控制网优化设计（控制网优化设计的精度标准）

本文目录一览：

• 1、高层建筑施工控制网的布设方案，及相关规范限差！ 小弟新手没有多少积分，希望各位给予支持
• 2、变形监测网优化设计有哪些内容？工程控制网的模拟优化法设计有哪些内容？
• 3、控制网的优化设计一般应该满足哪些要求
• 4、为什么要进行GPS控制网的优化设计
• 5、三角形网的设计，选点与埋石要点有哪些

高层建筑施工控制网的布设方案，及相关规范限差！ 小弟新手没有多少积分，希望各位给予支持

狭长地区施工控制网的布设方案及平差方法

（一）施工平面控制网的布设

1.平面控制网等级

铁城水电站属三等中型水利水电工程，坝型为混凝土重力坝，平面控制网等级定为三等。

2.平面控制网的类型及布设

由于测区山高而且陡峭、河谷狭窄，接收卫星信号受到很大影响，原计划用GPS做平面控制网显然已经不太可能。图上优化设计确定网的类型为：光电测距导线网。必要时在观测条件允许情况下，用GPS加测2～3个边长。

由于测区山高且陡峭，大坝高43.3米，观测俯仰角太大。在枢纽区及厂区采用分层布设平面点的方法。以降低观测俯仰角使之达到规范要求。考虑到施工方便，在重要部位布设3个以上相互通视的平面点，经野外踏勘后最终选定点位，布设导线网点22个。最后进行观测量的优化直至满足相应等级技术要求。

3.施工平面控制网测量平差

为保证工程施工阶段与规划设计阶段坐标资料的连续统一，施工平面控制网用原勘测网点起算。

鉴于平面控制网网形曲窄，图形强度较弱，主要控制部位又处于两端，按误差传播原理，遵循将最弱点均匀分配的原则。全网坐标起算点（也就是坐标引测的终止点）选取在平面控制网的相对中央点Ⅲ14上，全网起算边为Ⅲ14-13。起算点和起算边选在测区中央对两端引起的误差基本相当。避免了由导线网端点起算引起另一端点的误差积累过大，造成引水隧洞末点点位误差较大，引起更大的贯通误差。

测距边归算：

（1）气象改正：测距时观测员输入温度、气压、湿度，仪器自动进行气象改正。

（2）加乘常数的改正：⊿s2=a+bS a、加常数 b、乘常数 S、实测距离 ⊿s2、改正数。

（3）边长投影改正：为保证工程引水隧洞正确贯通，边长投影面选在引水隧洞平均高程面即2050米，投影采用的公式：

D0=D（1- ） ， Hm=H9-Hr

H9：测距边两端平均高程；Hr：测区投影面高程；R：地球曲率半径；D：实测边长工；D0：改化后边长

边长经过归算后，借助《Nasew95工程测量控制网微机平差系统》，采用间接平差法，对平面网按“方向”进行平差，输入方向观测值和经各项改正归算后的边长值，先验方向中误差1″，测距固定误差1mm，比例误差2ppm（采用仪器标称精度），所有观测值均按国家三等平面网等精度处理，方向值与边长精度匹配。平差后基本精度如表1：

表1　施工平面控制网基本精度表

名 称

平差后基本精度

标称精度或限差要求

边长固定误差(米)

0.00086

0.0010

边长比例误差(ppm)

1.72

2.0

一方向测角误差m(d.mmss)

0.000086

±0.0001

测角中误差m(d.mmss)

0.00012

±0.00018

最弱点位误差（米）

0.0100

±0.010

最弱点间误差（米）

0.00713

±0.010

最弱边相对误差

1/210800

1/150000

上表对照表明：施工平面控制网满足三等导线网的技术要求。因此，不再用GPS加测边长以提高图形结构。

（二）施工高程控制网的布设

1.施工高程控制网的等级

铁城水电站工程首级高程控制网等级为三等。

2.施工高程控制网网形布设

本次施工高程控制网沿大通河两岸布设三等闭合水准环，沿途纳入三等水准网的平面控制点达9个，并在重要的单项工程或隧洞进出口部位布设一对或一对以上水准点：在枢纽区有Ⅲ08、Ⅲ11、ⅢBM1三个水准点；在施工导流洞进口有Ⅲ02、Ⅲ03二个水准点；在施工支洞口有ⅢBM2、Ⅲ11二个水准点，在厂区及引水隧洞出口有Ⅲ22、ⅢBM3二个水准点。

