测绘专业毕业设计论文施工测量控制网方案探讨.doc

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1、江西理工大学2006届本科生毕业设计（论文）江 西 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计（论文）任 务 书环建 学院 测绘 专业 2002级（ 2006届） 1班 题 目：施工测量控制网方案探讨专题题目（若无专题则不填）：原始依据（包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等）： 论文上午工作基础：学生已学习了控制测量、工程测量、平差基础等。 研究条件：学生已进行了控制测量实习、以及控制网设计计算等，并且有 相关的设计计算软件。 应用环境：大面积测图、工程施工放样、工程安全监测等。 工作环境：提高学生工作能力、增强学生科研水平。主要内容：（包括设计（研究）内容，并根据课题性质对学

2、生提出具体要求）：1、 施工控制网在施工测量中地位和作用。2、 施工控制网形式、精度的确定。3、 施工中的测量工作中如何利用新技术快速科学的建立施工控制网。主要指标与技术参数：参照相关的规范日程安排：周次工作内容安排备注58设计根据大纲，到现场实习或实验，获取一些现场工作经验，同时获取设计的部分资料和数据。教师指导部分人在校实习资料检索，确定设计论文题目，拟定设计大纲。911进行方案设计并编程、计算。教师指导1213完成设计计算并进行计算分析。独立完成1415提交论文初稿，教师批阅，进行论文设计和计算的完善，完成设计必要的图件绘制工作。教师指导16定稿抄写论文，做好论文答辩的准备工作。独立完成

3、1718指导教师审阅论文，给定评语，组织论文答辩。主要参考文献和书目：1 李青岳，陈永奇 工程测量学 测绘出版社 1995 2 孔祥元，梅是义 控制测量学武汉大学出版社19963 吴栋材，等大型斜拉桥施工测量M北京：测绘出版社19994 JTJ0711998，公路质量检验评定标准S5 章书寿，等工程测量M北京：水利电力出版社，19946 SL5293，水利水电工程施工测量规范S7 GB1289891，国家三、四等水准测量规范s8 陈健、陶本藻大地形变测量学地震出版社19879 陈永奇变形观测数据处理测绘出版社198810 於宗俦、于正林测量平差原理武汉测绘科技大学出版社.199011 樊功瑜误

4、差理论与测量平差M上海：同济大学出版社，199812 顾孝烈城市与工程控制网设计M上海：同济大学出版社，1992指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日教学院长签字： 年 月 日江 西 理 工 大 学本科毕业设计（论文）开题报告（综述）环境与建筑工程学院 测绘专业 2002 级（2006届） 1 班 XXX学生题 目：施工测量控制网方案探讨本课题研究的现状：由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发展变化也很快，目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。随着社会的快速发展，工程测量在公用，民用等多领域越来越重要。特别是老化的建筑需要从新检测和修建

5、，还有一些大型水利工程需要高精度的工程测量，而要很好的完成这些不同的工程项目，必须去测量，而盲目的测量会事倍功半，严重的还会影响完成的工程项目出现各种有可能出现的问题，对人民有可能造成很大的危害。所以工程测量能顺利的竣工成了我们每个工程人员必须考虑的问题。其中工程在施工阶段在整个工程的关键，而要很顺利的完成施工阶段的任务，就必须作好施工阶段的各项任务和指标，施工控制网的建立和精度显得异常重要。运用合理方法建立服务于不同工程项目的施工控制网成为我们共同努力的目标，不仅要考虑成本，使用期限，变形系数等，重要的是能最好的发挥施工控制网的作用，为民服务。所以就施工测量控制网方案作一下详细的探讨。课题价

