水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)

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1、第二章水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要：本章介紹了國(guó)家水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案；工程水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案；水平控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)的精度估算（含三角網(wǎng)、鎖的精度估算和導(dǎo)線網(wǎng)的精度估算。由于三角網(wǎng)基本不再使用，三角網(wǎng)、鎖的精度估算不再作為教學(xué)要求的內(nèi)容—-打星號(hào)；）工程水平控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念；工程水平控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)書的編制；水平控制點(diǎn)的實(shí)地選點(diǎn)、造標(biāo)埋石。目的是解決如何根據(jù)工程建設(shè)要求，結(jié)合測(cè)區(qū)實(shí)際情況，將水平控制點(diǎn)的位置在實(shí)地選定并標(biāo)志出來(lái)?！?.1國(guó)家水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案2.1.1布設(shè)原則我國(guó)幅員遼闊，在大部分領(lǐng)域（約9600OOOkm2)上布設(shè)國(guó)家天文大地網(wǎng)，是

2、一項(xiàng)規(guī)模巨大的工程。為完成這一基本工程建設(shè)，在建國(guó)初期國(guó)民經(jīng)濟(jì)相當(dāng)困難的情況下，國(guó)家專門抽調(diào)了一批人力、物力、財(cái)力，從1951年即開始野外工作，一直延續(xù)到1971年才基本結(jié)束。面對(duì)如此艱巨的任務(wù)，顯然事先必須全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排，制定一些基本原則，用以指導(dǎo)建網(wǎng)工作。這些原則是：分級(jí)布網(wǎng)，逐級(jí)控制；應(yīng)有足夠的精度；應(yīng)有足夠的密度；應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格。現(xiàn)進(jìn)一步論述如下。1.分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制由于我國(guó)領(lǐng)土遼闊，地形復(fù)雜，不可能用最高精度和較大密度的控制網(wǎng)一次布滿全國(guó)。為了適時(shí)地保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)用圖的需要，根據(jù)主次緩急而采用分級(jí)布網(wǎng)、逐級(jí)控制的原則是十分必要的。即先以精度高而稀

3、疏的一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國(guó)，形成統(tǒng)一的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級(jí)（或同時(shí)）布設(shè)二、三、四等控制網(wǎng)。2.應(yīng)有足夠的精度控制網(wǎng)的精度應(yīng)根據(jù)需要和可能來(lái)確定。作為國(guó)家大地控制網(wǎng)骨干的一等控制網(wǎng)，應(yīng)力求精度更高些才有利于為科學(xué)研究提供可靠的資料。為了保證國(guó)家控制網(wǎng)的精度，必須對(duì)起算數(shù)據(jù)和觀測(cè)元素的精度、網(wǎng)中圖形角度的大小等，提出適當(dāng)?shù)囊蠛鸵?guī)定。這些要求和規(guī)定均列于《國(guó)家三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱國(guó)家規(guī)范）中。3.應(yīng)有足夠的密度控制點(diǎn)的密度，主要根據(jù)測(cè)圖方法及測(cè)圖比例尺的大小而定。比如，用航測(cè)方法成圖時(shí)，密度要求的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值見表2-1

4、，表中的數(shù)據(jù)主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出的。表2-1各種比例尺航測(cè)成圖時(shí)對(duì)平面控制點(diǎn)的密度要求測(cè)圖比例尺每幅圖要求點(diǎn)數(shù)每個(gè)三角點(diǎn)控制面積三角網(wǎng)平均邊長(zhǎng)等級(jí)1：500001：250001：1000032～31約150km2約50km2約20km213km8km2～6km二等三等四等由于控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)與點(diǎn)的密度有關(guān)，所以在布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)，對(duì)點(diǎn)的密度要求是通過(guò)規(guī)定控制網(wǎng)的邊長(zhǎng)而體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于三角網(wǎng)而言邊長(zhǎng)與點(diǎn)的密度（每個(gè)點(diǎn)的控制面積）之間的近似關(guān)系為。將表2-1中的數(shù)據(jù)代入此式得出因此國(guó)家規(guī)范中規(guī)定，國(guó)家二、三等三角網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)分別為13km和8km。4.應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格由于我國(guó)三角鎖網(wǎng)的規(guī)模

5、巨大，必須有大量的測(cè)量單位和作業(yè)人員分區(qū)同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，為此，必須由國(guó)家制定統(tǒng)一的大地測(cè)量法式和作業(yè)規(guī)范，作為建立全國(guó)統(tǒng)一技術(shù)規(guī)格的控制網(wǎng)的依據(jù)。2.1.2布設(shè)方案根據(jù)國(guó)家平面控制網(wǎng)施測(cè)時(shí)的測(cè)繪技術(shù)水平，我國(guó)決定采取傳統(tǒng)的三角網(wǎng)作為水平控制網(wǎng)的基本形式，只是在青藏高原特殊困難的地區(qū)布設(shè)了一等電磁波測(cè)距導(dǎo)線?，F(xiàn)將國(guó)家三角網(wǎng)的布設(shè)方案和精度要求概略介紹如下。1.一等三角鎖布設(shè)方案一等三角鎖是國(guó)家大地控制網(wǎng)的骨干，其主要作用是控制二等以下各級(jí)三角測(cè)量，并為地球科學(xué)研究提供資料。圖2-1一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向布設(shè)成縱橫交叉的網(wǎng)狀圖形，如圖2-1所示。在一等鎖交叉處設(shè)置起算邊，以

6、獲得精確的起算邊長(zhǎng)，并可控制鎖中邊長(zhǎng)誤差的積累，起算邊長(zhǎng)度測(cè)定的相對(duì)中誤差。多數(shù)起算邊的長(zhǎng)度是采用基線測(cè)量的方法求得的。隨著電磁波測(cè)距技術(shù)的發(fā)展，后來(lái)少數(shù)起算邊的測(cè)定已為電磁波測(cè)距法所代替。一等鎖在起算邊兩端點(diǎn)上精密測(cè)定了天文經(jīng)緯度和天文方位角，作為起算方位角，用來(lái)控制鎖、網(wǎng)中方位角誤差的積累。一等天文點(diǎn)測(cè)定的精度是：緯度測(cè)定中誤差，經(jīng)度測(cè)定的中誤差，天文方位角測(cè)定的中誤差。一等鎖兩起算邊之間的鎖段長(zhǎng)度一般為200km左右，鎖段內(nèi)的三角形個(gè)數(shù)一般為16～17個(gè)。角度觀測(cè)的精度，按一鎖段三角形閉合差計(jì)算所得的測(cè)角中誤差應(yīng)小于。一等鎖一般采用單三角鎖。根據(jù)地形條件，也可組成大地

7、四邊形或中點(diǎn)多邊形，但對(duì)于不能顯著提高精度的長(zhǎng)對(duì)角線應(yīng)盡量避免。一等鎖的平均邊長(zhǎng)，山區(qū)一般約為25km，平原區(qū)一般約為20km。2.二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設(shè)的，它是國(guó)家三角網(wǎng)的全面基礎(chǔ)，同時(shí)又是地形測(cè)圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個(gè)方面的要求。20世紀(jì)60年代以前，我國(guó)二等三角網(wǎng)曾采用二等基本鎖和二等補(bǔ)充網(wǎng)的布置方案。即在一等鎖環(huán)內(nèi)，先布設(shè)沿經(jīng)緯線縱橫交叉的二等基本鎖（圖2-2），將一等鎖環(huán)分為大致相等的4個(gè)區(qū)域。二等基本鎖平均邊長(zhǎng)為15～20km；按三角形閉合差計(jì)算所得的測(cè)角