3.三等水准测量内业平差计算及精度评定

同理以测区中心点Ⅲ16为高程起算点，使用Nasew95平差软件，按最小二乘原理采用间接平差法严密平差，并评定最弱点相对于起始点的高程中误差（表2）。

表2　水准网平差后基本精度

名 称

平差后基本精度

限差

每公里水准测量高差中数偶然中误差M△

1.67

±3

每公里水准测量高差中数的全中误差Mw

1.32

±6

最弱点高程中误差（mm）

3.05

±10

最弱点间高程中误差（mm）

2.51

±10

首级施工高程控制网精度达到三等水准技术规定，并和设计精度吻合，满足本工程施工要求。

（三）引水隧洞贯通误差估计

引水隧洞全长约2700米，对其控制主要是保证隧洞的贯通。

隧洞进口位于电站枢纽区域，出口位于厂房区域，中间有1#施工支洞。进出口控制点密度较大。1#施工支洞口布设平面控制点2座，后视方向点至少3个，附近布设三等水准点2座，四等高程点2座。对引水隧洞的控制网其平面最弱点误差10mm，最弱点间误差7mm。 高程最大中误差3mm。

数学模型为：

MY=±

Myb=±

Myl=±

Myb：由于测角误差产生的横向中误差；Myl：由于测边误差产生的横向中误差；mb：测角中误差；Rx、dy：导线环点至贯通面的垂直距离和投影长度； ：导线边长相对中误差；n：测量组数。

计算引水隧洞贯通误差，隧洞进出口参数取自初设阶段测量结果，其他参数采用平差后精度评定。

铁城水电站引水隧洞贯通误差计算如下：

点名

东坐标

北坐标

进口

34565367.385

4069383.167

出口

34566071.389

4066681.641

测角中误差: 1.27 ''

边长相对中误差: 1/ 210000

每公里高程中误差: 3 mm

洞线长: 2791.749 m

洞线方位角: 165.233791052578

横向贯通误差: 25.78374 mm 允许: 30mm

纵向贯通误差: 6.647022 mm 允许: 60 mm

高程贯通误差: 3.544414 mm 允许:15mm

由于施工控制网的平高起算点都在网的中央，所以越往两端点位精度越低，以上是采用引水隧洞相向开挖模式计算贯通误差；若利用1#施工支洞所造成的4个工作面往两头同时开挖，贯通精度将会优于以上计算结果。

（四）结语

在实际生产中以上例子的贯通误差（加上隧洞测量贯通误差）远远小于预计误差。另外在狭长地带也可以利用GPS加测测区两端边长加强图形结构。

供参考

变形监测网优化设计有哪些内容？工程控制网的模拟优化法设计有哪些内容？

（1）零类设计——基准设计问题；

（2）一类设计——网形设计问题；

（3）二类设计——观测精度设计问题；

（4）三类设计——对已有控制网的改造与加密问题。

一、零类设计（基准设计）

零类设计也就是基准的选择问题，即平差的参考系选择问题。基准可以认为就是给控制网的平差提供一组必要的起始数据，以便求得平差问题的唯一解。因此，如何选择这组必要的起始数据，才能达到控制网所要求的精度是零类设计所要解决的问题

（一）基准问题

零阶段设计也就是基准的选择问题，即平差的参考系选择问题。基准可以认为就是给控制网的平差提供的一组必要的起始数据，以便求得平差问题的唯一解。因此，

基准的选择还可以认为是必要的起始数据的选择问题，而如何选择这组必要的起始数据，才能达到某种目的的则是零阶段实际所要解决的问题。

为平差提供的基准，都可以用未知参数之间的d个条件方程来表示，其一般形式为

而且tr（ ）=d，即d个条件应是线性无关的。我们称这个条件方程为平差的基准方程

（二）基准变换

为了求得未知参数的最佳估值及协因数矩阵，应该选择何种基准的问题，实质上也可以认为就是一个平差问题。可以认为零阶段设计问题已在平差中基本上得到了解决。但是，在基准的选择中，每选择一个基准，我们都需要进行复杂的计算工作，下面是一种较好的基准变换算法，称为S变换。其公式即为任意一个基准下的平差结果转换到秩亏自由网平差结果的计算公式

