控制測(cè)量概述

控制測(cè)量是指在測(cè)區(qū)內(nèi)，按測(cè)量任務(wù)所要求的精度，測(cè)定一系列控制點(diǎn)的平面位置和高程，建立起測(cè)量控制網(wǎng)，作為各種測(cè)量的基礎(chǔ)。控制網(wǎng)具有控制全局，限制測(cè)量誤差累積的作用，是各項(xiàng)測(cè)量工作的依據(jù)。對(duì)于地形測(cè)圖，等級(jí)控制是擴(kuò)展圖根控制的基礎(chǔ)，以保證所測(cè)地形圖能互相拼接成為一個(gè)整體。對(duì)于工程測(cè)量，常需布設(shè)專用控制網(wǎng)，作為施工放樣和變形觀測(cè)的依據(jù)。

控制測(cè)量及其任務(wù)

在工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)，以必要的精度測(cè)定一系列控制點(diǎn)的水平位置和高程，建立起工程控制網(wǎng)，作為地形測(cè)量和工程測(cè)量的依據(jù)，這項(xiàng)測(cè)量工作稱為控制測(cè)量。工程控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)兩部分，前者是測(cè)定控制點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)，后者是測(cè)定控制點(diǎn)的高程。控制測(cè)量在工程建設(shè)三個(gè)階段中的具體任務(wù)是：在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段建立測(cè)圖控制網(wǎng)，作為各種大比例尺測(cè)圖的依據(jù)；在施工階段建立施工控制網(wǎng)，作為施工放樣測(cè)量的依據(jù)；在營運(yùn)階段建立變形觀測(cè)控制網(wǎng)，作為工程建筑物變形觀測(cè)的依據(jù)。控制測(cè)量對(duì)測(cè)繪地形圖的控制作用如下：地形圖是分幅測(cè)繪的，它要求測(cè)制的各幅地形圖，必須無漏洞、無重疊和無歪曲地互相拼接成一個(gè)整體，并具有相同的精度。如果在工程建設(shè)區(qū)建立了統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)，精密地測(cè)定網(wǎng)中各控制點(diǎn)的高斯平面直角坐標(biāo)，就可以在實(shí)地上準(zhǔn)確找到各個(gè)圖幅的位置，因而分幅獨(dú)立測(cè)圖時(shí)，各相鄰圖幅之間就不會(huì)出現(xiàn)漏洞、重疊和歪曲。因?yàn)闇y(cè)定的控制點(diǎn)點(diǎn)位精度高，分幅測(cè)圖時(shí)，各幅地形圖平面位置的測(cè)量誤差，將受到控制點(diǎn)的限制，不會(huì)積累得很大，從而保證各幅圖的平面位置具有相同的測(cè)圖精度。因此，各相鄰兩幅地形圖的平面位置，可以在測(cè)圖精度之內(nèi)互相接合。同樣的道理，如果在工程建設(shè)區(qū)建立了統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，精密地測(cè)定網(wǎng)中各控制點(diǎn)的高程，則分幅獨(dú)立測(cè)圖時(shí)，各相鄰圖幅的等高線，可以在測(cè)圖精度之內(nèi)互相接合。

特點(diǎn)

在一定區(qū)域內(nèi)，為大地測(cè)量、攝影測(cè)量、地形測(cè)量和工程測(cè)量建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測(cè)量。
包括：
①平面控制測(cè)量，是為測(cè)定控制點(diǎn)平面坐標(biāo)而進(jìn)行的；
②高程控制測(cè)量，為測(cè)定控制點(diǎn)高程而進(jìn)行的；③三維控制測(cè)量，為同時(shí)測(cè)定控制點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程或空間三維坐標(biāo)而進(jìn)行的。
在一定的區(qū)域內(nèi)為地形測(cè)圖或工程測(cè)量建立控制網(wǎng)（區(qū)域控制網(wǎng)）所進(jìn)行的測(cè)量工作。分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。平面控制網(wǎng)與高程控制網(wǎng)一般分別單獨(dú)布設(shè)，也可以布設(shè)成三維控制網(wǎng)。
控制測(cè)量的基準(zhǔn)面是大地水準(zhǔn)面，與其垂直的鉛錘線是外業(yè)的基準(zhǔn)線。
大地水準(zhǔn)面：由于海洋占全球面積的71%，故設(shè)想與平均海水面相重合，不受潮汐、風(fēng)浪及大氣壓變化影響，并延伸到大陸下面處處與鉛垂線相垂直的水準(zhǔn)面稱為大地水準(zhǔn)面，它是一個(gè)沒有褶皺、無棱角的連續(xù)封閉面。

