CN116400393A - 一种平面控制网测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平面控制网测量方法，将两个已知的控制点引测到项目测区的加密控制网中，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，解算出两个引测点的坐标，精测出这两个引测点的平面距离，以其中一个引测点为坐标固定点起算，利用引测的坐标计算出到另一个引测点的大地方位角，根据固定点坐标、方位角、平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标，以两个引测点为起算坐标进行加密控制网布设。通过两个已知首级控制点，能够建立满足工程项目施工测量精度要求的平面控制网布设，有效解决因为网覆盖范围小、基准点密度稀疏、精度等级低以及投影特殊而造成的控制网变形，同时减少因为精度问题而造成的反复测量，显著的节省了工期。

Description

一种平面控制网测量方法

技术领域

本发明涉及能平面控制网布设领域，尤其是涉及一种平面控制网测量方法。

背景技术

进入新世纪以来，随着国际市场的开拓，我国承接的国际项目越来越多，其项目主要集中在非洲、东南亚等地区国家。因非洲、东南亚等不发达国家科学技术水平较为落后，其测绘技术水平落后，测量基准薄弱，所采用的坐标***为参心坐标***，投影一般为不同于国内高斯投影的其他投影（多为UTM投影）。为有效解决其国家控制网覆盖范围小、基准点密度稀疏、精度等级低以及投影特殊而造成的控制网变形问题。

目前，国内工程项目在勘测设计阶段，由设计院向测绘行政主管部门申请测区附近的国家三等或者四等控制网点坐标成果作为工程勘测阶段测绘工作的起算依据，布设工程首级控制网来对整个工程项目进行控制。施工单位在项目开工前使用设计单位所移交的首级控制网成果，对工程项目进行整网复测及加密工作，目前国内布设工程平面控制网的主要方法为：全站仪导线法布设、全站仪三角网法布设和GPS静态控制网布设，国内工程项目，平面控制网测绘无论是采用地心坐标系还是参心坐标***，因其采用的投影为高斯投影，其中央经线上长度比为1，没有投影变形的情况出现。

而我国承接的国际工程项目大部分位于贫困的非洲和东南亚地区国家，测量基础薄弱，国家控制网点布设不均且破坏严重，能找到的控制点距离测区非常远；由于整个国家只布设了一级控制网，其起算中央子午线距离测区很远，控制网点变形非常大；同时采用的坐标系参考椭球为克拉克1860，投影为UTM，其中央经线长度比为0.9996，而不是国内所采用的高斯投影，其中央经线长度比为1。这就导致我们所做的加密的控制网进行三维无约束平差后精度很高，但代入移交的控制点作为起算点进行三维约束平差后，控制点变形非常大。两个相距500米的控制点，其反算距离与实测距离相差达到50cm到100cm，完全不能用于进行工程测量控制，故而提出一种国际工程项目平面控制测量方法作为解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种平面控制网测量方法，它既能解决因为网覆盖范围小、基准点密度稀疏、精度等级低以及投影特殊而造成的控制网变形，使得加密控制网不能满足工程建设控制测量的问题，也能够将工程项目很好的与属地国国家控制网进行高度契合，完成工程建设工作。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种平面控制网测量方法，将两个已知的控制点引测到项目测区的加密控制网中，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，解算出两个引测点的坐标，精测出这两个引测点的平面距离，以其中一个引测点为坐标固定点起算，利用引测的坐标计算出到另一个引测点的大地方位角，根据固定点坐标、方位角、平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标，以两个引测点为起算坐标进行加密控制网布设，建立一个与属地国家控制网相联系且相对独立的平面控制网。

优选方案中，具体步骤如下：

S1、引测，

利用GPS静态控制测量方法，使用4台GPS分别架设在已知的两个控制点和两个项目测区加密控制网中的引测点上，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，同时开机静态观测，通过数据处理软件以已知的解算参数对数据进行处理，解算出两个引测点的平面坐标；

S2、精测及坐标方位角计算，

利用全站仪精测出这两个引测点的平面距离，分别在两个引测点上架设全站仪，对向观测，精密测出两个引测点间的平面距离，然后利用GPS解算出的两个引测点的坐标，设置其中一个引测点为固定点，计算出两个引测点的坐标方位角；

S3、实际坐标计算，

根据S2中的固定点坐标、两个引测点的坐标方位角，以及两个引测点的平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标；