其中， 表示秩亏自由网的协因数阵， 表示任意基准下的协因数阵。 表示变换矩阵。

二、一类设计（网形设计）

一类设计，是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的点位布设和观测值的最佳配赋。而网形的优化设计所要解决的问题就是布设多少控制点，也就是控制点数目的优化。点数的多少决定着测区控制点的密度，影响到精度、可靠性和使用的方便性，也与测量的成本费用、工作量有直接的关系，应该在满足精度可靠性要求和使用方便的前提下，力求布设最少的控制点。

三、二类设计（权设计）

二类设计或者控制网观测值最佳权变量问题，是指在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，寻求观测值的最优权矩阵，并把它变成观测纲要，这里最优的意义是指精度、费用和可靠性标准。

测量控制网的观测值，主要有测角和测边两类。角度观测值在网中的作用主要是

对方位（横向）的控制，却有较大的尺度误差（总纵向）；测边网的点位误差也是离已知点的越远越大，但有较大的方位误差和较小的尺度误差。二类设计程序分为两步：第一步按最优观点确定观测值的权；第二步的任务是把观测值权转换为观测纲要。第一步可以采用以纯量精度标准和准则矩阵为基础的直接法和以精度标准为基础的间接法来解算。而第二步采用对权阵求逆，并将其作为观测值方差-协方差矩阵的估值，再按经典大地测量的处理方法把最佳观测值的权换算成观测值的重复次数。

四、三类设计（加密设计）

三类设计，对现有网和现有设计进行改进，引入附加点或附加观测值，导致点位增删或移动，观测值的增删或精度改变，来改善原网。

各类设计的划分可用表5-1简单表示。

表5-1 控制网优化设计的分类

设计分类 固定参数 待定参数

零类设计（ZOD）

一类设计（FOD）

二类设计（SOD）

三类设计（THOD）

，部分

部分

控制网的优化设计一般应该满足哪些要求

控制网优化设计指在一定的人力、物力、财力等条件下,设计出精度高、可靠性强、灵敏度最高(对变形监测网而言)、经费最省的控制网布设方案。

为什么要进行GPS控制网的优化设计

GPS控制网的优化设计是实施GPS测量的基础性工作，它是在网的精确性、可靠性和经济性方面,寻求GPS控制网设计的最佳方案。根据GPS测量特点分析可知，GPS网需要以一个点的坐标为定位基准，而此点的精度高低直接影响到网中各基线向量的精度和网的最终精度。同时由于GPS网的尺度含有系统误差以及同地面网的尺度匹配问题，所以有必要提供精度较高的外部尺度基准。

由于GPS网的精度与网的几何图形结构无关，且与观测权相关甚小，而影响精度的主要因素是网中各点发出基线的数目及基线的权阵。因此，提出了GPS网形结构强度优化设计的概念，讨论增加的基线数目、时段数、点数对GPS网的精度、可靠性、经济效益的影响。同时，经典控制网中的三类优化设计，即网的加密和改进问题，对于GPS网来说，也就意味着网中增加一些点和观测基线，故仍可将其归结为对图形结构强度的优化设计。综上所述，GPS网的优化设计主要归结为两类内容的设计：

(1)GPS网基准化的优化设计。

(2)GPS网图形结构强度的优化设计，其中包括：网的精度设计能力的可靠性设计，网发现系统差能力的强度设计。

三角形网的设计，选点与埋石要点有哪些

1、三角点之含意：

三角点是指在地球表面上，按测量规范的要求选定一系列的点，以这些点为顶点的三角形互相联接在一起组成三角网（锁），在点上设置永久性测量标志，以便进行观测，这些点统称为三角点。每个三角点都要绘制点之记，通过测量算得三角点的坐标成果，为国民经济建设和地形测绘提供基本的平面控制，为研究地球形状，地壳形变，地震预报、地球重力场，空间科学技术等提供必要的资料。

三角点就是绘地形图的『三角测量基点』测量学名称，依据毕氏定律，用以距算距离、面积、高度、方向基桩，测量人员分别选取单一的测量点，点与点之间必须相互清楚可见，经打桩后连成三角网，测量各点方位角，再测定点与点之间的直线距离（边长），根据边长计算坐标，决定多点平面位置，再测量各点海拔高度，这就是三角测量，天文测量、三角测量、水准测量，称为基准点测量，作为绘制地图之基准各点位置，

