張 宇

(陜西水環(huán)境工程勘測設計研究院，陜西西安710018)

測量控制網(wǎng)由位于地面的一系列控制點構成，控制點的空間位置是通過已知點的坐標以及控制點之間邊長(或空間基線)、方向(角度)或高差等觀測量確定的。按其范圍和用途，測量控制網(wǎng)分為三大類:全球控制網(wǎng)、國家控制網(wǎng)和工程控制網(wǎng)。全球控制網(wǎng)是由國際組織在全球范圍建立的大地測量參考框架，主要用于確定、研究地球的形狀、大小及其運動變化，確定和研究地球的板塊運動等。國家控制網(wǎng)是由各國測繪部門建立的區(qū)域性大地測量參考框架。國家控制網(wǎng)的主要作用是:提供全國范圍內的統(tǒng)一地理坐標系統(tǒng);保證國家基本圖的測繪和更新;為精密地確定地面點的位置提供已知點及其在特定坐標系下的坐標，如以地球參考橢球面為基準面的大地坐標或高斯平面坐標，以大地水準面為基準面的高程。為了控制測量誤差積累，國家控制網(wǎng)采用逐級方式布設，其特點是控制面積大，控制點間距離較長，點位的選擇主要考慮點的密度、穩(wěn)定性和布網(wǎng)是否有利等。工程控制網(wǎng)是工程項目的空間位置參考框架，是針對某項具體工程建設測圖、施工或管理的需要，在一定區(qū)域內布設的平面和高程控制網(wǎng)。

在小型工程項目設計時，建立一個工程控制網(wǎng)，這個工程控制網(wǎng)不但要滿足建設區(qū)域的大比例尺地形圖測繪和放線需要，而且要與國家小比例尺地形圖相匹配。這是因為設計人員在工程建設前期經(jīng)常采用國家小比例尺地形圖進行工程的前期規(guī)劃和可行性研究。如果建設區(qū)域及其附近有數(shù)量足夠的國家高等級控制點，建立滿足要求的工程控制網(wǎng)就極為方便，但如果建設區(qū)域及其附近沒有或者只有一個國家高等級的控制點，這就比較困難了。本文就后一種情況下，介紹如何采用一點一方向的方法建立與國家小比例尺地形圖較為匹配的工程控制網(wǎng)。

1一點一方向

一點一方向是指采用一個固定點的坐標做為工程起算點，以一個指定方向的方位角做為工程控制網(wǎng)的起算邊，從而建立相對獨立的坐標系的方法。這種方法在大橋和大壩等工程建設中應用較多，它們的指定方向為大橋控制網(wǎng)的橋軸線方向和大壩控制網(wǎng)的壩軸線方向。采用一點一方向方法建立的工程控制網(wǎng)有較高的精度，又便于與國家控制網(wǎng)相統(tǒng)一，因而在工程測量控制網(wǎng)建設中有著廣泛的應用。

2 缺少已知點的一點一方向建立工程控制網(wǎng)

工程控制網(wǎng)的作用是為工程建設提供工程范圍內統(tǒng)一的參考框架，為各項測量工作提供位置基準，滿足工程建設不同階段對測繪在質量(精度、可靠性)、進度(速度)和費用等方面的要求。工程控制網(wǎng)也有控制全局、提供基準和控制測量誤差積累的作用。工程控制網(wǎng)與國家控制網(wǎng)有著密切的關系。工程控制網(wǎng)建立前，首先應該收集測區(qū)及其附近已有的平面、高程控制點資料，布設的工程控制網(wǎng)應與國家控制點聯(lián)測，這樣建立的工程控制網(wǎng)不但具有精度高的優(yōu)勢，而且與國家控制網(wǎng)相連接，便于以后的轉換應用。

