控制网优化设计报告

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。

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)(~φϕFr = 后继量测值)()(~φφϕFr Int += 通常表示为)()(~00φφϕFr Int N N ++=+=Φ 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Timeline6、处理GPS 基线7、GPS 网的无约束平差1)平差—基准—WGS-84，进行无约束平差。

一、目的与要求1.通过实践环节，培养运用本课程基本理论知识的能力，学会分析解决工程技术问题；加深对课程理论的理解和应用，提高工程测量现场服务的技能。

2.掌握工程测量地面控制网模拟设计计算的基本理论和方法，对附合导线进行设计、模拟计算、统计分析和假设检验，对结果进行分析，发现附合导线存在的问题，提出相应得对策，通过与边角网模拟计算结果的比较，加深对地面控制网的精度和可靠性这两个重要质量指标的理解。

3.掌握基于观测值可靠性理论的控制网优化设计方法，能根据工程要求独立布设地面控制网并进行网的模拟优化设计计算。

4.掌握COSA系列软件的CODAPS（测量控制网数据处理通用软件包）的安装、使用及具体应用。

二、内容与步骤2.1附合导线模拟计算2.1.1模拟网的基本信息网类型和点数：附合导线、全边角网，9个控制点。

网的基准：附合导线为4个已知点、全边角网取1个已知点和1个已知方向。

已知点坐标：自定待定点近似坐标：自定边长：全边角网1000 ～ 1500m 左右，附合导线 400～ 500m2.2计算步骤1.人工生成模拟观测方案设计文件“导线数据.FA2”在主菜单“新建”下输入等边直伸导线的模拟观测数据，格式按照 COSA2 的规定输入，另存为“导线数据.FA2”。

文件如下：1.8,3,2D1,0,1261.778,671.640D2,0,997.212,1086.813D3,1,1242.007,1542.800D4,1,1027.823,2001.479D5,1,1258.483,2496.456D6,1,1071.641,2921.460D7,1,1226.964,3367.157D8,0,1031.118,3795.525D9,0,1114.036,4306.353D2L:D1,D3S:D3…………2.主菜单“设计”栏的下拉菜单，有三项子菜单项，单击“生成正态标准随机数”，将弹出一对话框，要求输入生成随机数的相关参数。

浅谈施工控制网的优化设计摘要：在工程施工阶段,施工控制网能有效保证各建筑物轴线之间的相对关系、相对稳定及相对精度,对工程的定线放样起控制作用，因此施工控制网的精度显得异常重要。

为使施工控制网的作用发挥到最大，施工控制网的优化设计尤为重要，它能为工程建设节约成本，提高效率。

因此通过运用合理技术手段更加完善的优化施工控制网成为我们共同努力的目标。

关键词：施工控制网、精度、设计、优化、跟据作业的过程，通常将施工控制网的优化设计划分为四个阶段，即：零类设计，一类设计、二类设计和三类设计。

零类设计是控制网参考系或基准的设计问题，它包括数据处理的方法和坐标系的选择，不同用途的控制网选择不同的数据处理方法。

由于施工控制网要考虑相对点位的精度问题，因此零类设计通常采用传统的习惯做法。

一类设计是控制网的网形设计问题，是在预定测量精度的前提下，确定最佳的点位概略坐标和联系方式控制点的设计位置，主要受施工放样的需要及地形和设备条件的制约，有些因素目前还很难用数学的方式表示。

而控制网的图形(即控制点之间的联系方式)对网的图形强度影响较大，它是一类设计的主要研究内容。

二类设计是控制网在图形固定的前提下，寻求最佳的精度配置，它是控制网优化设计的热点问题。

三类设计则是对已有控制网的改善，它一般要包含零类、一类和二类设计。

施工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高精度、高可靠性及低成本意义上为最优。

针对施工控制网设计的特点，求出图形和观测纲要同时满足预先规定的优化设计指标。

一、优化设计指标控制网的优化设计指标包括精度、可靠性和经济费用指标。

精度指标一般通过精度约束函数来满足。

可靠性分为内部可靠性和外部可靠性，常用的指标有：观测量的多余观测分量、可发现粗差的下界值、外部可靠性尺度等。

控制网最终的优化结果，是各个阶段优化设计的总和。

因此，在各个阶段的优化设计上不必强求同时满足精度、可靠性和费用指标，而最后的优化设计结果中达到这三项指标便可。

控制网优化设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解控制网优化设计的基本原理，掌握相关概念和术语；2. 学会分析控制网优化设计中的关键因素，了解不同优化方法的应用场景；3. 掌握控制网优化设计的数学模型和求解方法，能够运用相关软件工具进行简单案例分析。

