精密工程测量控制网布设原则及设计的思考
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地形测量中的控制网设计原则和要求在地形测量中,控制网的设计起着至关重要的作用。
控制网是测量过程中的基础,它的设计决定了测量结果的准确性和可靠性。
本文将探讨地形测量中控制网的设计原则和要求,并讨论其在测量工作中的应用。
1. 控制网的设计原则在地形测量中,控制网的设计应遵循以下原则:1.1 规模适当原则控制网的规模应适合于测量目的和测区的大小。
规模过大会增加测量的难度和成本,规模过小则可能无法满足测量精度的要求。
因此,在设计控制网时,需要根据具体情况和测量要求确定合适的规模。
1.2 网络结构合理原则控制网的网络结构应合理布设,以保证测量结果的准确性。
合理的网络结构应考虑测量区域的地形特点和地貌变化,合理划分测区,确定控制点的位置和数量,以及合理设置各控制点之间的连接关系。
1.3 控制点布设的均匀性原则控制点的布设应尽量均匀,覆盖测区的各个地貌特征,以确保测量结果的全面性和代表性。
布设控制点时,应充分考虑地形起伏、沟槽分布、水体分布等因素,以便准确捕捉地形的变化。
1.4 控制点的选择原则控制点的选择应具备代表性和稳定性。
代表性是指控制点能够代表测区内的平均地形特征,稳定性是指控制点的位置和高程变化较小,不易受地质作用和人为因素的影响。
选择代表性和稳定性较好的控制点,可以提高测量结果的准确性和可靠性。
2. 控制网的设计要求除了设计原则,控制网的设计还需要满足以下要求:2.1 网格密度要求控制网的网格密度应根据测量要求和所选用的测量方法来确定。
为了获得较高的测量精度,密集的控制网通常能够提供更准确的测量结果。
然而,过高的网格密度也会增加测量的时间和成本,因此需要在测量目的和经济效益之间进行权衡。
2.2 互联设计要求控制网中各控制点之间应具有良好的连通性,以确保测量数据的传递和共享。
互联设计旨在实现各控制点之间的数据交流和相互校验,以提高测量结果的准确性。
2.3 异地观测要求在控制网的设计中,应充分考虑地区之间的地形差异和测量需求。
论GPS控制网的布设与优化摘要:文章通过分析gps网特点及优化设计原则,进一步提出了gps控制网的优化设计的措施。
关键词:gps 控制网;布设原则;优化设计近年来,gps技术被广泛应用到测量领域,是现代测绘工程建设项目中一项非常重要的技术进步。
与传统控制测量方法相比,gps 技术具有点位精度高、观测时间短、操作简便、可全球全天候作业等优点,但并不等于gps控制网就无需像传统控制测量方法那样进行控制网的优化设计。
gps网优化设计是实施gps测量的基础性工作,在网的精确性、可靠性和经济性等方面,寻求设计的最佳方案。
1 gps控制网的特点(1)网形与卫星空间分布的几何图形相关。
gps控制网的精度与网中的点所构成的几何图形没有关系,与观测权相关程度不大,与边和边所构成的角度无关,主要取决于网中个点发出基线的数目及基线的权阵。
(2)具有非层次结构性。
根据采用仪器类型和作业模式不同,得到不同精度的观测值,这与经典控制网的“逐级控制”、“分级施测”没有关系,gps网可用相同精度一次扩展达到所需的密度设计要求。
(3)没有误差积累且分布均匀。
误差积累是经典控制网存在特性之一,而gps网则没有误差的积累,而且误差分布比较均匀,各边的方位和边长的相对精度基本是相同的。
(4)简单易行的必要基准条件。
gps网的观测数据(基线向量)中包含了尺度和方位信息,理论上只需要一个已知点的坐标即可确定gps网的平移。
2 gps 控制网布设应坚持的原则2.1 效率优先原则在进行gps网的设计时,应采用效率指标来衡量设计方案的效率,以及在采用布网方案作业中所需要的时间、消耗等问题。
