1、第三讲,控制测量学,第二章 水平控制网的技术设计,2.4 工程测量控制网的优化设计（掌握）,回顾与总结,测量控制网的分类按范围,全球控制网 国家控制网 工程控制网,回顾与总结,测量控制网的分类按用途,测图控制网 施工（测量）控制网 变形监测网 安装（测量）控制网,回顾与总结,测量控制网的分类按网点性质,一维网（或称水准网、高程网） 二维网（或称平面网）三维网,回顾与总结,测量控制网的分类按网形,三角网 导线网 混合网 方格网,回顾与总结,测量控制网的分类按施测方法,测角网 测边网 边角网 GPS网,回顾与总结,测量控制网的分类按坐标系和基准,附合网（约束网） 独立网 经典自由网 自由网,回顾与
2、总结,测量控制网的分类按其他标准,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）,回顾与总结,测图控制网的作用,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。,精度估算的目的和方法,精度估算的目的是推求控制网中边长、方位角或点位坐标等的中误差，它们都是观测量平差值的函数，统称为推算元素。,1.公式估算法 2.程序估算法,目的,方法,是针对某一类网形导出计算某种推算元素（例如最弱边长中误差）的普遍公式。且得出的结果都是近似的。而对另外一些推算元素，则难以得出有实用意义的公式。,公式估算法,不仅能用于定量地估算精度值，而且能定性地表达出各主要因素对最
3、后精度的影响，从而为网的设计提供有用的参考。,以最小二乘法中条件分组平差的精度计算公式为依据,公式估算法的优点,推导估算公式的方法,公式估算法,此法根据控制网略图，利用已有程序在计算机上进行计算。方法和步骤如下： 在设计图上量取各未知点的近似坐标x,y，以起算数据一起反算出一套网中将要观测的边长、角度（水平方向）的模拟观测值。 利用这套模拟观测值上机模拟平差。,程序估算法,当计算进行到求出法方程系数阵的逆（也就是平差未知数的协因数阵Qxx）之后，即可转入精度评定计算。在精度评定时，利用设计单位权中误差（一般为方向或角度观测中误差），代替正常平差时的验后单位权中误差，计算推算元素的精度。,程序估
4、算法,设计者可根据精度估算结果，修改设计方案，重新上机计算，直到设计方案实际可行，并满足精度要求。,程序估算法,工程控制网的质量准则,精度准则 可靠性准则 灵敏度准则费用准则,精度准则有哪些,总体精度准则 点位精度和相对点位精度未知数函数的精度主分量准则矩阵,可靠性,定义：控制网发现（或探测）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能力（称外部可靠性）。,作用：可靠性准则可以提供衡量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。,控制网的优化设计分类,控制网的优化设计分类,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
5、类设计同步进行,2.5 平面控制网的技术设计,技术设计的意义 技术设计的内容和方法,技术设计的意义,控制测量的技术设计是关系全局的重要环节，技术设计书是使控制网的布设既满足质量要求又做到经济合理的重要保障，是指导生产的重要技术文件。 技术设计是根据工程建设对控制网的精度要求，结合测区的具体情况，选择最佳布网方案（控制点的位置和网的基本形式）、选择适当的作业方法和仪器、编制作业计划，解决作业生产的组织和测量成果验收等一系列生产管理和技术管理问题。,技术设计的内容和方法,1.搜集和分析资料（1）测区内各种比例尺的地形图。（2）已有的控制测量成果（包括全部有关技术文件、图表、手簿等等）。（3）有关测
6、区的气象、地质等情况，以供建标、埋石、安排作业时间等方面的参考。（4）现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况。（5）调查测区的行政区划、交通便利情况和物资供应情况。若在少数民族地区，则应了解民族风俗、习惯。,技术设计的内容和方法,对搜集到的上述资料进行分析，以确定网的布设形式，起始数据如何获得，网的未来扩展等。其次还应考虑网的坐标系投影带和投影面的选择。此外还应考虑网的图形结构，旧有标志可否利用等问题。,2. 网的图上设计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，求距角不小于30；便于扩展和加密，点位视野开阔展望良好；视线超越（或旁离）障碍物一定距离；点位宜选
7、在土质坚硬，易于排水的高地上。,技术设计的内容和方法,（2）从经济指标方面考虑充分利用有利地形、地物，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，（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。,技术设计的内容和方法,图上设计宜在小比例尺地形图上进行，其方法和步骤如下： 1）展绘已知点； 2）按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展； 3）判断和检查点间的通视； 4）估算控制网中各推算元素的精度； 5）据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说明，并拟定作业计划。,图上设计的方法及主要步骤,技术设计书应包括以下几方面的内容：（1）作业的目的及任务范围
8、；（2）测区的自然、地理条件；（3）测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成果的精度分析；（4）布网依据的规范，最佳方案的论证；（5）现场踏勘报告；（6）各种设计图表（包括人员组织、作业安排等）；（7）主管部门的审批意见。,编写技术设计书,2.6 选点、造标埋石,实地选点,实地选点是把控制网的图上设计放到地面上去。图上设计是否正确以及选点工作是否顺利，在很大程度上取决于所用的地形图是否准确。如果差异较大，则应根据实际情况确定点位，对原来的图上设计作出修改。选点时使用的工具主要有：望远镜、小平板、测图器具、花杆、通讯工具和清除障碍的工具、设计好的网图和有用的地形图等。,实地选点,根据图上设计的控制点位置，在实地找到大概位置，再按控制点选点要求，确定控制点的具体位置。点位确定后，打下木桩并绘点之记，如下图，便于日后寻找。选点任务完成后，应提供下列资料：（1）选点图；（2）点之记；（3）三角点一览表，表中应填写点名、等级、至邻点的概略方向和边长、建议建造的觇标类型及高度、对造埋和观测工作的意见等。,思考题,某点在高斯投影3带的坐标表示为 3064253m, 39578562m, 则该点在6带 第20带的实际坐标为 _， _。,
