工程测量学的研究、应用领域很广，涉及到大型工程项目，既有测量及其数据获取、处理的理论、技术与方法；又有专用测量仪器的研制和信息系统的建立。既相对稳定性，又不断发展、与时俱进。2007-5-914工程测量学的研究领域(面向工程建设)工业测量 工程测量学 海洋测量 水利工程测量 2007-5-915工程测量学的内容1.2 1.2.1按工程建设阶段划分工程测量按工程建设的规划设计、施工建设和运营管理三个阶段分为“工程勘测”、“施工测量”和“安全监测”，三个阶段测绘1、规划设

6、计阶：主要是提供各种比例尺的地形图，另外还要为工程地质勘探，水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要的工程区的稳定性监测。2007-5-916、建设施工阶段：建立施工控制网，工程建筑物定线放样，施工质量控制，开挖与建筑方量测绘，工程竣工测量、变形观测以及设备的安装测量等。、运营管理阶段：工程建筑物的变形观测：水平位移、沉陷、倾斜以及摆动等定期或持续监测。建立工程进管理、维护信息系统。2007-5-9171.2.2 按服务对象划分按服务对象分：建筑工程测量、水利工程测量、线路工程测量、桥隧工程测量、地下工程的测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量，以及矿山测量、城市测系。个性、共性；

7、特殊和一般的关2007-5-918 1.2.3工程测量学的内容主要内容：模拟或数字的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；大型精密设备的安装和调试测量；工业生产过程的质量检测和控 制；工程变形及与工程有关的各种灾害的监测分析与预报；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等。2007-5-9191）地形图测绘万比例尺的国家基本地形图。大型工程，往往还需要专门测绘1：5000比例尺的区域性或带状性地形在施工建设和运营管理阶段，往往需要用数字成图法测绘1:1000 的地形图或专题图。1:500乃至更大比例尺2007-5-920水下（含江、河、库、湖、海等）地

8、形测绘和各种纵横断面图测绘。各种比例尺的地形图是工程信息系统的基1:1000的基本地形图和城乡地城市籍图测绘属于国家基本测绘范畴，与工程测量的关系密切。2007-5-921 2）工程控制网布设分为测图控制网、施工控制网、变形监测网和安装网的精度、可靠性、灵敏度和建网费用等质量准则问题。绝大多数首级工程控制网都可采用GPS定位技术来与地面测量技术相结合、取长补短。无加密控制网的控制测量将走进工程测量领域。精密工程控制网须进行网的优化设计。2007-5-9223）施工放样技术和方法放样。方法：方向交会法、距离交会法、方向距离交会法、极坐标法、坐标法、偏角法、偏距法等。仪器：常规的光学、电子经准仪、

9、全站仪，GPS技术、专用的和工具。施工放样一体化、自动化。2007-5-9234）工程的变形监测分析和预报物的变形及与工程有关的灾害监测是工程变形分析和预报属于多学科的交叉领域。变形监测网的布设；变形监测技术，除常规的仪器和方法外，大量地使用各种传感器和专用仪器。变形观测数据处理的内容和方法：监测网处理：参考点稳定性分析，目标点位移量计算。监测点上的时间序列观测数据处理方法。变形体的静态、准静态、运动态和动态模型。2007-5-9245）工程测量的仪器GPS、全站仪是工程测量的通专用仪器包括机械式、光电式及光机电（子）多传感器集成式仪器或测量系统。基维线仪、引上）、自直测量仪器：有正锤、倒锤及

10、垂线观测各种激光准直仪、铅直仪（向下、向及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。在距离测量仪器：中长距离、短距离和微距离测量。ME5000、铟瓦线尺测距仪DISTINVAR、应变仪DISTERMETER、双频激光干涉仪、CCD线列传感器测量，距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级。2007-5-925高程测量：液体静力水准测量系统。 三维激光扫瞄仪：图象工程测量。混合测量系统。高精度（亚毫米、微米乃至纳米）、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可作精密定位测量、准直测量，可测量坐标、偏距、倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，还可测量振动频度以及物体的动态变化等。2007-5-92

