水平控制网的技术设计(I)

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1、第二章水平控制网的技术设计§2－1建立国家水平控制网的基本原理§2－2建立工程水平控制网的基本原理§2－5工程水平控制网技术设计§2－6选点、建标和埋石根据类型的不同，水平控制网分为国家水平控制网和工程水平控制网。国家水平控制网是在全国范围内布设建立的控制网，由国家测绘局统一组织布建，等级分为一、二、三、四等。国家一、二等控制网合称为天文大地网。国家控制网的建立属于大地测量学的范畴。国家控制网的密度较稀，难以满足各城市或厂矿建设的需要。另一方面，在建立国家控制网时，投影面的选择也不可能兼顾全国各地的具体地理条件。所以，在地级以上的城市和大、中型厂矿，一般需建立自

2、己的平面控制网，即城市控制网或（厂）矿区控制网。此外，还有直接为某项建设工程（如水电站、公路、铁路、新建城镇以及较大规模的开发区等）专门布设的控制网。此类控制网统称为工程控制网。工程水平控制网通常须与国家控制网联结（或相联系），即以两个或两个以上的国家控制点作为起算点。工程水平控制网的最高等级为二等。工程水平控制网根据用途不同又可分为测图控制网和专用（施工、监测）控制网。工程水平控制网的建立属于控制测量学的范畴。本章先介绍国家水平控制网和工程水平控制网的布设方案和原则，然后介绍工程水平控制网技术设计书的编制以及选点、埋石方法。教材第三、四节的内容将在课程设计中介

3、绍。§2－1建立国家水平控制网的基本原理一、建立国家水平大地控制网的方法（一）、水平（平面）控制网的布设形式1.三角网与三角测量所有的控制点构成彼此相连的三角形网状，如下图。AB用经纬仪测量出网中所有三角形的内角。当已知两个点的坐标，或已知一个点的坐标和一条边的长度（用测距仪或钢尺测距）与方位角（推算得到或用陀螺经纬仪测定），便可求算网中所有控制点的平面坐标（由正弦定理传递边长）。坐标计算：构建、测定三角网点的工作叫三角测量。只有一套起算数据（两点，或一点加一边）的三角网叫独立网；多于一套起算数据的叫非独立网，又称附合网。AB三角测量在过去（20世纪80年代以前

4、）是平面控制测量的主要方法。过去已经建成、目前仍在使用的国家一、二、三、四等平面控制点基本上都是采用三角测量方法获得的。当时，高精度测边很难实现。三角测量的观测量主要是水平角，边长观测很少，距离传递误差较大。此外，三角网对相邻控制点之间的通视条件要求很高（多边形的中点须与多点通视），实地选点难度较大，一般只能位于高处（如山头或房顶），使用也不方便。因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量和工程控制测量基本上不采用三角网。2.导线网与导线测量导线：由若干条直线连成的折线。布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边长和角度之后便可逐点

5、传递平面坐标。导线中的每一条直线叫导线边，相邻两直线之间的水平角叫做转折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。选择、测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可推算各边的坐标方位角，最后求出所有导线点的平面坐标。βD导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。导线网是由若干条附合导线和闭合导线构成的网状图形。导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个以上闭合环所组成的导线网等，如下图所示。跟三角网比较，导线网的主要优点是点间通视条件容易满足，布设灵活、方便。在林区和城市建成区，导线的优势尤为明

6、显。导线测量是现代控制测量的主要形式。运用导线测量形式的前提条件是必须有光电测距仪或全站仪。3、边角网和三边网形状与测角三角网相类似，也是由若干三角形连接而成。既测角又测边时叫边角网，只测边不测角时叫三边网或测边三角网。与测角三角网一样，测边网和边角网目前也很少采用。三角网、边角网和三边网统称为“三角形网”。4.GPS控制网利用GPS定位技术建立的测量控制网。GPS是通过接收和解译人造卫星所发射的电波信号来确定测站点位置的测量定位系统，它是英文“GlobalPositioningSystem”(全球定位系统）的缩写。GPS卫星20200公里高度6个轨道24--2

7、7颗卫星根据不同的用途，GPS网的基本形式有点连式、边连式、网连式和边点混合连接四种。图2－4所示的是前两种形式。图中（a）、（b）为点连式，在两个基本图形（大地四边形或三角形）之间有一个重复观测的公共点相连；（c）、（d）为边连式，在两个基本图形之间有一条重复观测的公共边相连。显然，边连式的精度优于点连式，但速度稍慢。布设GPS网时，应尽量与原有地面控制网相重合，重合点一般不少于3个，且分布均匀。同时应考虑与水准点相重合，或在网中布设一定密度的水准联测点。GPS测量的特点是速度快、精度高、全天候，无需考虑点与点之间的通视情况。但是，在建筑物内、地下、树下及狭窄

8、的城区街道内不能使用。“