工程控制网布设和理论与方法课件.ppt
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- 工程 控制 网布 理论 方法 课件
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1、思考题1 1与国家大地测量控制网相比较,工程控制网哪些作与国家大地测量控制网相比较,工程控制网哪些作用和特点?用和特点?2 2工程控制网的精度、可靠性、灵敏度和建网费用之工程控制网的精度、可靠性、灵敏度和建网费用之间有何关系?间有何关系?3 3为什么要进行工程控制网的优化设计?基于观测值为什么要进行工程控制网的优化设计?基于观测值可靠性的模拟法优化设计的基本思想是什么?可靠性的模拟法优化设计的基本思想是什么?4 4工程控制网布设的发展方向是什么?工程控制网布设的发展方向是什么?5 5工程控制网边角精度匹配的含义是什么?工程控制网边角精度匹配的含义是什么?参考文献 李青岳.(1995),工程测量
2、学,测绘出版社第三章 工程控制网布设的理论与方法主要内容主要内容 工程控制网的作用和分类;工程控制网的基准和建立方法;工程控制网的质量准则;工程控制网的优化设计;典型工程控制网;控制点的埋石与标志;控制测量内外业一体化。重点重点 工程控制网的质量准则3.1 工程控制网的分类和作用 3.1.1 3.1.1 测量控制网的分类测量控制网的分类 测量控制网由位于地面的一系列控制点构成,控制点的空间位置是通过已知点的坐标及控制点之间的边长(或空间基线)、方向(角度)或(和)高差等观测量确定的。全球控制网:全球控制网:由国际组织在全球范围建立的大地测量参考框架,主要用于确定、研究地球的形状、大小及其运动变
3、化。及确定和研究地球板块运动等。国家控制网国家控制网由各国测绘部门建立的区域性大地测量参考框架。提供全国范围内的统一地理坐标系统;保证国家基本图的测绘和更新;满足大比例尺测图的精度要求;为精密地确定地面点的位置提供已知点的及其特定坐标系下的坐标。工程控制网工程控制网是工程项目的空间位置参考框架,是针对某项具体工程建设测图、施工或管理的需要,在一定区域内布设的平面和高程控制网。3.1.2 3.1.2 工程控制网的分类、作用和建网步骤工程控制网的分类、作用和建网步骤一、分类一、分类按按用途用途分:分:l 测图控制网测图控制网l 施工(测量)控制网施工(测量)控制网l 变形监测网变形监测网l 安装(
4、测量)控制网安装(测量)控制网按按网点性质网点性质分:分:l 一维网(或称水准网、高程网)一维网(或称水准网、高程网)l 二维网(或称平面网)二维网(或称平面网)l 三维网三维网按按网形网形分:分:l 三角网三角网l 导线网导线网l 混合网混合网l 方格网方格网按按施测方法施测方法划分:划分:l 测角网测角网l 测边网测边网l 边角网边角网l GPS GPS网网按按坐标系和基准坐标系和基准划分:划分:l 附合网(约束网)附合网(约束网)l 独立网独立网l 经典自由网经典自由网l 自由网自由网按按其他标准其他标准划分:划分:l 首级网首级网l 加密网加密网l 特殊网特殊网l 专用网(如隧道控制网
5、、专用网(如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等)建筑方格网、桥梁控制网等)二、作用二、作用 工程控制网也具有控制全局、提供工程控制网也具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用。基准和控制测量误差积累的作用。三、建网步骤三、建网步骤遵循大地测量学的原理,如:遵循大地测量学的原理,如:要有坐标系和基准要有坐标系和基准要构成网要构成网要逐级布设等。要逐级布设等。三、建网步骤三、建网步骤A.A.确定控制网的等级;确定控制网的等级;B.B.确定布网的形式;确定布网的形式;C.C.确定测量仪器及操作的规程;确定测量仪器及操作的规程;D.D.在图上选点构网,到实地踏勘;在图上选点构网,到实地踏勘;E
6、.E.埋设标石、标志;埋设标石、标志;F.F.外业观测;外业观测;G.G.内业数据处理;内业数据处理;H.H.提交成果。提交成果。3.1.3 3.1.3 测图控制网测图控制网作用:作用:p 控制测量误差的累积;控制测量误差的累积;p 保证图上内容的精度均匀;保证图上内容的精度均匀;p 相邻图幅正确拼接。相邻图幅正确拼接。测图控制网的特点:测图控制网的特点:p 测图控制网的精度取决于测图比例尺测图控制网的精度取决于测图比例尺的大小;的大小;*满足1:500比例尺测图精度的需要,四等及以下平面控制网的最弱边的中误差=图上0.1mm,即实地的=5cm。p 点位选择取决于地形条件;点位选择取决于地形条