11、66）工程测量学中的误差及测量平差理论最小二乘法、模型误差、非最小二乘估计：和有偏估计。、非参数估计、半参数估计；线性线性估计。2007-5-927工程测量学的结构体系1.3“特殊与一般”、“纵向与横向处理”相结合，指每一工程的特殊性，“一般”指各种工程的共性（一般性），对于性，进行统一讲解，而对于特殊性，则针对某一工程进行具体描述。“纵向处理 ，是指按工程建设的三个阶段阐述测量工作的理论、方法和技术；“横向处理”是指按典型工程分别进行讲述。2007-5-928本工程测量学特点：第一篇“工程测”中，分别工程建设中的测量工作与信息管理”、“工程控制网布设的理论与方“工程测量学的仪器与方法”、“工

12、程法建设中的地形图测绘”、“工程建筑物的施工程建筑物的变形监测”、“工工放样业设备的安装和检校测量”，突出了该二级学科的基本理论、方法与技术，具有一般性，是纵向处理。这一篇也是测绘工程专业各选修方向的必学内容；2007-5-929第二篇“典型工程的测量和实践”则体现了各典型工程的特殊性，具有横向结构体系特点，可根据各测绘工程专业和选修方向的特点选择性地学习。“绪论展望”前后相呼应，既是铺垫，又有总结，统领全书和指明本学科的发展方向。2007-5-930工程测量学的发展概况1.4工程测量学是一门历史悠久的学科。公元前二十七世纪：埃及大金字塔。公元前十四世纪，在幼发拉底河与尼罗河流域进行过土地边界

13、划分测量。公元前十五世纪意大利都灵保存的金矿巷道图2007-5-931我国早在三千多年前的夏商时代的夏禹治陆行乘车，水行乘船，泥行乘），左准绳，右规矩、载四时，以开九州，通九道，陂九泽，度九山。”这里所记录的就是当时的工程勘测情景，准绳和规矩就是当时所用的测量工具，准是可揆（kui）平的水准器，绳是丈量距离的工具，规是画圆的器具，矩则是一种可定平，可测长度、高度、深度和画圆、画矩形的通用测量仪器。2007-5-932秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程。京师之地比泗州凡高十，是水准测量的结果。长沙马王堆汉墓出土的地图包括地形图、驻军图和城邑图三种，是目前世界上发现的最早的地图。殷周时期的土

14、地测量，秦、汉的私田制。隋唐实行均田制，建立户籍册。宋朝按乡登记和清丈土地，出现地块图。到了明朝洪武年间的土地大清丈，编制鱼鳞图册（世界最早的地籍图册）。四大发明之一的指南针，从司南、指南鱼算起，有二千多年的历史。对矿山测量和其它工程勘测有很大的贡献。2007-5-933量学的发展也受到了战争的促进。公元前堑山堙谷，千八百里”直道，古前218年欧洲修建的通向意大利的“汉尼拨通道”等，都是著名的道路。工程测量学的发展在很长的一段时间内是非常缓慢 的。直到二十世纪初，由于西方的第一、二次技术 革命和工程建设规模的不断扩大，工程测量学才受到人们的重视，并发展成为测绘学的一个重要分支。1964年国际测

15、量师联合会（）为了促进和繁荣工程测量，成立了工程测量委员会（第六委员会），从此，工程测量学在国际上作为一门独立的学科开展活动。2007-5-934“广义工程测量学”：“一切不属于地球测量，不属于国家地图集范畴的地形测量和不属于官方的测量，都属于工程测量”。大型特种精密工程建设和对测绘提出的愈来愈高的要求是工程测量学发展的动力。2007-5-935长峡水利枢纽工程 图1-1 长峡水利枢纽工程示意图 2007-5-936隔河岩大坝外部变形观测。北京正负电子30多公里的杭州湾大桥。高的上海东方明珠电视塔。长18.4km的秦岭隧道等。国外的大型特种精密工程：德国汉堡的粒子加速器研究中心，1959年建的

