工程控制网布设的理论与方法

思 考 题1 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 ？2 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 ？3 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 ？4 工 程 控 制 网 布 设 的 发 展 方 向 是 什 么 ？5 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 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 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 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 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 ：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 化 。 及 确定 和 研 究 地 球 板 块 运 动 等 。 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 工 程 控 制 网 的 分 类 、 作 用 和 建 网 步 骤一 、 分 类按 用 途 分 ：l 测 图 控 制 网l 施 工 （ 测 量 ） 控 制 网l 变 形 监 测 网l 安 装 （ 测 量 ） 控 制 网 按 网 点 性 质 分 ：l 一 维 网 （ 或 称 水 准 网 、 高 程 网 ）l 二 维 网 （ 或 称 平 面 网 ）l 三 维 网 按 网 形 分 ：l 三 角 网l 导 线 网l 混 合 网l 方 格 网 按 施 测 方 法 划 分 ：l 测 角 网l 测 边 网l 边 角 网l GPS网 按 坐 标 系 和 基 准 划 分 ：l 附 合 网 （ 约 束 网 ）l 独 立 网l 经 典 自 由 网l 自 由 网 按 其 他 标 准 划 分 ：l 首 级 网l 加 密 网l 特 殊 网l 专 用 网 （ 如 隧 道 控 制 网 、 建 筑方 格 网 、 桥 梁 控 制 网 等 ） 二 、 作 用 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 。三 、 建 网 步 骤遵 循 大 地 测 量 学 的 原 理 ， 如 ：要 有 坐 标 系 和 基 准要 构 成 网要 逐 级 布 设 等 。 三 、 建 网 步 骤A.确 定 控 制 网 的 等 级 ；B.确 定 布 网 的 形 式 ；C.确 定 测 量 仪 器 及 操 作 的 规 程 ；D.在 图 上 选 点 构 网 ， 到 实 地 踏 勘 ；E.埋 设 标 石 、 标 志 ；F.外 业 观 测 ；G.内 业 数 据 处 理 ；H.提 交 成 果 。 3.1.3 测 图 控 制 网作 用 ：p 控 制 测 量 误 差 的 累 积 ；p 保 证 图 上 内 容 的 精 度 均 匀 ；p 相 邻 图 幅 正 确 拼 接 。 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 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 ；p控 制 范 围 较 大 ， 点 位 布 设 尽 量 均 匀 ， 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 ：p二 三 四 等 三 角 网 ；p 一 二 级 小 三 角 网 ；p一 二 三 级 导 线 网 ；p一 二 级 导 线 。