工程控制网

为工程建设布设的专用测量控制网

工程控制网是指为工程建设布设的专用测量控制网。工程控制网是为满足各类工程建设、施工放样、安全监测等而布设的控制网，工程控制网一般根据工程的规模大小、工程建设所处位置的地形、工程建筑的类别等布设成不同的形式，精度要求也不一。

基准

基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面。在大地测量中基准是指用以描述地球形状的参考椭球的参数，如参考椭球的长短半轴，以及参考椭球在空间中的定位及定向。还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。

工程控制网的基准就是通过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，使网平差时有唯一解。如果网的基准不足，网平差时法方程系数矩阵将出现秩亏，这时，需要某一特解。如果网的基准过多，则存在基准之间是否相容的问题。根据基准的情况，工程控制网的基准可分为以下三种类型：

①约束网：具有多余的已知数据。

②最小约束网(经典自由网)：只有必要的已知数据。

③无约束网(自由网)：无必要的已知数据。

工程控制网的基准与网的用途和分类有关，如已知数据的类型和数量与网的维数和观测值种类有关。工程控制网的观测值一般为角度或方向、边长、天顶距和高差，极少情况有方位角，GPS网平差为基线向量或坐标差等。测图控制网一般为约束网；施工控制网为最小约束网；变形监测网为无约束网或最小约束网；而安装控制网为最小约束网或约束网。

分类

1．按用途划分

按照用途，工程控制网可分为测图控制网、施工控制网、安装控制网和变形监测网。施工控制网、安装控制网和变形监测网统称为专用控制网。

(1)测图控制网是在工程规划阶段，以服务地形图测绘为目的而建立的工程控制网；

(2)施工控制网是在工程建设阶段，以服务施工放样为目的而建立的工程控制网；

(3)安装控制网是在工程建设阶段后期，以服务大型设备构件安装定位为目的而建立的工程控制网，本质上也属于施工控制网；

(4)变形监测网是在工程建设和运营阶段，以服务工对象变形监测为目的而建立的工程控制网。

2．按其他标准划分

按照不同的划分标准，工程控制网还可作如下分类：

(1)按照网点性质，可分为一维网（水准网、高程控制网）、二维网（平面控制网）、三维网；

(2)按照网形，可分为三角网、导线网、混合网、方格网等；

(3)按照施测方法，可分为测角网、测边网、边角网、GPS网等；

(4)按照坐标系和基准，可分为附合网（约束网）、独立网、经典自由网、自由网等：

(5)按照其他标准，还可分为首级网、加密网、特殊网、专用网（如隧道控制网、桥梁控制网、建筑方格网）等。

布设原则

(一)分级布网、逐级控制

对于测图控制网，通常先布设精度要求最高的首级控制网，然后根据测图需要、测区面积的大小，再加密若干级较低精度的控制网。用于工程建筑物放样的专用控制网，往往分二级布设。第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于变形观测或其他专门用途的控制网，通常无需分级。

(二)要有足够的精度

对于测图控制网而言，其点位精度视测图比例尺而定。按0.1mm的制图精度要求，则测图比例尺愈大，控制点的精度要求愈高，如测制1：500地形测图时，控制点点位误差为0.1mmx500=50mm=5cm。为精密放样或变形观测服务的专用控制网，其点位精度则要求更高。由此可见，工程控制网的点位精度要求往往比国家控制网的点位精度高得多。

(三)要有足够的密度

不论是工测控制网还是专用控制网，都要求在测区内有足够多的控制点。所以，工程控制网的控制点密度要比国家控制网的控制点密度大得多，即工程控制网的边长较同等级的国家控制网的边长短得多。

(四)要有统一的规格

为了使不同的测绘部门施测的控制网能够互相利用、互相协调，应制定统一的规范，如现行的《城市测量规范》和《工程测量规范》等。

质量准则

(1)精度准则

主要分为总体精度准则、点位精度和相对点位精度、未知数函数的精度、主分量和准则矩阵等五类。这些准则可根据实际工程控制网建立的需要选择其中一个或多个。

(2)可靠性准则

控制网的可靠性是指发现(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）。内部可靠性用观测值的多余观测分量来定义，它反映控制网发现观测值中粗差的能力。某观测值的多余观测分量越小，该观测值的粗差越难被发现；反之，多余观测分量越大，该观测值上较小的粗差也能发现。一个好的控制网，观测值的多余观测分量应大于0.3。外部可靠性用来衡量未被发现的模型误差对控制网点位坐标或其函数的影响情况，它使用影响因子来度量。影响因子越小。表示外部可靠性越好。一般情况下，影响因子在8～10之间，表明网的外部可靠性较好。

(3)灵敏度准则

灵敏度准则是针对变形监测网提出的。灵敏度定义为：在给定的显著水平和检验功效下，通过对周期观测的平差结果进行统计检验，能发现的某一位移向量的下界值。

(4)费用准则

控制网的费用一般包括设计、造标埋石、交通运输、仪器设备、观测、计算、检查等各项费用。在控制网优化设计中，着重考虑造标埋石和观测这两项，而其他各项费用，由于随控制网设计方案改变而变化的幅度不大，可当做不变成本处理。另外，精度越高，观测值的权越大，则建网费用越高；同样，多余观测数越多，网的可靠性提高，也要以增加费用为代价。

建立过程

工程控制网建立过程如下：

(1)设计。根据工程特点确定控制网的布设和观测力‘案。

(2)选点埋石。按照布设方案实地选定点位，埋设标石，制作点之记。

(3)观测。按照观测方案进行观测，并对观测数据进行概算。

(4)平差计算。控制网平差计算，并评定成果精度。

特点

1．测图控制网

测图控制网具有控制范围较大，点位分布尽量均匀，点位选选择取决于地形条件，精度取决于测图比例尺等特点。

2．施工控制网

施工控制网具有控制范围较小，点位密度较大，精度要求较高，点位使用频繁，受施工干扰大等特点。具体而言，施工控制网的特点包括：

(1)控制网大小、形状点位分布应与工程范围、建筑物形状相适应，点位布设要便于施工放样，如隧道控制网的点位布设要保证隧道两端都有控制点；