控制测量复习

第一章

1.1控制测量学的基本任务和主要内容

控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点）的水平位置和高程位置，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。 控制测量的基本任务

1在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网。 2在施工阶段建立施工控制网。

3在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。 控制测量的作用

1 为测绘地形图，布设全国范围内及局域性的大地测量控制网，为取得大地点的精确坐标，建立合理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小及重力场等参数。

2 控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊的作用。 控制测量学的研究内容

研究建立和维持工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法。

研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。

研究地球表面测量成果向椭球面及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。

研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法。

大地水准面：水准面因其高度不同而有无数个. 与平均海水面相重合，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面。 1.3 控制测量的基准面和基准线 铅垂线是外业测量工作的基准线 大地水准面是外业测量工作的基准面 3.大地高、正高及正常高 H大=H正+N H大=H常+ζ

4.垂线偏差

地面一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量 n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。 根据所采用的椭球不同可分为绝对垂线偏差及相对垂线偏差。

垂线同总地球椭球(或参考椭球)法线构成的角度称为绝对(或相对)垂线偏差，它们统称为天文大地垂线偏差。

测定垂线偏差方法：天文大地测量法；重力测量法；天文重力测量法；GPS方法。 作业

1. 控制测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。

2. 野外测量的基准面、基准线各是什么?测量计算的基准面、基准线各是什么?为什么野外作业和内业计算要采取不同的基准面? 3. 什么是控制测量，其分类有哪些？ 4.名词解释

大地水准面、总地球椭球、参考椭球、垂线偏差。 第二章 水平控制网的技术设计

2.1.1 建立国家水平大地控制网的方法

常规大地测量法（三角测量、导线测量、边角网和三边网） 天文测量法

现代定位新技术（GPS 、VLBI 、INS） 1 三角测量

1）网形

如果测区较小，可以把测区所在的一部分椭球面近似看做平面，三角网中的观测量是网中的全部（或大部分）方向值。 2）起算数据和推算元素

为了得到所有三角点的坐标 ,必须已知三角网中某边长和某一边的坐标方位角 及某点的起算坐标，统称为起算数据。

三角点上观测的水平角（或方向）称为观测元素。

由起算元素和观测元素的平差值推算出来的三角形边长、坐标方位角和三角点的坐标统称为三角测量的推算元素。 独立网与非独立网

当三角网中只有必要的一套起算数据（例如一条起算边，一个起算方位角和一个起算点的坐标）时，这种网称为独立网。

具有多于必要起算数据时，则这种网称为非独立网。又称为附合网。 独立导线网的起算数据需要几个？

一个起算点坐标及一方向方位角 或两个点坐标 2导线测量

3边角网：指既测角又测边的以三角形为基本图形的网。 4如果只测边而不测角即为三边网。 天文测量法

天文测量法是在地面点架设仪器，通过观测天体（恒星）并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即天文经纬度和天文方位角。 现代定位新技术 1.GPS测量

2.甚长基线干涉测量（VLBI） 3.惯性测量系统（INS） 2.1.2 布设原则

1.分级布网、逐级控制 2.应有足够的精度 3.应有足够的密度 4.应有统一的规格

1.常规大地测量方法

国家三角网的布设方案分为一、二、三、四等4个等级。

一等三角锁是国家大地控制网的骨干，沿经纬线方向纵横交叉布满全国。主要作用是控制二等以下各级三角测量，并为地球科学研究提供资料。 1）一等三角锁布设方案 2.1.3 布设方案

一等锁在起算边两端点上精密测定了天文经纬度和天文方位角， 作为起算方位角，用来控制锁、网中方位角误差的积累。

2）二等三角锁、网布设方案

既是加密三、四等网的基础，又是地形测图的基本控制。

布设方案有两种形式：

1958年前：在一等锁环内，先沿经纬线纵横交叉布设二等基本锁（平均边长约15~20km，测角中误差小于±1.2″），将一等锁环分为大致相等的四个区域，然后在这四个

区域中处再补充布设二等补充网（平均边长约为13km，测角中误差小于±2.5″）。 1958年后：二等网以全面三角网的形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接。其平均边长约为13km，测角中误差小于±1.0″。

