精密工程測量控制網(wǎng)布設(shè)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

摘要：工程測量技術(shù)快速發(fā)展，測量精度明顯提升，可以滿足精密工程測量的要求。本文將結(jié)合精密工程介紹測量控制網(wǎng)的布設(shè)要點(diǎn)，同時(shí)闡述應(yīng)該注意的事項(xiàng)，旨在發(fā)揮出參考價(jià)值，充分發(fā)揮測量控制網(wǎng)的利用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：精密工程；測量控制；控制網(wǎng)

一、精密工程概述

精密工程測量的絕對(duì)精度達(dá)到毫米級(jí)，相對(duì)精度達(dá)到10-6量級(jí)。在測量方案設(shè)計(jì)、實(shí)地施測到成果處理及利用等各個(gè)環(huán)節(jié)都可以運(yùn)用誤差理論展開分析。精密工程與普通工程有顯著差別，主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取上有嚴(yán)格的精度要求，還需運(yùn)用新儀器、專用設(shè)備等強(qiáng)化自動(dòng)化程度，借助合理手段改進(jìn)誤差控制措施，通過新型測量技術(shù)形成成熟理論。精密工程運(yùn)用的儀器設(shè)備有著較高的性能，能夠讓測量成果的精度和可靠性等獲取支撐條件。

二、精密工程測量分析

隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，精密工程測量學(xué)進(jìn)入嶄新的發(fā)展時(shí)期，應(yīng)該重視發(fā)展成果和發(fā)展規(guī)劃，讓精密工程測量的實(shí)效性進(jìn)一步提升。精密工程測量技術(shù)趨向完善，為相關(guān)工作的開展提供了技術(shù)支持，要明確其著重表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是測量精度；二是測量工程量；三是測量自動(dòng)化。精密工程測量的結(jié)果精度已達(dá)到1mm以上，測量精度結(jié)果甚至高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。測量環(huán)節(jié)實(shí)際采用的設(shè)備儀器也趨向完善，實(shí)現(xiàn)了階段性的發(fā)展目標(biāo)，有助于支撐各項(xiàng)工作穩(wěn)步開展。研究人員清楚認(rèn)知精密工程測量的要點(diǎn)，還要關(guān)注測量控制網(wǎng)的布設(shè)要求，通過完善和優(yōu)化相關(guān)舉措，讓測量控制網(wǎng)發(fā)揮出最大價(jià)值，支撐精密工程的高精度、自動(dòng)化目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。

三、精密工程測量方法與儀器

（一）精密角度測量

在精密角度測量中，重點(diǎn)應(yīng)用了全站儀。其能發(fā)揮出理想的作用，獲取精度一定的參數(shù)。在這個(gè)過程中，要盡可能控制目標(biāo)偏心差、照準(zhǔn)誤差等的影響。

（二）精密距離測量

在精密距離測量中，數(shù)十米內(nèi)要運(yùn)用雙頻激光測距儀，其相對(duì)精度能夠達(dá)到5×10-7，可以滿足具體的需求。數(shù)百米內(nèi)可以選擇因瓦基線尺，相對(duì)精度高于10-6。數(shù)千米內(nèi)是運(yùn)用精密光電測距或全站儀，效果理想。

（三）精密高程測量

精密高程測量中幾何水準(zhǔn)測量還是較為常用的手段，主要運(yùn)用電子水準(zhǔn)儀及自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀等，保證了具體的測量效果。液體靜力水準(zhǔn)測量的高精度和自動(dòng)化特征突出，也是精密高程測量中的重要手段，但一般不運(yùn)用至精密高程控制網(wǎng)的建設(shè)中，主要是在特殊條件下發(fā)揮作用。

（四）精密準(zhǔn)直測量

精密準(zhǔn)直測量，也就是觀測基本位于同一水平基準(zhǔn)線上的點(diǎn)的偏移。光學(xué)測量方法有小角法、活動(dòng)標(biāo)牌法；光電測量方法包括激光準(zhǔn)直法等；機(jī)械法涵蓋著引張線法等。

