水平控制网的布设80页PPT

分级布网，逐级控制 应有足够的精度
建立国家控制网任务重、时间
跨度大，为避免重复和浪费，
必须有统一的布设方案和作业 规范，以使各测绘部门所测成
应有必要的密度
应有统一的规格
果的精度、布设规格合乎要求，
便于构成统一的国家大地控制 网整体。
控制测量 二
平面控制网的布设
2.国家平面大地控制网的布设方案 一等三角锁系
平面控制网的布设
5.工程平面控制网布设方案
(3)GPS网的布设方案
GPS网的主要技术要求
等级 二等 三等 四等
平均距离 （km） 9 5 2
a (mm) ≤10 ≤10 ≤10
b (1×10-6) ≤2 ≤5 ≤10
最弱边相对中误 差 1/120000 1/80000 1/45000
一级
二级
1
＜1
≤10
平面控制网的布设
5.工程平面控制网布设方案
（2)导线网的布设方案
电磁波测距导线的主要技术要求 等级 三等 四等 一级 二级 三级
附合导线长 度 （km）
15 10 3.6 2.4 1.5
平均边长 （m） 3 000 1 600 300 200 120
每边测距中误 差 （mm）
±18 ±18 ±15 ±15 ±15
于其他方向的精度，以利于精确安装位于环形轨道上的磁
块。
控制测量 二
平面控制网的布设
控制测量 二
平面控制网的布设
二等三角网
二等三角网布设在一等锁环所围成的范围内，它是加
密三、四等网的全面基础。二等网平均边长为13km，
就其密度而言，基本上满足1:5万比例尺测图要求。 它与一等锁同属国家高级水平控制网，所以，主要应 考虑精度问题，而密度只作适当照顾。

昆明冶金高等专科学校测绘学院
2.1.2 国家平面控制网布设方案
3．三、四等三角网布设方案
(a)
(b)
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2.1.2 国家平面控制网布设方案
3．三、四等三角网布设方案
三、四等三角点也可采用插点的形式加密。
9
(a)
(b)
昆明冶金高等专科学校测绘学院
2.1.2 国家平面控制网布设方案
昆明冶金高等专科学校测绘学院
2.1.2 国家平面控制网布设方案
3．三、四等三角网布设方案 三、四等三角网是在一、二等网控制下布设的，是 为了加密控制点，以满足测图和工程建设的需要。三、 四等点以高等级三角点为基础， 三等网的平均边长为 8km ，四等网的边长在 2 ～ 6km 范围内变通。由三角形闭合差计算所得的测角中误差， 三等为±1.8"，四等为± 2.5"。
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2.1.2 国家平面控制网布设方案
2.二等三角锁、网布设方案
图a
图b
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2.1.2 国家平面控制网布设方案
2. 二等三角锁、网布设方案
在一等三角锁和二等基本锁控制下，布设平均边长约 为 13km的二等补充网。按三角形闭合差计算所得的测角中 误差小于士2.5"。 20 世纪60 年代以来，二等网以全面三角网的形式布设 在一等锁环内，四周与一等锁衔接。 为了控制边长和角度误差的积累，以保证二等网的精 度，在二等网中央处测定了起算边及其两端点的天文经纬 度和方位角，测定的精度与一等点相同。当一等锁环过大 时，还在二等网的适当位置，酌情加测了起算边。 二等网的平均边长为 13km ，由三角形闭合差计算所得 的测角中误差小于士1.0"。

闭合导线
精品课件
以御景湾为例
外业选点注意事项： (1)相邻导线点间通视良好 (2)点位应选在土质坚实并便于 保存之处 (3)在点位上，视野应开阔，便 于进行施工放样 (4)导线点在测区内要布点均匀， 便于控制整个测区
精品课件
外业数据观测
• 导线从已知点B1点出发，沿着 B1-A1-A2-A3-A4-A5-B1利用全 站仪或水准仪采用测回法测出 内角
• 精度：基线相对定位精度可达5mm+1ppm*D • 特点：观测精度和可靠性较高，主要用于国家级大地控制网的建
立、地壳运动或工程变形监测网、精密工程控制网。
精品课件
GPS数据处理过程
• 原始观测数据的读入 • 外业输入数据的检查与修改：点名、天线高 • 基线解算的控制参数 • 基线解算 • 无约束平差：设置平差参数、平差分析、计算闭合环、平差 • 约束平差：新建椭球投影坐标系、导入控制点、控制点匹配、平
精品课件
方格网控制测量
• 由正方形或矩形组成的施工平 面控制网，称为建筑方格网， 或称矩形网。
• 方格网主要用于小区域
方格网的布设原则：
1、平面控制应先从整体考虑，遵循先 整体后局部，高精度控制低精度的原则。
2、方格网的主轴线应尽可能选择在场 区的中心线或主要建筑物的中心线上， 横轴线的端点应尽量延伸至场地的边缘。
• 支水准路线：从一个已知水准 点出发到某个待测点结束的路 线。要往返观测比较往返观测 高差。
精品课件
三四等与等外高程控制测量
• 工程高程控制测量主要有两种方法：直接高程测量、间接高程测量 • 直接高程测量：利用水准仪、全站仪、GPS高程拟合等直接读取高程 • 间接高程测量：利用经纬仪、全站仪等仪器读取角度跟距离计算出