S4、布网，

进行控制网加密测量，以S2中的固定点坐标和另外一个引测点的实际坐标为基准，即可完成整个工程项目的控制网布设工作。

优选方案中，S4中的所述控制网布设方法采用全站仪的三角网法或导线网法。

优选方案中，当所述加密控制网的范围超出三角网法或导线网法的有效范围时，S4中的所述控制网布设方法采用GPS静态布设GPS网方法。

优选方案中，所述GPS静态布设GPS网方法具体为，以S4中所述的固定点和引测点作为起算坐标，采用GPS静态控制测量方法进行加密控制网布设，起算中央子午线设置为测区的平均值，建立加密控制网。

优选方案中，所述S1中静态观测的时间为3个小时，观测两个时段。

本发明提供了一种平面控制网测量方法，通过两个已知首级控制点，能够建立满足工程项目施工测量精度要求的平面控制网布设，有效解决因为网覆盖范围小、基准点密度稀疏、精度等级低以及投影特殊而造成的控制网变形，同时减少因为精度问题而造成的反复测量，显著的节省了工期。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例示意图。

具体实施方式

现有技术的实施方案如下：

首先是起算点成果移交、现场踏勘及合格起算点成果的获取。在工程中标进场后，积极与业主沟通，了解该国测量控制网情况（主要是坐标***，投影参数等），到测绘部门申请或者购买工程项目附近的国家控制网点（3-4个），要求进行现场查勘，确保控制点完整，并对坐标进行确认；根据现场查勘成果，采用GPS静态控制网测量方法，对4个控制点进行整网观测，以其中两个点坐标作为基准点，解算另外两个点坐标，将结算出的坐标与原提供成果进行对比，误差在允许范围内则成果可以使用，反之则不能使用。不能使用时需及时向业主进行反馈，直到其提供可以使用的成果。

其次是进行起算点数据校核。在工程所在测区布设加密控制点，选取相互通视，相对距离最远的两个点（300米以上）与业主提供的控制点采用GPS静态测量法进行联测，解算出该两点的平面坐标，利用坐标反算出两个点的距离S1。同时将全站仪分别架设在这两个点上采取往返测的方法精测这两个点的距离S2。计算差值：△S=S2-S1。理论上△S=0，实际上因为测量误差、控制网变形等原因造成△S≠0，当△S/S2≤1/40000时，则认为GPS控制网不存在变形，可以直接使用；反之，控制网存在变形，需要消除变形影响才能用于工程项目测量控制。

再次是根据校核成果得出结论，并通过一种特殊测量方法实施国际项目平面控制网测绘。根据长期在非洲、东南亚地区国家承接项目的实际情况发现，其△S/S2远远大于1/40000。利用业主提供的控制网进行加密的成果完全不能满足工程项目测量控制精度要求。

实施例1

一种平面控制网测量方法，将两个已知的控制点引测到项目测区的加密控制网中，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，解算出两个引测点的坐标，精测出这两个引测点的平面距离，以其中一个引测点为坐标固定点起算，利用引测的坐标计算出到另一个引测点的大地方位角，根据固定点坐标、方位角、平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标，以两个引测点为起算坐标进行加密控制网布设，建立一个与属地国家控制网相联系且相对独立的平面控制网。

具体步骤如下：

S1、引测，

利用GPS静态控制测量方法，使用4台GPS分别架设在已知的两个控制点和两个项目测区加密控制网中的引测点上，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，同时开机静态观测，时间为3个小时，观测两个时段，通过数据处理软件以已知的解算参数对数据进行处理，解算出两个引测点的平面坐标；

S2、精测及坐标方位角计算，

利用全站仪精测出这两个引测点的平面距离，分别在两个引测点上架设全站仪，对向观测，精密测出两个引测点间的平面距离，然后利用GPS解算出的两个引测点的坐标，设置其中一个引测点为固定点，计算出两个引测点的坐标方位角；

S3、实际坐标计算，

根据S2中的固定点坐标、坐标方位角，以及平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标，计算公式为固定点X坐标+距离*COS方位角=另外一个坐标X；固定点Y坐标+距离*SIN方位角=另外一个坐标Y；

S4、布网，

进行控制网加密测量，以S2中的固定点坐标和另外一个引测点的实际坐标为基准，即可完成整个工程项目的控制网布设工作，

其中，控制网布设方法采用全站仪的三角网法或导线网法。

另外，当所述加密控制网的范围超出三角网法或导线网法的有效范围时，S4中的所述控制网布设方法采用GPS静态布设GPS网方法，具体为，以S4中所述的固定点和引测点作为起算坐标，采用GPS静态控制测量方法进行加密控制网布设，起算中央子午线设置为测区的平均值，建立加密控制网。

利用该控制网成果进行前期地形勘测、设计、建设。该控制网精度完全满足工程项目测量控制，同时也将工程项目纳入了属地国国家控制网定位范围。

优选方案中， GPS接收机的安置方法为：

S1、针对普通控制点，需要将 GPS 接收机固定在专用测量基座上，再将其固定在三脚架上，实现接收机和基座中心对齐，进而将基座目镜和控制点中心对齐，将基座上的圆水准气泡调平；