建立方法

常用三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三邊測(cè)量和邊角測(cè)量等方法建立。

三角測(cè)量

三角測(cè)量是建立平面控制網(wǎng)的基本方法之一。但三角網(wǎng)（鎖）要求每點(diǎn)與較多的鄰點(diǎn)相互通視，在隱蔽地區(qū)常需建造較高的覘標(biāo)。

導(dǎo)線測(cè)量

導(dǎo)線測(cè)量布設(shè)簡單，每點(diǎn)僅需與前后兩點(diǎn)通視，選點(diǎn)方便，特別是在隱蔽地區(qū)和建筑物多而通視困難的城市，應(yīng)用起來方便靈活。隨著電磁波測(cè)距儀的發(fā)展，導(dǎo)線測(cè)量的應(yīng)用日益廣泛。

三邊測(cè)量

三邊測(cè)量要求丈量網(wǎng)中所有的邊長。應(yīng)用電磁波測(cè)距儀測(cè)定邊長后即可進(jìn)行解算。此法檢核條件少，推算方位角的精度較低。

邊角測(cè)量法

邊角測(cè)量法既觀測(cè)控制網(wǎng)的角度，又測(cè)量邊長。測(cè)角有利于控制方向誤差，測(cè)邊有利于控制長度誤差。邊角共測(cè)可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，提高點(diǎn)位精度。在工程測(cè)量中，不一定觀測(cè)網(wǎng)中所有的角度和邊長，可以在測(cè)角網(wǎng)的基礎(chǔ)上加測(cè)部分邊長，或在測(cè)邊網(wǎng)的基礎(chǔ)上加測(cè)部分角度，以達(dá)到所需要的精度。

小三角測(cè)量

小三角測(cè)量是在小測(cè)區(qū)建立平面控制網(wǎng)的一種方法，它多用于小測(cè)區(qū)的首級(jí)平面控制或三、四等三角網(wǎng)以下的加密，作為擴(kuò)展直接用于地形測(cè)圖的圖根控制網(wǎng)(點(diǎn))的基礎(chǔ)。此外，交會(huì)定點(diǎn)法也是加密平面控制點(diǎn)的一種方法。在2個(gè)以上已知點(diǎn)上對(duì)待定點(diǎn)觀測(cè)水平角,而求出待定點(diǎn)平面位置的，稱為前方交會(huì)法;在待定點(diǎn)對(duì)3個(gè)以上已知點(diǎn)觀測(cè)水平角，而求出待定點(diǎn)平面位置的，稱為后方交會(huì)法。

區(qū)域控制網(wǎng)