定的距离？？
二.二.二 技术设计的内容和方 法
图上设计的方法及主要步骤
图上设计宜在中比例尺地形图【根据测区大小!! 选用一：二五 000～一：一00 000地形图】上进 行!!其方法和步骤如下：
➢ 展绘已知点!! ➢ 按上述对点位的基本要求!!从已知点开始扩展!! ➢ 判断和检查点间的通视!! ➢ 估算控制网中各推算元素的精度!! ➢ 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？？
Mi M0
Li L0
M0LiM0
1 Pi
式中!! L i
Li L0
？？所以
二. 导 线 网
Li
1 Pi
或
Pi
1 L i2
式中!!Li′是导线长Li以L0为单位时的长度？？ 由上式可知!!如果已知线路的权Pi!!则可求出相应的单一线路
的 长度Li′ !!反之如果已知线路长度Li′!!则可求出相应的权Pi？？现
现阶段主要采用GPS网结合电磁 波测距导线网的布设方案？？
二.一.四 工程平面控制网布设方案
专用控制网的布设特点
专用控制网的用途非常明确!!因此建网时应根据特定的要 求进行控制网的技术设计？？例如:
桥梁三角网对于桥轴线方向的精度要求应高于其它方向的精 度!!以利于提高桥墩放样的精度!! 隧道三角网则对垂直于直线隧道轴线方向的横向精度的要求高 于其它方向的精度!!以利于提高隧道贯通的精度!! 用于建设环形粒子加速器的专用控制网!!其径向精度应高于其 它方向的精度!!以利于精确安装位于环形轨道上的磁块？？
精 以下图所示的一级导线网为例!!说明如何运用以上公式估算网
度 估
中结点和最弱点的点位精度？？图中A!!B!!C为已知点!!N为结 点？？各线路长度如图所示？？试估计结点N和最弱点W的点 位中误差【不顾及起始数据误差影响】？？

2.了解国家水平网的建立方法 3.了解国家水平网的布设原则 4.了解国家水平网的布设规格:测角
中误差、边长相对中误差、平均边 长
思考题
我们国家疆域辽阔。而欧洲的一些国家 从这个角度来讲多为小国，比如德国，其 面积跟河南省相近。
利用常规大地测量手段，在中国和德国 建立大地控制网有什么差异吗？
根据自己的思考，或者查阅资料，试做 一比较。
1、三维控制网的建立
建立GPS控制网的特点
采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同步 观测，确定各点之间的相对位置，并采用载波 相位测量，从而得到高精度的测量结果。
GPS测量不要求各点之间相互通视 GPS测量可以全天候进行 观测时间短 GPS测量的观测数据是自动记录的，GPS基线
向量的计算和GPS网的平差计算的自动化程度 很高。
—平均边长： 20-25公里
—按三角形闭 合差计算的 测角中误差: ≤±0.7”
大地原点
▪ 二等三角网(second-order triangulation network)
—平均边长： 13公里
—按三角形闭 合差计算的 测角中误差: ≤±1.0”
▪ 三、四等三角网 (third-order triangulation network)
三等 —平均边长： 8公里 —按三角形闭 合差计算的 测角中误差: ≤±1.8”
四等
—平均边长： 4公里
—按三角形闭 合差计算的
测角中误差: ≤±2.5”
返回
导线控制网
返回
大地原点
返回
技术设计
GPS网的技术设计，是实施GPS测量工作 的第一步，是一项基础性的工作，也是 在网的精确性、可靠性和经济性方面， 实现用户要求的重要环节。这项工作的 主要内容包括，精度指标的合理确定，

• 所以，在地级以上的城市和大、中型厂矿，一般需建立 自己的平面控制网，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。
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• 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绍。
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叫独立网；多于一套起算数据的叫非独立网，又称附 合网。
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• 三角测量在过去（20世纪80年代以前）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。
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2. 导线网与导线测量 • 导线：由若干条直线连成的折线。
• 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。
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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

