《平面控制测量》课件

平面控制测量分析研究

摘要：文章阐述了控制测量的基本概念，结合工程实例对施工平面控制测量控制网的建立进行了分析研究。

关键词：平面控制网，平面控制测量

无论是城市控制网还是为测绘工程专用图所建立的控制网，往往是从测图方面考虑的，一般不适应施工测设的需要，且常有相当数量的控制点，在场地布置和平整中被毁掉，或因建筑物的修建成为互不通视的废点。因此，在工程施工之前，一般在建筑场需要在原测图控制网的基础上，建立施工控制网，作为工程在施工和运行管理过程中测量的依据。

一、控制测量的概念

为测图或工程建设的测区建立统一的平面和高程控制网；控制误差的积累；作为进行各种细部测量的基准。

控制测量分类按照内容分为平面控制测量、高程控制测量；按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级；按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量。

控制测量中常用的名词如控制点：对整个测区起控制作用的测量标志点；控制网：由按一定规范布设，由一系列相互联系的控制点所构成的网状几何图形；图根控制网：直接为测图而建立的控制网；图根点：图根控制网中的控制点；控制测量：为建立控制网所进行的测量工作。

平面控制测量即是建立平面控制网，测定各平面控制点的坐标x、y。它的布网原则：从整体到局部，由高级到低级，分级布网，逐级控制；布置形式：三角锁、三角网(三边网、边角网)、导线网、交会定点、gps测量等。

本文仅对施工平面控制网进行分析研究。

二、施工控制网的形式

施工平面控制测量的任务是建立平面控制网。由于工程性质、场地的大小和地形情况不同，建筑工程施工控制网也有不同形式。在面积不大的居住建筑小区中，常布置一条或几条基准线组成的简单图形，作为施工测量的平面控制，称为建筑轴线或建筑基线；在一般大中型民用或工业建筑场地中，多采用方格网形式的控制网，称为建筑方格网或建筑矩形网；在一些大型工业场地中，由于地形条件、工期紧迫或分期施工等原因，不便于一次建立整个场地的建筑方格网时，可先在整个场区内建立“一”字形或“＋”字形的中轴线系统，作为以后建立各局部方格网的依据；在沿江河或受地形限制的建筑场地中，则可建立多边形导线作为施工控制；对于山区建筑场地，一般多依山傍谷分散建筑，则可充分利用原有测图控制网作为施工放样的依据。总之，施工控制网的形式应与设计总平面图的布局相一致。

平面控制测量

⑴ 平面控制网的复测和加密

平面控制网的复测和加密分为三部分：基础平面控制网（CPⅠ）的复测、线路平面控制网（CPⅡ）的复测和基桩控制网（CPⅢ）的布设及加密。

在交接桩完成后，项目经理部立即组织测量人员展开平面控制网的复测工作。平面控制网的复测由项目经理部总工程师总负责，由精测队主任工程师牵头并负责组织各架子队测量班组实施。

平面控制网分为基础平面控制网（CPⅠ）和线路平面控制网（CPⅡ），由设计单位提供，测量精度要求高。基础平面控制网（CPⅠ）和线路平面控制网（CPⅡ）通常采用GPSB级和GPSC级（或四等导线网）进行控制测量。在控制点移交以后，根据设计院的交桩资料，制定测量计划书，采用双频静态接收机对所有CP1、CP2控制点进行同精度复测，各种限差和精度要求以此为准。CP1、CP2控制点复测结束后，上报或保存外业观测记录、原始观测数据、所采用的设计院所交原始资料以及复测精度分析和技术报告。CP1控制网采用基线双差固定解，进行三维无约束平差。CP2控制网与CP1联测构成附和网，通过联测的CP1控制网进行约束平差和坐标转化。

基桩控制网（CPⅢ）要求采用导线测量进行加密。对大桥、特大桥、隧道进行加密控制点选点和埋设，桩的材料与设计院的桩一致，点位应远离大功率的无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于400米，远离高压输电线路，其距离应不少于200米，附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，避开大面积水域和树林，选定点位后，应绘制点的示意图和作好点之记，且在1：2000图上标出其位置。观测数据依外业实测为准，不加入人工干预，对未达到的计算精度要求的点，一律返工重测；各项精度检查应符合《新建铁路工程测量规范》的要求，不符合则重测。CPⅢ控制网应符合到CPⅠ或CPⅡ上，并采用固定数据平差。