6、值和现实意义：施工控制网是贯穿于整个工程的始终，他能提高工程项目的精度，保证项工程目能达到预期的要求，便于工程完成后的检测。施工控制网加快工程施工的进度，运用好它能为工程建设节约成本，提高效率施工控制网是工程开工的依据，没有它，一个工程是无法进行的，更不会有我们天天都生活的美丽城市和民用设施。施工控制网可以利用在勘测阶段所建立的测图控制网。但由于在勘测阶段各种建筑物的设计位置尚未确定，再加上施工现场因平整场地，大量的土方填挖，往往会使原来布置的控制点受到破坏，因而，测图控制网在位置、密度和精度上难以满足施工测量放线的要求，则应在工程施工之前在原有测图控制网的基础上，为建筑物、构筑物的测设重新建

7、立统一的施工控制网。施工控制网又分为平面控制网和高程控制网。平面控制网的布设形式，应根据 建筑总平面图、建筑场地的大小和地形、施工方案等因素来确定。 对于地形起伏较大的山区或丘陵地区，常用三角网或三边网； 对于地形平坦而通视较困难的地区或建筑物布置不很规则时，可采用导线网； 对于地势平坦的、建筑物众多且布置比较规则和密集的工业场地或住宅小区，一般采用建筑方格网； 对于地面平坦的小型施工场地，常布置一条或几条建筑基线，组成简单的图形。平面控制网，应根据等级控制点进行定位、定向和起算，其等级和精度应符合下列规定： 建筑场地面积大于或重要工业区，宜建立相当于一级导线精度的平面控制网； 建筑场地小于或

8、一般性建筑区，可根据需要建立相当于二、三级导线精度的平面控制网； 当原有控制网作为场区控制网时，应进行复测检查。高程控制网应布设成闭合水准路线、附合水准路线或结点水准网形。高程测量的精度，一般不宜低于三等水准测量的精度要求。设计（论文）提纲：为工程建设布设的测量控制网。按用途分为测图控制网、施工控制网和变形观测控制网。按内容分为平面控制网和高程控制网，前者常采用三角网、导线网、量边网和边角网等形式;后者常采用水准网形式。与国家控制网相比较，工程控制网的控制面积较小、边长较短、绝对误差较小、且大多是独立网和采用独立的坐标系统。本设计主要从它的布设 ，精度，优化，和应用，重点阐述工程施工控制网重要

9、性和不可以避免性，同时通过几个工程项目的控制网的事例，更好的探讨施工控制网的多样性和灵活可优化变动性。主要参考文献和书目：1 李青岳，陈永奇 工程测量学 测绘出版社 1995 2 孔祥元，梅是义 控制测量学武汉大学出版社19963 吴栋材，等大型斜拉桥施工测量M北京：测绘出版社19994 JTJ0711998，公路质量检验评定标准S5 章书寿，等工程测量M北京：水利电力出版社，19946 SL5293，水利水电工程施工测量规范S7 GB1289891，国家三、四等水准测量规范s8 陈健、陶本藻大地形变测量学地震出版社19879 陈永奇变形观测数据处理测绘出版社198810 崔希璋，於宗俦，陶本

10、藻，等广义测量平差M新版武汉：武汉测绘科技大学出版社，200111 樊功瑜误差理论与测量平差M上海：同济大学出版社，199812 顾孝烈城市与工程控制网设计M.济大学出版社，1992指导教师审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学院长签字： 年 月 日摘 要为工程建设布设的测量控制网。按用途分为测图控制网、施工控制网和变形观测控制网。按内容分为平面控制网和高程控制网，前者常采用三角网、导线网、量边网和边角网等形式;后者常采用水准网形式。与国家控制网相比较，工程控制网的控制面积较小、边长较短、绝对误差较小、且大多是独立网和采用独立的坐标系统。通过对它的认识，本设计主要从它的布设 ，精度，优化，

11、和应用，重点阐述工程施工控制网统领性和不可避免性，同时通过几个工程项目的控制网的事例，更好的探讨施工控制网的多样性和灵活可优化变动性。关键词: 施工控制网精度 施工放样 导线网 建筑基线 建筑方格网 闭合水准路线 附合水准路线 结点水准网 AbstractPick for the construction laid measurements control network. Divided into mapping - use control network, control network construction observation and deformation control ne