当测区范围较大时，也可 直接采用GPS RTK法放样方 格点。
如果建筑区对施工控制网的精度要求较高，则必须用 归化法来建立方格网。
首先按以上方法放样各方格点。为了求得一大批方格 点的精确坐标，可以采用任何一种控制测量方法即静态 GPS、三角、导线、交会等法，也可以联合应用几种方法 来测量，然后通过严密平差精确计算出各点的实际坐标。
由于水利枢纽工程多建在山区，那里地形复杂， 起伏较大。因此，宜用边角测量方法来建立控制网。
大坝的施工控制网布设在河谷两岸。由于点位分 布在不同高度上，有时与近点不通视，而只能与远 点通视。因此控制网的图形往往很不规则又很复杂。
3.1 平面施工控制网
平面控制网建立的要求：
控制网必须覆盖建筑物施工范围，能满足建筑物的施 工要求；
控制点尽量避开施工的影响，且通视良好； 便于在首级控制网的基础上加密低等级控制点，方便
施工放样； 控制网点在被毁坏后，能方便恢复； 保证控制点的精度能满足要求。
为地面边角网； 全网共有27个点，其中已知点数10个，未知点数17个； 方向和边长观测值数分别为98和88个，多余观测值总数达131个； 平均多余观测分量为0.70； 最大边长为760多米，最短边仅有11.32米。
厂区施工控制网的主要任务是放样各系统工程的中心线
和各系统工程之间的连接建筑物。例如，放样厂房的中心线， 高炉和焦炉的中心线、皮带通廊、铁路和管道等。通过对这 些工程中心线的放样，就将这些工程进行了整体定位。
厂区控制网的精度应能保证这些工程之间相对位置误差 不超过连接建筑物的允许限差，至于各系统工程内部精度要 求很高的大量中心线的放样工作，可单独建立各系统工程的 控制网，如厂房控制网、高炉和焦炉控制网、设备安装专用 控制网等。

计算出待定点位的位置。同时，应考虑卫星信号遮挡、电磁干扰等因素对GPS定位精度的影响。
PART 03
平面控制网的精度分析
精度分析的方法
统计分析法
通过对观测数据进行统计分析，评估控制网的 精度水平。
模拟法
通过模拟观测数据，检验控制网的精度可靠性 。
比较法
将新旧控制网数据进行比较，评估控制网精度变化。
根据平面控制网等级和测量任务要求 ，选择合适的测量方法和精度指标， 确保控制网的数据准确性和可靠性。
控制网的维护
01
定期检测与保养
定期对控制点进行检查和维护， 确保控制点的完好无损和稳定性 。
02
数据监测与更新
对控制网的数据进行实时监测， 发现异常及时处理，并根据需要 进行数据更新和维护。
03
保护措施与安全防 范
PART 02
平面控制网的布设方法
三角测量法
总结词
三角测量法是一种利用三角形几何关系来确定点 位的方法。
总结词
三角测量法需要建立高级控制点作为起始点，通 过逐步加密控制点来扩展控制网。
详细描述
三角测量法通过建立三角形，利用角度和边长关 系，推算出待定点位的位置。该方法精度高，稳 定性好，适用于地形复杂、通视条件较差的地区 。
优化控制网参数
对控制网的基准、尺度、定向和位置等参数 进行优化设计。
优化设计的方法
数学模型法
通过建立平面控制网的数学模型，对控制网的参 数进行优化设计。
人工智能法
利用人工智能算法，如遗传算法、模拟退火算法 等，对平面控制网进行优化设计。
ABCD
模拟法
通过模拟不同的控制网方案，比较其精度、可靠 性、经济性等指标，选择最优方案。

的
布
设
二、国家三角控制网的布设
1、国家一等三角锁的布设方案
沿经纬线布设 成纵横交叉的
控
三角锁。
制
锁段长度： 200km；
网
边长：25km；
的
测角中误差：
布
0.7″；
设
起算边精度：
1/350000；
最弱边精度： 1/150000；
2、国家二等三角网的布设方案
填满一等锁环
三角网 平均边长
等级
1：50 000 1：25 000 1：10 000
3 2～3
1
约150km2 约50km2 约20km2
13km 8km 2～6km
二等 三等 四等
第一节 国家控制网的布设
一、控制网的布网原则
4、应有统一的规格；
控
《城市测量规范》，《工程测量规范》
制 网
《全球定位系统（GPS）测量规范》等
控
内的空白。
制
边长：3km；
网
测角中误差：
的
1.0″；
布 设
起算边精度：
1/350000；
最弱边精度：
1/150000；
2、国家二等三角网的布设方案
布设方案： 20世纪60年代前：在一等锁环内，先沿经
纬线纵横交叉布设二等基本锁（平均边长约
15~20km，测角中误差小于±1.2″），将一等
A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网； B级网为国家大地控制网或地方框架网； C级网为地方控制网和重大工程控制网； D级网为中小工程控制网； E级网为测图网。
国家GPS网的布设
国家军测部门建立的国家GPS一、二等网