pGPS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 级GPS， 加 密 传 统 方 法 ； 测 图 控 制 网 中 的 大 比 例 尺 高 程 控 制 网 ：p方 法 ： 通 常 是 水 准 测 量 ；p 等 级 ： 二 三 四 级 ；p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 ： 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 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 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 ：1)控 制 的 范 围 较 小 ， 控 制 点 的 密 度 较 大 ， 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) 使 用 频 繁 ；稳 定 性 、 使 用 方 便 性 及 点 位 在 施 工 期 间 的 保 存3) 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 工 平 面 控 制 网 特 点 ：4) 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) 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 隧 道 平 均 高 程 上 。 施 工 平 面 控 制 网 特 点 ：6) 有 时 分 两 级 布 网 ， 次 级 网 可 能 比 首 级网 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 ：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 ；起 伏 较 大 ： 施 工 平 面 、 高 程 控 制 点 单 独 布 设 。 3.1.5 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 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 归 化 和 投 影 改 正 ； 监 测 网 便 于 检 查 。 与 已 有 的 大 地 网 联 测 或 将 已 有 的 控 制 点 作 为 参 考 点 ， 便于 坐 标 系 及 基 准 的 确 定 。优 点 ： 一 维 一 个 已 知 点 ， 二 、 三 维 两 个 已 知 点 ； 精 度 要 求高 ， 联 测 时 采 用 无 强 制 连 接 方 法 ， 即 固 定 一 个 点 ， 二 三 维再 固 定 一 个 定 向 方 向 。 ） 3.1.5 变 形 监 测 网二 变 形 监 测 网 的 坐 标 系 和 基 准 的 选 取 原则 ； 明 显 结 构 特 征 的 变 形 体 ， 采 用 基 于 监 测 体 的 坐 标 系 ； 坐标 轴 可 与 监 测 体 的 主 轴 线 重 合 、 平 行 或 垂 直 。优 点 ： 以 使 目 标 点 在 某 一 个 方 向 上 变 动 ， 坐 标 变 化 反 应 变形 情 况 ， 选 什 么 样 的 坐 标 系 和 固 定 基 准 不 重 要 ， 但 确 定 了固 定 基 准 就 保 证 不 变 。 仅 对 目 标 点 相 对 运 动 研 究 ， 可 不 用 参 考 点 ， 采 用 自 由 基准 ， 变 形 体 的 变 形 通 过 可 估 计 的 基 准 不 变 量 确 定 。优 点 ： 不 设 参 考 点 ， 不 通 过 目 标 点 坐 标 变 化 来 确 定 变 形 。 3.1.5 变 形 监 测 网三 .对 变 形 监 测 网 应 作 同 时 顾 及 精 度 、 可 靠性 、 灵 敏 度 以 及 费 用 进 行 监 测 网 的 优 化 设计 ；l 根 据 网 点 的 布 置 、 坐 标 系 、 基 准 及 目 标 点 的 精 度 要 求 ，则 网 的 精 度 得 以 确 定 。l 人 机 交 互 模 拟 优 化 设 计 方 法 或 解 析 法 确 定 优 化 方 案 ： 增 减 观 测 值 修 改 测 量 方 案 改 变 观 测 值 精 度 等 3.1.5 变 形 监 测 网四 .对 变 形 监 测 网 都 要 进 行 重 复 观 测l 每 个 周 期 观 测 方 案 不 变 ， 消 除 周 期 观 测 中 的 系 统 误 差 ；l 如 中 途 改 变 方 案 （ 仪 器 、 网 形 、 精 度 等 ） ， 则 需 在 观测 周 期 同 时 采 用 两 种 方 案 进 行 观 测 ， 以 确 定 两 种 方 案 间 的差 别 ， 进 行 周 期 观 测 数 据 的 处 理 。 