1、工程控制网专题讲解工程控制网专题讲解一、概述一、概述二、控制网的二、控制网的技术设计技术设计三、施工组织三、施工组织与工作流程与工作流程四、复测与实四、复测与实施施五、数据处理五、数据处理与精度分析与精度分析六、质量检查六、质量检查与成果提交与成果提交七、结论与建七、结论与建议议八、附件及其八、附件及其它它目目 录录1、工程项目内容 介绍工程项目所在地，项目规模，主要工程结构特点，当地的交通、人文、气候变化，并配置项目位置图。2、工作内容，（个平面点、高程点）介绍平面点准确数量，点位情况，保护状态，丢失、破坏点被埋情况（补埋位置、工艺标准，）（国家点、框架点、基础平面控制网点、线路平面控制网点
2、）高程点数量、状态、深埋水准点。一、概述一、概述2.12.1、技术依据（技术规范、测区坐标与高程系统、已有资料）、技术依据（技术规范、测区坐标与高程系统、已有资料）二、控制网的技术设计二、控制网的技术设计二、控制网的技术设计二、控制网的技术设计2.22.2、技术依据（已有资料、技术规范、测区坐标与高程系统）、技术依据（已有资料、技术规范、测区坐标与高程系统）这一点是首要任务，因为测区不一样，坐标系不一样，参考椭球也不相同，有的地区是地心坐标系，有的地区是参心坐标系，1954北京坐标系、为参心坐标系坐标原点在前苏联的普尔科沃，1980西安坐标系，坐标原点在西安，WGS-84坐标系，CGCS200
3、0坐标系为地心坐标系，包括大气和海洋的整个地球质量的中心，CGCS2000国家大地坐标系于2008年7月1日启用。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.3 2.3 复测原则与总体思路复测原则与总体思路 控制网复测应在原网的基础上进行，宜保持网形不变。复测的精度等级及基本精度指标应与原网相同，复测所采用的仪器标称精度、观测方法、数据处理方法等技术要求宜与原测保持一致。原控制网的坐标系统和高程系统不得更动，控制网的起算应与原网一致。当原网的起算点发生明显位移时，可改用其它稳定可靠的控制点起算，但必须保持位置基准、方向基准、尺度基准和高程基准不变。复测完成后，应进行严密平差，并对施工控制点进行
4、稳定性分析和成果精度评定。经复测后的控制网，应根据施工进度和控制点稳定性等情况合理采用复测成果，并提出控制点保护、加固及监测措施。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.4.1某大坝施工边角控制网2.42.4控制网的各种网形控制网的各种网形2.4.22.4.2虎门大桥 测边网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.4.3 2.4.3 导线网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.4.4隧道洞内导线网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.4.4隧道洞内导线网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2
5、.4.4隧道洞内导线网2.4.5GPS控制网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计某大桥GPS控制网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.4.5GPS控制网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.4.5GPS控制网二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.5工程测量水平控制网布设原则和布设方案2.5.1工程测量水平控制网的特点1）长度变形的要求 根据成图或工程要求确定变形要求。如城市测量规范 要求2.5cm/km；2）根据变形要求选择合适的区域坐标系 投影面高程、中央子午线经度；3）分级布网p 首级网的测设以往用常规技术只能采用独立网,现在己有可能将多个国家三维控制点作为己知点；
6、p 加密网采用附合网，附合在首级网上。起算数据精度较高时，采用附合网有利。起算数据精度较低时，采用独立网有利，否则会扭曲变形。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计4）传统网将边长、方向和方位角等观测值先投影到某一高程面上，再投影到高斯平面上并按其上的起始数据进行平差计算。GPS基线向量不一定投影到高斯平面上进行平差。5）工程控制网对相对点位误差 有特定要求。如桥梁，大坝须限制轴线的纵向位差，而地铁、隧道须保证轴线的横向位差。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.5工程测量水平控制网布设原则和布设方案2.5.1工程测量水平控制网的特点2.5.2工程控制网的分类1）测图控制网特点：精度低