2.2 高精度性原则gps控制网的高精度性是工程测量的基石,也是其最明显的优势之一。
在布设时,要做到高精度性原则:先确定gps网的网形,再根据gps网的网形,得到gps网的设计矩阵b,从而得到gps网的协因数阵q=(btpb),由此做到gps 控制网的高精度性原则。
工程测量方案轴线控制网的布设原则及精度
工程测量方案中,轴线控制网的布设是为了确定工程项目的几何形状和位置,是工程测量的基础。
轴线控制网布设的原则及精度要求:
1. 布设原则:
a. 保证控制点的布设密度适当,以满足工程建设的需要,一般控制点应按照每公顷不少于4个的密度布设。
b. 控制网应覆盖整个工程范围,并与工程的重要控制点相连。
c. 控制点应避开障碍物,尽量选择稳定的地质条件和易于观测的地物。
d. 控制点应均匀分布在整个工程区域,避免出现密集或稀疏布设情况。
e. 应合理使用控制点,以减少测量工作量同时保证精度要求。
2. 精度要求:
a. 控制点的定位精度一般应在5mm以内。
b. 控制点的高程精度一般应在10mm以内。
c. 控制网内的相邻控制点之间的距离误差一般应控制在1:5000以内。
需要注意的是,以上精度要求仅为参考,具体要根据工程项目的实际情况和测量要求来确定。
在实际操作中,建议根据工程的复杂程度、影响范围等因素进行具体的布设计划,并严格遵守相关技术规范和标准。
控制网优化设计的若干探讨测量工作的优化问题研究始于1868 年德国,但在此后相当长的一段时间内,由于受到计算工具的限制等原因,这一问题没有得到进一步研究,直到20 世纪60 年代,随着最优化理论与方法的发展和子计算机的应用,测量控制网的优化设计问题,才得到国内外广大测绘工作者的关注。
近30年来,由于科学技术发展的需要,实践中许多最优化问题已无法用古典方法来解决,因此,许多新的最优化技术应运而生,为解决各种优化设计问题提供了有效的方法。
目前最优化设计己普遍应用于国民经济的各个领域,如生产管理、运输调度、服务系统、信息系统等等。
1控制网的布设原则(1)分级布网、逐级控制对于工程测量控制网,通常先布设精度要求最高的首级控制网,随后根据测图需要,测区面积的大小再加密若干级较低精度的控制网。
用于工程建筑物放样的专用控制网,往往分二级布设。
第一级作总体控制,第二级直接为建筑物放样而布设;用于变形观测或其它专门用途的控制网,通常无须分级。
(2)要有足够的精度以工程测量控制网为例,一般要求最低一级控制网(四等网)的点位中误差能满足大比例尺1:500的测图要求。
按图上0.lmm的绘制精度计算,这相当于地面上的点位精度为0.1×500=5(cm)。
对于国家控制网而言,尽管观测精度很高,但由于边长比工程测量控制网长得多,待定点与起始点相距较远,因而点位中误差远大于工程测量控制网。
(3)要有足够的密度不论是工程测量控制网或专用控制网,都要求在测区内有足够多的控制点。
如前所述,控制点的密度通常是用边长来表示的。
《城市测量规范》中对于城市三角网平均边长的规定列于表2.1中。
2布设方案现以《城市测量规范》为例,将其中三角网的主要技术要求列于表2-3,电磁波测距导线的主要技术要求列于表2-1。
从这些表中可以看出,工程测量三角网具有如下的特点:①各等级三角网平均边长较相应等级的国家网边长显著地缩短;②三角网的等级较多;③各等级控制网均可作为测区的首级控制。
精密工程测量控制网的建立方法摘要:随着工程测量技术的发展,测量精度越来越高,适应了精密工程测量的要求。
本文主要对精密工程测量中控制网的布设、实施控制测量以及数据处理的方法进行简单的分析,对高精度工程控制网的建立提供借鉴。
关键词:精密工程;gps、测量;控制网中图分类号:p228.4文献标识码: a 文章编号:随着科技的发展,工程结构的复杂化也对测量的精度有了更高的要求。
