控制网优化设计
一、GPS卫星定位的基本原理
GPS定位时，把卫星看成是―飞行‖的已知控制点，利用测量的距离进行空间后方交会，便得到接收机的位置。卫星的瞬时坐标可以利用卫星的轨道参数计算。
二、在进行载波相位观测时，在不同观测时段，载波可以划分为哪几部分？
首次观测值00)(~Fr
后继量测值)()(~FrInt
通常表示为)()(~00FrIntNN
三、坐标系之间的转换过程
举例:WGS—84大地坐标系至80平面直角坐标系：
方法一：先将WGS—84大地坐标系转换成WGS—84空间直角坐标系，再将WGS—84大地坐标系，利用七参数（三个平移参数，三个旋转参数，一个尺度变换参数）转变成80空间直角坐标系，在将80空间直角坐标系转换成80大地坐标系，通过高斯投影，输入相应中央子午线经度L0，将其转换成80平面直角坐标系。
方法二; 通过高斯投影，输入相应中央子午线经度L0，先将WGS—84大地坐标系转换成WGS—84平面直角坐标系，再利用四参数（两个平移参数，一个旋转参数，一个缩放参数）将WGS—84平面直角坐标系转化成80平面直角坐标系。
四、GPS网数据处理的基本过程
1、数据传输
2、建立坐标系统
1）打开TGO软件，功能—Coordinate System Manager，进入坐标系统管理器。
2）增加椭球，输入椭球名称、长半轴、扁率
3）增加基准转换（Molodensky），创建新的基准转换组。
4）增加坐标系统组
5）选择投影方式：横轴墨卡托投影
6）文件保存退出
3 、新建项目
1）新建项目
2）选择模板(Metric米制单位模板).
3）改变坐标系统，选择需要的坐标系统。
4、导入静态观测数据(*.dat或RINEX)数据
1）文件/导入
2）修改测站名，天线高度，天线类型，测量方法。
5、处理Timeline
6、处理GPS基线
工程控制网优化设计方案
一、引言
随着现代社会的发展，大部分工程项目都会使用到工程控制网。工程控制网是一个用于地形测量和工程建筑的重要基础设施，在土木工程、建筑工程、水利工程和交通工程等领域都有着广泛的应用。因此，如何优化工程控制网设计是一个重要的课题。通过对工程控制网进行优化设计，可以提高工程测量的精度和效率，减少测量成本，为工程施工提供更好的保障，达到经济和社会效益。
本文将介绍工程控制网的基本概念和作用，分析工程控制网优化设计的必要性，然后提出一种基于GPS和GIS技术的工程控制网优化设计方案，并对其进行深入探讨。
二、工程控制网的基本概念和作用
工程控制网是用于工程测量和建筑的一种基础设施，由一系列控制点构成，主要用于测量和定位工程项目的各个部分。在工程测量中，控制网可以提供精确的水平和垂直控制，以确保工程施工的精度和准确度。同时，工程控制网也是测绘和地理信息系统的基础设施，用于地图制图、地形测量、环境监测等方面。
三、工程控制网优化设计的必要性
随着科学技术的发展和工程项目的复杂化，对工程控制网的精度和稳定性要求也越来越高。然而，传统的工程控制网设计存在一些问题，如控制点过于密集、控制点分布不均匀、控制点传递效率低等。这些问题导致工程测量成本高、效率低，无法满足现代工程项目的需求。
因此，需要对工程控制网进行优化设计，提高其精度和效率，降低测量成本。目前，基于GPS和GIS技术的工程控制网优化设计方案已经成为一个研究热点。
四、基于GPS和GIS技术的工程控制网优化设计方案
GPS（全球定位系统）和GIS（地理信息系统）是两种现代化的测量技术，它们广泛应用于地理空间数据收集、处理和分析，具有较高的精度和效率。基于GPS和GIS技术的工程控制网优化设计方案主要包括以下几个方面：
1. 控制点选取和布设
在工程控制网的优化设计中，首先需要进行控制点的选取和布设。传统的控制点布设是靠人工判断和摸索，容易出现偏差和误差。而基于GPS和GIS技术，可以通过先进的数据采集和处理手段，选择合适的控制点，并进行精确的布设。利用GPS技术，可以对控制点的位置进行高精度的测量和定位；而GIS技术则可以对控制
1 一种基于可靠性的工程控制网优化设计新方法*
张正禄 罗年学 黄全义 梅文胜 巢佰崇
（武汉大学测绘科学与技术学院，武汉市珞瑜路129号，430079）