7、，精度要求均匀2）施工控制网特点：精度高，精度具有方向性，网形强度高。3）变形观测专用控制网特点：精度最高，强调点位稳定，系统误差不敏感，网形强度低。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.5工程测量水平控制网布设原则和布设方案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2.5工程控制网的布设原则二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.5.3工程测量水平控制网布设2.6工程控制网的布设方案2.6.1三角网的布设方案l 工程控制网在高斯平面上。l 大型三角网已完全被GPS所代替。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.6.2导线网的布设方案电磁波测距导
8、线的主要技术要求 二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.6.3 GPS网的布设方案GPS网的主要技术要求 等级平均距离（km）a(mm)b(110-6)最弱边相对中误差二等91021/120000三等51051/80000四等210101/45000一级110101/20000二级115201/10000注：当边长小于200m时，边长中误差小于20mm。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）当前主要采用GPS网结合电磁波测距导线网的布设方案。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计
9、2.6.4专用控制网的布设特点 1)专用控制网是为工程建筑物的施工放样或变形观测等专门用途而建立的。2)专用控制网的用途非常明确，建网时应根据特定的要求进行控制网的技术设计。例如:桥梁三角网：桥梁三角网：对桥轴线方向的精度要求应高于其他方向的精度，以利于提高桥墩放样的精度；隧道三角网隧道三角网：对垂直于直线隧道轴线方向的横向精度的要求高于其他方向的精度，以利于提高隧道贯通的精度.二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.7控制网优化的概念及任务控制网优化，一般要体现控制网的下列质量标准:(1)满足控制网的必要精度标准;(2)满足控制网有多的多余观测，以控制观测值中粗差影响的可靠性标准;(3)
10、满足控制网有充分控制观测值中系统误差影响的可测定性标准;(4)变形监测网应满足监测出微小位移的灵敏度标准;(5)造标及观测等应满足一定的费用标准。总之，工程控制网优化设计的作用,是使所求解的控制网的图形和观测纲要在精度、可靠性、可测定性、灵敏度及费用等方面最优。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.8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：控制网的精度主要分为总体精度、点位精度和相对点位精度、未知数函数的精度、主分量和准则矩阵5类。可靠性准则：控制网的可靠性是指发现或探测观测值粗差的能力（内部可靠性）和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力（外部可靠性）。一般情
11、况下，观测值的多余观测分量大于0.30.5表明网的内部可靠性较好。灵敏度准则 费用准则二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计提出设计任务；制定设计方案；进行方案评价；进行方案优化。网的优化设计是一个迭代求解过程,它包括以下内容：二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.9控制网优化的四个阶段根据作业过程施工控制网的优化设计分四个阶段：.零类设计(基准设计)：在控制网的图形和观测值的先验精度已定的情况下，选择合适的参考基准(起始数据)使网的精度最高。.一类设计(网形设计)：在控制网成果要求精度和观测手段可能达到的精度已定的情况下，选择最佳的点位布设和最合理的观测值数量。二二、控制网的技术设计
12、、控制网的技术设计.二类设计(权设计)：在控制网的网形和控制网成果要求精度已定的情况下，设计各观测值的精度(权)，使观测工作量最佳分配。.三类设计(改进设计、加密设计)：是对现有网或现有设计进行改进，通过增删部分观测值、改变部分观测值的精度(权)，以及增删和移动部分点位来改善控制网成果精度。优化方法：解析法、模拟法。二二、控制网的技术设计、控制网的技术设计2.9控制网优化的四个阶段三、施工组织与工艺流程三、施工组织与工艺流程3.1 3.1 资源配置资源配置三、施工组织与工艺流程三、施工组织与工艺流程3.2 3.2 复测工作流程图复测工作流程图四、复测与实施四、复测与实施4.1 4.1 复测前的
13、准备工作复测前的准备工作（1）、观测前应依据相邻点之间均有观测量的原则编制详细的观测量计划表，并按表调度作业。（2）、外业观测前，对基座的水准器及光学对点器进行检校，并且在作业过程中要经党检查，确保其状态正常。（3）观测过程中执行以下技术标准四、复测与实施四、复测与实施4.1 4.1 观观测过程中执行以下技术标准测过程中执行以下技术标准CPICPICPICPICPICPICPICPI图 1 GPS测量网形示意图（2）平面控制网复测分两个等级：CPI网按二等GPS网精度施测；CPII网按三等GPS网精度施测；高程网按二等水准测量网施测。（3）CPI网采用GPS同步静态观测模式，具体观测采用大地四
