控制测量学论文

《控制测量学》课程论文

题目：

学院：

专业班级：

姓名：

学号：

2014年11月16

日

控制测量技术的发展概况

Xxx

（xx学院 xx学院 xx xxx）

摘要：控制测量作为工程测量的基础，在测量中有着重要的作用，大致分为大地控制测量和工程控制测量，其中以工程控制测量为主。工程控制测量在建筑，公路建设，以及安装工程中都有涉及，是作用很广的一项技术。随着科学和技术的发展，控制测量还融进了卫星定位中，而卫星定位测量就是它产物，这使测量数据更加准确，是测量上的一大进步。

关键词：控制测量 发展 GPS

引言：工程控制测量为工业建设测量而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称。它是工程建设中各项测量工作的基础。在工程规划设计阶段，要建立地形测图控制网，用来控制整个测区,保证最大比例尺测图的需要；在施工阶段,要建立施工控制网，以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置，满足施工放样的需要；在经营管理阶段，根据需要建立变形观测控制网，用来控制建筑物的变形观测，以鉴定工程质量，保证安全运营，分析变形规律和进行相应的科学研究。各阶段所要建立的控制网，共同的特点是精度要求高，点位密度大。由于网的作用不同，使得测图网、施工网和变形网又都有各自的布网方式和精度要求，因此多是分别依次建立或者在原有网的基础上改建

1. 控制测量

1.1什么是控制测量

在一定的区域内，按测量任务所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点）的水平位置和高程，建立起控制网，这种测量工作称为控制测量。测定控制点水平位置的工作叫平面控制测量。测定控制点高程的工作叫高程控制测量。广义的控制测量包括大地控制测量和工程控制测量。

1.1.1大地控制测量

在全国广大的区域内，按照国家统一颁发的法式和规范进行的控制测量称为大地控制测量，这样建立起的控制网叫做国家大地控制网。大地控制网中的点，叫大地控制点。

1.1.2工程控制测量

为了某项工程建设或施测局部大比例尺地形图的需要，在较小的地区范围内，在大地控制网的基础上独立建立的控制网，叫工程控制测量。工程控制测量是平面控制测量和高程控制测量的总称。它是测量工作的基础，要建立地形测图控制网，用来控制整个施工区,要建立施工控制网，以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置，满足施工放样的需要。

1.2工程控制测量的任务和作用

工程控制测量的服务对象是各种工程建设，城镇建设和土地规划与管理工作，另外还有各种变形监测工作。工程控制测量的任务和作用主要表现在以下的三个方面：

1）建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网（设计阶段）

2）建立服务于施工放样的施工控制网（施工阶段）

3）建立服务于变形监测的变形控制测量（运营服务阶段）

1.3控制测量在生活中应用

控制测量在各种工程项目中都有涉及铁路，公路，建筑，地图测设等等。

2.控制测量应用

2.1隧洞工程中的控制测量

对隧洞工程的开挖，在各种规范中的要求很多，精度也要求比较高，特别是对有管道及特种工程的隧洞，对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度，为保证隧洞在允许精度内贯通，所以开发商会先进行精密控制测量设计。可分为平面控制测量设计和高程控制测量设计。

2.1.1平面控制测量设计

洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。当接到隧洞工程开挖任务时，首先要根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求，对洞内导线进行设计，估算预期的误差、确定导线施测的等级，以保证洞室开挖轴线的正确，即贯通精度，更为合理、经济的选择测量设备及测量方案。根据隧洞设计开挖图，按一定比例尺在CAD或图纸上绘出隧洞开挖平面图及贯通面位置，充分考虑开挖施工时洞内的测量环境（如通视条件及出渣等对测量的影响）、以及测量精度的提高，合理的选出导线点位置，并展于图上。根据选定的mβ和ms/s值来确定导线测量的等级，并严格按确定的等级技术要求进行施测，来指导隧洞的开面位置开挖。

2.1.2高程控制测量设计

隧洞洞内高程的控制测量精度直接影响的是竖向贯通中误差，通常是根据水准测量或三角高程测量误差引起的竖向贯通中误差来确定高程控制测量的等级。确定水准路线方案后，在表1中查取大于或等于根据2.2.2式计算出m△的数值，选取相应的高程控制测量等级。确定高程测量的等级后，选取方便施测、经济合理，又能保证高程传递精度的测量方法，如水准测量、三角高程测量，严格按相应的技术要求进行施测。

2.2测量控制在建筑安装工程施工中的应用

建筑安装工程施工的主要内容包括采暖工程，给排水工程，电器工程，通风工程，其施工质量好坏在很大程度上取决于测量工作的精确度。测量工作是按照图纸的设计以及施工要求建立施工控制网点，以便在实际中以要求的精度放样出建筑物以及生产设备位置的工作。控制测量对建筑安装工程施工质量有着重要的影响。