區(qū)域控制網(wǎng)同國家控制網(wǎng)相比較，前者控制面積較小，控制點(diǎn)的密度大，點(diǎn)位絕對(duì)誤差較小，精度較高。對(duì)于區(qū)域性平面控制網(wǎng)，根據(jù)測(cè)區(qū)面積、發(fā)展遠(yuǎn)景、因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理的原則，在保證控制點(diǎn)的必要精度和密度的情況下，可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級(jí)布網(wǎng)。分級(jí)布網(wǎng)通常先布設(shè)大范圍的首級(jí)網(wǎng)，再分階段進(jìn)行低級(jí)控制點(diǎn)的加密。分級(jí)布網(wǎng)可以采用同一種測(cè)量方法，也可以采用不同的測(cè)量方法。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行精度估算，測(cè)圖控制網(wǎng)要求全網(wǎng)的精度相對(duì)比較均勻。工程測(cè)量專用控制網(wǎng)，有時(shí)需在大范圍控制網(wǎng)內(nèi)部建立較高精度的局部控制網(wǎng)。
區(qū)域控制網(wǎng)一般在國家控制網(wǎng)下加密，或以國家控制網(wǎng)為起算數(shù)據(jù)，以便統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。若測(cè)區(qū)內(nèi)無已知控制點(diǎn)可以利用時(shí)，可在網(wǎng)中任選一點(diǎn)用天文測(cè)量方法觀測(cè)其經(jīng)緯度，換算成高斯-克呂格爾直角坐標(biāo),作為起算坐標(biāo)。又觀測(cè)該點(diǎn)至另一點(diǎn)的天文方位角，將其換算成坐標(biāo)方位角，作為起算方位角。在個(gè)別情況下，小測(cè)區(qū)也可采用假定坐標(biāo)和磁北定向。三角網(wǎng)所需的起始邊長可用測(cè)距儀器直接測(cè)出。
當(dāng)測(cè)區(qū)面積較小時(shí)，可將其視為平面。但在較大的區(qū)域內(nèi)，則需考慮地球曲率的影響。為了合理的處理長度投影變形，應(yīng)適當(dāng)選擇投影帶和投影面。觀測(cè)成果一般應(yīng)歸化到參考橢球面（或大地水準(zhǔn)面）上，并按高斯正形投影計(jì)算3°帶內(nèi)的平面直角坐標(biāo),以便盡量與國家坐標(biāo)系統(tǒng)一致，有利于成果、成圖的相互利用。當(dāng)測(cè)區(qū)平均高程較大時(shí)，為了使成果與實(shí)地相符，應(yīng)采用測(cè)區(qū)平均高程面作為投影面。當(dāng)測(cè)區(qū)中部遠(yuǎn)離 3°帶中央子午線時(shí)，應(yīng)以測(cè)區(qū)中部子午線為中央子午線，采用任意帶高斯正形投影（見高斯－克呂格爾平面直角坐標(biāo)系）。
工程測(cè)量中的專用控制網(wǎng)，往往在某些方面有其特殊要求。在滿足這一要求的前提下，可以有若干個(gè)不同的布網(wǎng)方案提供選擇。隨著計(jì)算工具的發(fā)展，可以應(yīng)用最優(yōu)化方法的理論確定最佳的設(shè)計(jì)方案。

高程控制網(wǎng)

主要用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法建立。

水準(zhǔn)測(cè)量

用水準(zhǔn)測(cè)量方法建立的高程控制網(wǎng)稱為水準(zhǔn)網(wǎng)。區(qū)域性水準(zhǔn)網(wǎng)的等級(jí)和精度與國家水準(zhǔn)網(wǎng)一致。高程控制網(wǎng)可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級(jí)布設(shè)。各等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量都可作為測(cè)區(qū)的首級(jí)高程控制。首級(jí)網(wǎng)一般布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，加密時(shí)可布設(shè)成附合線路或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。測(cè)區(qū)高程應(yīng)采用國家統(tǒng)一高程系統(tǒng)。小測(cè)區(qū)聯(lián)測(cè)有困難時(shí)，也可用假定高程。

三角高程測(cè)量

三角高程測(cè)量是根據(jù)兩點(diǎn)間的豎直角和水平距離計(jì)算高差而求出高程的，其精度低于水準(zhǔn)測(cè)量。常在地形起伏較大、直接水準(zhǔn)測(cè)量有困難的地區(qū)測(cè)定三角點(diǎn)的高程，為地形測(cè)圖提供高程控制。三角高程測(cè)量可采用單一路線、閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)網(wǎng)或高程網(wǎng)的形式布設(shè)。三角高程路線一般由邊長較短和高差較小的邊組成，起訖于用水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的高程點(diǎn)。為保證三角高程網(wǎng)的精度，網(wǎng)中應(yīng)有一定數(shù)量的已知高程點(diǎn)，這些點(diǎn)由直接水準(zhǔn)測(cè)量或水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)求得。為了盡可能消除地球曲率和大氣垂直折光的影響，每邊均應(yīng)相向觀測(cè)。

平差計(jì)算

建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)時(shí)，為了進(jìn)行檢核和提高精度，常有一定數(shù)量的多余觀測(cè)（見測(cè)量平差）。對(duì)觀測(cè)值按最小二乘法原理進(jìn)行平差計(jì)算，消除各觀測(cè)值之間的矛盾，求得最可靠的結(jié)果和評(píng)定測(cè)量結(jié)果的精度。對(duì)于觀測(cè)精度較低的控制測(cè)量，可采用近似法進(jìn)行平差計(jì)算。