（五）精密垂準(zhǔn)測量

精密垂準(zhǔn)測量的精度要求是亞毫米級(jí)，主要是將基準(zhǔn)點(diǎn)的鉛垂線當(dāng)作基準(zhǔn)線，以此測定沿著基準(zhǔn)線分布的目標(biāo)點(diǎn)相較于鉛垂線的水平距離，可以運(yùn)用機(jī)械法及光電法等。

四、精密工程測量控制網(wǎng)布設(shè)原則

為了更好地達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)，需要在對(duì)應(yīng)的工藝流程中測設(shè)設(shè)計(jì)位置，還要對(duì)設(shè)備、檢核測量以及竣工測量等加以分析，完成必要的變形監(jiān)測，由此構(gòu)建起測量控制網(wǎng)。

精密工程測量控制網(wǎng)的作用是在施工前、施工中、施工后的不同階段對(duì)被測量點(diǎn)、線、面等提供可靠的測量基準(zhǔn)，由此發(fā)揮一定的參考價(jià)值。

精密工程測量中運(yùn)用的多種測量標(biāo)志大致可以劃分出平面點(diǎn)、高程點(diǎn)、平面—高程點(diǎn)（簡稱平高點(diǎn)）。依照用途進(jìn)一步細(xì)化，其屬于施工安裝測量控制網(wǎng)的控制點(diǎn)，主要表示設(shè)備物理或幾何軸線的設(shè)備點(diǎn)、變形觀測的基準(zhǔn)點(diǎn)等，多種標(biāo)志的作用差異明顯，相關(guān)結(jié)構(gòu)和特征也有所不同。多種測量控制點(diǎn)不僅是施工、安裝測量的依據(jù)，還是區(qū)域性地殼形變、建筑物和基礎(chǔ)變形觀測的重要參考條件。

精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)環(huán)節(jié)，要重視布設(shè)的原則?？刂凭W(wǎng)的大小、圖形一般是以工程形狀、規(guī)模和施工方法為參考，由此滿足項(xiàng)目施工和變形監(jiān)測的需求。精密工程控制網(wǎng)是為項(xiàng)目服務(wù)，因此需要重視精度問題，這是最為關(guān)鍵的指標(biāo)。控制網(wǎng)投影面的選擇需要符合控制點(diǎn)坐標(biāo)反算要求，在達(dá)到具體標(biāo)準(zhǔn)后才能發(fā)揮相應(yīng)的參考價(jià)值，保證實(shí)際的成果更加顯著?？刂泣c(diǎn)點(diǎn)位設(shè)置應(yīng)穩(wěn)定可靠，這樣才能更好地構(gòu)建起控制網(wǎng)，讓精密工程擁有理想的支撐條件。任意控制點(diǎn)要與一個(gè)以上的控制點(diǎn)通視，在實(shí)踐環(huán)節(jié)充分利用高精度測量儀器，發(fā)揮出實(shí)際的測量優(yōu)勢(shì)。

五、精密工程測量控制網(wǎng)布設(shè)要點(diǎn)

精密工程測量控制網(wǎng)重點(diǎn)涵蓋著三種類型，分別是施工測量控制網(wǎng)、安裝測量控制網(wǎng)以及變形檢測網(wǎng)，三者相互結(jié)合、相互融合。在精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)環(huán)節(jié)，需要明確相關(guān)要點(diǎn)，按照具體的標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)行動(dòng)。

