《建筑工程测量》
控制测量概述
一、控制测量的概念
测量成果的质量高低,其核心指标是精度。保证地面点的测定精度可选 用的措施有提高观测元素(角度、距离、高差等)的观测精度;“逐点递推” 的点数,从而对误差的逐点积累加以控制;采用“多余观测”,构成检核条件, 由此可提高观测结果的精度,并能发现粗差是否存在。
为了误差传递和误差积累,提高测量精度,无论是测绘还是测设都必 须遵循“先整体后局部,先控制后碎部,由高级到低级”的原则来组织实施。 测量工作的基本程序分为控制测量、碎部测量两步。控制测量工作是指在 整个测区范围内选定若干个具有控制作用的点(称为控制点),设想用直 线连接相邻的控制点,组成一定的几何图形(称为控制网),用精密的测 量仪器和工具进行外业测量,获得相应的外业资料,并根据外业资料,用 准确的计算方法确定控制点的平面位置和高程的工作,以期统一全测区的 测量工作。
控制测量分为平而控制测量和高程控制测量,测定控制点平而位置(x,y) 的工作,称为平面控制测量。测定控制点高程(H)的工作,称为高程控制测量。
二、平面控制测量
平而控制测量按几何图形可分为三角平而控制测量和导线控制测量;按 布设
形式分:三边网、三角网、边角网、导线网、GNSS网。
1. 建立平面控制网的方法
建立平而控制网的方法有导线测量、三角测量、三边测量、全球定位 系统(GNSS)测量等。
(1) 导线测量
导线测量是将各控制点组成连续的折线或多边形,如图1所示。这种图 形构成的控制网称为导线网,也称导线,转折点(控制点)称为导线点。测量 相邻导线边之间的水平角与导线边长,根据起算点的平面坐标和起算边方 位角,计算各导线点坐标,这项工作称为导线测量。
图1导线测量
(2) 三角测量
三角测量是将控制点组成互相连接的一系列三角形,如图2所示,这 种图形构成的控制网称为三角锁,是三角网的一种类型。所有三角形的顶 点称为三角点。测量三角形的一条边和全部三角形内角,根据起算点的坐 标与起算边的方位角,按正弦定律推算全部边长与方位角,从而计算出各 点的坐标,这项工作称为三角测量。
(3) 三边测量
三边测量是指使用全站型电子速测仪或光电测距仪,采取测边方式来测 定各三角形顶点水平位置的方法。三边测量是建立平面控制网的方法之一, 其优点是较好地控制了边长方面的误差、工作效率高等。三边测量只是测 量边长,对于测边单三角网,无校核条件。
(4) GNSS 测量
全球定位系统(GNSS)是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定 位能力的新一代卫星导航与定位系统。GNSS以全天候、高精度、自动化、 高效率等显著特点,成功地应用于工程控制测量。GNSS控制测量控制点是 在一组控制点上安置卫星地而接收机接收卫星信号,解算求得控制点到相 应卫星的距离,通过一系列数据处理获取控制点的坐标。
2. 国家平面控制网
在全国范围内由国家专门的测量机构布设的平面控制网,称为国家平 而控制网。
国家平而控制网采用逐级控制、分级布设的原则,常规布设方法为用 于三角测量的三角网和用于导线测量的导线网,按其精度分成一、二、三、 四等。其中以一等网精度最高,逐级降低。而控制点的密度则是以一等网
最小,逐级增大。除此以外,国家控制网还有惯性大地测量、卫星大地测量 等多种形式。
如图3所示,一等三角网一般称为一等三角锁,它是在全国范围内,沿 经纬线方向布设的,是国家平面控制网的骨干,除了用作扩展低等级平面 控制网的基础之外,还为测量学科研究地球的形状和大小提供精确数据。 二等三角网布设于一等三角锁环内,是国家平面控制网的全面基础。三、四 等网是二等网的进一步加密,以满足测图和各项工程建设的需要。在某些 局部地区,如果采用三角测量困难时,也可用同等级的导线测量代替。如 图4所示,其中一、二等导线测量,又称为精密导线测量。
用于工程的平而控制测量一般是建立小区域平面控制网,它可根据工 程的需
要和测区而积的大小分级建立测区首级控制和图根控制。
3.小小区域控制网主要指而积在10 kn?以内的小范围,为大比例尺测图和 区域
工程建设而建立的控制网。测区范围内若有国家控制点或相应等级的控制 点应尽可控制
能联测,以便获取起算数据和方位。无条件联测时,可建立测区独 立控制网。
在地形测量中,为满足地形测图精度的要求所布设的平面控制网称为 地形平而控制网。地形平而控制网分首级控制网、图根控制网。测区最高 精度的控制网称为首级控制网。直接用于测图的控制网称为图根控制网, 控制点称为图根点。
首级平面控制的等级选择,要根据测区而积大小和测图比例尺等考虑。 一般情况下,可采用一、二、三级导线作为首级控制网,在首级控制网的 基础上建立图根控制网。当测区面积较小时,可以直接建立图根控制网。
三、高程控制测量
高程控制测量的任务就是在测区范围内布设一批高程控制点(水准点), 用精确方法测定控制点高程。
高程控制测量的主要方法有:水准测量和三角高程测量。
1.国家高程控制网
国家高程控制网是用精密水准测量方法建立的,所以又称国家水准网。 国家水准网的布设也是采用从整体到局部,由高级到低级,分级布设逐级 控制的原则。国家水准网分为一、二、三、四等4个等级。
2.城市与工程高程控制网
城市高程控制网是用水准测量方法建立的,称为城市水准测量。按其 精度要求分为二、三、四、五等水准和图根水准。根据测区的大小,各级 水准均可作为首级控制。首级控制网应布设成闭合路线,加密时宜布设成 附合路线。