城市高程控制网建立的几个问题
建立城市GPS控制网若干问题的思考
值 不 作 归算 ， 平 距 离Ｄ归 算到 椭 球 面上 曲 水 ＋
２ ４
式 中 ， 为 大 地高 ，ｘ， ） 空 间 大地 直 ｈ （ ｙ为 角坐 标 系ｘ， 的 分 量 ， 为 大地 纬 度 ， 为 椭 Ｙ Ｂ ａ 球 长半 轴 ， 为第 一 偏 心 率 。 ｈ 椭球 参 数 ｅ 对 求
ｋ 中 第 二 项 较 小 ， 且 城 市控 制 网 式 况
的 观 测 值 也 难 以优 化 ｅ ， 以 对 第 二 项 可 ２所
法进 行 已 知 点 与 坐 标 系 匹 配 检 查 ， 则 绝 否
＝
以忽 略 不 计 。 这样 椭 球 长 半 轴ａ 变 化对 大 的
大 多 数Ｇ Ｓ Ｐ 网平 差将 无 法进 行 下 去 ， 这也 从
ｉ ｉ 慧 。。 。ｔ ｉ 稠 ： 。。 ． ； 。 。 。 。－ 。 ａ
建 立城 市 ＧＰＳ控 制 网若 干 问题 的思考
曹 丽
ｆ技术 丁
（ 州市土地 勘测规划 设计院 安徽 宿州 ２ ４ ０ 宿 ３ ０ ０）
摘 要： 文章从建立城 市Ｇ ｓ Ｐ 控制 网的基准选择和Ｇ ｓ 帝 隗采 甩的椭球参数及基 线向量 归算到椭球 面的方法 等几个 方面， Ｐ控 １ 结合本单位建 立城－ Ｐ 网的工作实 例， ￣Ｇ Ｓ Ｙ Ｇ Ｓ ￣ Ｐ 测量 中值 得探 讨的 问题 。 关键词 ： Ｐ 控制 网 测量 城市 ＧＳ
（） ３ Ｈｍ＝３ ０ ｍ，Ｒ＝３ ０ ｍ的情况 下ｄ ００ ｄ ００ Ｒ对ｄ 的 Ｓ
变化引起的各点大地 高变化可视为常数 ， 较 为 实 际 的 做 法 是按 下列 公式 计 算 椭
１．
也 即ｈ 改变 量 ｄ 个 常数 。 ｈ是
由 （ 式 知 ｄＨ ｉ 与 Ｒ 无 关 ， ３） Ｉ Ｔ 在 球 长 半 轴 改 正 数 ：
高程控制网计算和平差概要
ˆ h P1 1 0 0 0 h H A 1 2 ˆ h 2 s 1 0 0 0 H B h1 2 ˆ ˆ H s6 1 X 6 h3 0 s1 0 h0 1 A h ˆ ˆ 0 0 1 P1 X 2 0 B 4 A 2 ˆ h ˆ h 0 0 1 0 H X B 8 3 s 5 h7 s 3 h s 3 ˆ 0 ˆ s5 1 1 7 0 0 8 X h 4 6h 5 0 0 1 1 0 ˆ h 7 0 1 0 s 4 1 P 4 0 ˆ P3 h4 h8
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列出各误差值方程：
ˆ X ˆ H h 1 1 A ˆ X ˆ H h 2 1 B ˆ X ˆ H h
3 4 B
0 l1 h1 X 1 HA
l 2 h2 l 3 h3 l4 h4 l5 h5 l6 h6 l7 h7 l8 h8
h1
B
s1 h3 s3
D
0 2
s2
h2
C
A
h5
l 2 h2 l 3 h3 l4 h4 l5 h5
0 1
s5
s4
h4
3、计算误差方程常数项 l
0 l1 h1 X 1 HA 0
X X 23 X H 0 X X 14 X H 0
ˆ h 1 h1 ˆ h h 2 2 ˆ h3 h3 ˆ h4 h4 h ˆ h5 5
v1 5.847 v2 3.791 v 3 9.638 m v 4 7.375 2.263 v5
建立城市GPS控制网若干问题的思考
Ｅ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ７， ０ ８ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ ０ ｉ
建立城市 ＧＰ Ｓ控 制 网若 干 问题 的思考
王 波
（ 宿州市测绘设计研究 院，安徽 宿州 ２ ４ ０ ） ３００