12、tworks. Content control into the network and elevation control plane network, which often used triangular networks, wire network, and a network of learning networks and other forms corner; The latter often using standard network forms. Compared with the national control network, control network cont

13、rol smaller projects, while long-short, the absolute error smaller, and mostly independent network and the introduction of an independent system of coordinates. Through its understanding of the design from its main laid, accuracy, optimization and applications, focusing on the control of network con

14、struction and operation of inevitability, and project control through several examples of networks, better control network construction explore the diversity and flexibility to optimize the changes.Key words: Construct and control the network precision, Construct , show kind ,Wire network , Network

15、,Base-line of building and check of building , Close level route , Conform to network , Route of level and level of joint前 言在建筑施工场地上有各种建筑物、构筑物，且分布面较广，往往又不是同时开工兴建。为了保证施工测量的精度和速度，使各个建筑物、构筑物的平面位置和高程都能符合设计要求，互相连成统一的整体，因此，施工测量和测绘地形图一样，也要遵循“从整体到局部、先控制后碎部”的原则。即先在施工场地建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的位置

16、。 施工控制网可以利用在勘测阶段所建立的测图控制网。但由于在勘测阶段各种建筑物的设计位置尚未确定，再加上施工现场因平整场地，大量的土方填挖，往往会使原来布置的控制点受到破坏，因而，测图控制网在位置、密度和精度上难以满足施工测量放线的要求，则应在工程施工之前在原有测图控制网的基础上，为建筑物、构筑物的测设重新建立统一的施工控制网。施工控制网又分为平面控制网和高程控制网。平面控制网的布设形式，应根据 建筑总平面图、建筑场地的大小和地形、施工方案等因素来确定。 对于地形起伏较大的山区或丘陵地区，常用三角网或三边网； 对于地形平坦而通视较困难的地区或建筑物布置不很规则时，可采用导线网； 对于地势平坦的

17、、建筑物众多且布置比较规则和密集的工业场地或住宅小区，一般采用建筑方格网； 对于地面平坦的小型施工场地，常布置一条或几条建筑基线，组成简单的图形。平面控制网，应根据等级控制点进行定位、定向和起算，其等级和精度应符合下列规定： 建筑场地面积大于或重要工业区，宜建立相当于一级导线精度的平面控制网； 建筑场地小于或一般性建筑区，可根据需要建立相当于二、三级导线精度的平面控制网； 当原有控制网作为场区控制网时，应进行复测检查。高程控制网应布设成闭合水准路线、附合水准路线或结点水准网形。高程测量的精度，一般不宜低于三等水准测量的精度要求。目 录第一章 绪论1.1、工程测量的发展 11.2、施工控制网在工

18、程测量中的地位和作用 5第二章 施工控制网的建立 2.1施工控制网优化设计 62.2桥梁施工控制网的建立 122.3桥梁施工控制网的精度 152.4水利枢纽施工控制网的建立 162.5水库大坝施工控制网精度探讨 192.6大型工业厂房施工控制网的布设 22第三章 施工控制网布设形式3.1水准施工控制网布设形式 253.2高程施工控制网布设形式 28第四章 应用新技术和先进仪器快速建立施工控制网4.1 GPS在施工控制网中的应用 294.2 测边网检测施工控制网的稳定性 314.3 电磁波测距导线在施工控制网中的应用 36结束语 40致谢辞 41参考文献 42附录 43第一章 绪论1.1、工程测

19、量的发展1.1.1、学科地位和研究应用领域 1. 学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2. 学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现代发展的一级学科。该学科无论怎样发展，服务领域无论怎样拓宽，与其他学科的交叉无论怎样增多或加强，学科无论出现怎样的综合和细分，学科名称无论怎样改变，学科的本质和特点都不会改变。总的来说，整个学科的二级学科仍应作如下划分： 大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量)； 工程测量学(含近