三、四等三角网是在一、二等网控制下布设的，是为了加密控制点，以满足测图和工程建设的需要。

3）三、四等三角网布设方案 布设方案：插网法和插点法。

插网法 是在高级三角网内，以高级点为基础，布设次一等级的连续三角网。 插点法 是在高等级三角网的三角形内，插入一个或两个低等级的新点。

工测控制网可分为两种：一种是在各项工程建设的规划设计阶段，为测绘大比例尺地形图和房地产管理测量而建立的控制网，叫做测图控制网；

另一种是为工程建筑物的施工放样或变形观测等专门用途而建立的控制网，我们称其为专用控制网。

2.2.2 工程测量水平控制网布设原则 1.分级布网、逐级控制 2.要有足够的精度 3.要有足够的密度 4.要有统一的规格 小结

1. 起算数据：控制网的已知数据。

已知数据的形式：坐标、边长、方位角、高程等

2. 观测数据：控制网中通过观测得到的数据。

3. 推算数据：由已知数据和观测数据经推算得到的数据（通常为结果数据）。 任何一个控制网均包含以上三类数据 4. 独立网：网内无多余起算数据。 5. 非独立网：网内有多余起算数据。 测量控制网的分类

按范围 全球控制网 国家控制网 工程控制网 按用途 测图控制网

施工（测量）控制网 变形监测网 工程控制网的作用

1、为工程建设提供工程范围内统一的参考框架，为各项测量工作提供位置基准，满足工程建设不同阶段测绘在质量、进度和费用等方面的要求。

2、即工程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用 优化设计就是在复杂的科研和工程问题中，从所存在的许多可能决策内选择最好决策的一门科学。

工程控制网的优化设计是在限定精度、可靠性和费用等质量指标下，获得最合理、满意的设计。

安装（测量）控制网 按网点性质

一维网（水准网、高程网） 二维网（平面网） 三维网 按网形 三角网 导线网 混合网 方格网

按施测方法 测角网 测边网 边角网 GPS网 按其他标准 首级网 加密网 特殊网 专用网

1. 优化设计的分类

网的优化设计可分为零、一、二、三类 （1）零类设计（基准设计），即为控制网寻求一个最优的基准。 （2）一类设计（图形设计）。就是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的点位布设和最合理的观测值数目。

（3）二类设计（权设计）。即在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，进行观测工作量的最佳分配（权分配），决定各观测值的精度（权），使各种观测手段得到合理组合。 （4）三类设计（加密设计）。是对现有网和现有设计进行改进，引入附加点或附加观测值，导致点位增删或移动，观测值的增删或精度改变。 2. 优化设计的方法

解析法： 通过数学方程用最优化方法求解。

模拟法：根据经验和准则，通过计算比较、修改，得到最优方案。 2.4.2 工程控制网的质量标准 精度标准

包括整体精度标准和局部精度标准。

整体精度标准是选用某种指标从整体上描述网的综合精度。

局部精度标准主要是指相对精度。比如隧道施工控制网要求隧道两端点相对精度达到某一标准。

可靠性标准

定义：能够成功地发现粗差的一种概率，或者说用以判断某一观测不含粗差的概率。 对于很大的粗差，一般比较容易发现，对于不大的粗差的探测，相对比较困难。 通常用统计检验方法去研究探测粗差的概率。 灵敏度标准

定义：指在一定概率下，通过统计检验可能发现某一方向变形向量的下界值。 主要用在变形监测网的优化设计。 费用标准

费用标准有两种标准形式的优化

1.在观测费用总额不变的情况下，使网的精度最高。 2.在满足网的精度下，使费用最小。 作业

1.建立国家水平大地控制网的方法有哪些？ 2.平面控制网布设的原则是什么？

3.什么是工程控制网的优化设计，其有哪些分类？

第三章

3.2.1 视准轴误差 产生原因

望远镜的十字丝分划板安置不正确 望远镜调焦镜运行时晃动 气温变化引起仪器部件的胀缩 措施：

盘左、盘右取平均值，可消除视准轴误差影响

为避免调焦引起视准轴位置变化，规定在一测回内不得重新调焦 3.2.2 水平轴倾斜误差