第三章工程控制网布设的理论与方法

工程测量学

第三章工程控制网布设的理论与方法5/24/20232第三章工程控制网布设的理论与方法主要内容：

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中国地质大学工程学院工程测量学●●●3.1工程控制网的分类和作用

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3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤

一、分类（1）按用途分：测图控制网施工（测量）控制网变形监测网安装（测量）控制网3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤一、分类（2）按网点性质分：一维网（或称水准网、高程网）二维网（或称平面网）三维网

3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤

一、分类（3）按网形分：三角网导线网混合网方格网3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤

一、分类（4）按施测方法划分：测角网测边网边角网GPS网3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤

一、分类

（5）按坐标系和基准划分：附合网（约束网）独立网经典自由网自由网3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤

一、分类

（6）按其他标准划分：首级网加密网特殊网专用网（如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等）3.1工程控制网的分类和作用3.1.2工程控制网的分类、作用和建网步骤

二、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。三、建网步骤（略）

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。3.1工程控制网的分类和作用3.1.3测图控制网

作用：控制测量误差的累积；保证图上内容的精度均匀；相邻图幅正确拼接。3.1工程控制网的分类和作用3.1.4施工控制网

三角、边角网导线网建筑方格网GPS网GPS网与地面网相结合的混合网3.1工程控制网的分类和作用3.1.4施工控制网特点：

1)控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高；2)使用频繁；3)受施工干扰大；4)控制网的坐标系与施工坐标系一致；5)投影面与工程的平均高程面一致；6)有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高。3.1工程控制网的分类和作用3.1.5变形监测网

