施工控制網的建立內容提要§1.工程控制網的分類和作用§2.控制網精度確定的普通方法§3.施工控制網的設計§4.典型工程施工控制網的布設主要內容：工程建筑物的放樣程序及其要求，施工控制網的特點及其布設方法，施工控制網精度確定的方法，施工控制網機助優化設計，橋梁施工三角網的建立及其必要精度確實定，水利樞紐施工控制網的布設及其精度確實定，工業企業廠區與廠房控制網的布設特點與建網方法。§1.工程控制網的分類和作用丈量控制網由位于地面的一系列控制點構成，控制點的空間位置是經過知點的坐標以及控制點之間的邊長、方向或高差等觀丈量確定的。控制網布設的原那么1.分級布設、逐級控制2.應有足夠的精度3.應有足夠的密度4.應有一致的規格§1.工程控制網的分類和作用1.1丈量控制網的分類全球控制網國家控制網工程控制網1.2工程控制網的分類、作用和建網步驟一、分類

按用途分：測圖控制網施工〔丈量〕控制網變形監測網安裝〔丈量〕控制網；

按網點性質分：一維網〔或稱水準網、高程網〕二維網〔或稱平面網〕三維網

按網形分：三角網導線網混合網方格網

按施測方法劃分：測角網測邊網邊角網GPS網

按坐標系和基準劃分：附合網〔約束網〕獨立網經典自在網自在網按其他規范劃分：首級網加密網特殊網公用網〔如隧道控制網、建筑方格網、橋梁控制網等〕工程控制網的作用：為工程建立提供工程范圍內一致的參考框架，為各項丈量任務提供位置基準，滿足工程建立不同階段測繪在質量、進度和費用等方面的要求，工程控制網也具有控制全局、提供基準和控制丈量誤差積累的作用。〔1〕確定控制網的等級〔2〕確定布網方式〔3〕確定丈量儀器和操作規程〔4〕在圖上選點構網，到實地踏勘〔5〕埋設標石、標志〔6〕外業觀測〔7〕內業數據處置〔8〕提交成果工程控制網建網步驟：1.3測圖控制網作用：控制丈量誤差的累積，保證圖上內容的精度均勻相鄰圖幅正確拼接大比例尺測圖所需的高程控制網，通常采用水準丈量的方法建立。水準丈量的等級分為二、三、四等，各等級的精度目的根本上與國家規范要求一致。用電磁波測距三角高程可替代三、四等水準丈量。留意〔1〕視野長度〔2〕掌握有利觀測時間進展豎角觀測；必需往返觀測豎直角，而且往返觀測的時間間隔應盡量短暫〔3〕各控制點的高程觀測應組成閉合環以添加平差條件〔4〕豎角觀測、儀器置平以及儀器和覘標高量測等作業都應嚴厲按規范進展。1.4施工控制網三角、邊角網導線網建筑方格網GPS網GPS網與地面網相結合的混合網特點：1)控制的范圍較小，控制點的密度較大，精度要求較高2)運用頻繁3)受施工干擾大4)控制網的坐標系與施工坐標系一致5)投影面與工程的平均高程面一致6)有時分兩級布網，次級網能夠比首級網的精度高施工高程控制網：通常也是分兩級布設，即布滿整個施工場地的根本高程控制網與根據各施工階段放樣需求而布設的加密網。1.5變形監測網要點：變形監測網由參考點和目的點組成；變形監測網的坐標系和基準的選取原那么；對變形監測網應作同時顧及精度、可靠性、靈敏度以及費用進展監測網的優化設計；對變形監測網都要進展反復觀測。1.6安裝丈量控制網特點：