2、三角点之等级：

三角点依边长的不同，分为一等、二等、三等、 四等；一等三角点取平均边长为40公里，另约20至25公里之间有一等三角点补点，二等三角点平均边长为8公里，三等三角点平均边长为4公里，四等三角点平均边长为2公里，这其中四等三角点又称为图根点，图根点有「山」字图根点，也就是土地调查专为测量标高，所设置的测量基点；最早是日据时期所立，现由内政部地政司及联勤测量署负责实施重测。

3、三角点等级之辨识：

三角点的截面积，浮出地面石柱：一等三角点17公分宽、高度79公分，二等三角点14公分、三等三角点14公分宽、高度60公分，四等三角点宽12公分高46公分；盘石：一等45公分宽、高度20公分，二等30公分高度18公分，三等30公分宽、高度15公分，四等三角点无盘石，基石顶面正中央都刻需细而深「＋」字形记号，侧面刻有「☆」等三角点字样，除一等和四等未编列号码外，二等三角点号码则用阿拉伯数字横刻；三等三角点最早期设立的是以汉字直刻四千号之号码，晚期测设的，即四千号以后者，后来改用阿拉伯数字横刻，此外亦有刻上埋设机关及年月等。

4、何谓图根点：

图根点亦称四等三角点，此乃属直接施测物位者，奇差误以不见于图为限，为提高精确度供多目标之应用，设立单位早期有总督府、矿务局、拓产局、土地调查局等，图根点另有省府补点，内补、陆补、海补，后来补植有联勤、林务局；基点另有水准点、卫星控制点及地政测量铜标、铜片等测量基桩。

三角点的设立

一、准备工作

1．收集资料

1.1广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。

(1)控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。

成果精度指三角网的高程、测角、点位、最弱边、相对点位中误差；

水准路线中每公里偶然中误差和水准点的高程中误差等。

(2)收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。

(3)如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。

1.2收集文件、工程设计文件、业主（监理）文件中有关测量专业的技术要求和规定。

1.3准备相应的规范：《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《GPS测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》。

1.4了解测区的行政划分、社会治安、交通运输、物资供应、风俗习惯、气象、地质情况。例如了解冻土深度，用以考虑埋石深度；最大风力，以考虑觇标的结构；雾季、雨季和风季的起止时间，封冻和解冻时间，以确定适宜的作业月份。

2.现场踏勘

携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。踏勘主要了解以下内容：

2.1原有的三角点、导线点、水准点、GPS点的位置，了解觇标、标石

和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。

2.2原有地形图是否与现有地物、地貌相一致，着重踏勘增加了哪些

建筑物，为控制网图上设计做准备。

2.3调查测区内交通现状，以便确定合理的高程测量方案，测量时选择适

当的交通工具。

2.4现场踏勘应作好记录，并编写踏勘报告。

3.技术设计

技术设计是根据工程建设项目的规模和对施工测量精度的要求，及、业主和监理的要求，结合测区自然地理条件的特征，选择最佳布网方案和观测方案，保证在规定期限内多快好省地完成生产任务。

3.1技术设计必须包括下列主要内容：

3.1.1任务概述：说明工程建设项目的名称、工程规模、来源、用途、测区范围、地理位置、行政隶属、任务的内容和特点、工作量以及采用的技术依据。

3.1.2测区概况：说明测区的地理特征、居民地、交通、气候等情况，并划分测区困难类别。

3.1.3已有资料的分析、评价和利用：说明已有资料的作业单位、施测年代、采用的技术依据和选用的基准；分析已有资料的质量情况，并作出评价和指出利用的可能性。

3.1.4平面控制：说明控制网采用的平面基准、等级划分以及各网点或导线点的点号、位置、图形、点的密度、已知点的利用与联测方案；初步确定的觇标高度与类型、标石的类型与埋设要求；观测方法及使用的仪器。

3.1.5高程控制：说明采用的高程基准及高程控制网等级，附合路线长度及其构网图形，高程点或标志的类型与埋设要求；拟定观测与连测方案，观测方法及技术要求等。

3.1.6内业计算：

外业成果资料的分析和评价，选定的起算数据及其评价，选用的计算数学模型，计算与检校的方法及其精度要求，成果资料的要求等。

3.2控制测量技术设计过程如下：

3.2.1已有控制网成果的精度分析，必要时实测部分角度和边长，掌握起算数据的精度情况。

3.2.2根据控制网的用途、工程规模、类型及建筑布置、精度要求来确定控制网的等级；根据测区地形、起算点情况及使用的仪器设备来确定控制网的类型。平面控制可采用三角测量、边角组合测量、导线测量和GPS测量。高程控制可采用水准测量和三角高程测量，布设成闭合环线、附合线路或结点网。