16、同步加速器，直径仅100m，1978年的正负电子储存环，直径743m，1990年的电子质子储存环，直径2000m。2007-5-937欧洲原子核研究中心1990年建成的环形正8.6km、周长27km，整个工程位于百米深的地下。美国的超导超级对撞机，其直径就长达27km，为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上，采用了一种双重正形投影，所作的各种精密测量，均考虑了重力和潮汐的影响。2007-5-938德国的露天煤矿大型挖煤机开挖量动态测GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。大型挖煤机长140m，高65m，自重8000吨， 其挖斗轮的直径达17.8m，每天挖煤量可达多万吨。200

17、7-5-939南非某一核电站的冷却塔高165m，直径，在整个施工过程中，要求每一高与设计尺寸的限差小于50mm，在塔高方向上每10m的相邻精度优于10mm。阿尔卑斯山的哥特哈德特长双线铁路隧道长达57km，高耸建筑物方面，有人设想，在21世纪将建造2000m乃至4000m的摩天大厦。2007-5-940工程测量学与相邻课程的关系 1.5理论基础：几何大地测；大地水准面、重力异轨道运动、GPS定位原理。常、垂线偏差；地图制图学：国家中、小比例尺的地形图系列；建立工程或专题信息系统，数字或电子地图；摄影测量绘；城市基本图、道路带状地形图测近景摄影测量方法的应用。2007-5-941工程测量学与其它

18、学科课程的关系2007-5-942误差理论、测量平差、数理统计是工程测高等数学：微积分、微分方程；物理学：电磁波传播、力学、光学等内容；光、机、电（子）以及传感器方面的基础知识。土建工程、机械工程、工程地质、水文地质和环境地质方面的知识。2007-5-943计算机科学与技术：海量数据处理、图形图像处理、信息系统以及基于知识的专家系统，软件设计和编程能力，计算机软硬件和网络方面的知识。人文管理方面的知识：如为了加强国内外的学术交流，一至二门外语具有较好的听、说、阅读理解乃至思维能力。2007-5-944参考文献思考题1 工程测量学的研究内容、服务对象是什么？2测绘科学和技术

19、的二级学科有那些？3 为什么说大型特种精密工程建设是工程测量学发展的动力？试举例说明之。2007-5-945谢谢大家！2007-5-946第二章工程建设中的测量工作与信息管理2007-5-91第二章工程建设中的测量工作与信息管主要内容工程规划设计阶段的测量工作工程施工建设阶段的测量工作工程运营管理阶段的测量工作工程建设测量信息管理重点工程建设三阶段中的测量工作 2007-5-922.1 工工程程规规划划设设计计阶阶段段的的测测量量工工作作工程都必须按照自然条件和 预期目的进行选址和规划设计。在此阶段 的测主要是提供各种比例尺的地形图供规划设计人员进行规划设计。 2007-5-932.1 工工程

20、程规规划划设设计计阶阶段段的的测测量量工工作作一、工业企业规划设计阶段的测量工作 面状它所需的图具有面状特征，要进行规划设计必须有设计底图，而该阶段测量工作的任务是向设计者所需的地形图。一般来说：比例尺地形图可用于规划设计；比例尺地形图可用于初步设计； 比例尺地形图可用于施工设计；1：11：500比例尺地形图可用于地形复杂、建筑物密集、精度要求较高的工业的施工设计。2007-5-942.1 工工程程规规划划设设计计阶阶段段的的测测量量工工作作二、线路规划设计阶段的测量工作 各种线型工程的测工基本是一的，但随着地说明同有些差异。现以铁路为例详细的内容和任务。铁路规划设计的程序，一般要经过方案研究

