控制网建网与精度分析.ppt

精密工程测量控制网及部分测量方法的精度分析 工程控制网的参考基准 精度标准 总体精度标准 局部精度标准 局部精度标准 局部精度标准 精密工程水平控制网设计原则 精密工程水平控制网等级 水平控制网的技术设计程序 测量技术设计书的内容 极坐标测量及精度 提高精度的措施 测角前方交会 提高精度的措施 测边前方交会 全站仪自由设站交会 全站仪自由设站交会 * 工程控制网视其用途不同和选定的坐标系统不同，其平差方法有所不同。测图控制网一般采用国家坐标系统，构成非独立网；施工控制网尤其是为重要工程服务的控制网则较多使用独立网，并与国家网进行联测，获得坐标系的平移、旋转和尺度因子。这两种控制网均采用经典平差，即控制网中有必要或足够的起算数据。变形监测网其主要目的是为变形观测提供基准，变形监测网的平差一般采用秩亏自由网平差，即以所有控制点坐标为未知参数进行控制网平差。 控制网网点坐标估值的协因数阵Qx中包含了控制网的全部精度信息，根据实际的工程背景，导出各种相应的量或矩阵作为控制网设计的精度标准，一般将其分为两大类，即总体精度标准和局部精度标准，也称为纯量精度标准。 总体精度标准是指包含控制网全部精度信息的协方差矩阵Qx的某些特征量。目前主要使用的特征量有Qx矩阵的迹，Qx矩阵行列式的值，Qx矩阵的最大特征根，Qx矩阵的最大特征根与最小特征根之比。这四个特征分别称为A 标准、D 标准、E 标准和C 标准， 它们从不同的侧面反映了控制网整体的精度情况。 实际的工程背景可能对控制网的某些局部有特殊的要求，因而对协因数Qx中的部分元素提出特殊的要求。这种利用协因数阵Qx中的部分元素进行局部精度的评价，即称为局部精度标准。 局部精度标准主要有：点位精度、相对精度以及函数精度。 (1)点位精度 点位误差虽然可以用来评定特定点点位精度，但它不能评定在任意方向的精度，特别在工程控制网的设计与应用中，需要研究待定点在任意方向上的误差大小，用特定点的点位误差椭圆来实现。可以证明误差椭圆的长、短半轴为特征值与单位权中误差的乘积： (2)相对精度 由 得 推出相对误差椭圆参数为 ①精密工程水平控制网的精度，根据精密工程关键部位竣工位置的容许误差要求，结合实际情况，综合分析合理确定。 ②精密工程水平控制网的精度，以相邻点相对点位中误差（或相对变化量）作为设计的依据。精密水平控制网通常是固定基准下的独立网。控制网的等级，一般不具有上级控制下级的意义，而具有点位配合和精度配合的意义，但也允许逐级发展。 ③精密水平控制网的图形主要取决于工程任务和实地条件，对网形一般不作具体要求。 相对点位中误差Mij可根据相对点位误差椭圆的长半轴和短半轴或相对坐标增量中误差来计算： 式中：Aij——相对点位误差椭圆的长半轴，mm； Bij——相对点位误差椭圆的短半轴，mm； mΔx，mΔy—相对坐标增量中误差，mm； 也可以用边长和方位角的中误差计算： a.水平控制网设计图，标志类型和施测等级； b.测区概况和对已有水平控制网测量资料的评价和利用； c.采用的测量基准和测量标准； d.测量标志结构，强制对中设备、墩标规格及埋设要求； e.工程提出的精度要求的确切意义，技术设计方案和预期的精度估算； f.采用的仪器、设备、观测方法、仪器计量检定地点和周期以及新技术应用； g.作业实施计划和进度表。 a.在施工总平面图上或工程设计平面图上，按比例尺展绘出建筑物的主要点、线； b.根据施工现状和技术条件，在图上选取控制点，连成网形； c.用计算机辅助优化设计的方法，进行多种方案的设计，从中选择一种最优化方案； d.实地选点，确定点位、墩石类型； e.根据图上设计和实地选点的结果，编写精密工程水平控制网测量技术设计书。 1.对应于很高精度的近距离极坐标测量，利用光学对中器架设仪器的精度是不够的，应尽量采用有强制对中装置的设备。 2.就目前的仪器及测量设备而盲，测角的精度主要取决于大气折光的影响，极坐标测量中，要十分注意选择良好的大气条件和观测时段。 3.巳知点和待定点的高差不宜太大，否则会影响极坐标测量精度。 当b和mβ一定时，前方交会的精度取决于图形条件，即β1、β2、γ之值。 ①当γ90°时，对称交会使待定点P的点位中误差最小，交会图形最为有利； ②当γ＝90°时，待定点P的点位中误差恒为bmβ/ρ，与β1、β2无关； ③当γ90°时，对称交会使待定点P的点位中误差最大，交会图形最为不利。 由上式可知，测边交会的精度不仅与S1和S2的测量精度有关，而且与交会角γ有关。在有多个已知点可供选择的距离交会时，在考虑边长的同时一定要兼顾交会角，选择较大 (接近90°)的γ角，以提高交会点的精度