摘 要 ： 建立城 市 Ｇ Ｓ 从 Ｐ 控制网的基准选择和 Ｇ Ｓ Ｐ 控制பைடு நூலகம்网采 用的椭球 参数及基线 向量 归算到椭球 面的方法等几 个方面 ， 结合本 单位建
立城 市 Ｇ Ｓ网的工作 实例， 出 Ｇ Ｓ测量 中值得探讨 的问题 。 Ｐ 提 Ｐ
关 键 词 ： Ｐ ：控 制 网 ； 讨 ＧＳ 探
进行坐标 系的转换 。
言 ， 长 ５ １ｋ ， 边 ０ ｉ 则产 生 的影 响为 １ ３１ｍ， 见该 项影 ｎ ． ．ｃ 可 ６—
２ ＧＰ Ｓ控 制 网 采 用 的椭 球 参 数 及 基 线 向量 归 算 到
椭球 面 的 方 法
响是十分显著 的。因此 Ｇ Ｓ Ｐ 基线 向量归算 到城 市控制 网基准 面上时 ， 选择适 当的椭 球参 数 ， 接关 系到基线长度 归算值改 直
换， 但所采用 的方法不 同， 结果也 有所不同。
１１ 约 束 平 差 法 ．
高程面 的水准高差平均值 日 代替 ， １ 可以表示为 ： 来 式（ ）
ｓ （ ＋） 争＋ ． ． 。
对式（ ） ２ 求全 微分 ：
（ ２ ）
约束平差法是 目前普遍采用 的平差 方法 ，就是将 重合点
２２ 基线 向量 的归算 ． 对式 （ ） １ 求全微分 ：
出＝
自由网平差 法与约束平差法 的区别 ，在于引入必要 的基 准信息进行转换 ， 这种平差方法 的优点是 ： 既保持 了 Ｇ Ｓ网的 Ｐ 观测精度又转入了原坐标系统。但是仅 以 ２个重合点（ １个 或 已知点和 １ 已知方向 ） 个 包含 的基准信息进行转 换 ， 以实 现 难 Ｇ Ｓ网与原控制 网在整体上有较 好的符合 ，因此对原有测 绘 Ｐ 资料 的利用不利 。 在工作实践中 ， 我们也 注意到两套坐标 之间 存在差值 ，但 大多数情况是两套坐标之差 在可 以接受 的范 围
控制测量第讲工程高程控制网的布设
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第十八讲 工程高程控制网的布设 放映结束，谢谢！
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二
城市和工程建设高程控制测量
1）等级设置与划分
二、三、四等3个等级
首级高程控制网，一般要求布设成闭合环形， 加密时可布设成附合路线和结点图形。 各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等 级的精度一致。
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2）水准测量的工作程序 水准网的图上设计（技术设计）→ 水 准点的选定→水准标石的埋设→水准 测量观测→平差计算和成果表的编制 → 技术总结
技术设计：搜集和分析测区已有的水准测量资料， 拟定经济合理、技术可行的布设方案。一、二等水准 路线应在 1： 50万或 1： 100万地形图上进行；三、四等 水准路线在1：10万或1：20万地形图上进行。
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2）图上设计原则：
（1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光 误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。 （2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路 线在输电线或电缆50m以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。 （3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。 （4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可 布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为2～4km；城市建筑区 和工业区为1～2km。 （5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。 （6）注意测区已有水准测量成果的利用。