要点：

•变形监测网由参考点和目标点组成；

•

变形监测网的坐标系和基准的选取原则；

•

对变形监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；

•

对变形监测网都要进行重复观测。3.1工程控制网的分类和作用3.1.6安装测量控制网特点：

•

通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米

•

整个网由形状相同、大小相等的基本图形组成

•

精度要求很高，其测量精度有时要达到计量级3.刘2工程火控制接网的殊基准恼和建辽立方温法3.体2.某1工程毛控制顽网的监基准（1别）约雷束网迁：具岩有多历余的贫已知页数据牛。（2丧）最商小约视束网禁（经新典自嚼由网革）：成只有孩必要丑的已没知数怜据。（3抵）无基约束料网（笼自由争网）戏：无逼必要顷的已兰知数主据。3.悟2工程链控制兴网的昌基准局和建态立方架法表3灾-1饿各种共工程译控制痒网的皱基准挑秩亏鱼和基废准参钓数3.重2工程蹦控制先网的筐基准陆和建知立方好法3.枪2.皇2工程经控制伪网基量准的倒建立右方法测图介控制简网多润为约酒束网货，总万是选薯国家珠或城连市坐干标系徒（含盒平面钞和高比程）煌下的教已知割点坐堡标为必其基拢准。3.锣3工程搜控制咳网的洒质量冷准则精度任准则可靠拖性准掀则灵敏弄度准绣则费用张准则1.眉2工程除测量宿学的泄内容3.路3.鲜1.刘1精度葛准则一、东总体作精度命准则1.钻2工程酿测量其学的欲内容1.寇2.币3工程避测量肥学的内内容3.斯3工程刻控制恶网的铲质量损准则3.希3.委1.葵1精度膝准则二、朝点位息精度坝和相感对点秧位精熄度三、摧未知舱数函案数的悟精度四、堂主分兰量五、赶准则碎矩阵3.赞3工程暂控制恩网的易质量党准则3.嚷3.费1.斧2可靠类性准莲则定义：控制彻网发旦现（疯或探妇测）趟观测瓦值粗灯差的宝能力纱（称疗内部政可靠给性）旁和抵稍抗观龄测值互粗差握对平译差结债果影互响的驴能力豆（称幸外部冶可靠飞性）。作用：可靠介性准浓则可浊以提舌供衡立量控睡制网冒内部腰观测强值相殊互控种制、逮检核咳的量震化数泻值和饿可能刺出现境但不幻玉能被马发现刃的最奖大模静型误腿差值。3.捧3工程交控制乳网的爪质量跑准则提高兰实现论质量稻的办敬法•对网逝进行搜第二撞次独正立观尊测（倒复测）•布网诊时事辣先考费虑用附独立麻的附驶加观馅测值体来控夹制网贵的结桂构（养较常社用）3.咸3工程饺控制存网的耍质量太准则内部蒸可靠饿性内部可靠茂性是休假设筒控制揉网中浮只有俩一个观巾测值价包含旺粗差年且观测阀值粗悟差主有要由辫某种阻系统企性影坦响或朝点的是变动锅所引爹起的能假设锐情况里下导畜出的。3.欲3工程罢控制定网的准质量游准则为矩垂阵虏主允对角简线上亏的元洲素3.况3工程尾控制留网的确质量祸准则称为观缩慧测值的多谣余观冒测分也量，魔定义专为观陷测值止的内除部可峰靠性。反映羡控制鸽网发域现观粱测值中粗龟差的潜能力枝。愈谦大，滴通过柴统计历检验热，能她发现甜该观查测值滑中粗荡差的享下界甜值愈小；3.恼3工程如控制们网的缎质量瓣准则多余素观测尊分量胆的特唤点：1）姻0风≤≤1址。2）呢观测纳值的芳内部患可靠证性与构其精耀度成料反比疤。对于挣一个拉确定戏的网局和设绣计方雷案，右观测聚值的发精度谢愈高卫，则于其可楼靠性端愈低昨，愈购不可舍靠；餐观测香值的济精度坊愈低部，愈荒可靠。3）千多余顺观测咐数愈兽大，狱网的谅可靠乔性愈曲高，宁建网雨费用斩也愈蚊高。4）对于拌独立抽网来五说，避观测兰值的热内部输可靠简性是狠与基缓准的必位置拍无关朽的不逝变量。5）一个凤好的秩控制纲网，银观测呜值的还多余吵观测忍分量护应大晒于0使.3如。3.区3工程碧控制俩网的者质量岭准则外部械可靠遇性未被网发现挑的模雾型误乞差对钓于点之位坐毙标或禾其函奶数的锣影响炼具有坡更大浑意义喜。对盖于观血测值辈中只膨含一伴个粗闸差的刊情形炕，未既被发键现的劈燕粗差对未趟知数水向量严的影钟响可觉表为3.铃3工程伐控制挤网的扛质量粮准则3.电3.技1.讨3灵敏绍度准养则对变割形监招测网速，定给义为勿在给厌显著赴水平丛和检翅验功寸效泉下布，周栏期平丘差结匆果统傲计检离验时享，能哭发现勺位移顷向量冷的下犯界值兼。灵判敏度蚊是一遥个相锻对概香念，险即对堤于不男同的垃变形典向量套具有阴不同葛的下意界值判。一般狂将变推形向比量用潜表示溉其大倾小的渡模a和表再示其芹方向隙的单像位向嘴量g来表逆示，析即d=|惰|d|内|g=ag灵敏畅度用α来度站量，休它与且单位役向量g（又抹称形订式向散量）抄有关民。愈也小，藏灵敏后度愈起高。3.性3工程援控制视网的逼质量姓准则•在变信形监扒测网脑设计狭中，怕除考撒虑精侮度、席可靠瓣性和狸费用健等准醉则外广，要国求所切布设朽的网基对需企要监迁测的精变形精向量献具有摇尽可辱能高荒的灵忘敏度。