以土木工程来说,一般工程测量的精度要求达到厘米级即可,常规测量方法就能满足,而对于紧密工程测量来说,精度要求一般要达到毫米级,甚至毫米以下,如果采用常规测量方法的话,精度很难达到要求。
目前,精密工程测量的发展,促进了工程测量学科的发展。
本文主要对精密工程测量中控制网的建立方法进行简单的阐述。
1、布设控制网绝对测量精度达到毫米级的测量称之为精密工程测量,是在特殊条件下,利用先进的测量设备及技术方法进行的特殊工程测量。
精密工程控制网的主要作用是在工程实施的不同阶段为测量放样的点、线、面提供测量基准。
与国家常规工程测量及大地测量控制网相比,精密工程测量控制网有很大的不同:首先,在设计方面,必须优化设计先行网,受后期变形测量的需求,在进行控制网的设计时,通常要涉及到可靠性、灵敏度及精度等设计指标。
在设计时,尽可能进行多余观察,提高控制网的内部可靠性,有利于观测值方差估计及粗茶定位。
采用gps布网,要求对网要精心进行布置,对地面的观测条件要非常注意。
对于精密工程而言,一般采用gps网与边角网同时联合使用,而不是单纯的只采用gps网,需要注意的是gps网与地面网之间的精度匹配,这种控制网的布设在成本方面相对较大,需要在实际应用中进一步的进行检验。
对工程控制网的布设进行优化设计时,一般包含解析法与模拟法两种策略。
一般情况下网的可靠性、灵敏度、精度等指标作为解析法目标函数极大值与极小值的约束条件。
而模拟法主要根据地形图资料、设计资料等在图上进行选点布网,并对观测方案、观测值进行模拟,对网的可靠性、灵敏度及精度等质量指标进行计算。
建筑工程施工控制网的布设随着科技的不断发展和应用,建筑工程施工控制网已成为现代建筑工地不可或缺的一部分。
施工控制网的布设对于建筑项目的顺利进行起着至关重要的作用。
本文将探讨建筑工程施工控制网的布设及其影响。
一、施工控制网的定义和作用施工控制网是指为了保证建筑施工过程中精确测量和控制建筑结构的姿态和形状而布设的网络。
它通过在工地上建立具有一定精度的控制点,并通过设置的水平线和竖直线来引导施工者进行定位和测量。
施工控制网的布设在建筑结构的垂直和水平方向上提供了准确的定位和控制,从而确保了施工过程的顺利进行。
施工控制网的作用主要有以下几点:1. 提供定位和测量基准:施工控制网通过设置控制点和参考线,为建筑施工提供准确的定位和测量基准,确保建筑结构的准确度和稳定性。
2. 引导施工过程:施工控制网可以作为施工过程中的参考线和标志物,指导施工者进行施工,保持施工的准确性和一致性。
3. 控制施工误差:施工控制网的布设可以帮助施工者发现和纠正施工中的误差,防止错误的进一步扩散,并保证施工的质量和安全性。
二、施工控制网的布设原则施工控制网的布设应遵循以下原则:1. 准确性:施工控制网的布设必须准确无误,控制点的位置和高程应符合设计要求,并通过精密测量工具进行检验和验证。
2. 稳定性:施工控制网的布设要保证其稳定性和持久性,布设的控制点应该具有足够的抗变形和抗位移能力,以确保长期使用期间的准确性和可靠性。
3. 可见性:施工控制网的布设要考虑可见性,控制点和参考线应放置在能够被施工人员清晰看到的位置,以便于指导施工和测量。
测量控制方案一、控制网的布设⑴制网的布设原则和布设方案A平面控制网的布设,遵循下列原则:首级控制网的布设,因地适宜,且适当考虑发展,与国家坐标系统联测时,同时考虑联测方案。
首级控制网的等级,应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理确定。
B平面控制网的建立,可采用卫星定位测量、导线测量、三角形网测量等方法。