20、景摄影测量和矿山测量)； 航空摄影测量与遥感学； 地图制图学； 不动产地籍与土地整理。 3. 研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分；也有按行业划分成：线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等，几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学，主要按下述内容进行划分和编写：测量仪器和方法；线路、铁路、公路建设测量；高层建筑测量；地下建筑测量；安全监测；机器和设备测量。 由于工程测量的研究

21、应用领域非常广泛，发展变化也很快，因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会，过去它下设4个工作组：测量方法和限差；土石方计算；变形测量；地下工程测量。此外还设了一个特别组：变形分析与解释。现在，下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是：大型科学设备的高精度测量技术与方法；线路工程测量与优化；变形测量；工程测量信息系统；激光技术在工程测量中的应用；电子科技文献和网络。2个专题组是：工程和工业中的特殊测量仪器；工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年代发起组织每3

22、4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题：测量仪器和数据获取；数据解释、处理和应用；高层建筑和设备安装测量；地下和深层建筑测量；环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是：测量理论与测量方案；测量技术和测量系统；信息系统和CAD；在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是：测量和数据处理系统；监测和控制；在工业和建筑工程中的质量问题；数据模型和信息系统；交叉学科的大型工程项目。 从以上可见，工程测量学的研究领域既有相对的固定性，又是不断发展变化的。笔者认为，工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对

23、象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障，满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。1.1.2、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件，向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量的全自动化，被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标，在1 s内完成一目标点的

24、观测，像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测，可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的，主要应用在精密工程测量领域。其中，包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面，测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距)，称为基准线测

25、量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪，金属丝引张线，各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪，以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 在距离测量方面，包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETER LDM2双频激光测距仪，中长距离测量精度可达亚毫米级；可喜的是，许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化，其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR，应变仪DISTERMETER ISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效

26、应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到0.01m的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 高程测量方面，最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里，如用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量)，即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面

27、内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展，其精度达微米级。 具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点，采用多传感器的高速铁路轨道测量系统，用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车，测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机，可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。 综上所述，工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可作精密定位和准

28、直测量，可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，还可测振动频率以及物体的动态行为。1.1.3、工程测量理论方法的发展 1. 测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型，它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要，导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论，

29、以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际，出现了稳健估计(或称抗差估计)；针对法方程系数阵存在病态的可能，发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别，稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 2. 工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件，解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用，对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言，按固定参数和待定参数的不同，网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优

30、化设计，涉及到网的基准设计，网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中，施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距，网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外，其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是：根据设计资料和地图资料在图上选点布网，获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案，根据仪器确定观测值精度，可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意

31、两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵，协方差阵的主成份计算，特征值计算，点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较，使之既满足设计要求，又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算，直到获取一个较好的结果。 用模拟法可获得一个

32、相对较优且切实可行的方案，可进一步用模拟观测值作网的平差计算，同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网，作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用报道较少。多是为了安全起见，有较大的质量富余，建网费用偏高。网优化设计费用很少，所带来的效益较大，凡是较重要的工程控制网，都应作优化设计。 3. 变形观测数据处理 工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广，属于多学科的交叉。 系统论方法还涉及

33、变形体运动稳定性研究，这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究，主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 系统论方法涉及到许多非线性科学学科的知识，如系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、分形、混沌理论、耗散结构等。上述理论远不是工程测量工作者所能掌握的，将系统论方法与变形分析与预报相结合的研究只是初步的，希望有更多的青年学者加入到这一研究领域来。1.1.4、工程测量学的发展展望 展望21世纪，工程测量学在以下方面将得到显著发展： 1. 测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强； 2. 在变形观测数据处理和

34、大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3. 工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理； 4. 多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用，如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成，可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 5. GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 6. 大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将