S2、针对强制对中点位，GPS 接收机安装就较为简单，在安装之前需要将控制点周围的杂物清理干净，将其固定在专用基座上，在基座两侧用螺纹连接杆和强制对中点位链接起来，并通过圆水准气泡整平基座；

S3、考虑到天线相位中心容易存在误差，可以将接收机的定向装置指向北部，并考虑当地是否存在磁场，保证接收机指向准确无误，控制在 3°～ 5°范围内；

S4、当遇到不良天气时，还需要进一步加强固定接收机安装基座，避免大风天气破坏接收机。同时做好接地保护措施，避免雷电击坏天线；

S5、针对精度要求较高的情况，在利用 GPS 接收机进行观测的过程中，需要明确气象元素，获取观察前、中、后期的气温、气压值；

S6、在完成观测前准备工作之后，明确测量定位点，启动仪器开始观测。

实施例2

根据以上发明方法在申请人某项目进行了应用并获得成果。已知两个首级控制点，相距约10公里，其距项目测区约10公里，附近没有其他点进行校核。为确保项目顺利开工，尽快完成控制网布设工作，本实施例具体实施步骤如下：

S1、用4台天宝光谱GPS分别架设在JD02、JD04、PKZ01、PKZ04点上，同时开机静态观测3个小时，观测两个时段，采用中海达GPS数据处理软件HGO以业主提供的解算参数对数据进行处理，解算出PKZ04、PKZ01两个点的平面坐标。

S2、分别在PKZ01、PKZ04点上架设全站仪，对向观测，精密测出两个点间的平面距离；利用GPS解算出的两个点坐标，设置PKZ04为固定点，计算出两个点的坐标方位角。

S3、对PKZ01点坐标进行改算。以PKZ04点坐标固定，利用全站仪精确测出的两个点间的平面距离及坐标方位角计算出PKZ01点的新平面坐标。

S4、进行控制网加密测量，以PKZ04点平面坐标及PKZ01点的新平面坐标为基准，采用全站仪布设三角网或者采用GPS静态布设GPS网方法，即可完成整个工程项目的控制网布设工作。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种平面控制网测量方法，其特征是：将两个已知的控制点引测到项目测区的加密控制网中，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，解算出两个引测点的坐标，精测出这两个引测点的平面距离，以其中一个引测点为坐标固定点起算，利用引测的坐标计算出到另一个引测点的大地方位角，根据固定点坐标、方位角、平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标，以两个引测点为起算坐标进行加密控制网布设，建立一个与属地国家控制网相联系且相对独立的平面控制网。

2.根据权利要求1所述一种平面控制网测量方法，其特征是：具体步骤如下：

S1、引测，

利用GPS静态控制测量方法，使用4台GPS分别架设在已知的两个控制点和两个项目测区加密控制网中的引测点上，两个引测点相互通视且在加密控制网中距离最远，同时开机静态观测，通过数据处理软件以已知的解算参数对数据进行处理，解算出两个引测点的平面坐标；

S2、精测及坐标方位角计算，

利用全站仪精测出这两个引测点的平面距离，分别在两个引测点上架设全站仪，对向观测，精密测出两个引测点间的平面距离，然后利用GPS解算出的两个引测点的坐标，设置其中一个引测点为固定点，计算出两个引测点的坐标方位角；

S3、实际坐标计算，

根据S2中的固定点坐标、两个引测点的坐标方位角，以及两个引测点的平面距离计算出另外一个引测点的实际坐标；

S4、布网，

进行控制网加密测量，以S2中的固定点坐标和另外一个引测点的实际坐标为基准，即可完成整个工程项目的控制网布设工作。

3.根据权利要求2所述一种平面控制网测量方法，其特征是：S4中的所述控制网布设方法采用全站仪的三角网法或导线网法。

4.根据权利要求3所述一种平面控制网测量方法，其特征是：当所述加密控制网的范围超出三角网法或导线网法的有效范围时，S4中的所述控制网布设方法采用GPS静态布设GPS网方法。

5.根据权利要求4所述一种平面控制网测量方法，其特征是：所述GPS静态布设GPS网方法具体为，以S4中所述的固定点和引测点作为起算坐标，采用GPS静态控制测量方法进行加密控制网布设，起算中央子午线设置为测区的平均值，建立加密控制网。

6.根据权利要求2所述一种平面控制网测量方法，其特征是：所述S1中静态观测的时间为3个小时，观测两个时段。

Images