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第十八讲 国家高程控制网的建立
第一部分 高程基准面和高程系统 第二部分 工程高程控制网的布设
[习题]
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一
城市控制网的布网要求
一、城市控制网的布网要求
1.城市高程控制网控制范围，应以城市平面控制网相适应；
2.宜采用国家统一高程系统；
3.采用由高到低，逐级控制的原则；
4.应有足够充分精度和密度；
5.各类等级水准网最弱点与高程中误差不得超过±2cm。
二、平面控制测量的方法有几种？三角网的必要起算数据是什么？
三角测量，边角测量，三边测量，导线测量，GPS测量。
网中一点坐标及一条已知边长和方位角。
三、施工控制网有什么特点？
1.控制网点位设置应考虑到施工放样的方便；
2.控制网精度较高，且具有较强的方向性和非均匀性；
3.常采用施工坐标系统；
4.投影面的选择应满足“按控制点坐标反算的两点间长度与两点间实地长度之差应尽可能小”的原则。
四、什么是贯通误差？由哪几部分组成？
1.在对向开挖隧道的遇合面上中线不能完全吻合产生的偏差；
2.由高程贯通误差△h和平面贯通误差△s组成，其中△s由横向贯通误差和纵向贯通误差组成。
五、当地下通道是通过两个竖井对向掘进时，影响横向贯通误差的主要因素有哪些？
由地面两控制点的相对误差引起的横向贯通误差，由地面控制点测定近井点坐标引起的横向误差，通过竖井进行联系测量的误差而引起的横向误差，地下导线测量误差引起的横向误差。
六、水下地形测量的主要内容？
测定水下地形点的平面位置，并同时进行水深测量，以及在水深测量期间的水位观测。
水下地形点测定的精度，取决于定位、测深、水位观测的质量以及三者的同步性。
01700021建立平面控制网及高程控制网
控制点数量足够且分布合理 与场区平面控制网协调一致
建筑物的规模、形状和位置 场区地形和环境条件
建筑方格网的设计原则
建筑方格网是建筑物定位的基本原 则。
方格网的主轴线应尽可能选择在场区的中心线 上，方便施工测量和建筑物定位。
方格网的顶点应布置在通视良好又能长期保存的地 点，方便测量和校核。
建筑物定位和施工放线的依据
高程控制网
高程控制网的布点和测量方法：高程控制网布点的密度应根据场区大小、建筑物高度和施 工要求等因素进行综合考虑。一般每幢楼房设置1～2个点，主要建筑物应设置3个点。高 程控制网的测量方法可采用水准测量和光电测距中的三角高程测量方法。
高程控制网的等级和应用：高程控制网的等级为国家四等水准测量或等外水准测量等。建 筑场区的首级高程控制可采用上述等级之一。当场区长、宽大于100m时，可在场区内布 置4个以上高程起始点，与已知高程点构成闭合水准路线进行测量。
三角高程测量方法
三角高程测量是一种利用三角学原理测定两点之间高差的方法。它具有速度 快、精度高、测量范围广等优点，但是需要使用精密的仪器和准确的计算。
05 高程控制网的等级
高程控制网的等级
高程控制网的等级为国家四等水准测量或等外水准测量 等。
高程控制网布点的密度应恰当，一般每幢楼房应设置1～ 2个点，主要建筑物应设置3个点。
平面控制网与高程控制网的关联
平面控制网是建筑工程中确定位置和尺寸的控制网络， 而高程控制网则是确定建筑场地和建。