通常是一種微型邊角網，邊長從幾米至一百多米整個網由外形一樣、大小相等的根本圖形組成精度要求很高，其丈量精度有時要到達計量級§2.控制網精度確定的普通方法工程建筑物的放樣是工程丈量的重要組成部分。它的目的是把圖紙上已設計好的各種工程建筑物、構筑物，按照設計的要求測設到相應的地面上，并設置各種標志，作為施工的根據，以銜接和指揮各工序的施工，保證建筑工程符合設計要求。原有的測圖控制網在布點和施測精度方面主要思索滿足測繪大比例尺地形圖的需求，不能夠思索到未來建筑物的分布及施工放樣對點位的布設要求，由于，工業企業建筑物在施工之前都要在原有測圖控制網的根底上建立施工控制網。工程建筑物放樣的程序，應遵守“由整體到部分〞的原那么。工程建筑物主軸線放樣的精度要求，主要根據建筑物的性質、與已有建筑物的關系以及建筑區的地形和地質情況來決議。在施工階段，丈量任務的義務是直接為施工效力，丈量任務的精度主要表達在相鄰點位的相對位置上。建筑物放樣時的精度要求，是根據建筑物開工時對于設計尺寸的允許偏向來確定的。建筑物開工時的實踐誤差是由施工誤差和丈量放樣誤差所引起的。在確定了建筑物放樣的精度要求以后，就可以用它作為起算數據來推算施工控制網的必要精度。設M為放樣后所得點位的總誤差，m1為控制點誤差所引起的誤差，m2為放樣過程中所產生的點位誤差，那么設那么有假設令時，可以為，那么有即。因此，在實際任務中通常把作為確定控制網的點位精度。§3.施工控制網的設計一、施工平面控制網的網形工程施工平面控制網是專門為工程施工放樣效力的，根據工程的特點，平面控制網普通有：〔1〕導線網〔2〕邊角網〔3〕GPS網〔4〕建筑方格網二、控制網建立的過程施工控制網的設計普通經過的過程：〔1〕確定控制網的等級〔2〕確定布網方式〔3〕確定丈量儀器和操作規程〔4〕在圖上選點構網，到實地踏勘〔5〕埋設標石、標志〔6〕外業觀測〔7〕內業數據處置〔8〕提交成果三、控制網優化設計的質量規范控制網的質量是控制網設計的中心和目的。用什么規范來衡量控制網的質量好壞，不僅取決于工程的質量和要求，而且取決于規范制定的合理與否。這個規范就是控制網優化設計的質量規范，又稱為質量目的或質量準那么。根據對控制網的要求不同，普通有4個方面的質量目的：精度，描畫誤差分布離散程度可靠性，發現和抵抗模型誤差的才干靈敏度，監測網發現某一變形的才干經濟，建網費用四、控制網優化設計的分類控制網優化設計普通分為四類：〔1〕零類設計〔基準問題〕〔2〕一類設計〔圖形問題〕〔3〕二類設計〔權比問題〕〔4〕三類設計〔加密問題〕又稱基準設計，固定參數是A，P．待定參數是x，QX。意指在給定固形〔A〕和觀測精度(P)的情況下，為待定參數x選定最優的參考基準使QX最小。我國已建成國家大地參考基準，這是各類測繪任務應共同享用的。對精細工程，有時建立本人的參考基準，這可用丈量方法測出擬意參考系中的起始數據．從而構成完好的參考基準。為判別網的未知量內精度QX，可以采用秩虧自在網平差．然后在不同基準之間進展類似變換，以選擇一個最優的參考基準。零類設計1.零類設計(為控制網尋求一個最優的基準或坐標系－基準問題)1〕工測網與國家或地方控制網有關，因此不存在此問題。如城鎮日常丈量的工程控制網、測圖控制網、地籍丈量控制網等。2〕對網點有特殊要求的公用網〔工程實踐背景已確定了參考系的選擇〕如大壩施工控制網，可選擇壩軸線的兩端點為網的參考基準；假設思索其它義務，可根據需求選擇其它的參考基準。3〕對網點沒有特殊要求，各點等同重要的控制網。