21、、初测、初步设计、定测，施工设计等过程。勘测工作分初测和定测阶段进行。2007-5-952.1 工工程程规规划划设设计计阶阶段段的的测测量量工工作作三、桥梁规划设计阶段的测量工作 ： 桥位平面程控制测量 桥址定线测量 测量流向测量 船筏走行线测量 钻孔定位 2007-5-962.2 工工程程施施工工建建设设阶阶段段的的测测量量工工作作工程施工阶段测量工作主要是按设计要 求将设计的建构筑物位置、形状、大小及高程在实地标定来，以便进行施工；另一方面作为施工质量的监督，还需进行工程质量监理。 2007-5-972.2 工工程程施施工工建建设设阶阶段段的的测测量量工工作作一、施工测量工作 施工测工作程

22、序基 本上是一致的。主要的测量工作有： 制网的建立 施工放样 竣工测量 2007-5-982.2 工工程程施施工工建建设设阶阶段段的的测测量量工工作作施工平面控制网的布设，应根据 施工对象的不有所区别 ： 99格网的定义及其应用 9边角网 9GPS网 2007-5-992.2 工工程程施施工工建建设设阶阶段段的的测测量量工工作作施工放样工作： 9 9施工放样的原则与工序 ”“从整体到局部”、 “先控制后碎部9样的主要内容 放样依据的选择 即放样已知点的选择选择放样方法 计算放样元素 2007-5-9102.2 工工程程施施工工建建设设阶阶段段的的测测量量工工作作二、监理测量工作 在正式施工开始

23、时，对控制网进行全面复测、检查 验收承包人的定线 验收人测定的原始地面高程 对桥梁施工还需进行桥梁下、上部结构的施工放样 的检测 对每层路基的厚度、平整度、宽度、纵横坡度进行抽查，检查施工单位的内业资料是否真实 审批承包人提交的施工图 2007-5-9112.3 工程营运管理阶段的测量工作量工 的主要任务是 工程建筑物的变形观测在工程建筑物运营期间，为了监视其安全，了解其设计是否合理，验证设和稳计理论是否正确，需要定期对其位移、沉降、 倾斜以及摇摆等进行观测，称为变形观测。 2007-5-9122.3 工工程程营营运运管管理理阶阶段段的的测测量量工工作作作：9 建（构）筑物变形测量工作工程建筑

24、物土工建筑物钢筋混凝土建筑物9 工业设备安全运营监测9 地表沉降测量9 局部地区形变9 变形网的建立2007-5-9132.4 工工程程建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理一、工程建设中测量信息管理的现状 工程建设的各阶段都存在着信息管 理问题现状，我国工程建设中测量信息管理的加强测量信的管理，实现各种测量信息从采集、处理、更新到管理的一体化、自动化、智能化、网络化和数字化，是工程建设对测绘信息管理工作的新要求。 2007-5-9142.4 工工程程建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理二、信息处理与管理 信息采集方法： 用测量仪器(经纬仪、水准仪或全站仪)观测，手息数据库记录，经加工、

25、处理进入工程测量信 通过数字自动或手动扫描采集； 用摄影测量方法获取影像，通过计算机软硬件系统进行处理从而得到有关信息 2007-5-9152.4 工工程程建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理二、信息处理与管理 9 信息传输99信息息加工9 信息分类一和面分类9 管理信息用两种法：线分类法 必须建立一套管理标准，信息编 码是信资源管理的重要组成部分。 2007-5-9162.4 工工程程建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理三、信息系统设计 9 数据库设计 数据库的逻辑模式设计 用户权限的设计 索引文件的设计 中间文件或临时文件的设计 视图的设计 输入输出及界面设计 输入设计 9 输出设

26、计 2007-5-9172.4 工工程程建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理四、工程信息管理系统及应用 信息系统 地理信是一种以采集、贮存、管理、分析 和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内） 与空分布有关的数据的信息系统。 2007-5-9182.4 工工程程建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理四、工程信息管理系统及应用 大坝管理综合信息系统本结构如下图所示，包括数据采集子系统、大坝安全监测数据库子 系统、大坝库区地理信息子系统、大坝管理办公自动化子系统、大坝信息发布子系统、大坝安全性评价子系统、工程和灾害虚拟仿真子系统。 各子系统的功能如下： 2007-5-9192.4 工工程程

