控制网的布设

1、控制网的布设,一、控制网的布网原则 1、分级布网、逐级控制； 我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最高精度和较大密度的控制网一次布满全国。为了适时地保障国家经济建设和国防建设用图的需要，根据主次缓急而采用分级布网、逐级控制的原则是十分必要的。即先以精度高而稀疏的一等三角锁尽可能沿经纬线方向纵横交叉地迅速布满全国，形成统一的骨干大地控制网，然后在一等锁环内逐级（或同时）布设二、三、四等控制网。,第一节 国家控制网的布设,控制网的布设,一、控制网的布网原则 2、要有足够的精度； 按照要求的精度确定控制网的精度等级 3、要有足够的密度； 通过控制网的边长来保证点的密度，控制点的密度，主要根据测图方法及测

2、图比例尺的大小而定。,第一节 国家控制网的布设,各种比例尺航测成图时对平面控制点的密度要求,控制网的布设,一、控制网的布网原则 4、应有统一的规格； 城市测量规范，工程测量规范 全球定位系统（GPS）测量规范等,第一节 国家控制网的布设,1、国家一等三角锁的布设方案,沿经纬线布设成纵横交叉的三角锁。 锁段长度：200km； 边长：25km； 测角中误差：0.7； 起算边精度：1/350000； 最弱边精度：1/150000；,控制网的布设,二、国家三角控制网的布设,2、国家二等三角网的布设方案,填满一等锁环内的空白。 边长：3km； 测角中误差：1.0； 起算边精度：1/350000； 最弱边

3、精度：1/150000；,控制网的布设,布设方案： 20世纪60年代前：在一等锁环内，先沿经纬线纵横交叉布设二等基本锁（平均边长约1520km，测角中误差小于1.2），将一等锁环分为大致相等的四个区域，然后在这四个区域中处再补充布设二等补充网（平均边长约为13km，测角中误差小于2.5）。 20世纪60年代后：二等网以全面三角网的形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接。其平均边长约为13km，测角中误差小于1.0。,2、国家二等三角网的布设方案,3、国家三、四等三角网,为了测图和各 种工程建设的需要，在一、二等三角网的基础上，采用插网和插点的方法布设。 边长：26km； 测角中误差：1.8、2

4、.5； 最弱边相对精度：1/80000、1/40000；,控制网的布设,补充：我国天文大地网基本情况 1）利用常规测量技术建立的国家大地测量控制网： 我国统一的国家大地控制网的布设工作开始于20世纪50年代初，60年代末基本完成，历时20多年。共布设一等三角锁401条，一等三角点6182个，构成121个一等锁环，锁长7.3万km。一等导线点312个，构成10个导线环，导线环总长约1万km。1982年完成了天文大地网整体平差，网中包括一等三角锁系，二等三角网，部分三等网，共48433个大地控制点，500条起始边和近1000个正反起始方位角，311198个方向观测值，1404条导线测距观测值。平差

5、结果表明：网中离大地原点最远点的点位中误差为0.9m，一等方向中误差为0.46。采用条件联系数法和附有条件的间接观测平差法两种方案独立进行平差，两种方案平差后所得结果基本一致，坐标最大差为4.8cm。这充分说明我国天文大地网的精度较高，结果可靠。,2）利用现代测量技术建立的国家大地测量控制网： 这里的现代测量技术主要是指GPS，用GPS技术建立的控制网就叫GPS网。 GPS网分为A、B、C、D、E五个等级，其中A、B级网主要是指全球或全国性的高精度的GPS网，C、D、E级网则主要指区域性的GPS网。,根据我国2009年所颁布的全球定位系统（GPS）测量规范， GPS按照测量精度和用途分为A、B

6、、C、D、E五级。,A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网； B级网为国家大地控制网或地方框架网； C级网为地方控制网和重大工程控制网； D级网为中小工程控制网； E级网为测图网。,三、国家GPS网,控制网的布设,国家军测部门建立的国家GPS一、二等网,国家GPS网的布设,GPS一等网：40多个点，平均边长683km，大部分与国家三角点重合，水准进行了联测 GPS二等网：200多个点，平均边长165km，与国家三角点重合，水准进行了联测,一等 水准网,二等 水准网,三等 水准网,四等 水准网,加 密,原则:由高级到低级、从整体到局部，逐级控制、逐级加密。我国国家水准网布设情况：第一期， 1

7、976年以前完成，以1956年黄海高程系统为基准。第二期， 1976年至1990年完成，以1985年国家高程基准为基准的一二等网。1990年后进行的国家一等水准网的复测和局部地区二等水准测量。,高程控制网的布设形式,四、国家水准网的布设,国家水准网分4个等级布设，其中，一、二等水准测量路线是国家的精密高程控制网，一、二等水准测量统称为精密水准测量。三、四等水准测量直接提供地形测图和各种工程建设所必需的高程控制点。,四、国家水准网的布设,一等水准: 环形，环长：10001500km； 二等水准：环形，500750km； 三等水准：闭合300km，附合200km； 四等水准：附合长：80km； 精