又稱圖形設計，固定參數是P，QX待定參數是A。意指給定觀測精度和平差后的點位精度規范，以確定最正確的圖形構造。由于工程丈量中場地條件限制，比如地形、交通、水系和建筑物等外界條件限制，控制點位置的選擇余地往往很小。所以，實踐上一類優化設計主要表達在選擇最正確的觀測類型。一類設計又稱觀測權設計，固定參數是A，QX，待定參數是P。意即在滿足給定圖形A和平差后點位精度QX要求下，經過全網觀丈量的合理分配，使平差到達頂期的效果，并使觀丈量最小或不超越一定范圍。由于觀測類型的增多，所以二類設計還存在確定各類觀丈量在網中的最正確位置和密度等的最正確組合。在特種精細工程丈量中，權的優化設計是最常見的。二類設計以QX為精度設計準那么，由知數據可獲得誤差方程的系數矩陣〔設計矩陣〕A為：3.二類設計〔觀測任務量的最正確匹配，或最適當的權分配－權問題〕當網點確定后，處理網點之間采用什么樣的觀測和怎樣觀測，即知控制網的設計矩陣，如何確定觀測值的權陣。以下用例如闡明之。如圖，用間隔交會法確定4點。交會邊S1＝13.5km,S2＝9.15km,S3=6.94km；方位角T1＝27°,T2＝126°,T3＝225°。要求4點的點位誤差橢圓為半徑等于1cm的圓，也就是其協因數陣QX為〔2－42〕式。按設計要求有：又稱原網改良設計，取固定參數是QX，待定參數是部分的A或P。它是在舊網的根底上，經過設計新點位，添加新觀測以及觀測值權的改動．以到達全網點位精度QX的要求。三類設計六、控制網優化設計方法網的優化設計方法有兩種：解析法：經過數學方程用最優化方法求解。模擬法：根據閱歷和準那么，經過計算比較、修正，得到最優方案。解析法優化設計模擬法優化設計1.模擬法優化設計過程：①設計網形、實地踏勘；②定初始方案，模擬觀測值，網平差；③觀測修正；④再作模擬計算，反復進展，直到稱心。⑤人機交互方式進展。2.基于可靠性的模擬優化設計法要點和步驟：1〕網的初始方案應對一切能夠觀測的邊和方向進展全測，是一個“肥網〞或“密網〞。2〕觀測值之間的精度相差不要太大，邊角間的精度應根本匹配。3〕觀測精度應選取儀器所能到達的最高精度，使優化時有降低的余地。4〕模擬初始觀測方案，進展平差計算，對精度、可靠性乃至靈敏度計算結果進展分析：觀測精度能否合理，能否需作調整，基于觀測值內部可靠性目的按從“肥〞到“瘦〞，從“密〞到“疏〞的戰略進展網的優化設計。GPS網也可看作是全邊角網，故模擬法優化設計方法同樣可以用于GPS網。“現代丈量控制網數據處置通用軟件包〞CODAPS生成正態規范隨機數；人工生成一個觀測方案文件：網名·FA2，自動生成平差所需的觀測值文件：網名·IN2平差計算：根據精度和可靠性目的得到優化設計方案。§4.典型工程施工控制網的布設施工控制網分為高程和平面控制網。高程控制網為用各種等級的水準丈量測定施工場地上的一系列水準點和其他高程控制點的高程，其密度要求安放一站水準儀即能測設所需求放樣點的高程。平面控制網的布置方式隨工程建筑物的種類不同而不同。一、橋梁施工控制網的布設〔一〕首級控制網丈量為了確保大橋首級平面和高程控制網的正確與可靠，及時、有效地為施工放樣及后期變形監測打好根底。1.大型特大型橋梁首級平面控制網在最初建立和后續復測中，均采用GPS靜態丈量技術進展測定；在一些中小型橋梁可以采用GPS靜態定位丈量技術進展測定，也可以采用以GPS靜態丈量為主，全站儀丈量為輔的方法。2.在丈量時要有效聯測國家控制網，可以用測區內的國家三角點作為全網的起算點。