（一）明確精度

精度屬于精密控制測量的重中之重，控制網(wǎng)的精度依照工程要求加以提出，如高能粒子環(huán)形加速器，其電磁鐵的精度主要在共振原理的支撐下推算所得，為從根本上規(guī)避粒子共振，需要將粒子的運(yùn)行軌道設(shè)置成平滑曲線，由此讓誤差處于合理范圍內(nèi)。應(yīng)該在實(shí)踐環(huán)節(jié)重視精度這一指標(biāo)，分析其對(duì)控制網(wǎng)布設(shè)的影響，促使控制網(wǎng)發(fā)揮出自身價(jià)值。

（二）控制網(wǎng)形

精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)有著一定要求和標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)精密工程的特殊性詳細(xì)分析，以便采取可靠的手段優(yōu)化網(wǎng)形，使其滿足精密工程的要求。從某種角度上展開分析，控制網(wǎng)并不能受到施工環(huán)境與圖形強(qiáng)度的影響，只要遵循著精密工程建筑的形狀和規(guī)模等，便可實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖和圖形的統(tǒng)一、保持均勻密度，從根本上控制好控制網(wǎng)網(wǎng)形，為后續(xù)安裝提供便利。網(wǎng)形的控制階段應(yīng)該以精密工程實(shí)際應(yīng)用要求為準(zhǔn)，還要通過可靠的思路進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐晟?，發(fā)揮出控制網(wǎng)的利用價(jià)值，讓精密工程展示出最優(yōu)效果。

（三）控制點(diǎn)密度

精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)環(huán)節(jié)，需要關(guān)注各個(gè)控制點(diǎn)的密度情況，這是另外一項(xiàng)重要的指標(biāo)，應(yīng)遵循著實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范，保證控制網(wǎng)為精密工程測量提供支持?？刂泣c(diǎn)密度符合安裝工藝設(shè)備基本構(gòu)件的要求，適當(dāng)完成對(duì)控制網(wǎng)一次布網(wǎng)和統(tǒng)一平差，減少誤差積累，讓數(shù)值更加精確。對(duì)于大型項(xiàng)目，應(yīng)該分期安裝，控制網(wǎng)也要分段布設(shè)和平差，保證采取的措施符合標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的精度損失?？刂泣c(diǎn)的點(diǎn)位需要分析的對(duì)象，要使其靠近安裝的設(shè)備構(gòu)件，完成對(duì)稱布置的目標(biāo)，通過多個(gè)工序有序推進(jìn)，完成統(tǒng)一測量儀器的安裝測量任務(wù)。

（四）控制點(diǎn)高度穩(wěn)定性

在布設(shè)測量控制網(wǎng)的過程中，需要關(guān)注控制點(diǎn)的高度穩(wěn)定性，這是讓相應(yīng)的布網(wǎng)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。除了分析控制點(diǎn)高度穩(wěn)定性和可靠性外，也要認(rèn)真分析標(biāo)志結(jié)構(gòu)和埋設(shè)深度等指標(biāo)。控制點(diǎn)是安裝測量，也是運(yùn)營期設(shè)備穩(wěn)定性的載體，在總體設(shè)計(jì)中確定專門通道進(jìn)行測量，保證通視條件達(dá)標(biāo)?？刂泣c(diǎn)是非常重要的控制對(duì)象，在精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)中占據(jù)著重要地位，關(guān)系控制網(wǎng)布設(shè)的整體效果，需要通過上述手段讓控制點(diǎn)趨向穩(wěn)定。

（五）測量自動(dòng)化

在新時(shí)期下，精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)中融入先進(jìn)技術(shù)，這對(duì)優(yōu)化實(shí)踐成果有較大的幫助，也能充分發(fā)揮自動(dòng)化手段的優(yōu)勢(shì)，讓精密工程測量控制網(wǎng)的效果更為突出。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，測量自動(dòng)化已受到廣泛關(guān)注，要在測量控制網(wǎng)布設(shè)環(huán)節(jié)重視自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，將舉措進(jìn)一步完善，支撐測量控制網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。測量控制網(wǎng)布設(shè)的自動(dòng)化可以自動(dòng)記錄和傳輸數(shù)據(jù)信息，也能在安裝環(huán)節(jié)和變形觀測中展示出最大效力，保證更好地滿足現(xiàn)階段的實(shí)際需求。