技能目标：1. 能够运用所学知识对控制网进行优化设计，提高控制系统的性能；2. 培养学生运用数学建模、求解器等工具解决实际问题的能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，能够在小组讨论中发挥积极作用。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对控制网优化设计的学习兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生具备良好的工程素养，认识到优化设计在工程实践中的重要性；3. 引导学生关注控制网优化设计在现实生活中的应用，提高其社会责任感和创新意识。

本课程针对高年级学生，课程性质为专业核心课程。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，充分调动学生的积极性。

课程目标分解为具体学习成果，以便于教学设计和评估。

通过本课程的学习，期望学生能够掌握控制网优化设计的基本理论和方法，具备一定的实际操作能力，为今后从事相关领域工作奠定基础。

二、教学内容1. 控制网优化设计基本原理- 控制网优化设计概念与分类- 控制网优化设计的基本方法与步骤2. 控制网优化设计关键因素分析- 控制网结构分析- 控制网精度分析- 控制网可靠性分析3. 控制网优化设计数学模型与求解方法- 线性规划模型- 非线性规划模型- 整数规划模型- 智能优化算法4. 控制网优化设计案例分析- 选择具有代表性的控制网优化设计案例- 分析案例中的优化目标、约束条件及求解方法- 实践操作：运用相关软件工具进行案例求解5. 控制网优化设计实践与讨论- 小组讨论：针对不同优化方法的应用场景进行探讨- 实践操作：学生分组进行控制网优化设计实践- 成果展示：展示优化设计成果，进行评价与讨论教学内容按照教材章节进行组织，注重科学性和系统性。

.192-|工程设计I Engineering Design(2019年第21期〕GPS工程控制网的优化设计孔祥豪(苏交科集团股份有限公司，江苏南京210019)摘要：GPS测量技术手段精度较高、效率较高，具有一定的灵活性，其应用范围越来越广泛。

分析GPS X程控制网的基础原理以及各项关键因素，综合实际状况根据规定要求，进行GPS工程控制网的优化设计，可以为GPS工程控制网的优化工作提供参考与支持。

基于此，文章主要对GPS X程控制网的优化设计进行了简单的分析，研究了GPS控制网定位原理与种类，分析了GPS相对定位的误差源分析，重点探究了GPSX程控制网的优化设计的方式与手段。

关键词：GPS工程控制网；优化设计；精度中图分类号：S127文献标志码：A文章编号：2096-2789(2019)21-0192-021GPS控制网定位原理与种类根据己知点、仪器架设位置、未知点的参数，可以将其分为前方、侧方以及后方交会三种结构类型。

GPS 定位原理是通过几何以及物理的基础性原理，通过空间运行的卫星与地面点距离交会地面测量其未知位置。

GPS定位测试种类繁多，根据基本观测量的不同可以将其分为伪距测量以及载波相位测量两种形式：根据参考点位置的不同可以分为绝对定位以及相对定位两种方式；根据定位结果获得的时效可以分为定时定位以及事后定位两种；根据接收机在测量作业中的状态可以将其分为静态定位以及动态定位两种形式。

现阶段高精度的GPS静态定位主要通过相对定位的方式分析，将在相位作为主要的观测量，其基本的组合方式可以分为单差、双差以及三差几种形式，差分的结果与计算的量之间有着密切的关系。