3.1.6 安 装 测 量 控 制 网作 用 ：大 型 设 备 构 件 安 装 定 位 的 依 据 ；工 程 竣 工 后 建 筑 物 和 设 备 变 形 观 测 及 设 备 调整 的 依 据 。条 件 ：控 制 点 的 密 度 要 能 满 足 设 备 构 件 的 安 装 定 位要 求 ；点 位 的 选 择 要 考 虑 设 备 的 位 置 、 数 量 、 建 筑物 的 形 状 、 特 定 方 向 的 精 度 要 求 等 。 3.1.6 安 装 测 量 控 制 网特 点 ：通 常 是 一 种 微 型 边 角 网 ， 边 长 从 几 米 至一 百 多 米 ；整 个 网 由 形 状 相 同 、 大 小 相 等 的 基 本 图形 组 成 ；精 度 要 求 很 高 ， 其 测 量 精 度 有 时 要 达 到计 量 级 。 3.1.6 安 装 测 量 控 制 网特 例 ：直 线 型 建 筑 物 ： 直 伸 形 网 ；环 形 地 下 建 筑 物 ： 各 类 环 形 网 ；大 型 无 线 电 天 线 ： 辐 射 状 控 制 网 。 3.2 工 程 控 制 网 的 基 准 和 建 立 方 法 3.2.1 工 程 控 制 网 的 基 准 定 义 ： 是 通 过 控 制 网 平 差 求 解 未 知 点 坐 标时 所 给 出 的 已 知 数 据 ， 以 便 对 网 的 位 置 、 长 度和 方 向 进 行 约 束 ， 使 网 的 平 差 有 唯 一 解 。 该 基 准 不 满 足 及 秩 亏 时 要 一 特 解 ， 基 准 的不 同 有 ： 约 束 网 ： 具 有 多 余 的 已 知 数 据 。 最 小 约 束 网 （ 经 典 自 由 网 ） ： 只 有 必 要 的 已知 数 据 。 无 约 束 网 （ 自 由 网 ） ： 无 必 要 的 已 知 数 据 。 3.2.1 工 程 控 制 网 的 基 准 基 准 与 网 的 用 途 和 分 类 有 关 ， 工 程 控 制 网 的观 测 值 ： 角 度 或 方 向 、 边 长 、 天 顶 距 和 高 差 ， 极少 有 方 位 角 ：nGPS网 平 差 为 基 线 向 量 或 坐 标 差 等 。n测 图 控 制 网 一 般 为 约 束 网 ；n施 工 控 制 网 为 最 小 约 束 网 ；n变 形 监 测 网 为 无 约 束 网 或 最 小 约 束 网 ；n安 装 控 制 网 为 最 小 约 束 网 或 约 束 网 。 表 3-1 各 种 工 程 控 制 网 的 基 准 秩 亏 和 基 准 参 数 3.2.2 工 程 控 制 网 基 准 的 建 立 方 法u联 测 ： 测 图 控 制 网 多 为 约 束 网 ， 总 是 选 国 家或 城 市 坐 标 系 （ 含 平 面 和 高 程 ） 下 的 已 知 点 坐标 为 其 基 准 。 一 个 点 的 坐 标 和 一 个 方 位 角 为 固 定 起 算 ； 长 度 基 准 由 投 影 到 工 程 投 影 面 上 高 精 度 测 距边 来 确 定 。u不 联 测 ： 工 程 控 制 测 量 采 用 较 多 的 是 不 与 大地 测 量 控 制 网 相 联 系 的 专 用 网 ， 所 以 自 由 网 平差 以 及 基 准 确 定 很 重 要 。 *自 由 网 平 差 理 论 见 控 制 测 量 学 3.3 工 程 控 制 网 的 质 量 准 则 精 度 准 则 ： 描 述 误 差 分 布 离 散 程 度 ； 可 靠 性 准 则 ： 发 现 和 抵 抗 模 型 误 差 的 能 力 ； 灵 敏 度 准 则 ： 监 测 网 发 现 某 一 变 形 的 能 力 ； 费 用 准 则 ： 建 网 费 用 。控 制 网 的 质 量 是 控 制 网 设 计 的 核 心 和 宗 旨 。 用什 么 标 准 来 衡 量 控 制 网 的 质 量 好 坏 ， 不 仅 取 决于 工 程 的 质 量 和 要 求 ， 而 且 取 决 于 标 准 制 定 的合 理 与 否 。 这 个 标 准 就 是 控 制 网 优 化 设 计 的 质量 标 准 ， 又 称 为 质 量 指 标 或 质 量 准 则 。 