GNSS 网宜布设为全面网，当需增设骨架网加强控制网精度 时，也可分级布网。城市或工程GNSS网按与邻点的平均距离和 精度划分为二、三、四等和一、二级GNSS网。 GNSS网的点与点之间不要求通视，但需考虑常规测量方法 加密时的应用，每个点应有一个以上通视方向。
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2）闭合导线 闭合导线是从一个已知控制点出发，最后仍旧回到这一点， 见图
3）导线网 导线网是由若干条导线汇合，形成一个或多个节点，见图
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4）支导线 支导线是从一个已知控制点出发，既不附合到另一 个已知控制点，也不回到原来的起始点。支导线没有检 核条件，不易发现错误，故一般不宜采用，见图。
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3．三角形网的布设形式
2008 年开始施行的《工程测量规范》中将传统的三角网、 测边网和边角网统称为三角形网，这是由一系列相连的三角 形构成的测量控制网。三角形网测量是通过测定三角形网中 各三角形的顶点水平角、边的长度，来确定控制点位置的方 法。
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昆明冶金高等专科面控制网和高程控制网，大都是在国家一、 二等网的基础上加密的。控制网的布设，应从实际出发，根据 不同的情况和要求选择适宜的布设方案。
（一）平面控制网的布设形式
平面控制测量的形式主要有：卫星定位测量、导线测量、 三角形网测量。
1、GNSS网的布设形式
2．导线网的布设形式 在局部较小的范围内，特别是在隐蔽地区、城市街区、地下工 程以及GNSS接收机天线接收信号受限的区域，用电磁波测距导 线布设控制网的方法就显得特别实用。导线（网）的基本形式 为： 1）单一附和导线 附和导线都有附和条件。如图中，(a)为方位附和导线；(b)为 坐标附和导线，也叫无定向导线；(c)为方位坐标附和导线。

制
已有地形图；
网
已有控制点资料，等级、投影带、投影面、
的
精度等；
布
觇标标石保存情况。
设
3、交通运输情况；
4、地形：地物、地貌
5、物资供应：人力、物资
三、图上设计
控制网的图上设计：
根据对上述资料进行分析的结果，按照有关规范的
技术规定，在中等比例尺图上以“下棋”的方法确定控
制点的位置和网的基本形式。图上设计对点位的基本要
各种比例尺航测成图时对平面控制点的密度要求
测图比例尺
每幅图 要求点数
每个三角 点控制面积
三角网 平均边长
等级
1：50 000 1：25 000 1：10 000
3 2～3
1
约150km2 约50km2 约20km2
13km 8km 2～6km
二等 三等 四等
第一节 国家控制网的布设
一、控制网的布网原则
控
➢ 三等水准：闭合300km，附合200km；
制
➢ 四等水准：附合长：80km；
网
➢ 精度要求：
的
每km水准测量的高差中数偶然中误差MΔ，
布
每km水准测量高差中数的全中误差MW，见下页。
设
➢ 埋石及密度要求：
基岩水准标石：间隔500km（一等水准）
基本水准标石: 间隔60km （一二等水准）
普通水准标石：间隔2~6km （各等水准）
15~20km，测角中误差小于±1.2″），将一等
锁环分为大致相等的四个区域，然后在这四个 区域中处再补充布设二等补充网（平均边长约
为13km，测角中误差小于±2.5″）。
20世纪60年代后：二等网以全面三角网的 形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接。