27、建建设设中中的的测测量量信信息息管管理理大坝管理综合信息系统基本结构2007-5-9谢谢大家！2007-5-921第三章工程控制网布设的理论与方法2007-5-91第三章工程控制网布设的理论与方主要内容 工程控制网的作用和分类 工程控制网的基准和建立方法 工程控制网的质量准则 工程控制网的优化设计 典型工程控制网 控制点的埋石与标志 控制测量内外业一体化重点 工程控制网的质量准则2007-5-923.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用3.1.1测量控制网的分类全球控制网国家控制网工程控制网2007-5-933.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用3.1.2工程控制网的

28、分类、作用和建网步骤一、分类用途分：控制网施工（测量）控制网变形监测网安装（测量）控制网2007-5-943.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用网点性质一维网（或称、高程）二维网（或称平面网）2007-5-953.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用网形三角网导线网混合网方格网2007-5-963.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用施测方法测角网测边网：GPS网2007-5-973.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用坐标系和基准：附合网独立网约束网）经典自由网自由网2007-5-983.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用其他标

29、准首级网专用网（如道控建筑方格网、桥梁控制网等）2007-5-993.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用二、作用全局、提供基准和控制测量误差积累的作用。三、建网步骤（略）遵量学的原理，如：有坐标系和基准要构成网要逐级布设等。2007-5-9103.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用3.1.3测图控制网作用：控制测量误差的累积；证图上内容的精度均匀； 相邻图幅正确拼接。2007-5-9113.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用3.1.4施工控制网三角、边角网格网GPS网GPS与地面网相结合的混合网2007-5-9123.1 工工程程控控制制网网的的分分类

30、类和和作作用用点：制点的密度较大，精度要求较高；2)繁；干扰大；网的坐标系与施工坐标系一致； 投影面与工程的平均高程面一致；4)5)6)有时分两布网，次级网可能比首级网的精度高。2007-5-9133.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用3.1.5变形监测网变形测网由参考点和目标点组成；变坐标系和基准的选取原则；对变测网应作同时顾及精度、可靠性、灵敏度以及费用进行监测网的优化设计；对变形监测都要进行重复观测。2007-5-9143.1 工工程程控控制制网网的的分分类类和和作作用用通常一种微型边角网，边长从几米至一百多米整个相同、大小的基本图形组成精度很高，其测量精度有时要达到计量级

31、2007-5-9153.2 工工程程控控制制网网的的基基准准和和建建立立方方法法3.2.1工程控制网的基准已知数据。（2）知网（经典自由网）：只有必要的已（3）无约束网（自由网）：无必要的已知数据。2007-5-9163.2 工工程程控控制制网网的的基基准准和和建建立立方方法法表3-1各种工程控制网的基准秩亏和基准参数93.2 工工程程控控制制网网的的基基准准和和建建立立方方法法3.2.2工程控制网基准的建立方法控制网多为约束网，总是选国家或城市面和高程）的已知点坐标为其基准。2007-5-9183.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则可靠性准则敏度准则费用准则2007-5-9193.3

32、工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则精度准则一、总体精度准则sT l11 l sT=s s s 2xxu%#lTu s u 2007-5-9202007-5-93.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则轴应尽= min能地小lmax2.体椭球的体积应尽可能地小det( xx ) = P li mini =12007-5-9223.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则方和应尽可能地uliii =1=)m in4.平准则1s=tr (S)xx x2007-5-9233.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则llma xmi nlmax- l min2007-5-92