2.3铁路施工的控制测量

在铁路工程开工建设初期，由勘测设计单位将铁路测量控制网及成果移交给施工单位后，施工单位应及时组织一次全面复测，以对勘测阶段的平面高程控制网中发生位移、破坏的控制点进行恢复、增补，并根据施工现场的实际需要，对控制网进行必要的加密。 在此基础上进行铁路征地界放样、桥涵、隧道的施工放样和变形观测。当桥梁、隧道需要更高精度的控制网时，依据基础控制网CPI建立相应的独立工程施工控制网。随隧道掘进、依据洞外控制网而进行洞内导线控制测量，炮孔、台车等控制，隧道断面超欠测量控制；桥梁桩基础、承台、墩身、垫石位置控制测量，现浇连续梁线型、挠度或沉降变形控制测量；以及桥梁、隧道、路基等沉降、变形观测和监控量测等。

3.控制测量的发展

工程控制测量是各种工程测量的基础和基准。现代空间定位技术特别是 GPS的发展，提供了一种崭新的控制测量技术手段，使工程平面控制测量发生了革命性的变革。传统的三角测量、三边测量、边角测量以 及导线测量建立高等级控制测量的方法已被 GPS 测量所替代。在线路测量中，也经常应用 GPS 快速定位 和 RTK技术来进行线路控制测量。

全站仪的发展提高了测角和测距的精度，目前全站仪测角精度达到 "78 9，测距精度达到 :（"78 ;; &! ），同时自动化程度越来越高。自动全站仪能 自动识别、跟踪和精确照准目标，因此大大简化了仪器 的观测操作，在工程测量中得到广泛应用。在小范围 高精度的工程控制测量、控制测量加密、城市导线测量 和地下工程控制测量中，还是主要采用全站仪布设工 程控制网和导线网进行工程控制测量。

几何水准测量仍旧是建立高精度高程工程控制测 量的基本方法。电子水准仪的出现，使几何水准测量 向自动化、数字化方向迈进。全站仪电子测距精度的 提高和高灵敏度垂直度盘读数的自动补偿，使三角高 程测量精度得到提高，操作更为简单。采用电子测距 三角高程测量在起伏较大的地区代替三、四等几何水 准测量，已得到实际应用。

GPS 高程测量近几年来受到广泛关注，建立三维 GPS 控制网，结合精化局部大地水准面，改变了传统的 平面和高程控制网分别布设、分别施测和分别处理的 状况。从

目前进行的实践可以认为，在局部地区 GPS水准能实现厘米级的精度，可代替三、四等水准测量。

在我国一些城市和地区，如香港、深圳、北京、上 海、昆明、天津等地，已经建立或正在建立连续运行的 GPS 参考网站系统，为测绘部门提供测绘基准，并通过 不同的通讯渠道提供不同精度档次的定位信息和有关 数据，服务于不同的行业，如城市建设、土地利用、交通 导航、城市抗灾救灾和气象预报等，这将使 GPS 定位 技术进入更广泛的应用阶段。

4.控制测量中GPS的发展

4.1什么是GPS

GPS是全球定位系统，是随着现在科学技术的迅速发展而建立的起来的新一代精密卫星导航定位系统GPS定位技术。由于GPS在具有定位精度高、观测时间短、观测站间不需要通视、能提供全球统一的地心坐标等特点被广泛的运用于大地控制测量中。

4.2 GPS（RTK）在控制测量中的应用

4.2.1RTK在控制测量中的应用

常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real - time kinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。

4.2.2 RTK基本工作原理

RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS（RTDGPS）技术，它是测量技术发展里程中的一个突破，它由基准站接收机、数据链、 流动站接收机三部分组成。

RTK基本工作原理：在已知高等级点上（基准站）安置1台接收机为参考站， 对卫星进行连续观测，并将其观测数据和测站信息，通过无线电传输设备，实时地发送给流动站，流动站GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线接收设备，接收基准

站传输的数据，然后根据相对定位的原理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度（即基准站和流动站坐标差△X、△Y、△H，加上基准坐标得到的每个点的WGS－84坐标，通过坐标转换参数得出流动站每个点的平面坐标X、Y和海拔高H）。

4.2.3 RTK图根控制测量

传统的图根控制测量采用导线（网）方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测。

利用RTK进行控制测量不受天气、地形、通视等条件的限制，控制测量操作简便、机动性强，工作效率比传统方法提高数倍，大大节省人力，不仅能够达到导线测量的精度要求，而且误差分布均匀，不存在误差积累问题。采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。

4.2.4优点

与传统的导线测量比较，RTK图根控制测量自动化程度高，实时提供经过检验的成果资料，无需数据后处理。拥有彼此不通视条件下远距离传递三维坐标的优势，并且不像导线测量那样产生误差累积，定位精度高，数据安全可靠。操作简单，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。可以说GPS RTK技术非常适合大规模的数字化地形图测量。

5.结束语 这是控制测量的定义：在测区内，按测量任务所要求的精度，测定一系列控制点的平面位置和高程，建立起测量控制网，作为各种测量的基础。现在的控制测量的作用还不多，但是我认为随着科技的发展，与技术的提升，控制测量也会作用到更多的地方。

6.参考文献

1）百度百科 http://baike.baidu.com/view/107085.htm

2）百度文库 http://wenku.baidu.com/view/5bda4ddb240c844769eaeecd.html

3）测绘信息网 http://www.othermap.com/

4）《控制测量学》（第二版） 杨国清主编 黄河水利出版社