3.3控制网图上设计

根据工程设计意图及其对控制网的精度要求，拟定合理布网方案，利用测区地形地物特点在图上设计出一个图形结构强的网。

3.3.1三角网(或边角网)对点位的要求:

(1)图形结构好,边长适中,传距角大于20o。

(2)是制高点，山尖上或高建筑物上，视野开阔，便于加密。

(3)视线高出或旁离障碍物1.5米。

(4)能埋建牢固的测量标志，且能长期保存。

(5)充分利用测区内原有的旧点，以节省开支。

(6)为了安全，点位要离开公路、铁路、高压线等危险源。

3.3.2图上设计步骤:

(1)利用工程整体平面布置图展绘已有控制测量网点。

(2)按照保证精度，方便施工和测量的原则布设施工控制测量网点。

(3)判断和检查点间通视情况。

(4)估算控制网的精度。

(5)拟定三角高程起算点及水准联测路线。

3.4控制网优化设计

先提出多种布网方案，测角网、测边网、导线网、边角组合网以及测哪些边、测哪些角等，根据网形和各点近似坐标，利用计算程序进行精度估算，优选出点位中误差最小，相对点位中误差在重要方向上的分量最小，而观测工作量最小的方案。

3.5根据对测区情况的调查和图上设计的结果，写出文字说明，整理各种数据、图表，并拟定作业计划。

3.6上报有关领导部门审核

4.检校仪器

按规范要求在控制测量作业前对准备使用的仪器和配套的器具进行检定和校准。

二、埋建测量标志

选点

选点是把图上设计的点位落实到实地，并根据具体情况进行修改。边角网点选在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。视线要避开障碍物。对于能够长期保存、离施工区较远的点要考虑到图形结构和便于加密。直接用于施工放样的控制点要便于放样。

GPS网的选点不要求相连的边都通视，但为了使用常规仪器测量时能够后视和检核，每点至少有两个点与它通视。同时要求地势开阔，能够接收到足够的卫星信号。

2.建标

2.1施工测量的首级控制点和要长期保存的各级控制点应埋设具有强制归

心装置砼标墩或钢架标墩；其它平面控制点可埋设地面标石或地面标志。

2.2砼标墩埋标过程：实地标定点位；挖基坑及浇筑标墩基础；立模板，树钢筋，浇混凝土，固定不锈钢标盘；外观整饰编号；加保护装置。

2.3钢架标墩埋设过程：实地标定点位；挖基坑及浇筑坑底水平层；树立加工好的钢架标；浇筑混凝土；刷防锈柒；加保护装置。

2.4埋设地面标石是将灌制好的嵌有金属中心标志的标石浇筑埋设于地面，其过程是：挖基坑，坑底要整平夯实，再填砂石捣固，浇底层混凝土树标石并浇筑混凝土。在基岩层上或坚硬的混凝土路面上，可以直接钻孔，将刻有中心标志的胀锚螺栓打入孔内。

2.5标墩埋好后要稳定至少15天才能开始观测。

三角点是指在地球表面上，按测量规范的要求选定一系列的点，以这些点为顶点的三角形互相联接在一起组成三角网（锁），在点上设置永久性测量标志，以便进行观测，这些点统称为三角点。每个三角点都要绘制点之记，通过测量算得三角点的坐标成果，为国民经济建设和地形测绘提供基本的平面控制，为研究地球形状，地壳形变，地震预报、地球重力场，空间科学技术等提供必要的资料。

三角点就是绘地形图的『三角测量基点』测量学名称，依据毕氏定律，用以距算距离、面积、高度、方向基桩，测量人员分别选取单一的测量点，点与点之间必须相互清楚可见，经打桩后连成三角网，测量各点方位角，再测定点与点之间的直线距离（边长），根据边长计算坐标，决定多点平面位置，再测量各点海拔高度，这就是三角测量，天文测量、三角测量、水准测量，称为基准点测量，作为绘制地图之基准各点位置，

控制网优化设计的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于控制网优化设计的精度标准、控制网优化设计的信息别忘了在云尚网络www.ysfad.net进行查找喔。