-- 作者：楊銓曾
-- 時間：2006/5/15 18:24:10
-- 主題：工程控制測量
為工業(yè)建設(shè)測量而建立的平面控制測量和高程控制測量的總稱。它是工程建設(shè)中各項測量工作的基礎(chǔ)。在工程規(guī)劃設(shè)計階段，要建立地形測圖控制網(wǎng)，用來控制整個測區(qū),保證最大比例尺測圖的需要；在施工階段,要建立施工控制網(wǎng)，以控制工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對位置，滿足施工放樣的需要；在經(jīng)營管理階段，根據(jù)需要建立變形觀測控制網(wǎng)，用來控制建筑物的變形觀測，以鑒定工程質(zhì)量，保證安全運(yùn)營，分析變形規(guī)律和進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)研究。各階段所要建立的控制網(wǎng)，共同的特點(diǎn)是精度要求高，點(diǎn)位密度大。由于網(wǎng)的作用不同，使得測圖網(wǎng)、施工網(wǎng)和變形網(wǎng)又都有各自的布網(wǎng)方式和精度要求，因此多是分別依次建立或者在原有網(wǎng)的基礎(chǔ)上改建。
平面控制測量的目的是精確測定控制點(diǎn)的平面位置。根據(jù)測量工作需要，在測區(qū)內(nèi)選擇一系列控制點(diǎn)，在各控制點(diǎn)上建立地面標(biāo)志和測量覘標(biāo)，使各控制點(diǎn)構(gòu)成三角形、大地四邊形、矩形、中點(diǎn)多邊形、折線形和多邊形等，從而形成平面控制網(wǎng)。其中以三角形為主要圖形，用經(jīng)緯儀觀測全部角度(至少要有一條起算邊長)的網(wǎng)稱三角測量網(wǎng)（或稱測角網(wǎng)）;以三邊形為主要圖形,用電磁波測距儀觀測全部邊長的網(wǎng)稱三邊測量網(wǎng)（或稱測邊網(wǎng)）;邊、角均測的稱邊角網(wǎng)；以折線形為基本圖形,既測角又測邊的網(wǎng)稱為導(dǎo)線網(wǎng)；單一折線形則稱導(dǎo)線。工程控制網(wǎng)的布設(shè)，一般應(yīng)遵循從整體到局部、分級布網(wǎng)、逐級控制的原則。亦可根據(jù)工程需要與現(xiàn)場條件布設(shè)全面網(wǎng)或越級布網(wǎng)。它們可以采用三角測量網(wǎng)，三邊測量網(wǎng)或?qū)Ь�網(wǎng)的形式來布設(shè)，亦可布設(shè)為邊角網(wǎng)。
高程控制測量的目的是精確測定控制點(diǎn)高程。根據(jù)需要在測區(qū)內(nèi)每隔一定距離設(shè)高程控制點(diǎn)(稱為水準(zhǔn)點(diǎn))，兩相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)間組成水準(zhǔn)路線，由各水準(zhǔn)路線構(gòu)成的控制全測區(qū)的網(wǎng)形稱為高程控制網(wǎng)。用水準(zhǔn)儀觀測各水準(zhǔn)點(diǎn)間高差的稱為水準(zhǔn)網(wǎng)；用電磁波測距儀測邊和經(jīng)緯儀測垂直角的稱為電磁波測距三角高程控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)的首級網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)線，加密網(wǎng)可布設(shè)成附合路線、結(jié)點(diǎn)網(wǎng)或閉合環(huán)。
地形測圖控制測量 為測繪地形圖而建立平面和高程控制網(wǎng)的測量工作，內(nèi)容分為基本控制（又稱等級控制）和圖根控制�；究刂剖钦麄�測區(qū)控制測量的基礎(chǔ)。圖根控制是直接為地形測圖服務(wù)的控制網(wǎng)�；究刂凭W(wǎng)的建立要根據(jù)測區(qū)面積的大小,以滿足當(dāng)前需要為主,兼顧遠(yuǎn)景發(fā)展。一般先建立控制全局的首級網(wǎng)，然后再根據(jù)需要加密，也可一次建立足夠密度的全面網(wǎng)。平面控制網(wǎng)可采用測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)，建成區(qū)多采用導(dǎo)線網(wǎng)。在已建有國家或當(dāng)?shù)仄矫婵刂凭W(wǎng)點(diǎn)的測區(qū)內(nèi)進(jìn)行測量時，應(yīng)與之進(jìn)行聯(lián)結(jié)。當(dāng)已建網(wǎng)精度能滿足需要時，直接利用加密或進(jìn)行必要改算后加密；當(dāng)精度不能滿足需要時，可選用一點(diǎn)的坐標(biāo)及一條邊的方位角作為起算數(shù)據(jù)建立獨(dú)立網(wǎng)。同樣要在整個測區(qū)內(nèi)建立高程控制網(wǎng)，應(yīng)用水準(zhǔn)測量方法施測并與附近國家或當(dāng)?shù)厮疁?zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，以取得統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。