复测工作结束且数据合格后，应当出具正式的书面复测报告报请监理单位批复并报送建设单位存档。

1.公路平面控制测量，包括路线、桥梁、隧道及其它大型建筑物的平面控制测量。平面控制网的布设应符合因地制宜、技术先进、经济合理，确保质量的原则。

2.路线平面控制网是公路平面控制测量的主控制网，沿线各种工点平面控制网应联系于主控制网上，主控制网宜全线贯通，统一平差。

3.平面控制网的建立，可采用全球定位系统（GPS）测量、三角测量、三边测量和导线测量等方法。平面控制测量的等级，当采用三角测量、三边测量时依次为二、三、四等和一、二级小三角；当采用导线测量时依次为三、四等和一、二、三级导线。

4.各级公路、桥梁、隧道及其它建筑物的平面控制测量等级的确定，应符合表4.1.1的规定。

平面控制测量等级 表4.1.1

等 级 公路路线控制测量 桥梁桥位控制测量 隧道洞外控制测量

二等三角 — ＞ 5000m特大桥 ＞ 6000m特长隧道

三等三角、导线 — 2000～5000m特大桥 4000～6000m特长隧道 四等三角、导线 —

1000～2000m特大桥 2000～4000m特长隧道

一级小三角、导线 高速公路、一级公路 500～1000m特大桥 1000～2000m中长隧道

二级小三角、志线 二级及二级以下公路 ＜ 500m大中桥 ＜ 1000m隧道

三级导线 三级及三级以下公路 — —

5.平面控制网坐标系的确定，宜满足测区内投影长度变形值不大于2.5cm/km。根据测区所处地理位置和平均高程，可按下列方法选择坐标系：

1）当投影长度变形值不大于2.5cm/km时，采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系。

2）特殊情况下，当投影长度变形值大于2.5cm/km时，可采用：

① 投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3°带平面直角坐标系统。

②投影于 1954年北京坐标系或1980西安坐标系椭球面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系。 3）投影于抵偿高程面上的高斯正形投影任意带平面直角坐标系。

第六章 平面控制测量

一、思考题

1．什么叫导线、导线点、导线边、转折角？

2．导线的形式主要有哪几种？各在什么情况下采用？

3．导线测量的目的是什么？其外业工作如何进行？

4．如何计算闭合导线和附合导线的角度闭合差？

5．如何根据导线各边的坐标方位角确定坐标增量的正负号？

6．何谓导线坐标增量闭合差？何谓导线全长相对闭合差？坐标增量闭合差是根据什么原则进行分配的？

7．闭合导线与附合导线的内业计算有何异同点？

8．什么是坐标正算？什么是坐标反算？坐标反算时坐标方位角如何确定？

9．导线与国家三角点联测有哪几种方法？各在什么情况下采用？

10.何谓小三角测量？在路桥工程中有哪些应用？

11.小三角网的布置形式有哪几种？各在什么情况下采用？

12.小三角测量的目的是什么？其外业工作如何进行？

13.小三角锁内业计算的主要步骤是什么？

二、习题

1.如表6-1，已知坐标方位角及边长，试计算各边的坐标增量X、Y。（AB边坐标增量X=49.660m、Y=342.935m；BC边坐标增量X=-41.702m、Y=522.142m；CD边坐标增量X=-24.254m、Y=-526.466m）

表6-1

边 号 坐标方位角

(  ) 边 长

(m)

AB 81 45 37 346.512

BC 94 33 59 523.805

CD 267 21 44 527.024

2.表6-2，已知P1至P4各点坐标，试计算P1P2和P3P4的坐标方位角和边长。（P1P2的坐标方位角和边长分别是227-24-16、340.030m、P3P4的坐标方位角和边长分别是66-52-15、313.442m）

表6-2

点 号 X(m) Y(m) 点 号 X(m) Y(m)

P1 9 821.071 4 293.387 P3 9 187.419 2 642.792

P2 9 590.933 4 043.074 P4 9 310.541 2 931.040 3．某闭合导线，其横坐标增量总和为0.35 m，纵坐标增量总和为0.46m，如果导线总长度为1216.39ｍ试计算导线全长相对闭合差和边长每100m的坐标增量改正数。（导线全长相对闭合差是1/2104，边长每100m的坐标增量改正数分别为0.03 m、-0.04m）