14、边形同步图形扩展方式进行布网，相邻同步环之间由2个公共测站相连（如图1所示），每个同步环由4个测站组成，同步观测时段数为2个时段，每时段观测时间均大于100分钟，有效时段均大于90分钟，满足设计要求。四、复测与实施四、复测与实施4.1 4.1 观观测过程中注意事项测过程中注意事项天线安置均严格对中、整平，对中误差不大于1mm，并正确量取至厂商指定的天线参考点高度。天线高在每个时段的测前（开机之前）和测后（关机之后）各量取一次，两次量取天线高均在相同的位置。天线高从天线的三个不同方向（间隔120）量取，或用接收机天线专用量高器量取。每次在三个方向上量取的天线高相差不大于2mm，否则重新对中、整平
15、。任一方向上在观测前、后两次量取的天线高误差也不大于2mm，否则认为在观测过程中天线发生变动，该时段的观测作废。每个时段观测结束后，重新安置仪器，将基座转动120或者升降三脚架，然后重新对中、整平，进行下一时段的观测.观测期间，测量员始终守护着仪器，防止了观测数据受到人为因素的影响。观测结束后，测量员都能够认真检查各规定作业项目是否符合要求，记录资料完整无缺，并将点位恢复原状后才迁站。接收机在观测过程中，10m范围内禁止在接收机旁使用对讲机、手机等通讯工具以避免干扰GPS接收机接收卫星信号。4.1 4.1 观观测过程中注意事项测过程中注意事项四、复测与实施四、复测与实施五、数据处理及精度分析五
16、、数据处理及精度分析5.15.1、应满足的技术指标应满足的技术指标表5.1GPS测量控制网的主要技术指标五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.15.1、应满足的技术指标应满足的技术指标GPS 测量数据处理一般利用数据后处理软件，按照观测数据预处理、平差计算和转换的过程完成。数据预处理工作包括统一数据文件格式，观测数据平滑、滤波，卫星轨道标准化，探测周跳、修复载波相位观测值，对观测值进行各项必要的改正。平差计算工作包括基线向量解算，无约束平差，坐标系统转换或与地面网联合平差等。五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.25.2、基线解算方法基线解算方法五、数据处理及精度分析五、数
17、据处理及精度分析5.25.2、基线解算方法基线解算方法NoImageNoImageNoImage基线解算使用商用软件Trimble Business Center或LGO，HGO按静态相对定位模式进行，采用广播星历，多基线向量的双差固定解求解模式。利用观测值残差的均方差（RMS）统计结果，对所有观测值残差绝对值大于3倍的RMS的观测值进行数据屏蔽，不让其参与平差。同一时段观测值的数据剔除率小于10%。五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.35.3、转换标准格式转换标准格式五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.4 5.4 数据导入数据导入五、数据处理及精度分析五、数据处理及精
18、度分析5.45.4、数据导入数据导入五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.55.5、时段编辑时段编辑五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.65.6、残差查看残差查看合格合格五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.75.7、残差查看删除或禁用不合格的卫星信残差查看删除或禁用不合格的卫星信号号五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.7 5.7 残差查看再次基线处理残差查看再次基线处理五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.8 5.8、基线数据文件导出、基线数据文件导出五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.95.9基基线线数数据据文文件件五、数据
19、处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.105.10、COSAGPS COSAGPS软件的应用与网平差新建工软件的应用与网平差新建工程程五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.10 COSAGPS5.10 COSAGPS工程设置工程设置五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.115.11、COSAGPS COSAGPS输入三维、二维已知坐标输入三维、二维已知坐标五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.125.12、COSAGPS COSAGPS导入基线向量数据、形成独立基线文件导入基线向量数据、形成独立基线文件 由n台GPS接收机同步观测一个时段，可以得到n(n+1)/