工程施工控制測量 為工程的定線放樣而建立各種控制網(wǎng)的測量工作。為便于對主體工程的控制和施工放樣，施工平面控制網(wǎng)多以主體建筑物的主軸線為依據(jù)擴(kuò)展網(wǎng)形。如橋梁施工控制網(wǎng)是以橋中線為準(zhǔn)，向兩側(cè)布設(shè)對稱網(wǎng)形；而建筑工程施工控制網(wǎng)則多是布設(shè)成為與主要建筑物相互平行的方格網(wǎng)。在點(diǎn)位布設(shè)方面、重要建筑物的主軸線上，如大壩的兩端和隧道的出入口處均應(yīng)布有控制點(diǎn)。在精度方面，應(yīng)能保證各種工程放樣的不同要求。施測方法視工程的性質(zhì)而定，對于建筑方格網(wǎng)而言，是先根據(jù)測圖控制網(wǎng)點(diǎn),放樣出它的主軸線,然后從主軸線初步放樣出全網(wǎng)的各點(diǎn)，再精密測出各點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，然后以各點(diǎn)的設(shè)計坐標(biāo)為準(zhǔn)進(jìn)行點(diǎn)位改正并埋設(shè)牢固的點(diǎn)位標(biāo)志。施工控制網(wǎng)多用假定的施工坐標(biāo)系統(tǒng)。它是整個施工期間定線放樣，竣工驗(yàn)收的依據(jù)。
變形觀測控制測量 在工程經(jīng)營管理階段，為了精確測定建筑物的變形建立控制網(wǎng)的測量工作，其精度取決于變形量的大小和觀測目的。
控制網(wǎng)的精度估算和最優(yōu)化設(shè)計 由于各種控制網(wǎng)的布網(wǎng)條件和精度要求不同，因此在它們的技術(shù)設(shè)計階段，應(yīng)對預(yù)期所能達(dá)到的精度進(jìn)行估算，以便對設(shè)計方案是否合理進(jìn)行評價。估算元素（點(diǎn)位中誤差、邊長或方位角的中誤差、高程中誤差）是觀測元素平差值的函數(shù)，因而可用最小二乘法中求平差值函數(shù)中誤差的方法進(jìn)行精度估算。但技術(shù)設(shè)計階段，觀測尚未進(jìn)行，精度估算所需觀測元素的近似值可以在控制網(wǎng)的設(shè)計圖上量取。隨著測量成果數(shù)學(xué)處理理論的發(fā)展，以及電算技術(shù)的應(yīng)用,控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計已發(fā)展到一個嶄新的高度,即將最優(yōu)化的理論與方法應(yīng)用于控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計�？刂凭W(wǎng)優(yōu)化設(shè)計時，首先建立一個能體現(xiàn)所考慮的決策問題的數(shù)學(xué)模型，即具有確定變量的、有待于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，以及附加的一個或幾個約束條件，其次對這個數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，選擇一個適當(dāng)?shù)那笞顑?yōu)解的計算方法，以求得最優(yōu)的布網(wǎng)方案。
控制網(wǎng)的平差計算 控制網(wǎng)中的觀測數(shù)據(jù)，一般應(yīng)有多余觀測，如在一個三角形中觀測了三個角度。觀測數(shù)據(jù)不可避免的存在誤差，使得由多余觀測而形成的約束條件得不到滿足，如三角形中三個角度觀測值之和不等于180°。當(dāng)起算數(shù)據(jù)多于必要的個數(shù)時，也產(chǎn)生矛盾，如三角形中有兩條起算邊時，應(yīng)用水平角觀測值由其中的一條邊推算到另一條邊其值不符。對于這些問題應(yīng)采用最小二乘法原理進(jìn)行測量平差。平差的目的在于消除各觀測值間的矛盾，求得最佳的結(jié)果和評定測量的精度。
嚴(yán)密平差可分為條件平差和間接平差兩大類。在間接平差中，某些未知量之間可能存有條件，將這種條件方程式連同誤差方程式一起按最小二乘法求解，這種平差方法稱為“附有條件間接平差”。當(dāng)控制網(wǎng)按坐標(biāo)平差時，對基線和方位角條件的處理，就采用這種平差方法。近年來，數(shù)理統(tǒng)計、矩陣代數(shù)和可編程序袖珍計算機(jī)以及微型計算機(jī)的迅速發(fā)展，豐富了最小二乘法的理論，加速了微機(jī)在工程控制測量平差計算中的應(yīng)用。例如，可以對平面控制網(wǎng)計算和繪畫出每個控制點(diǎn)的點(diǎn)位誤差橢圓與任意兩個控制點(diǎn)間的相對誤差橢圓，較為全面、精確的提供計算和分析，又可以進(jìn)行三維控制網(wǎng)的平差計算，一次得出控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程成果。
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