35、是工程测量学发展的一个特点。 7. 数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 综上所述，工程测量学的发展，主要表现在从1维、2维到3维、4维，从点信息到面信息获取，从静态到动态，从后处理到实时处理，从人眼观测操作到机器人自动寻标观测，从大型特种工程到人体测量工程，从高空到地面、地下以及水下，从人工量测到无接触遥测，从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境，提高人们的生活质量起重要作用。1.2、施工控制网在工程测量中的地位和作用由于工程测量的研究应用领域非常广泛，发展变化也很快，目前国内外没有一本全

36、面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。随着社会的快速发展，工程测量在公用，民用等多领域越来越重要。特别是老化的建筑需要从新检测和修建，还有一些大型水利工程需要高精度的工程测量，而要很好的完成这些不同的工程项目，必须去测量，而盲目的测量会事倍功半，严重的还会影响完成的工程项目出现各种有可能出现的问题，对人民有可能造成很大的危害。所以工程测量能顺利的竣工成了我们每个工程人员必须考虑的问题。其中工程在施工阶段在整个工程的关键，而要很顺利的完成施工阶段的任务，就必须作好施工阶段的各项任务和指标，施工控制网的建立和精度显得异常重要。运用合理方法建立服务于不同工程项目的施工控制网成为

37、我们共同努力的目标，不仅要考虑成本，使用期限，变形系数等，重要的是能最好的发挥施工控制网的作用，为民服务。所以就施工测量控1.2.2施工控制网是贯穿于整个工程的始终，他能提高工程项目的精度，保证项工程目能达到预期的要求，便于工程完成后的检测。施工控制网加快工程施工的进度，运用好它能为工程建设节约成本，提高效率施工控制网是工程开工的依据，没有它，一个工程是无法进行的，更不会有我们天天都生活的美丽城市和民用设施。 施工控制网可以利用在勘测阶段所建立的测图控制网。但由于在勘测阶段各种建筑物的设计位置尚未确定，再加上施工现场因平整场地，大量的土方填挖，往往会使原来布置的控制点受到破坏，因而，测图控制网

38、在位置、密度和精度上难以满足施工测量放线的要求，则应在工程施工之前在原有测图控制网的基础上，为建筑物、构筑物的测设重新建立统一的施工控制网。施工控制网又分为平面控制网和高程控制网。平面控制网的布设形式，应根据 建筑总平面图、建筑场地的大小和地形、施工方案等因素来确定。 对于地形起伏较大的山区或丘陵地区，常用三角网或三边网； 对于地形平坦而通视较困难的地区或建筑物布置不很规则时，可采用导线网； 对于地势平坦的、建筑物众多且布置比较规则和密集的工业场地或住宅小区，一般采用建筑方格网； 对于地面平坦的小型施工场地，常布置一条或几条建筑基线，组成简单的图形。平面控制网，应根据等级控制点进行定位、定向和

39、起算，其等级和精度应符合下列规定： 建筑场地面积大于或重要工业区，宜建立相当于一级导线精度的平面控制网； 建筑场地小于或一般性建筑区，可根据需要建立相当于二、三级导线精度的平面控制网； 当原有控制网作为场区控制网时，应进行复测检查。高程控制网应布设成闭合水准路线、附合水准路线或结点水准网形。高程测量的精度，一般不宜低于三等水准测量的精度要求。第二章 施工控制网的建立.2.1 施工控制网的优化设计施工测量控制网的优化设计就是寻找满足某些条件和达到一定准劂的最优化方案。应该说，在社会经济高速发展，特别是基础设施日新月异各行各业讲究效益的今天，施工测量控制网的优化问题是一个实用的应用课题。2.1.1

40、 最优化问盟的数学模型一般优化问题表示成：minf(x)，xRgi(x)0,i=l2 ，m (1)hi(x)=0，j=1，2，P并称：f(x)为目标函数，gi(x)0，hj(x)=0为约束条件，x为设计变量，满足约束条件的为x容许解。上述问题称之为数学规期问题，它可分为：(1)线性规划：f(x)，(x)，hj(x)等皆为线性函数。(2)非解线性规划：gl(x)，h(x)等中有x的非线性函数存在。(3)-次规划：f(x)为二次函数。(4)无约束极值问题：仅有目标函数雨无约束条件。2.1.2 控制网最优化设计的理论基础1 控制丹的方差一协方差阵建立最优化目标函数：选取某些参数，井给定限制或条件当改