平面控制网精度等级的划分,卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级,导线及导线网依次为三、四等和一、二、三级,三角形网依次为二、三、四等和一、二级。
平面控制网的坐标系统,应在满足测区内投影长度变形不大于2.5cm/km的要求下,做下列选择:小测区或有特殊精度要求的控制网,可采用独立坐标系统在已有平面控制网的地区,可沿用原有的坐标系统C平控制网形式:根据桥梁跨越宽度、地形条件,可布设如下形式:选择控制点要求:尽可能使桥轴线作为三角网的一个边,提高桥轴线精度。
或将桥轴线的两个端点纳入网内,间接求算桥轴线长度。
交会角不致太大或太小(图形刚强),地质条件稳定,视野开阔, 便于交会墩位。
控制点要埋设标石,刻有“十”字的金属中心标志。
当兼作高程控制点使用时,中心顶部应为半球状。
控制网基线精度:高于桥轴线精度2~3倍根据已知条件以及经济因素,采用导线布置控制网,等级为四级。
精密导线的布置形状平面控制测量中精度导线的布置形状一般为:直伸形,曲折形, 闭合环形和主副导线环形等。
三角大地四边双大地四边三角⑵控制网布设应考虑的因素布设控制网时,可利用桥址地形图,拟定布网方案,并仔细研究桥梁设计图及施工组织设计图及施工组织计划的基础上,结合当地情况进行踏勘选点。
点位布设满足以下要求:①图形应简单②控制网的边长一般在0.5~1.5倍河宽的范围内变动。
③使桥轴线与控制网紧密联系。
④所有控制点不应位于淹没地区和土壤松软地区,尽量避开施工区、堆料区及受交通干扰区。
便于观测和保存二、现场测量控制现场放线时候要注意复测,放完线通过拉距离及换人测量等避免出错,而且还要通过下面所述的控制现场测量成果精度。
《控制测量》课程标准【课程名称】《控制测量》【适用专业】工程测量技术专业1.课程定位和设计思路1.1课程性质与作用课程性质:本课程是工程测量技术专业的一门专业课。
课程作用:本课程在工程测量专业目标培养中占有重要位置,通过该课程的学习,学生应掌握:水平控制网的布设;精密测角仪器的使用和水平角观测;精密水准仪的使用和二等水准测量;控制测量概算;地面观测元素归算至椭球面、椭球面元素归算至高斯平面的计算。
本课程与《地形测量》、《测量平差》课有密切的联系,应先修《地形测量》、《测量平差》。
在《地形测量》中介绍一般测量仪器的构造及使用,低等级的控制测量;在《测量平差》中讲述控制网的条件平差与间接平差。
本课程为工程测量、建筑物变形观测等专业课奠定基础。
1.2课程基本理念本课程以就业为导向,以职业能力培养为重点,以实现与岗位“零距离”对接为目标,以工学结合围途径,充分体现高职高专教育的职业性、实践性和开放性要求。
课程的目标是职业能力开发与培养,课程教学内容的取舍和内容排序遵循职业性原则。
紧紧盯住产业需求、牢牢贴近一线需要,专业融入产业、规划服从岗位、教学贴近生产。
实习、实训,在真实的工作环境下,有针对性的进行实习、实训,假题真做,有效提升学生职业素质。
1.3课程设计思路本课程是工程测量技术专业的一门专业课。
根据测量的原则“先控制、后碎部……”,无论是测绘工作,还是测设工作,都要先进行控制测量。
所以作为工程测量专业人员必须掌握控制测量的基本知识,能够进行控制网技术设计、控制网的选点与埋石、观测、计算等工作。
应具备熟练使用精密经纬仪和精密水准仪的能力、精密经纬仪和精密水准仪一般项目的检验的能力,本课程安排一定的时间,进行实际操作、练习。
课程内容确定紧紧结合专业人才培养方案确定的培养目标和规格,理论以必需够用为度,突出实践技能的培养,在具体的测绘技术上突出针对性、实用性和先进性。
2.课程目标通过本课程的学习,学生应了解工程控制网的布设原则、方案方法与要求。
测量控制方案一、控制网的布设⑴制网的布设原则和布设方案A平面控制网的布设,遵循下列原则:首级控制网的布设,因地适宜,且适当考虑发展,与国家坐标系统联测时,同时考虑联测方案。