通过差分形式观测可以有效降低存在的系统误差，达到控制平差计算中未知数数量的目的。

通过GPS定位，基于GPS卫星以及用户接收机天线距离作为基本的观测量，根据对已知卫星瞬间坐标确定分析用户接收机对应的点位参数，进行测量分析。

2GPS相对定位的误差源GPS测量中会受到多种误差的综合性干扰因素的影响，降低GPS定位的精准性。

工业控制网络拓扑结构的优化设计工业控制网络是指应用于工业控制系统中的网络，它具备高可靠性、高实时性、高安全性等特点，广泛应用于各个行业的工业控制中。

而在实际应用中，工业控制网络的优化设计对于提高工业控制系统的效率和可靠性非常重要。

本文将从工业控制网络的拓扑结构入手，探讨工业控制网络的优化设计。

一、工业控制网络的拓扑结构在工业控制网络中，拓扑结构是指网络中各节点之间的物理连接方式，是构成网络的基础。

工业控制网络的常用拓扑结构有星型、总线型、环型、树型、网状等。

其中，星型和总线型是应用最广泛的两种拓扑结构。

1.星型拓扑结构星型拓扑结构是指所有节点都连接到一个中心节点的拓扑结构。

在此结构下，中心节点是整个网络的控制中心，所有数据通信都需要经过中心节点进行管理和调度。

星型拓扑结构具备较高的可靠性和安全性，但是如果中心节点发生故障，整个网络就会瘫痪。

2.总线型拓扑结构总线型拓扑结构是指所有节点都连接在一条主线上的拓扑结构。

在此结构下，任何节点都可以向主线发送数据，数据会被传输到所有节点。

总线型拓扑结构具备较高的实时性和可扩展性，但是如果主线发生故障，整个网络就会瘫痪。

二、工业控制网络的优化设计在实际应用中，工业控制网络的优化设计需要考虑多个因素，包括网络的可靠性、实时性、容错性、可扩展性、安全性等。

1.优化拓扑结构在选择拓扑结构时，需要综合考虑网络规模、传输距离、节点数量、传输速率等因素。

对于小规模网络，可以选择星型或者总线型拓扑结构；对于大规模网络，可以选择网状拓扑结构或者分布式拓扑结构。

同时，在设计拓扑结构时，需要考虑网络容错性和安全性，以减少网络故障和安全威胁。

2.优化网络带宽在实际应用中，网络带宽是影响网络传输效率和实时性的关键因素。

因此，在优化设计工业控制网络时，需要考虑如何最大化网络带宽。

具体的做法包括增加带宽、选择合适的协议、使用数据压缩等。

3.优化网络可靠性工业控制系统的可靠性对于保障生产环境的稳定运行至关重要。

GNSS控制网网型的优化设计作者：李宗勋来源：《大科技·C版》2018年第08期摘要：本文提出采用逐个剔除法对控制网的网型进行优化设计，通过衡量每条基线对网型平均点位精度的影响，逐个剔除基线，从而得到最优化的网型。

并结合相关算例进行分析，证明该方法能够大幅提高工作效率。

关键词：GNSS控制网；逐个剔除法；网型优化中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0174-021 引言由于GNSS控制网的特殊性（由多台GNSS接收机同步观测，同时获得多个观测量），采用所有可能的连接构成控制网可以使网的整体精度达到最高，但是这意味着其经济指标要达到最大，而GNSS控制网的目的是使网的整体精度满足施工的要求。

对于一个含有n个GNSS点的控制网，最多由s=n（n-1）/2条独立基线组成，从中选取m条基线主要有两种方法。

一是从这s条基线中选择m条基线的全组合方案，计算网的整体精度，选择精度最高的选取方案。

二是剔除法，即从s条基线中逐个剔除对网的整体精度贡献最小的基线，一直剔除到剩下m条基线为止。

m的选择主要考虑GNSS网的等级以及经济指标。

2 基线向量优化选取的主要方法（1）全组合法n个GNSS点最多由s=n（n-1）/2条独立基线组成，选取m条基线有C种方案，理论上将每种方案的GNSS网的点位精度因子都计算出来，精度最高的一组即为最优方案，实际上这种算法实现较为困难。

例如有20个点的GNSS网，最多由20（20-1）/2=190条独立基线构成网形，从中选择30条基线，就有C=190！/（30！160！）=7.74×1034种方案，超出了一般计算机的计算能力。

（2）逐个剔除法n个GNSS点的控制网最多由s=n（n-1）/2条独立基线组成，按间接平差求得该网的未知数协因数阵为：若从中剔除第i条基线，利用矩阵反演公式可得到由S-1条基线组成的未知数协因数阵：式中，B为的第i条基线向量的误差方程系数阵。

GPS网型优化设计摘要:本文重点论述了 GPS控制网的最优设计，以及 GPS控制网的构造特征与构造方式，以及 GPS控制网的网型设计的基本原理。

网络优化的目标是从众多的网络结构中选出既能满足精度要求，又能满足可靠性要求的网络结构。

因此，对 GPS网络中的基准优化及可行性分析进行了探讨，并对 GPS网络的优化方案进行了阐述。

本文还对典型网络的性能指标进行了分析，提出了典型网络的性能指标，并对其进行了分析。

并在此基础上，对 GPS网络的优化方案进行了探讨。

关键词:GPS 网型优化网型设计引言:在 GPS控制网络的优化设计方面，国内外的相关文献和文献都有较多，其优化设计的方式也多种多样，因此，要想获得最佳的设计方式，使得整个优化的流程变得更加简单、快速，就必须在 GPS控制网络的优化设计方面进行深入的探讨。