•灵敏宣度实幅质上眨是特明殊方厚向上痒的网须点精怀度的件反映盗，网璃的灵族敏度刮愈高摄，所赛要求存的观母测值庸的精絮度也窃愈高。3.练3工程泄控制铲网的阻质量秧准则3.鸣3.翼1.绑4费用外准则•控制榜网的御费用川一般傅包括雀用于掠设计怖、造倾标埋斥石、央交通魂运输趣、仪少器设焰备购锯置、马观测沾、计真算、贩检查阅等各葛项费邻用。•网的草设计青有两庸个原持则：最大技原则馆（费班用一超定，半网的英质量蜘最好）最小葡原则崭（质殖量满禾足要把求，分费用洋最小）•建网封费用仍常用枪观测胃值权虾的函荒数来杀度量苗，如3.直3工程罚控制尺网的目质量暂准则•即用扎观测同值的问权的朵总和礼最小恋作为恐费用彻准则饱。据胳统计鲁，网扒的测放量费纪用于辆网的岩计算勤费用秋相比括，后昂者不艇到8呀％。嫌通过恳优化姨设计拼，增旋加微娇不足虎道的车设计怠计算捐费用鸟，可鞋显著固降低殿测量蛛费用旬。•不难停理解亲，精泡度愈膀高，吴观测钉值的仗权愈缠大，傻则建趴网费变用愈圆高；轮同样地，多积余观垮测数顾愈多吨，网哀的可扰靠性膜提高音，也断要以级增加饰费用谷为代亚价。3.馅3工程泪控制蒜网的晚质量湖准则3.渐4工程挺控制挥网的案优化跳设计工程席控制头网的蓄优化炎设计列分类优化矿设计登的任逆务工程铺控制奇网的喘优化冒设计蚁方法模拟振法优黄化设记计3.欧4工程军控制篮网的厌优化阔设计工程班控制蜻网的揉优化搂设计撕一般辛分为奶四类换，各宫类设序计的猜含义慰列于揉下表构：上述傲分类啊只是尸从概略念上赔去理盛解，史网的班设计涌不一缝定完服全按争此思牛路，锣常常乘是几罗类设卷计同恶步进爽行。3.杏4工程掉控制衰网的辆优化陷设计网的闸优化饰设计垒是一浑个迭露代求匀解过熄程,它包大括以槽下内材容（港参见违图3-格2）：杠提出暖设计眉任务洞；钳制定塌设计彻方案泛；螺进行河方案金评价代；舟进行急方案哥优化赛。3.遮4工程酬控制休网的厌优化拣设计图3-花2控制网优化的内容和流程3.司4工程多控制眯网的付优化辈设计网的睛优化霜设计埋方法吹有两惧种：解析于法：通过吊数学铃方程催用最推优化元方法虽求解。模拟领法：根据凯经验挎和准忧则，走通过把计算烫比较钻、修蔽改，乖得到喊最优懂方案。3.惭4.惹3工程粪控制盼网的池优化辈设计岛方法3.之4.息3.捕1解析缴法优狗化设芹计3.寨4.坦3工程景控制位网的钩优化汉设计坡方法3.违4.肠3.痛2模拟痒法优吓化设海计1.册模拟错法优理化设钉计过炮程：①设计跪网形室、实鹅地踏倡勘；②定初慕始方北案，箱模拟停观测探值，具网平博差；③观测共修改；④再作键模拟帆计算刑，重肝复进琴行，备直到牙满意。⑤人机最交互助方式勤进行。3.坦4.窗3工程械控制慌网的她优化蜘设计闹方法3.困4.但3.兽2模拟萝法优丘化设勉计2.基于融可靠惑性的叮模拟拦优化围设计症法要商点和侄步骤幸：1）网酿的初膨始方骂案应驻对所激有可锤能观芹测的荡边和贡方向蒙进行叫全测胸，是检一个姻“肥吧网”谈或冷“密骂网”见。2）观宏测值堵之间死的精贯度相鞠差不赤要太菜大，考边角灰间的仔精度亚应基基本匹宜配。3）观样测精赌度应须选取敬仪器婚所能裕达到彩的最牌高精锦度，普使优穗化时彼有降坚低的娃余地径。4）模专拟初归始观职测方煌案，医进行蒙平差肥计算堵，对弹精度福、可肌靠性饺乃至障灵敏罚度计漂算结赴果进食行分蛙析：必观测去精度贺是否臣合理浑，是兰否需控作调突整，回基于钩观测捞值内束部可超靠性环指标边按从肿“肥抛”到蛛“瘦寇”，限从“横密”泥到“棵疏”拢的策香略进蚕行网躁的优讯化设要计。GP牲S网也乘可看晚作是酬全边赵角网较，故郊模拟馆法优些化设西计方赛法同路样可施以用酬于GP职S网。3.索4.选3工程获控制岁网的磨优化腥设计渡方法3.急4.杰3.安2模拟悄法优杀化设堡计4）模臣拟初狗始观输测方红案，诵进行楚平差霉计算如，对热精度废、可洁靠性剥乃至鸦灵敏塔度计监算结脉果进矩行分毯析：环观测男精度歼是否扎合理朽，是尤否需算作调肝整，茎基于家观测蜂值内是部可充靠性成指标戒按从栽“肥丹”到马“瘦蠢”，获从“腐密”茄到“畅疏”北的策章略进读行网偶的优齐化设钻计。GP芳S网也值可看可作是庭全边旗角网唇，故闻模拟耍法优潮化设矿计方援法同番样可具以用唉于GP醋S网。3.伙5典型恼工程巩控制持网隧道愿（洞霜）洞琴外GP泛S平面鸟控制甚网布馆设示章意图3.末5典型捷工程睁控制宵网洞内槐导线注网布钢设示凤意图某大桥GP睬S首级平面控制网某大型水利枢纽工程施工控制网3.疼5典型蚀工程唱控制饥网向家挠坝施鸣工控辛制网峡图3.弦5典型滔工程校控制呜网某拱牺坝变插形监欠测网3.绳6控制默点的档埋石京与标唤志带强给制对弃中装国置的共观测率墩强制城对中隔装置3.傅6控制码点的讲埋石谜与标腔志3.乌6控制旧点的派埋石月与标块志预膝制眨混女凝带土柱水案准筐标退石3.绢6控制显点的亿埋石倒与标输志平硐皮岩石括水准只标石3.欢6控制稠点的悔埋石波与标母志深埋能双金席属管淡水准迟标3.纵6控制将点的冤埋石史与标晚志照舰准莫标男志3.谦6控制栋点的妥埋石拖与标描志照准区觇牌精密