7、件;p 控制范围较大,点位布设尽量均匀,控制范围较大,点位布设尽量均匀,便于实测和图根加密。便于实测和图根加密。*测区内有高精度的国家控制点可直接利用;测区内无高级控制点或精度不够,则与外部国家控制点联测;小区域或局部工程,可布设首级控制网为独立网。测图控制网的等级:测图控制网的等级:p 二二 三三 四等三角网;四等三角网;p 一一 二级小三角网;二级小三角网;p 一一 二二 三级导线网;三级导线网;p 一一 二级导线。二级导线。p GPSGPS首级网首级网注意:加密网尽量减少布网的层次,且一次性加密,便于控制起始数据误差的影响,也使加密点精度趋于均匀;GPS技术的优势,首级、加密GPS或者首
8、级GPS,加密传统方法;测图控制网中的大比例尺高程控制网:测图控制网中的大比例尺高程控制网:p 方法:方法:通常是水准测量;p 等级:等级:二三四级;p 精度:精度:规范对不同等级有不同要求;p 三角高程代替水准时注意:三角高程代替水准时注意:斜距=1km;有利时间观察,需往返测且往返时间短,可两台仪器对测;各控制点的高程观测应组成闭合环以增加平差条件;角度、仪器及标靶按规范观测。3.1.4 3.1.4 施工控制网施工控制网 平面控制网根据地形条件布设:n 三角、边角网 起伏较大或跨越江河的地区;n 导线网 平坦但通视困难的地区;n 建筑方格网 建筑物或工业场区多为规则矩形的地区;n GPS网
9、 主流布网形式;n GPS网与地面网相结合的混合网 高精度的施工控制网。施工平面控制网特点:施工平面控制网特点:1)1)控制的范围较小,控制点的密度较大,控制的范围较小,控制点的密度较大,精度要求较高;精度要求较高;范围:点尽量控制整个区域,满足放样需要。大型水利枢纽工程20km2,中小型10km2,工业场地1km2。精度高:点分布不均会导致边长相差大;放样建筑物的轴线,偏差限制严格。2)2)使用频繁;使用频繁;稳定性、使用方便性及点位在施工期间的保存3)3)受施工干扰大;受施工干扰大;施工控制网的布设是工程的一部分,考虑布置情况及施工程序、方法;点位分布及密度恰当,施工总平面图做点位标记。施
10、工平面控制网特点:施工平面控制网特点:4)4)控制网的坐标系与施工坐标系一致;控制网的坐标系与施工坐标系一致;施工坐标系,就是以建筑物的主要轴线作为坐标轴而建立起来的局部直角坐标系。布网时尽量使用轴线作为控制网的一边,施工控制网和测图控制网关联时需进行坐标换算。水利中的大坝;大桥桥轴线;隧道中心及切线;车间或设备的轴线等。5)5)投影面与工程的平均高程面一致;投影面与工程的平均高程面一致;不是投影到平均海水平面或参考椭球所对应的高斯平面上,而是投影到厂区平均的高程面上。l 投影到定线放样精度最高的平面,保证设备、构件的安装精度;l 桥梁控制网要求化算到桥墩顶部的高程面上;l 隧道控制网应投影至
11、隧道平均高程上。施工平面控制网特点:施工平面控制网特点:6)6)有时分两级布网,次级网可能比首级有时分两级布网,次级网可能比首级网的精度高。网的精度高。工程:各种建筑物、构筑物、铁路、公路、隧道等的综合体。l 首先建立第一级控制网,放样各建筑物的主轴线;l 其次根据各个工程项目放样的具体要求建立第二级控制网。施工高程控制网特点:施工高程控制网特点:l首先布满整个场地的基本高程控制网(三等);l其次根据各个施工阶段的需要布置加密网(四等)。加密点一般为临时水准点。平坦地区:施工平面、高程控制点可以共享;平坦地区:施工平面、高程控制点可以共享;起伏较大:施工平面、高程控制点单独布设。起伏较大:施工
12、平面、高程控制点单独布设。3.1.5 3.1.5 变形监测网变形监测网一变形监测网由参考点和目标点组成必要条件:u 可以由任意点构成网,但至少有一个参考点、一个目标点或两个目标点;u 参考点在变形体外,是网的基准,目标点在变形体上,变形由目标点的运动来描述。布设网形:根据监测的目的、变形体的形状、环境及地形:一维网、二维网、三维网。监测方法:u 三角网或边角网、导线或导线网;u GPS监测网;u GPS与地面测量网混合;u 三维激光扫描监测等。3.1.5 3.1.5 变形监测网变形监测网二变形监测网的坐标系和基准的选取原则;变形体的范围大且形状不规则时,选择已有的大地坐标系统。优点:得到已知的
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