在测量时为了有效联测国家控制网, 将测区范围内的两个国家三角点(DA01、DAl0) 作为全网的起算点, 既为本网提供了位置基准和方位基准, 又将本网纳入了杭州湾南岸的国家三角网。
桥梁施工控制网的布设 首级控制测量
5.4 典型工程施工控制网的布设
桥梁施工控制网的布设 首级控制测量 桥梁GPS网布设应与国家大地网进行联系,以便于大桥配套工程(如公路、引桥、互通立交等)的连接; 同时，保证桥梁控制网网内控制点之间相对高精度。 测量时，考虑到投影带可能带来的误差，工程选用了任意带高斯正形投影平面直角坐标系，以东经122º为中央子午线，平面坐标采用1954北京坐标系，并根据坐标转换关系，与国家84坐标系、上海市城市坐标系建立了相应的转换关系。
5.4 典型工程施工控制网的布设
典型工程施工控制网的布设
桥梁施工控制网的布设 首级控制测量
全球最早的永久性GPS跟踪站之一，1993年由中美两国合作共建。现为IGS的核心站，是中国地壳运动观测网络的国家基准站。该站装配BenchMark接收机，Agilent 5071A原子钟，VSAT卫星通讯及MT-1综合数字气象自动采集仪等精密仪器。建站以来，为维护国家动态地心参考系，开展全球地壳运动观测和研究等持续提供基础保障。
5.4 典型工程施工控制网的布设
一、桥梁施工控制网的布设 （一）首级控制测量 GAMIT(GPS AT MIT)是由美国麻省理工学院(MIT)、美国加利福尼亚大学斯克瑞布斯(SCRIPPS)海洋研究所(SIO)等研制的用于大地测量目的的GPS分析软件，以后经许多人不断改进而成为应用面较为广泛的高精度GPS分析软件。 IGS(International GPS Service)，是GPS连续运行站网和综合服务系统的范例。它无偿向全球用户提供GPS各种信息，如GPS精密星历、快速星历、预报星历、IGS站坐标及其运动速率、IGS站所接收的GPS信号的相位和伪距数据、地球自转速率等。这些信息在大地测量和地球动力学方面支持了无数的科学项目，包括电离层、气象、参考框架、精密时间传递、高分辨的推算地球自转速率及其变化、地壳运动等。

➢ GPS网基准分类 位置基准 根据给定得起算点坐标确定 方位基准 常根据给定得起算方位或GPS基线向量确定 长度基准 根据起算点反算边长、EDM测距边长或GPS边长
一、GPS控制网得技术设计
3、GPS控制网得基准设计 ➢ 注意事项 若GPS测量成果需要进行坐标转换,应该选择或联 测足够多得两坐标系得公共点,一般大于3,以保证 坐标系转换参数得精度与可靠性; 起算点数目越多,GPS网与原有网得吻合越好,但 会损失现有GPS网得测量精度,起算点为3~5个时, 既能保证两坐标系得一致,又可保证GPS网得测量精度; 起算点在GPS网中应该均匀分布,避免分布在网中得一 侧; EDM测距边作为起算边长时,数量在3~5条为宜,但就是 EDM边得两端点高差不应过大;
独立基线为: DJ = N - 1
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
二、GPS控制网得网形设计
➢ 独立基线
N=2 , J=1
N=3 , J=3
N=4 , J=6
N=5 , J=10
N=2 , DJ=1
N=3 , DJ=2
N=4 , DJ=3
二、GPS控制网得网形设计
➢ 独立观测环(异步环) 由非同步观测获得得独立基线向量构成得闭合环。AA、A、
观测时间长、数据量大、多余观测较多、精度高、框架基 准特性好。但成本较高,多用于AA级网。
2、会站式 多台GPS接收机在同一批点上多天长时间同步观测,然后再
迁移到另外一批点上进行同样观测,直至全部观测完成。具有 精度较高(尺度精度特高)等优点,多用于A、B级网。
三、GPS控制网布设
3、同步图形扩展式 GPS网以同步图形得形式连接扩展,构成具有一定数量独立
二、GPS控制网得网形设计

4 从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正
5 交的坐标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在
6 三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置，
7 它属于相对定位，其相对精度为(1~2)·10-5，测定的平
8 面位置中误差为±25cm左右。
9
10 优点主要是：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，
国家平面控制网的建立
池州学院
不同比例尺地图对大地点的数量要求
1
2
3 测图
平均每幅 平均每幅 每点控制 三角网的 相应的三
4 比例尺 图面积 图要求的 的面积 平均边长 角网等级
5
(km2)
三角点数 (km2)
(km)
6 1︰5万 7
350～500
3
150
13
二等
8 1︰2.5万 100～125
2～3
池州学院
边角网 测定网的所有边长和角度，或部分边长与角度，
1 2
推算控制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或 已知两点以上的坐标。对网形要求较宽松，对短边优先
3 联测。 4
5
6
7
8
9
10
8 /34
边角全测网的精度最高，相应工作量也较大。故在建立高精度的 专用控制网(如精密的形变监测网)或不能选择良好布设图形的地 区可采用此法而获得较高的精度。
7 于4mm+3ppm，垂直方向优于8mm+4ppm，地心坐标分量重复
8 9
性优于2cm。全网整体平差后，在ITRF93参考框架中的地
10 心坐标精度优于0.1m,基线边长的相对精度优于1×10-8
24 /34
国家平面控制网的建立