20、2条基线向量，其中只有n-1条基线向量是独立的。在构网平差时，应选取独立基线向量作为观测值，如何自动选取独立基线向量构成最佳网形是目前存在的一个难题。5.135.13、COSAGPS COSAGPS三维向量网异步环环闭合差三维向量网异步环环闭合差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.135.13、COSAGPS COSAGPS三维向量异步环闭合差三维向量异步环闭合差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.135.13、COSAGPS COSAGPS三维向量异步环闭合差三维向量异步环闭合差5.135.13、COSAGPS COSAGP
21、S三维向量异步环闭合差三维向量异步环闭合差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析nWWWWZYXS332225.135.13、COSAGPS COSAGPS三维向量网异步环闭合差三维向量网异步环闭合差三维基线向量网残差满足规范要求，内部可靠性合格、较好，但PPm较大,超限，需二次处理。五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.135.13、COSAGPS COSAGPS三维向量网异步环闭合差三维向量网异步环闭合差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.145.14、COSAGPS COSAGPS重复基线差重复基线差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.155.15
22、、COSAGPS COSAGPS异步环闭合差异步环闭合差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.165.16、COSAGPS COSAGPS三维约束平差三维约束平差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.175.17、COSAGPS COSAGPS二维联合平差二维联合平差1、起算起算点的稳定性检验点的稳定性检验选择在测区两端的DQ17、CPI042作为二维约束点，首先对其稳定性进行检验。约束点稳定性及相对精度分析在空间上进行对比分析，以二等复测网经三维无约束平差计算所得空间直角坐标作为复测的坐标成果，将其与原测单位所提供的三维空间直角
23、坐标成果进行对比，计算其相邻点间的边长相对中误差，具体的计算公式如下：五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.175.17、COSAGPS COSAGPS二维联合平差二维联合平差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.175.17、COSAGPS COSAGPS二维联合平差二维联合平差全网最弱点全网最弱边五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.175.17、COSAGPS COSAGPS二维联合平差二维联合平差五、数据处理及精度分析五、数据处理及精度分析5.185.18、COSAGPS COSAGPS复测成果复测成果六、质量检查与成果提交六、质量检查与成果提交6.16.
24、1、坐标较差比较、坐标较差比较六、质量检查与成果提交六、质量检查与成果提交6.26.2、坐标差之较差比较、坐标差之较差比较六、质量检查与成果提交六、质量检查与成果提交6.36.3、二次复核与最终成果确、二次复核与最终成果确一、如果均合格，就可以写总结报告，如果个别点超限，需如下处理1、首先检查测量过程中数据质量。2、二次外业复核，将二次补测文件替换同名文件，再重新建立文件再次计算，两个文件成果比较，并与原成果比较，如果两次复测成果很接近，但与原设计成果相差较多，需申请更新原成果，如果第二次复测成果与上次测量果较差较大，但与设计成果接近，又满足规范要求，这时说明上次复测过程中出了状况，需按本次复测成果编写技术总结，原则是在没有充足的法理依据的情况下，尽量不要否定原设计成果。七、复测结论及建议七、复测结论及建议 结论中主要体现基线方位角中误差、最弱边相对中误差、坐标较差、坐标差之较差、等主要技术指标的数值是否满足规范要求，复测成果是否可靠、原点是否稳定。建议主要是写出控制点的保护、监测、使用注意事项、及不同投影带、不同投影面坐标参数不同及转换等注意事项。八八、附件及其它、附件及其它(1)技术设计书，技术总结；(2)观测记录及数据；(3)概算或数据预处理资料，平差计算资料；(4)控制网展点图、成果表、点之记；(5)仪器检定和检校资料；(6)检查报告，验收报告。