3.3.1.1 精 度 准 则 一 、 总 体 精 度 准 则 （ P35） xx20 xx xx20 xx Qs Q xAVl A为 (n,u)维 系 数 矩 阵 ；s2为 x2的 估 值 ；线 性 模 型X的 协 方 差 阵X的 经 验 协 方 差 阵xx xxQ 协 方 差 阵 和 协 因 数 阵 反 应网 的 总 体 精 度 ， 见 下 页 图 总 体 精 度 准 则 可 由 u维 的 未 知 数 向量 x的 置 信 超 椭 球 的 概 率 公 式 导 出 ： a)xx()xxP( au,xxT 1 211对 协 方 差 阵 做 谱 分 解 得 ：式 中 的 是 特 征 值 ， s为 的 特 征向 量 ， 则 置 信 超 椭 球 体 的 半 径 A i: 21, auiiA 1.E准 则 置 信 超 椭 球 的 最 大 半 轴 应 尽 可 能 地 小 。2.体 积 准 则 置 信 超 椭 球 的 体 积 应 尽 可 能 地 小 。由 置 信 超 椭 球 可 知 ： 3.方 差 准 则 （ A准 则 ） 置 信 超 椭 球 的 半 轴 平 方 和 应 尽 可 能 地 小4.平 均 精 度 准 则 5.均 匀 性 和 各 向 同 性 准 则 二 、 点 位 精 度 和 相 对 点 位 精 度三 、 未 知 数 函 数 的 精 度四 、 主 分 量五 、 准 则 矩 阵 Local precision estimates1. Mean square error of a point 点 位 中 误 差2. Error ellipse (standard) 误 差 椭 圆 3.3.1.2 可 靠 性 准 则定 义 ： 控 制 网 发 现 （ 或 探 测 ） 观 测 值 粗 差 的能 力 （ 称 内 部 可 靠 性 ） 和 抵 抗 观 测 值 粗 差对 平 差 结 果 影 响 的 能 力 （ 称 外 部 可 靠 性 ） 。作 用 ： 可 靠 性 准 则 可 以 提 供 衡 量 控 制 网 内 部观 测 值 相 互 控 制 、 检 核 的 量 化 数 值 和 可 能出 现 但 不 能 被 发 现 的 最 大 模 型 误 差 值 。 提 高 实 现 质 量 的 办 法 对 网 进 行 第 二 次 独 立 观 测 （ 复 测 ） ； 布 网 时 事 先 考 虑 用 独 立 的 附 加 观 测值 来 控 制 网 的 结 构 （ 较 常 用 ） 。 1.内 部 可 靠 性 内 部 可 靠 性 是 假 设 控 制 网 中 只 有 一 个 观 测 值包 含 粗 差 且 观 测 值 粗 差 主 要 由 某 种 系 统 性 影响 或 点 的 变 动 所 引 起 的 假 设 情 况 下 导 出 的 。换 句 话 说 ： 内 部 可 靠 性 是 指 某 一 观 测 值 中 至 少必 须 出 现 多 大 的 粗 差 ， 才 能 以 所 给 定 的 检验 功 效 在 显 著 水 平 为 的 统 计 检 验 中 被 发 现， 这 时 观 测 值 上 可 发 现 粗 差 的 下 界 值 为 ：0 il 00 ili il r n 直 接 进 行 不 同 类 观 测 值 的 可 靠 性 比 较 ， 采 用n 作 为 度 量 观 测 值 内 部 可 靠 性 的 指 标 。00i ir 0 i 2.外 部 可 靠 性外 部 可 靠 性 是 指 无 法 探 测 出 小 于 的 观 测 值 ，而 保 留 在 观 测 数 据 中 的 残 存 粗 差 对 平 差 结 果 的影 响 ， 即 没 有 发 现 的 粗 差 对 待 估 参 数 的 影 响 。0 il0 000Ti XX iX Q A P l 上 式 与 基 准 有 关 ， 且 使 用 不 便 ： 0 0 1i ii rr 为 描 述 不 同 观 测 值 的 外 部 可 靠 性 指 标 。0i 分 析 ： 3.3.1.3 灵 敏 度 准 则 n 变 形 观 测 控 制 网 以 灵 敏 度 准 则 作 为 其 特 殊 的 质量 准 则 ， 是 由 变 形 观 测 控 制 网 的 性 质 、 特 点 和用 途 所 决 定 的 。n 变 形 观 测 控 制 网 的 目 的 就 是 要 证 明 监 测 对 象 是否 存 在 显 著 变 形 。n 和 一 般 控 制 网 相 比 较 ， 监 测 网 最 主 要 的 特 点 就是 具 有 周 期 性 和 方 向 性 。 