首级控制网的等级,应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理确定。
B平面控制网的建立,可采用卫星定位测量、导线测量、三角形网测量等方法。
平面控制网精度等级的划分,卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级,导线及导线网依次为三、四等和一、二、三级,三角形网依次为二、三、四等和一、二级。
平面控制网的坐标系统,应在满足测区内投影长度变形不大于2.5cm/km的要求下,做下列选择:小测区或有特殊精度要求的控制网,可采用独立坐标系统在已有平面控制网的地区,可沿用原有的坐标系统C平控制网形式:根据桥梁跨越宽度、地形条件,可布设如下形式:选择控制点要求:尽可能使桥轴线作为三角网的一个边,提高桥轴线精度。
或将桥轴线的两个端点纳入网内,间接求算桥轴线长度。
交会角不致太大或太小(图形刚强),地质条件稳定,视野开阔, 便于交会墩位。
控制点要埋设标石,刻有“十”字的金属中心标志。
当兼作高程控制点使用时,中心顶部应为半球状。
控制网基线精度:高于桥轴线精度2~3倍根据已知条件以及经济因素,采用导线布置控制网,等级为四级。
精密导线的布置形状平面控制测量中精度导线的布置形状一般为:直伸形,曲折形, 闭合环形和主副导线环形等。
三角大地四边双大地四边三角⑵控制网布设应考虑的因素布设控制网时,可利用桥址地形图,拟定布网方案,并仔细研究桥梁设计图及施工组织设计图及施工组织计划的基础上,结合当地情况进行踏勘选点。
点位布设满足以下要求:①图形应简单②控制网的边长一般在0.5~1.5倍河宽的范围内变动。
③使桥轴线与控制网紧密联系。
④所有控制点不应位于淹没地区和土壤松软地区,尽量避开施工区、堆料区及受交通干扰区。
便于观测和保存二、现场测量控制现场放线时候要注意复测,放完线通过拉距离及换人测量等避免出错,而且还要通过下面所述的控制现场测量成果精度。
精密工程测量控制网布设原则及设计的思考作者:韩美美
来源:《科学与信息化》2018年第13期
摘要本文以精密工程测量控制网布设为研究视角,针对精密工程测量控制网布设原则及设计展开分析讨论,期待为进一步提高精密工程测量控制网布设水平贡献绵薄之力。
关键词精密工程;测量控制网;布设
前言
20世纪五十年代开始,测量学科得到进一步的发展,在测量学科中共一个非常重要的分支就是工程测量学,经过多年的发展,工程测量已经进入到精密工程测量的发展阶段,现阶段精密工程测量的发展非常的活跃,是测绘科学技术发展过程中集中关注的焦点。
1 布设应遵循的基本原则
第一,必须保证控制网的精度。
在实践中控制网的精度应该根据工程所提出来的实际要求确定。
例如,高能粒子环形加速器的精度就是由电池铁的位置来决定的,其理论依据是共振理论,为了使得粒子不会在磁场内的真空壁上出现碰撞从而产生共振,我们要求总误差对于粒子运行轨道的影响要不高于0.025mm。
为了全面达到这一要求,应该保证粒子运行的轨道始终是一条平滑的曲线,应该采取行之有效的措施使得两个相邻的磁铁径向位置的误差不能高于0.1-0.2mm。
而对于直线加速器来讲也是非常关键的,我们也应该对它的横向误差进行精准的控制,要求误差不能高于0.05-0.3mm[1]。
总而言之,在精度控制的过程中,允许一定的误差存在,而这些误差主要是由于测量、构建制造、基础变形所导致的,所以对于误差的控制一定要细之又细、精之又精。
第二,控制网的形状一定是基于精密工程建筑的形状、规模、安装测量的方式决定出来的。
在实践中,控制网一般都是不会受到施工环境以及图形强度等因素影响的一个理论化的网络,也就是说控制网主要由规则的三角形或者四边形组成,同时也要求控制网的图形是统一的、密度上是均匀的、安装过程是方便与快捷的。