對于大型或特大型橋梁丈量時，應該思索到投影帶能夠帶來的誤差和平面坐標系的轉換，建立一致的坐標系統。3.控制網點位精度普通為5-1mm,高程精度GPS大地高8mm，水準丈量精度為三四等水準精度。對于特大跨海域橋梁無法實施水準丈量的可利用高程精度GPS大地高和當地重力丈量的資料，擬合確定似大地水準面模型，從而利用大地高和高程異常求的正常高，也就是水準高程。同步環〔simultaneousobservationloop〕是指在用全球定位系統〔GPS〕進展丈量中,由3臺或3臺以上接納機，同時對同一組衛星進展觀測〔同步觀測)〕所獲得的基線向量所構成的閉合多邊形。異步環〔non-simultaneousobservationloop〕是在用全球定位系統(GPS)進展丈量中，由數條GPS獨立邊構成的閉合多邊形。在GPS網中，必需保證有足夠數量的異步環，才干確保觀測成果的可靠性和有效地發現觀測值中存在的粗差。〔二〕加密控制網丈量根據施工的進程，在建造好的橋墩上，布設加密點，其間距約1Km。利用首級控制網的成果作為知點，采用GPS丈量手段用10臺雙頻接納機同時丈量，按照GPS丈量三等精度要求，完成全線的控制網加密。或者高精度全站儀也可以實施加密控制丈量。二、隧道施工控制網的布設隧道施工控制網分為地面網和洞內網。〔一〕隧道地面控制網長隧道普通可近似作為直線型處置。洞外采用GPS平面控制網，在進、出口線路中線上布設進、出口點，進、出口再布設3個定向點，進、出口與相應定向點之間應通視。洞外采用GPS平面控制網〔二〕隧道洞內控制網鑒于隧道洞內狹長，地下工程導線布設方式遭到限制，在洞外GPS平面控制網的根底上，布設洞內導線。多布設為多種多樣的支導線。洞內導線的設計可分由復測支導線、菱形導線、四邊形導線、大地四邊形構成的全導線網、交叉雙導線網和跳點導線多種方式。洞內導線的設計四種洞內導線的設計的精度比較洞內導線的設計三、水利樞紐施工控制網的布設布設備工控制網時要參照設計總平面圖一致思索。大壩軸線是主軸線，軸線要設法包括在控制網中，點位的選擇要思索土質良好，點位能長期保管，便于施工放樣的地方。布網時，盡量顧及圖形強度。一次不能布設的可以分級布置控制。首級控制網的網形要穩定，可以稀疏些，但控制范圍要大些，然后在內插點，為施工放樣效力。〔一〕平面施工控制網平面控制網建立的要求：控制網必需覆蓋建筑物施工范圍，能滿足建筑物的施工要求；控制點盡量避開施工的影響，且通視良好；便于在首級控制網的根底上加密低等級控制點，方便施工放樣；控制網點在被毀壞后，能方便恢復；保證控制點的精度能滿足要求。在控制網的實測過程中嚴厲按章規程進展丈量任務，可以避開氣流不穩定的時間段進展觀測，使成像明晰目的穩定，采用儀器可以采用GPS靜態定位技或高精度全站儀，也可以老式光學經緯儀〔T3〕配合激光測距儀，觀測12個測回。〔二〕高程施工丈量作為橋粱施工高程控制的水準點．每岸至少應埋設三個永久性水準標石。同岸三個水準點中至少有兩個應埋設在施工范目以外，以免遭到損壞和暫時性建筑物所埋沒，另一個那么埋設在施工區內，便將高程直接傳送刊需求的地方。另外為將高程傳送到橋臺，應在橋臺附近埋設備工水準點。要求水準點點位穩定，受施工干擾小，便于引測。觀測儀器可采用精細水準儀，比如徠卡NA2+GMP3，采用國家三等水準丈量的方法實測。某大型水利樞紐工程的施工控制網，為地面邊角網，全網共有27個點，其中知點數10個，未知點數17個，采用高精度全站儀觀測，多余觀測值總數達131，平均多余觀測值數為0.70，最大邊長為760m，最短邊僅有11.32m。四、工業廠區施工控