41、变约束条件和目标函教时，所选用的参数也随之改变，从而设计方案也就不同。求出控制网的权系数阵与方差一协方差阵，这是最优化设计的重要依据。观测值方程式：vnxl=Anx1 X1xl+Lnxl (2)v为观测值改正数列阵；A为观测值方程式系数矩阵；x为未知数列矩阵；L为观测方程式常数项列矩阵。并设P为观测值的权对角阵。通过解方程可列出方差一协方差阵。2 精度标准控制网的优劣，取决于对控制网的要求。若能满足精度、费用和可靠性的要求，则说明网优，可见精度标准是网的重要指标。在工程控制网中有两种精度标准：一是纯精度标准，将未知向量的方差一协方差阵的精度数据概一个定数。有以下几种表示方式：A标准(以方差一协

42、方差阵的积为最小)，D标准(以方差一协方差阵的行列式为最小)；E标准(以方差一协方差矩阵的最大特征值为最小)。二是准则矩阵标准：是根据设计要求预先构造的理想的方差一协方差阵。3 可靠性标准控制网中仅从精度和费用方面来考虑最优化问题是不够全面的，而应该把可靠性作为衡量控制网的质量的一个新标准。4 误差椭圆从概率论的观点出发，通过测量误差的二维正态分布，用末矩阵的特征值和特征向量的方法，推求误差椭圆绪元素。2.1.3施工控制网的优化设计在施工中，我们有一座桥的旅工控制网。设计图形如下： 图112为桥轴线，在施工中颓两侧市设34，5，6点构成鼠四边彤。1 控制同的精度要求兼顾桥梁施工与变形观测的控制

43、网其精度指标为：要求桥墩中心在桥轴线上的施工放样误差为20mm，测定桥墩位移的误差为lOmm。对桥墩的旅工放样和变形观测都是从3、4或5、6点进行交会的，要求起始点的误差仅占总误差的1O，也就是说要求3、4或5、6两点在平行于桥梁轴线方向上的相对点位误差不超过总误差的1t0，即，式中 为旅工放样或变形观测的容许中误差，m 为起始数据误差，即控制点的误差。当桥梁施工放样时，mo= 20ram，113 =87mm；当进行交会变形观测时，mo= lOmm，m ；44ram。计算出的44mm，是对上述两对点各自在桥轴线垂直方向上的相对误差而言的。为此，必须用误差椭圆和相对误差椭圆求取上述特定方向上的误

44、差。通过各种方案计算结果的比较，实现控制网的最优化。2 最优化设计方法我采用的是一种模拟法设计。就是说对于初选的网形和观测纲要，模拟一组观测值。通过计算，按间接平羞原理与计算方法。组成图形矩阵和法方程式，求解得到未知数的协因数阵和方差一协方差阵，从而计算点位误差椭圆参数及待定点座标函数的精度(边长，方向角精度等)。模拟计算结果与预定的精度要求相比较，据此对控制网图形与观测纲要进行修正。根据设计者的经验和知识在修改过程中使设计方案在精度和成本等方面逐步优化，最终得到符合于设计标准和测量实践的最优方案。这种设计方法称为试验修正法，其流程图如下：3 试验设计方案的逐步优化该桥梁控制网选定l点为起点12为起始方向。根据仪器条件，预定观测精度：方向观测中误差m =177 (相当于测角中误差mo=25 )测距中误差ms=5ram。图1中各边的方位角和边长的概值如附表1所列。拟定五个设计方案根据组成的误差方程式及法方程式解算，求出未知数的权系数和误差椭圆参数。五个方案为：(1)测角网一测12边作为基线观测网中所有方向；(