控制测量的作用和方法|测绘基础

在地形图测绘和各种工程的施工放样中，必须用各种测量方法确定地面点的坐标和高程。由于任何一种测量工作均不可避免地带有某种程度的误差，为了防止误差的积累，保证测图和放样的精度，就必须遵守“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。首先建立控制网，进行控制测量，然后以控制网为基础，分别从各个控制点再进行碎部测量和测设。控制测量就是在测区内选择若干有控制意义的点（称为控制点），构成一定的几何图形（称为控制网），用精密的仪器工具和精确的方法观测并计算出各控制点的坐标和高程。

通过控制测量可以确定地球的形状和大小。在碎部测量中，专门为地形测图而布设的控制网称为图根控制网，相应的控制测量工作称为图根控制测量；专门为工程施工布设的控制网称为施工控制网，其可以作为施工放样和变形监测的依据。由此可见，控制测量起到控制全局和限制误差积累的作用，为各项具体测量工作和科学研究提供依据。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量两种，平面控制测量就是求得各控制点的平面坐标（x， y），高程控制测量是求得各控制点的高程（H）。

7.1.1 平面控制测量

传统的平面控制测量方法有三角测量、边角测量和导线测量等，所建立的控制网称为三角网、边角网和导线网。三角网是将控制点组成连续的三角形，观测所有三角形的水平内角以及至少一条三角边（基线）的长度，其余各边的长度均从基线开始按边角关系进行推算，然后计算各点的坐标；同时观测三角形内角和全部或若干边长的称为边角网。测定相邻控制点间边长，由此连成折线，并测定相邻折线间水平角，以计算控制点坐标的称为导线或导线网。

对于全国性的平面控制测量，由于我国幅员广阔，必须采取分等级布设的办法，才能既符合精度要求又合乎经济的原则。国家平面控制网按精度分为一、二、三、四等，由高级到低级逐步建立。我国原有的国家平面控制网首先是一等天文大地锁网，在全国范围内大致沿经线和纬线方向布设，形成间距约200km的格网，三角形的平均边长约20km，在格网中部用平均边长约13km的二等全面网填充，三、四等三角网是二等三角网的进一步加密（如图7.1所示）。建立国家平面控制网，主要采用三角测量的方法。按观测值的不同，三角网测量可分为三角测量、三边测量和边角测量。表7.1是《工程测量规范》（GB50026—2007）中规定的三角网测量的主要技术要求。

图7.1 国家一、二等三角网

全球导航卫星定位系统（GNSS）技术的应用和普及，使我国从20世纪80年代开始，在利用原有大地控制网的基础上，逐步用GNSS网代替了国家等级的平面控制网和城市各级平面控制网。其构网形式基本上仍为三角形网或多边形格网（闭合环或附合线路）。

我国国家级的GNSS大地控制网按控制范围和精度分为A、B、C、D、E等5个等级。在全国范围内，已建立由20多个点组成的国家A级GNSS网，在其控制下，又有由800多个点组成的国家B级GNSS网。表7.2是城市GNSS平面控制网的主要技术指标。

表7.1 三角网测量的主要技术要求

表7.2 城市GNSS平面控制网的主要技术指标(www.xing528.com)

城市平面控制网一般是以国家控制点为基础，根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设不同等级的城市平面控制网，供地形测图和施工放样使用。在面积为15km2以下的范围内，为大比例尺测图和工程建设而建立的平面控制网，称为小区域平面控制网。小区域平面控制网应尽可能与国家（或城市）的高级控制网联测，将国家（或城市）控制点的坐标作为小区域平面控制网的起算和校核数据。若测区内或附近无国家（或城市）控制点，可以建立测区内的独立控制网。

建立小区域平面控制网主要有三角测量、三边测量、导线测量、交会定点和GNSS定位等方法，现在最常用的方法是导线测量、交会定点和GNSS－RTK定位法。表7.3是《工程测量规范》（GB50026—2007）规定的图根控制点的数量要求。

表7.3 一般地区解析图根点的数量

7.1.2 高程控制测量

高程控制网的建立主要用水准测量的方法，布设的原则也是从高级到低级，从整体到局部，逐步加密。国家水准网分为一、二、三、四等，一、二等水准测量称为精密水准测量，一等水准网在全国范围内沿主要干道和河流等布设成格网形的高程控制网，然后用二等水准网进行加密，作为全国各地的高程控制。三、四等水准在一、二等水准环中加密，根据高等级水准环的大小和实际需要布设。

城市和工程水准控制网依次分为二、三、四等，根据城市面积或工程建设项目大小，从某一等开始布设。各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等级的精度应一致。在四等水准以下，再布设直接为测绘大比例尺地形图所用的图根水准网。表7.4是《工程测量规范》（GB50026—2007）中规定的水准测量的技术要求。

表7.4 水准测量的技术要求

注：表中R为测段长度，L为环线或附合线路长度，单位km。