六、精密工程測量控制網(wǎng)布設(shè)的注意事項(xiàng)

應(yīng)明確的是，精密工程的測量控制網(wǎng)布設(shè)要求極高，要根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)行動(dòng)，還要通過可靠措施完善布設(shè)方案，使得測量控制網(wǎng)發(fā)揮出自身價(jià)值，展示效力。精密工程測量控制網(wǎng)的計(jì)算方法復(fù)雜，應(yīng)用較為頻繁的是數(shù)字扭曲法，此類方法主要是通過隨機(jī)模擬的方式處理隨機(jī)性問題，因此體現(xiàn)出一定的影響力。測量控制網(wǎng)布設(shè)中需要將計(jì)算問題擺在突出位置，還要選擇符合實(shí)際情況的計(jì)算方法，嚴(yán)格按照步驟操作，以此防范較大的誤差。

通過控制網(wǎng)圖形和觀測方案可以獲取網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)的設(shè)計(jì)值，通過充分發(fā)揮設(shè)計(jì)值的依據(jù)功能，計(jì)算出邊長和方向值。此外，通過設(shè)計(jì)觀測精度能夠隨機(jī)生成數(shù)值，由此改善觀測誤差，在這樣的基礎(chǔ)上添加邊長或方向值，便可得出模擬觀測數(shù)值和模擬控制網(wǎng)，以滿足精密工程的實(shí)際需求。

應(yīng)對(duì)模擬值詳細(xì)的分析，還要對(duì)平差加以計(jì)算，在數(shù)據(jù)支撐下獲取模擬網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)估值和設(shè)計(jì)值偏離值等，由此判斷誤差所在。模擬計(jì)算的次數(shù)應(yīng)該控制到位，以便研究觀測誤差的影響規(guī)律。

總之，在計(jì)算測量控制網(wǎng)時(shí)應(yīng)該重視數(shù)字扭曲法的利用價(jià)值，可以在部分觀測值上添加粗差，也可運(yùn)用不同的觀測精度完成觀測值模擬任務(wù)。

七、精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)質(zhì)量控制措施

（一）關(guān)注控制網(wǎng)布設(shè)全過程

絕對(duì)測量精度達(dá)到毫米級(jí)的測量便是精密工程測量。若是存在著特殊條件，也可利用先進(jìn)的測量設(shè)備和技術(shù)方法完成既定目標(biāo)，以便取得更加顯著的成果。精密工程控制網(wǎng)的作用就是對(duì)項(xiàng)目實(shí)施各個(gè)階段的測量放樣提供點(diǎn)、線、面的參考基準(zhǔn)。相較于常規(guī)工程測量和大地測量控制網(wǎng)，精密工程測量控制網(wǎng)十分特殊，需要科學(xué)合理的控制，使測量控制網(wǎng)的布設(shè)效果達(dá)到理想狀態(tài)，支撐具體工作穩(wěn)步開展。在設(shè)計(jì)階段要優(yōu)化設(shè)計(jì)先行網(wǎng)，在控制網(wǎng)設(shè)計(jì)階段還要關(guān)注可靠性、靈敏度以及精度等設(shè)計(jì)指標(biāo)的情況，盡可能利用多余的觀察，強(qiáng)化控制網(wǎng)的內(nèi)部可靠性。為了達(dá)到更加理想的效果，可以采用GPS布網(wǎng)，這個(gè)過程要留心觀察地面觀測條件。就精密工程的特殊性，在實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)該考慮GPS網(wǎng)和邊角網(wǎng)的聯(lián)合使用，還要分析GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的精度匹配情況，在應(yīng)用環(huán)節(jié)落實(shí)好必要的檢驗(yàn)。對(duì)工程控制網(wǎng)布設(shè)的階段，要優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，可以采用解析法和模擬法兩種措施，模擬法更加靈活，測量目標(biāo)也易實(shí)現(xiàn)。解析法能保證獲取的結(jié)果更加精確，但是實(shí)施起來相對(duì)困難，要在具體實(shí)踐中結(jié)合實(shí)際情況分析，確定符合需求的方案。