为求解控制网优化的难题，得到布网方案，控制网优化的方式，本文从控制网优化的角度出发，通过一个例子加以说明。

一、测区概况本项目振兴路跨桥梁位于濮阳新区东、西龙湖的连接渠上。

周边规划用地性质为行政办公、商务设施、居住用地、绿化用地。

桥梁定位为跨越景观水系的景观桥。

由于连接渠现已形成规划断面并注水，现状河道顶宽约200 米。

经过和新区、市规划局两次汇报和甲方多次沟通，考虑桥梁的景观效果，保留现状河道断面，取桥梁长度210 米。

在濮阳示范区新区东、西龙湖的连接渠上后期还有两座桥梁的工程、示范区主次干道工程及规划附属工程，形成一片区域性质的片状控制网。

二、控制网情况1、工程小组依据由甲方和设计单位提出的A001,A002,A003,A004等初始控制点，对其进行了实地测量，并对其进行了稳定评价。

通过对该方案中的关键节点的重新测定，达到了《工程测量规范》的精确标准。

2、在濮阳示范区里的所有规划施工均以4个控制点为基准起算点。

3、根据现场施工的要求对控制网进行了，加密点为8个WH01、WH02、WH03、ZX01、ZX02、ZX03、ZX04、ZX05。

《工程测量学》实习报告工程控制网的优化设计2011 年 4 月24 日1 基本要求------------------------------------------------------------------------------------- 32 实习目的-------------------------------------------------------------------------------------3 3平面网的模拟计算与分析（COSA）---------------------------------------- 34 控制网的优化设计-------------------------------------------------------------- 45 总结--------------------------------------------------------------------------------- 51 基本要求名称：工程控制网的优化设计采用软件：COSA系列软件的CODAPS（测量控制网数据处理通用软件包），自研发软件。

2 实习目的掌握工程测量控制网模拟法优化设计计算的基本理论和方法，学习对典型工程控制网的计算机辅助模拟计算设计和结果分析，通过加扰动和删“肥网”观测量等方法进行工程控制网优化设计，并比对优化结果。

分别使用两种软件进行上述过程，对比两软件的差别。

3平面网的模拟计算与分析（COSA）3．1观测方案文件：人工生成简化的观测方案文件“网名.FA2”(只含一组精度)，单击“生成初始观测方案文件”菜单项。

平面网观测方案文件结构:第1行(观测精度指标部分)：方向中误差，边长固定误差（mm），比例误差（ppm）第2行到第K行(控制点坐标部分):点名，点类型(0-已知点，1-未知点),Ｘ坐标，Ｙ坐标…，……，……，……第K+1行(已知方位角部分,有已知方位角值时才有此行):测站点，照准点，Ａ，方位角值从第K+2行起(观测方案部分)：测站点点号L(代表方向)：照准点点号1,....., 照准点点号n（按顺时针方向排序）S(代表边长): 照准点点号1,....., 照准点点号n（按顺时针方向排序）观测值方案文件示例(网名.FA2)1.7,2,2 /H,0,2000.000,3000.000A,1,3183.917,3000.000B,1,2588.415,3814.643C,1,1467.472,3840.727D,1,487.716,3347.045E,1,918.248,2369.768F,1,1775.682,1811.933HL:A,B,C,D,E,FS:A,B,C,D,E,FAL:B,C,D,H,E,FS:B,C,D,H,E,FBL:C,D,E,H,F,AS:C,D,E,H,F,ACL:D,E,F,H,A,BS:D,E,F,H,A,BDL:E,F,H,A,B,CS:E,F,H,A,B,CEL:F,A,H,B,C,DS:F,A,H,B,C,DFL:A,B,H,C,D,ES:A,B,H,C,D,E3．2生成正态标准随机数单击“生成正态标准随机数”，将弹出一对话框，要求您输入生成随机数的相关参数，第一个参数用于控制生成不相同的随机数序列，其取值可取1-10的任意整数。