但在實際建立工程測量控制網(wǎng)的過程中，我們經(jīng)常遇到?jīng)]有或只有一個國家高等級的控制點的情況。這種情況下，要建立與國家小比例尺地形圖匹配精度最好的控制網(wǎng)，我們可以在小比例尺地形圖上判讀一個明顯點做為固定點，如果有高等級控制點的情況下，最好以這個高等級控制點作為固定點，再選擇另外一個明顯點作為方向點，以固定點和方向點的方位角做為指定方向。固定點與方向點之間要通視，且它們的距離要盡可能的長，這樣能保證控制網(wǎng)與國家小比例尺地形圖的匹配程度最好。再用全站儀測出固定點與方向點的距離，以固定點與方向點的連線作為方位角，這樣就能計算出方向點的坐標。用固定點和計算出的方向點坐標作為工程起算點，建立的工程控制網(wǎng)與國家小比例尺地形圖的匹配效果很好，不但能夠滿足施工需要，而且與前期設計人員的規(guī)劃設計相配套。

3 案例

以陜北綏德縣淮寧河田莊鎮(zhèn)段防洪治理工程測量項目為例，測區(qū)位于綏德縣田莊鎮(zhèn)淮寧河兩岸，測區(qū)內淮寧河左岸有210國道可以通行，交通便利。測區(qū)右岸為山地地區(qū)，高坎較多，地形復雜。測區(qū)內平面資料只有該地區(qū)的1/10 000的地形圖，沒有高等級的平面控制點，且設計部門已用1/10 000的地形圖進行了前期全面規(guī)劃和可行性研究?，F(xiàn)在為了滿足大比例尺地形圖測量和實地放線要求，需要建立一個局部GPS控制網(wǎng)，這個GPS控制網(wǎng)要盡可能的與已有1/10 000地形圖相匹配。

根據(jù)測區(qū)實際情況，在該測區(qū)布設了6個控制點T1、T2、T3、T4、T5、T6，為了達到設計要求及便于判讀控制點坐標的需要，將T3和T4特意布設在地形圖上一大橋的西南角和東南角。在1/10 000的電子圖判讀大橋東南角T4坐標為X=4 144 242.482，Y=425 949.551，并以其為固定點，同時判定大橋西南角T3為方向點，在1/10 000電子地形圖上可以量出T4-T3方位角為247°13'50.21″，并用全站儀測量出T4-T3的實際距離為613.852 m，這樣就可以計算出T3坐標為 X=4 144 004.907，Y=425 383.536。T3、T4 可以做為工程起算點。

測區(qū)平面控制采用4臺華測GPS接收機按E級精度進行施測，邊連式布網(wǎng)，共觀測2個時段，每時段觀測時間不小于40分鐘。外業(yè)觀測完成后，內業(yè)以華測自帶的Compass靜態(tài)處理軟件進行平差，以T3、T4作為約束點，進行約束平差，平差結果做為控制點的平面坐標。將控制點的平面坐標展入1/10 000地形圖上，能夠看出控制點圖上位置與實地位置能夠較好的匹配。

為了驗證該控制網(wǎng)的整體精度，采用全站儀對控制點邊長進行測量，實測邊長與GPS平差邊長比較結果如下表:

全站儀邊長檢測對比表 單位:m

由上表可以看出，采用一點一方向方法建立的GPS控制網(wǎng)中各邊長的相對精度大于1/40000，完全能夠滿足施工放線的需要。

為了進一步驗證基于此控制網(wǎng)測量的大比例尺地形圖測量成果與1/10 000地形圖的匹配情況，再將部分明顯地物點的坐標成果與1/10 000地形圖的判讀坐標進行比較。通過比較，基于此控制網(wǎng)的測量成果與1/10 000地形圖能夠進行較好的匹配，能夠滿足設計部門的要求。

4 結語

一點一方向測量方法具有較高的整體精度，能夠滿足實際工程需要。同時，在控制點缺少時，能夠有效的利用已有小比例尺地形圖進行判點和定方向，以此為基礎建立的工程控制網(wǎng)與國家小比例尺地形圖能夠較好的匹配，保證了測量成果的一致性和高精度。

[1]張正祿等.工程測量學.武漢:武漢大學出版社，2005