在建立平面控制网时，需要考虑地形起伏和建。
平面和高程控制网的测量精度对建筑工程的质量有着至 关重要的影响。在确定控制网的测量精度时，需要综合 考虑工程的定位精度要求、地形条件、建。
筑物高程的控制网络。两者在建筑工程中是相互关联的 ，因为位置和尺寸的确定需要考虑高程的变化，而高程 的确定也需要考虑位置和尺寸的影响。
高程控制网的建立
二、水准测量的设计工作
4 、水准标石的埋设
《国家一、二等水准测量规范》：国家水准标石的制 作材料、规格和埋设要求，具体规定和说明
基岩水准标石 一等水准路线，大约500千米 基本水准标石 一、二等水准路线，每隔40-60千米 普通水准标石 各等水准路线，每隔2～6千米一座
谢谢观看
三角高程测量：（可代替四等水准测量） • 山区的高程控制，平面控制点的高程测定
第二部分
水准测量的设计工作
二、水准测量的设计工作
1、工作程序Βιβλιοθήκη 1.（1）水准网图上设计：图上拟定网型方案 2.（2）水准点选定：实地选定水准点位置 3.（3）水准标石的埋设 4.（4）水准测量观测：外业 5.（5）平差计算和成果表的编制：内业
1975——8848.13m 2005——8844.43m
一、高程控制网的建立
2、高程控制网的布设形式
水准测量：又名“几何水准测量” 是高程控制测量的主要形式 •利用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差。由已知点高 程确定未知点的方法
三角高程测量
是高程控制测量的辅助形式 主要用于山区的高程控制和平面控制点的高程测定
Mw ≤±1.0 ≤±2.0 ≤±6.0 ≤±10.0
一、高程控制网的建立
（1）国家一等水准网
• 国家高程控制网的骨干 • 研究地壳和地面垂直运动的主要依据 • 复测周期：15～20年，沿相同的路线 • 环线周长，一般在1000～2000km • 我国一等水准网由289条路线组成，其中284
条路线构成100个闭合环，共计埋设各类标 石近2万余座
国家水准测量规范规定： 各等级水准路线一般都应构成闭合环线或附合于高级水准路线上
一、高程控制网的建立
GPS控制网建立中的若干技术问题
前ＧＰ Ｓ 接收机进行一般检视和通 电检验 ，并检 验基座圆水准
气 泡 和 光 学 对 中 器 是 否 正确 ；检 验 天线 高 量 尺 是 否 完 好 ，尺
长精度是否正确。
（ 二） ＧＰ Ｓ 平 面 控 制 网布设 、选 点与 埋 石
这点 的已知坐标计算出另一点 的精确坐标。
在 ＧＰ Ｓ ￣ Ｂ 对 定 位 中 ，至 少要 应 用 两 台精 密 测地 型 Ｇ Ｐ Ｓ 接
控 制 网的布设 完全按 Ｇ Ｐ Ｓ Ｄ 级 网 的 要 求 开 展 ，选 点 要 求 ：点 位 牢 固 便 于 操 作 便 于 保 存 、 对 空 通 视 、 回 避 强 电 干 扰 、 回避 多 路径 反射 源 、交 通 便 利 ，共 布 设 ２ ２ 个 点 。 包 括 与
收机。两 台ＧＰ Ｓ 接收机分别安置在基线的两端点 ，同步观测 同一 组ＧＰ Ｓ 卫 星 ，以求解 出基 线端点 的相对位 置 或基线 向
３ ． 三 维 约 束平 差
Ｇ Ｐ Ｓ 网经 自由网平差 ，具有几何 唯一性 ，三维约束平差 是 消除外部 约束产生的新矛盾并将测点的ＷＧ Ｓ 一 ８ ４ 坐标转换 为地 方坐标 ，而各点坐标成果质量取决于 已知点 的配置 ，故 应 先进 行控 制点连接分析。本次控制网起算数据是 由内蒙古 自治 区ＧＰ Ｓ 基础控制网Ｃ 级点 （ １ ９ ５ ４ 年北京坐标 系 ） ６ 。带成 果转换为３ 。带成果而来。解 算结束后基线精度统计与坐标精
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城市高程控制网建立的几个问题
摘要：随着国民经济和城市建设的快速发展，城市高程控制网作为一项重要