第三,对于控制点的密度要进行严格的控制,应该全面满足安装技术以及构件基本性能的要求,应该实现对于控制网的一次性布网以及统一化平差,从而减少工作中相关误差的积累。
对于那些规模比较大的工程来讲如果需要分阶段的安装控制网,在安装过程中应该进行分段式的平差活动,在平差的过程中一定要采取相关措施确保分断布网过程中的精度不受到损失,控制点的点位选择也是非常重要的,应该与安装设备构件呈现对称分布的态势,同时应该与设备构件靠近,从而使得测量工作可以有效划分为相同的工序,并可以采用统一化的测量仪器进行测量,这样就可以有效减少测量工作中存在的误差。
第四,在布设控制网的时候一定要保证控制点在高度上的稳定性与可靠性,对于那些标志性的结构,他在实践中需要埋设的深度以及需要的相关保护装置都应该进行有效的思考。
控制点是测量、设备稳定运行的基础所在,在工程施工的过程中相关设备的检查、校对都不应该影响设备的运行。
在进行工程项目整体设计的过程中,应该集中考虑测量工作的专用通道,从而使得测量工作的开展更加的方便。
第五,不仅要保证测量的效率以及测量的精准程度,同时还要实现测量的自动化,也就是说可以将测量过程中所获得的数据进行自动化的记录与传输、储存与整理。
在实践中测量安装以及变形观测的工作量普遍比较大,在很多时候会出现重复测量的情况,在一些工程项目中往往会包含对人体具有伤害的成分,如核电站中粒子加速器等,这就需要在这些工程中有效组建一个自动化的检测系统,这样就可以在不停止全部设备运行的情况下,时效性的获得工程在时间与空间上的运行状态,从而提高控制的精度[2]。
第六,在布设控制网的过程中应该对影响测量精度的外部环境进行综合性的考虑。
温度梯度对于测角会产生影响,大气条件的变化会对光电测距产生影响,大气湍流会对基准线的测量产生影响。
所以在那些大规模的精密工程中,计算设备的理论坐标的过程中应该充分考虑地球的形状、地形的荷载、地壳的构造等因素,从而确保测量中所获得的数据不会存在过大的偏差。
2 控制网设计的方法
在精密工程测量控制网布设过程中相关的计算方法有很多,其中数学扭曲法是非常常见的与常用的计算方法。
数学扭曲法主要是计算数学中存在的蒙特卡洛方法在测量学科中的一种实践应用。
其在本质上属于随机模拟方法中的一种。
蒙特卡洛法在实践中的应用不仅可以实现对确定性数学问题的有效解决,同时也可以实现对随机性问题的有效解决。
但是涉及建立概率模型或者随机模型的时候,对于模型或者过程进行抽样调查与实验、参数求解等问题不够准确。
控制网的测量在本质上属于随机过程,在测量过程中存在的偶然性误差基本上都与正态分布相吻合,所以我们可以利用蒙特卡洛法实现对控制网的模拟计算,对网点坐标参数进行求解,其主要步骤如下:第一,根据之前所设计出来的控制网的图形以及实践中用于观测的整体方案,可以得出网点坐标的理论值,也就是通常所说的设计值,以这些设计值作为基础通过反算的方式可以计算出边长以及方向上的真实值。
第二,根据之前所设计出来的观察精度要求,利用生成随机数的方法可以产生于正态分布相服从的观察误差,也就是通常所讲的扭曲值,将扭曲值与边长和方向的真实值相加就可以得到伪观测值。
第三,通过对模拟值的平差计算以及详细的数据分析可以获得坐标参数的估算值,同时也可以获得真位移值,这一数值是由测量中的误差所导致的。
第四,对同一网络体系中的内容进行多次的模拟计算,最终就可以发现测量误差对于系统运行所产生的影响。
参考文献
[1] 刘廷明.精密工程测量控制网的建立方法——上海光源工程首级控制网的建立[J].江西测绘,2007,(S1):15-18.
[2] 刘廷明.精密工程测量控制网的建立方法——上海光源工程首级控制网的建立[J].江西测绘,2007,5(s1):106-109.。