33、43.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则二、点位精度和相对点位精度三、未知数函数的精度四、主分量五、准则矩阵2007-5-9253.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则可靠性准则控制网发现探测）观测值粗差的能力（称内部可靠性）和抵抗观测值粗差对平差结果影响的外部可靠性）。作用：可靠性则可以提供控制网内部观测值相互控制、检核的量化数值和可能出现但不能被发现的最大模型误差值。2007-5-9263.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则提高实现质量的办法行第二次独立观测（复测）先考虑用独立的附加观测值来制网的结构（较常用）2007-5-9273.3工工程程控控制制

34、网网的的质质量量准准则则内部可靠性内部可靠性是假设控制网中只有一个观测li 且观测值粗差主要由某种系统值 li性影响或点的变动所引起的假设情况下导出的。 =l + l2007-5-9283.3工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则= -riliviVVliri为P)主对角线上的元素r = ri= n - u = tr (P)i -12007-5-9293.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则测分量，定义为观测值rri 愈的下界值li 中粗差的能力。现该观测值中粗差映控制网发现观测值计检验，能i愈小； 02007-5-9303.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则多余观测分量的

35、特点：12）观测值的内部可靠性与其精度成反比。对于一个确定的网和设计方案，观测值的精度愈高可靠性愈低，愈不可靠；观测值的精度愈低，愈可3）多余观测数愈大，网的可靠性愈高。高，建网费用也2007-5-9313.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则值的部可靠性是与基5）一于0.3控制网，观测值的多余观测分量应大2007-5-9323.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则外部可靠性于点位坐标或其函数的影响具有更大意义。对于观测值中只含一个粗差oli 对未知数向量的影的情响发现的粗差0#xi= QATP l x= Qp laTiXXii0 i2007-5-9333.3 工工程程控控制制

36、网网的的质质量量准准则则灵敏度准则b0对变形监测网，定义为在给显著水平a 和检验功效下，周期平差结果统计检验时，能发现位移向量的下界值。灵敏度是一个相对概念，即对于不同的变形向量具有不同的下界值。表示其大小的模 a 和表示其方向的单位d =| d | g = ag一般将向量 g来表示，即度用a 来度量，它与单位向量 g（又称形式灵量）有关。愈小a，灵敏度愈高。2007-5-9343.3 工程控制网的质量准则在虑精、可靠性和费用等准则外，要求所布设的网对需要监测的变形向量具有尽可能高的灵敏度。灵敏的实质上是特向上的网点精度的反映，网度愈高，所要求的观测值的精度也愈高。2007-5-

37、9353.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则费用准则控制网的费用一般包括用于设计、造标埋石、交通运输、仪备购置、观测算、检查等各项费网的设计有两个原则：最大原则（费用一定，网的质量最好）最小原则（质量满足要求，费用最小）建网费用常用观测值权的函数来度量，如n1p= mini2007-5-9363.3 工工程程控控制制网网的的质质量量准准则则小作为费用准则。据统，网的测量费用的算费用相比后者不到8。用，可优化设计，增加微不足道的设计计算费测量费用。不难理愈高，观测值的权愈大，则建网费用愈高；同样，多观测数的可靠性提高要以增加费用为代价。2007-5-9373.3 工工程程

38、控控制制网网的的质质量量准准则则2007-5-9383.4 工工程程控控制制网网的的优优化化设设计计设计分类化设计的任务网的优化设计方法模拟法优计2007-5-9393.4.1 工程控制网的优化设计分类程制网的优化设计一般分为四类，各类设的上述分类只是从概念上去理解，网的设计不一定完全按此思路，常常是几类设计同步进行。2007-5-9403.4.2 优化设计的任务代求过程,它包括9999提出计任务；制；进行；进行方案优。2007-5-941图3-2控制网优化的内容和流程2007-5-9423.4.3 工工程程控控制制网网的的优优化化设设计计方方法法两种：解析法：通过数学方程用最优化方法求解。据