（二）重視控制網(wǎng)實(shí)施細(xì)節(jié)

目前，在實(shí)踐環(huán)節(jié)大多運(yùn)用高精度GPS接收機(jī)、高精度水準(zhǔn)儀及高精度全站儀等，不同設(shè)備發(fā)揮出的應(yīng)用價(jià)值明顯，保證控制網(wǎng)穩(wěn)定建設(shè)與投入使用。應(yīng)該注意的是，儀器設(shè)備在進(jìn)行測量前要完成對(duì)全部項(xiàng)目的鑒定檢核，以便對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)處理的改正與優(yōu)化。從原則上分析，測量控制點(diǎn)并不會(huì)受到變形影響，埋設(shè)在基巖層。此時(shí)，重視點(diǎn)位的穩(wěn)定性，還要運(yùn)用混凝土澆筑，加設(shè)強(qiáng)制歸心裝置，以免出現(xiàn)對(duì)中誤差。另外，根據(jù)工程測量二等規(guī)范進(jìn)一步控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水準(zhǔn)與長度的往返觀測，由此控制誤差的擴(kuò)大。相比于常規(guī)控制，精密工程測量控制中應(yīng)該對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行檢查，避免埋設(shè)的控制點(diǎn)發(fā)生任何變動(dòng)。

（三）分析數(shù)據(jù)處理要求

精密工程測量控制網(wǎng)的要求較高，同時(shí)還涉及較多的數(shù)據(jù)信息，因此需要關(guān)注各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，明確相關(guān)的實(shí)踐要點(diǎn)，讓控制網(wǎng)的具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來。在精密工程測量控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理中，主要涉及三個(gè)方面的要求：一是投影面和坐標(biāo)系的選擇。通常選擇地方獨(dú)立坐標(biāo)系，若分析后續(xù)的實(shí)際需求，則要和國家控制網(wǎng)聯(lián)合測量，保證具體的效果符合標(biāo)準(zhǔn)。二是數(shù)據(jù)的預(yù)處理。邊角網(wǎng)涉及的數(shù)據(jù)預(yù)處理涵蓋方向投影改化、數(shù)據(jù)整理以及傾斜改正等，要重視信息的準(zhǔn)確度，以保證符合實(shí)際需求。三是精化平差。精化平差的隨機(jī)模型是方差和協(xié)方差，發(fā)揮出一定的指導(dǎo)作用，屬于平差理論中的要求。在精密控制網(wǎng)布設(shè)中，要對(duì)多種觀測量詳細(xì)分析，實(shí)現(xiàn)具有針對(duì)性的綜合處理。

八、結(jié)語

精密工程測量控制網(wǎng)的布設(shè)中應(yīng)該注意多個(gè)要點(diǎn)，還要在踐行相關(guān)原則的基礎(chǔ)上完善布設(shè)方案，確?？刂凭W(wǎng)的應(yīng)用效果更為突出，滿足精密工程的實(shí)際需求。在本文的詳細(xì)分析中，了解到精密工程的實(shí)際情況，同時(shí)了解到精密工程測量、精密工程測量控制網(wǎng)的相關(guān)問題，針對(duì)布設(shè)工作總結(jié)出相關(guān)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，旨在發(fā)揮參考價(jià)值，以此支撐具體工作穩(wěn)步開展，為精密工程的長遠(yuǎn)建設(shè)保駕護(hù)航。

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作者簡介：李江（1988），男，福建省福州市人，本科，中級(jí)測繪工程師，研究方向?yàn)楣こ虦y量。