8、度要求： 每km水准测量的高差中数偶然中误差M， 每km水准测量高差中数的全中误差MW，见下页。 埋石及密度要求： 基岩水准标石：间隔500km（一等水准） 基本水准标石: 间隔60km （一二等水准） 普通水准标石：间隔26km （各等水准）,控制网的布设,控制网的布设,各等水准网的技术规格,第二节 工程控制网的布设,一、工程控制网的概念 工程控制网可分为两种： 1、工测控制网：在各项工程建设的规划设计阶段，为测绘大比例尺地形图而建立的控制网。 2、专用控制网：为工程建筑物的施工放样或变形观测等专门用途而布设的控制网。专用控制网的布设因工程类型不同而不同，如工业与民用施工中布设的控制网，常为

9、方格网，道路、遂道施工时采用导线控制。 注意：本课程只涉及工测控制网，而专用控制网在工程测量课程中介绍。,控制网的布设,二、工程控制网的布网原则,控制网的布设,1.分级布网、逐级控制 2.要有足够的精度 3.要有足够的密度 4.要有统一的规格,1.分级布网、逐级控制 对于工测控制网，通常先布设精度要求最高的首级控制网，随后根据测图需要，测区面积的大小再加密若干级较低精度的控制网。用于工程建筑物放样的专用控制网，往往分二级布设。第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于变形观测或其他专门用途的控制网，通常无须分级。,控制网的布设,2.要有足够的精度 以工测控制网为例，一般要求最低一级控

10、制网（四等网）的点位中误差能满足大比例尺1:500的测图要求。按图上0.lmm的绘制精度计算，这相当于地面上的点位精度为0.1500=5（cm）。 对于国家控制网而言，尽管观测精度很高，但由于边长比工测控制网长得多，待定点与起始点相距较远，因而点位中误差远大于工测控制网。,控制网的布设,3.要有足够的密度 不论是工测控制网或专用控制网，都要求在测区内有足够多的控制点。如前所述，控制点的密度通常是用边长来表示的。城市测量规范中对于城市三角网平均边长的规定列于下表中。,三角网的主要技术要求,控制网的布设,4.要有统一的规格 为了使不同的工测部门施测的控制网能够互相利用、互相协调，也应制定统一的规范

11、，如现行的城市测量规范和工程测量规范等。,控制网的布设,三、工程控制网的布设方案,控制网的布设,1.三角网的布设方案 工程三角控制网的特点： a、平均边长比国家三角网小的多。 b、三角网的等级多。 c、各等级控制网均可作为测区的首级控制网。 d、三、四等三角网起算边相对中误差，按首级网和加密网分别对待。,光电测距导线的主要技术要求,控制网的布设,注意：导线的布设形式、导线的长度要求,2.导线网的布设方案,电磁波测距导线共分5个等级，其中的三、四等导线与三、四等三角网属于同一个等级。这5个等级的导线均可作为某个测区的首级控制。,控制网的布设,全球定位系统城市测量技术规程 GPS网的主要技术要求,

12、3.GPS网的布设方案,注：各等级GPS网相邻点间弦长精度 式中 标准差（基线向量的弦长中误差mm） a 固定误差（mm） b 比例误差系数（110-6） d 相邻点间的距离（km）,4.边角网的布设方案 5.测边网的布设方案,现阶段，工程控制网的平面控制主要采用GPS网与电磁波测距导线网二者相结合的布设方案。,控制网的布设,工程测量规范（2007）各等水准测量的主要技术要求,6.工程控制网的高程控制布设方案,根据工程测量的特点，高程控制点应有较大的密度，一般相邻水准点间距24km。在建筑密集区，12km，有时也可用导线点兼作水准点。,控制网的布设,第三节 控制网的实地选点和造标埋石,1、图形

13、结构良好，边长适中，避免长短边超过3:1 的情况出现。 2、导线点应选在通视良好的制高点及开阔地区， 要尽量避免建造高标、埋石后能长久保存和观 测方便。 3、为保证观测质量，减少大气折光的影响，视线 应高出地面或障碍物12 m以上，傍离山坡、 树林或建筑物3m以上。,控制网的布设,一、对导线点点位的基本要求,控制网的布设,4、对矿山而言，井田范围内应尽量选设点 位，但不得设在采空区上方。点位离开 铁路、公路和其它建筑物一般不少于 50m，离高压线不少于100m。 5、新选点位应尽量与原有控制点重合，避 免在旧点附近另埋标石。 点位的选择，在建网过程中意义重大，必须重视。应结合测区的实际情况兼顾