摘要：在论述工程控制网优化设计方法及网的精度、可靠性、灵敏度以及费用等准则的基础上，提出了一种基于观测值内部可靠性指标的工程控制网模拟法优化设计的新思想和算法，指出了该方法的优点和特点；介绍了该优化设计方法所采用的“科傻”软件，并用实例说明了用该方法进行工程控制网优化设计的计算步骤、优化效益以及优化设计的必要性。
关键词：工程控制网；优化设计；可靠性；多余观测分量
* 收稿日期 2001-2-23
国家测绘局教学研究项目（编号97GH01） 1 概述
按用途划分，工程控制网可分为测图控制网、施工控制网、安装控制网和变形监测网；按基准或已知数据划分，可分为独立网（或称经典自由网）和约束网（或称强制网），独立网只固定一个点和一个方向，即已知一点的坐标和一条边的方位角，网的尺度由测边确定；约束网有两个或两个以上已知点。一般工程控制网以采用独立网为宜，已知点和已知方位角可以在假定坐标系给定，也可以采用国家或地方坐标系的一个已知点和一个已知方位角。
工程控制网可以采用地面测量技术或空间测量技术（主要是GPS技术）建立，它的优化设计是一个古老而又时新的问题，所涉及的内容非常广。本文主要讨论用地面测量技术建立平面施工控制网和变形监测网的优化设计问题，且又以独立网为重点。
网的优化设计有解析法和模拟法两种，它们都需要依靠程序在计算机上作大量和复杂的计算，显然都是机助法。
解析法是以最优化理论为基础的严密方法，其数学模型一般表示为
0)(0)(min)(XXXf （1）
第一式称目标函数，第二、三式称约束条件。优化设计的实质是在给定的约束条件通过求目标函数的极值而得到最优解。目标函数可以是精度、可靠性、灵敏度或费用等指标，约束条件也可以是上述指标。人们总以为解析法的结果是最优的，实际上并非如此。因为目标函数和约束条件都是一种经过简化的数学模型，总不能完全反映客观实际。最有代表性的例子是以费用为目标函数或约束条件时，都是以观测值的权的总和来代表建网费用。实际上这是很粗糙的。而且，绝大多数情况下，解析法是对观测值的权进行最佳分配，优化后还存在取整的问题，同一测站上还要划为便于操作的等权观测问题。经过取整和调整后的观测方案不再是最优的了。解析法不但存在上述缺点，同时还因优化任务不同，目标函数和约束条件的数学模型也不尽相同，故研制通用的解析法优化设计通用软件的难度较大。尽管解析法优化设计方面的研究已很多，却难于推广，在实际生产中也鲜有应用。
第２期（总第１４４期） ２００２年５月 山西水利科技 ＳＨＡＮＸＩ ＨＹＤＲＯＴＥＣＬＩＮＩＣＳ Ｎｏ．２（Ｔｏｔａｌ ＮＯ．１４４） Ｍａｙ．２００２ １００６——８１３９ ｒ２００２）０２—．８１—．３ 施工平面控制网机助优化设计探讨 符生禹 耿殿礼 孙建平 张占胜 （１山西省水利水电勘测设计研究院２山西省水利水电工程监理公司）
文 摘：随着电子计算机的广泛应用，工程测量建立施工控制网已采用机助优化技术设计，通过 计算机的重复快速计算，进行各种可能方案的比较，从输出结果中选出较好的方案。 关键词：计算机 平面控制网 设计 精度 中图分类号：Ｐ２１７ 文献标识码：Ｂ
机助优化首先是根据间接观测平差的原理，计 算与绘制控制网的点位误差椭圆与相对点位误差椭 圆同施工控制网应满足规范精度要求进行比较。当 新设计的网形和观测精度不满足精度时，则要对设 计进行修改，再进行计算比较，直到设计满足各项精 度要求为止。 １ 机助优化设计步骤 （１）先将间接观测平差相关的所有数字模型编 程输入机内。 （２）调试好程序。 （３）从选点图上量取待定点的近似坐标，并将 其输入计算机（一般只输入一次）。 （４）根据计算机的提示，输入方向观测的站点 点号、基线、方位角条件的端点编号。 （５）输入要求的观测元素精度指标测角中误 差、测距中误差。 （６）根据计算机输出的点位误差椭圆和相对误 差椭圆、边长相对误差，与设计要求精度指标进行比 较以确定设计方案是否需要作变更。 （７）当设计方案需要变更时，可以改变平面的 已知参数：改变近似坐标；增减附加条件；增加基线、 固定方位角条件；改变观测元素的精度；重复步骤 ６、７直到输出满意方案。机助优化程序框图见图１。 由上述过程可以看出，机助法优化要求设计人 员要具备丰富的实践经验（从步骤７可知）。例如在 设计河床式电站水利枢纽施工控制网时，当最弱边 可能是在主要建筑物附近的某一条边，边长相对误 差超限，或某一点点位误差超限，这就要求设计人员 迅速作出较准确的判断，以决定改变哪些已知元素 和观测值的权等，这也是机助优化设计的关键所 图１ 机助优化程序框图