即 通 过 多 期 观 测 来 发现 建 筑 物 在 某 一 特 定 方 向 上 的 变 形 。 3.3.1.4 费 用 准 则 p控 制 网 的 费 用 一 般 包 括 用 于 设 计 、 造 标 埋 石 、交 通 运 输 、 仪 器 设 备 购 置 、 观 测 、 计 算 、 检 查等 各 项 费 用 。p网 的 设 计 有 两 个 原 则 ：最 大 原 则 （ 费 用 一 定 ， 网 的 质 量 最 好 ）最 小 原 则 （ 质 量 满 足 要 求 ， 费 用 最 小 ）p建 网 费 用 常 用 观 测 值 权 的 函 数 来 度 量 ， 如 p即 用 观 测 值 的 权 的 总 和 最 小 作 为 费 用 准 则 。据 统 计 ， 网 的 测 量 费 用 于 网 的 计 算 费 用 相 比 ，后 者 不 到 80 。 通 过 优 化 设 计 ， 增 加 微 不 足道 的 设 计 计 算 费 用 ， 可 显 著 降 低 测 量 费 用 。p不 难 理 解 ， 精 度 愈 高 ， 观 测 值 的 权 愈 大 ， 则建 网 费 用 愈 高 ； 同 样 ， 多 余 观 测 数 愈 多 ， 网的 可 靠 性 提 高 ， 也 要 以 增 加 费 用 为 代 价 。 3.4 工 程 控 制 网 的 优 化 设 计 n工 程 控 制 网 的 优 化 设 计 分 类n优 化 设 计 的 任 务n工 程 控 制 网 的 优 化 设 计 方 法n模 拟 法 优 化 设 计 测 量 控 制 网 优 化 设 计 u 在 现 有 人 力 ， 物 力 和 财 力 条 件 下 ， 使 控 制 网具 有 最 高 的 精 度 。u 在 满 足 控 制 网 的 精 度 和 可 靠 性 的 前 提 下 ， 使成 本 最 低 。 3.4.1 工 程 控 制 网 的 优 化 设 计 分 类 工 程 控 制 网 的 优 化 设 计 一 般 分 为 四 类 ， 各 类 设 计 的 含 义 列于 下 表 (高 斯 马 尔 科 夫 模 型 （ L， Ax， 2P-1） )：（ 1） 零 类 设 计 （ 基 准 问 题 ） ： 网 形 与 观 测 精 度 一 定 ， 坐 标系 与 基 准 的 选 择 问 题 ；（ 2） 一 类 设 计 （ 图 形 问 题 ） ： 观 测 精 度 与 坐 标 向 量 协 因 数阵 一 定 ， 调 整 网 点 位 置 问 题 ；（ 3） 二 类 设 计 （ 权 比 问 题 ） ： 网 形 和 坐 标 向 量 协 因 数 阵 一定 ， 观 测 精 度 改 变 的 问 题 ；（ 4） 三 类 设 计 （ 加 密 问 题 ） ： 对 已 有 网 的 改 进 问 题 。 上 述 分 类 只 是 从 概 念 上 去 理 解 ， 网 的 设 计 不 一定 完 全 按 此 思 路 ， 常 常 是 几 类 设 计 同 步 进 行 。观 测 值 方 程 式法 方 程 式协 因 数 阵 ,V AX L P 0T TA PAX A PL 1TXXQ A PA 3.4.2 优 化 设 计 的 任 务 网 的 优 化 设 计 是 一 个 迭 代 求 解 过 程 ,它 包 括以 下 内 容 （ 参 见 下 图 ） ：u 提 出 设 计 任 务 ： 测 量 人 员 按 应 用 部 门 要 求 落 实 ；u 制 定 设 计 方 案 ： 网 的 图 形 和 观 测 方 案 的 修 改 ；u 进 行 方 案 评 价 ： 精 度 、 可 靠 性 、 灵 敏 度 和 费 用 ；u 进 行 方 案 优 化 ： 网 的 设 计 修 改 达 到 理 想 。 控制网优化的内容和流程 3.4.3 工 程 控 制 网 的 优 化 设 计 方 法 网 的 优 化 设 计 方 法 有 两 种 ：l 解 析 法 ： （ 原 理 P46）通 过 数 学 方 程 用 最 优 化 方 法 求 解 。 目 标函 数 达 到 最 小 。l 模 拟 法 ：根 据 经 验 和 准 则 ， 通 过 计 算 比 较 、 修 改 ，得 到 最 优 方 案 。 现 代 测 量 控 制 网 数 据 处 理 通 用 软 件 包 （ CODAPS） 3.5 典 型 工 程 控 制 网 3.7 工 程 控 制 测 量 内 外 业 一 体 化 3.7.2 工 程 控 制 测 量 内 外 业 一 体 化 系 统