14、图形结构、造标费用、观测难易等条件，统筹考虑，做好选点工作。,二、现场蹋勘,控制网的布设,1、了解测区行政隶属和居民情况； 2、了解测区气象、气候情况； 收集已有测量资料和测量标志情况： 已有地形图； 已有控制点资料，等级、投影带、投影面、精度等； 觇标标石保存情况。 3、交通运输情况； 4、地形：地物、地貌 5、物资供应：人力、物资,三、图上设计,控制网的布设,控制网的图上设计： 根据对上述资料进行分析的结果，按照有关规范的技术规定，在中等比例尺图上以“下棋”的方法确定控制点的位置和网的基本形式。图上设计对点位的基本要求是： （1）从技术指标方面考虑 图形结构良好，边长适中；便于扩展和加密低

15、级网，点位要选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越（或旁离）障碍物一定的距离；点位要长期保存，宜选在土质坚硬，易于排水的高地上。 （2）从经济指标方面考虑 充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象。 （3）从安全生产方面考虑 点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离。,图上设计（以导线网为例）,选择适当比例尺的地形图（大比例尺如1：2000）； 展绘已知点； 选取导线点并连成导线网；（其它

16、网按照点位要求选择控制点） 判断是否通视； 拟定水准路线； 精度估算。,控制网的布设,1）确定首级网性质和等级 在踏勘的基础上，结合收集的资料进行综合分析研究。控制网一般有以下几种情况： 测区内已建立首级控制网：精度与当前的要求相匹配，点位保存完好，这时可按其等级顺序布设加密网；如原首级网精度与当前要求不一致，则应考虑利用原旧点并加以调整原方案，重新建立首级控制网，然后再考虑进一步加密的问题。,1）确定首级网性质和等级 测区内无首级控制网：如测区内及周边附近地区有一定数量的国家高级大地点，具有布设加密网的条件且其加密网的精度等又符合测区测量工作对控制测量的要求时，应选择布设加密网作为测区的首级

17、控制网。如首级网控制点密度不够，则考虑进一步加密低等网以作补充。首级网的等级应以高等级点的具体等级顺序选择，或根据需要越级布设。,1）确定首级网性质和等级 当出现下列情况之一时，应选择布设独立网： （1）测区及周边附近无已知的高级控制点，或有，但精度和等级都很低。 （2）测区及周边附近有已知的高级控制点，但数量不够，仅满足必要的起算数据（两个已知坐标，一个已知方位角）或不满足。 （3）测区离中央子午线太远，边长的综合变形值大于2.5cm/km。 （4）测区涉及安全、保密的问题。 （5）面积小于25km2的测区。,首级独立导线网等级、控制面积及测图比例尺的关系（最大测图比例尺1:500）,2）标

18、定点位、设计图形 将测区原有的已知点在适当比例尺地形图上标定出来，设计应从控制整个测区的首级网开始。 （1）如果布设单一导线，则应考虑其长度是否超过规范的规定；如果布设导线网，则有节点产生，这时其长度可适当增加。 （2）上一级导线网设计线路的间距应顾及下一级导线网布设的容许长度，并尽可能留有余地，直到最后一级平面控制导线网能布设预定的最大比例尺测图的图根导线为止。 （3）将相邻点位依不同等级用不同颜色的线条连接起来，即形成了所设计导线网的网形。在后续实地选点的过程中，如发现有不当之处，还可以加以修改。,3）图上设计导线网时应注意的问题 （1）首级导线网的等级，应与测区面积、测图比例尺相适应。

19、（2）点位分布均匀，利用地形图上的元素正确判断相邻点的通视情况。 （3）导线应力求结构强度高，形状直伸，导线长度和边数以及相邻导线边长的比例符合技术要求，以保证导线测量的精度。,3）图上设计导线网时应注意的问题 （4）导线边沿线的地形应适合电磁波测距，导线边两端点上测量的气象数据对整条测线要有较高的代表性。 （5）导线边沿线的地形应适合测角，特别要注意避免旁折光而引起的系统误差影响。 （6）相邻导线点的高差不易过大，其目的是为了保证边长斜距化平距的精度。,四、实地选点,1、选点步骤 1）准备工作 a.熟悉设计方案； b.准备器材；望远镜，步话机，小平板，绘图纸，绘图用具，木桩，竹杆，测旗等； c.拟定选点路线，从已知点开始。 2）选取点位 依据设计图上选取的点位，检查通视情况，如不通视，应调整。实地点位确定后，打木桩竖测旗，并用平板仪交会法测出其点位。 填写点之记。,控制网的布设,2、上交资料,控制网的布设,1）点之记； 导线点的位置说明，方便日后寻找点位和使用导线点资料。 2）选点图； 由平板仪交会而成，填上点号，点名，标石类型，交通干线，主要河流及居民地等，比例尺视测区范围而定。 3）文字说明 包括测区概况，已有成果及精度，设计依据，旧点利用情况，最长边长，最小角，精度估算的结果，对造标埋石及观测工作的建议等。,五、觇标的建造（了解） 1、觇标类型 双锥标，寻常标，墩标。