39、经验和准则，通过计算比较、修改，得到最优方案。2007-5-9433.4.3 工工程程控控制制网网的的优优化化设设计计方方法法解析法优化设计维问 无约束问题n 维问题 问题最优化约束问题线性规划 非线性规划 动态问题 2007-5-9443.4.3 工工程程控控制制网网的的优优化化设设计计方方法法模拟法优化设计：计网形、实地踏勘；案，模拟观测值，网平差；改；再作模拟计算，重复行，直到满意。人机交互方式进行。2007-5-9453.4.3 工工程程控控制制网网的的优优化化设设计计方方法法模拟法优化设计2. 基于可靠性的模拟优化设计法要点和步骤：1） 网的

40、初始方案应对所有可能观测的边和方向进行全测，是一个“肥网”或“密网”。2） 观测值之间的精度相差不要太大，边角间的精度应基本匹配。3） 观测精度应选取仪器所能达到的最高精度，使优化时有降低的余地。2007-5-9463.4.3 工工程程控控制制网网的的优优化化设设计计方方法法模拟法优化设计，进行差计算，对精度、可靠性乃灵敏度计算结进行析：观测精值“疏”的策略合理，是否需作调整，基于观测标按从“肥“瘦”，从“密”到网的优化设计。GPS网也可看作是全边网，故模拟法优化设计方法同样可以用于GPS网。2007-5-947“现代测量控制网数据处理通用软件包”CODAPS件：网名 FA2，自

41、网名IN2 平差计算：根据精度和可需的观测值文件：性指标得到优设计方案。2007-5-9483.5 典典型型工工程程控控制制网网隧道（外GPS平面控制网布设示意图2007-5-9493.5 典典型型工工程程控控制制网网内导线网布设示意图2007-5-950某大桥G PS首级平面控制网2007-5-951某大型水枢纽工程施工控制网200752向家坝施工控制网图2007-5-953某拱坝变形监测网2007-5-954高能离子加速器安装测量控制网2007-5-955大型正负子对撞机地面控制网2007-5-9563.6 控控制制点点的的埋埋石石与与标标志志带强制中装置的观测墩2007-5-957强制对

42、中装置2007-5-958预制混土水准标石2007-5-959平硐岩石水准标石2007-5-960 深双 金属管水准标2007-5-961照准标志2007-5-962照准觇牌精密活动觇牌精密固定觇牌2007-5-963观测标志2007-5-9643.7 工程控制测量内外业一体体化3.7.1何谓工程控制测量内外业一体化控制测量内外业连续一惯地完成。化是主要的内外作需软、硬的仪器软、硬件功能，计算机的大地测量学、测量平差、工程测量学以及数学有关在一起，并且对用户的需求进行分析的基础上才能研制出一个好的控制测量内外业一体化软件系统。2007-5-9653.7.2 工程控制测量内外业一体化系统系统(C

43、OSA),用高科技集成的傻瓜式系统。控1）“基于掌上型脑的测量数据采集和理系统”（简称2）或COSA_PDA）工程控制测量数据处理通用软件包”（简称CODAPS或COSA_WIN）3） “GPS工程控制网平差通用软件包”（简称COSA_GPS）2007-5-966CODAPS功能菜单框图COSA_GPS功能菜单框图谢谢大家！2007-5-969第四章 工程测量的仪器与方法主要内容工程测量中，进行长度和偏距、角度和方 向、高程和倾斜、准直、坐标等测量的仪器及其测量方法 重点专用仪器特殊方法4.1角度测量角度是几何测量的基本元素，包括水平角 和垂直角。 角度测量的仪器主要是经纬仪，分为光学 经纬仪和电子经纬仪两大类。 4.1角度测量一、光学经纬仪的基本结构 基本结构主要包括照准部（望远镜）、读数装置（含水平度盘、垂直度盘）、安平设备及基座和对点器等。 我国光学经纬仪系列分为J07、J1、J2、 J6等型号，J为经纬仪汉语拼音的第一个字 母，下标表示仪器的精度指标。 4.1角度测量二、水平角观测 对仪器进行“对中”和“整平”；