的基础测绘工作，其建立和改造越来越多。
本文通过对高程控制网络的介绍，探
讨其中的技术问题，管理问题等。
关键词：城市高程控制网；建设问题
高程控制是大地控制网络的一部分。
采用水准法建立了液位控制网络。
一步
从全球到地方的控制原理构建步骤一般使用中，为了与精度分为一，二，三，四
等找平。
水准测量路线称为“水准路线”。
一级水准路线是高程控制的骨干，是
研究地壳垂直运动和科学研究的主要依据。
每个水平线每隔一定距离埋一块标准石，点称为水平点，即高度控制点。
一、城市高程控制网等级的选择
城市高程控制网一般采用几何水准测量的方法，一般是高度控制的一级，一
般说，城市和城市越大，控制所需的面积越大，相应的等级要求越高。
还应当考
虑选择地级市远景发展规划的时候，它一直是标准长度分布和水毛路点，兼顾当
前和长远，建立高程控制网仅达到所需的精度，而且在经济上是可行的。
对于地
面沉降较大的大城市和中等城市，应在二级设置一级垂直控制网；对于中小城市，应在三级或四级设置一级垂直控制网。
沉降区高程控制网水平较高，应与城市沉
降观测网配套使用。
第二，测绘法关于高程基准选择的第四条明确规定，测绘应
当以国家规定的测绘基准为基础。
使用统一的测绘基准，不仅是为了保护测绘成
果发挥在经济发展中应有的作用，也使测绘行业健康发展。
二、简述高程系统
（1）门槛抬高系统玉环门槛验潮站平均海平面为基准，从一个单一的，五
个世纪80年代初，中国的高驱动系统的老土地测量局一直沿用1957年以来不再
使用;
(2)吴淞高程系，经1871年至1900年间长达30年的水位观测，确定一个吴
淞零点，它曾是长江流域和华东地区的海域基准面，目前浙江省内有些单位仍在
沿用；
(3)1956年黄海高程系统统一以前的高程系统，华东地区水准网对青海岛和
卡门进行联合平差。
潮汐站高程基准于1987年建立，成为浙江省的基本统一高
程系统。
(4)1985年国家高程基准，采用1952年至1979年青岛验潮站的平均黄海水
面为基准，命名为1985年国家高程基准，1987年由国家测绘局发布启用。
三、城市高程控制网建设的技能
城市高程控制网的选择一般采用几何水准法建立城市高程控制网。
作为一级
垂直控制，一般来说，城市规模越大，需要控制的区域就越大，相应的级别要求
也就越高。
在选择等级时，还应考虑城市的长期发展规划、现有水准点的布设和
水准线的长度，兼顾现状和长期，使高程控制网的建立不仅达到预期的精度，而
且经济可行。
城市沉降和地面沉降严重的中型城市的一级控制网络应设置为二级，中小城市应采用三、四、四或四类网络。
有沉降区，高程控制网的水平应该是很
高的水平，并考虑支持城市沉降观测网络。
作为城市垂直控制网的产品实体，基准点的选取和埋设质量直接影响成果的
可靠性和实用价值。
有的单位在水准观测中注重技术要求，而对水准点的选择和
埋设重视不够。
如果水准点位置不好，缺乏修改和保护措施，很容易被人为破坏，一些水准点标志被掩埋，开始观测到没有一定的沉降稳定周期，对最终结果产生
负面影响。
数据显示，全省平均每年城市软地面沉降的部分是1-2厘米，更多的
地方，要注意相关单位。
水准点石的类型有基岩水准点石、基础水准点石、普通
水准点石和墙脚标志。
目前，全省共有4个基准点被国家基准点联合调查了在杭州、温州、建德等地。
城市标准石一般有两种，但根据《城市测量规范》的要求，基本标准石应埋在城市一级节点处。
不幸的是，大多数单位没有做到这一点。
五、高层控制网布设
全国高程控制测量主要采用水准测量方法进行全国水准网布局调查。
国家水
准网测量高程控制全国各地的各种比例尺地形图和各项建设工程的基础上，并为
地球科学研究的精确高程数据，如地壳垂直形变的法律，海洋平均海平面高度的
变化，和其他地质地貌的相关研究。
国家水准网的布设也遵循从高到低、从整体
到局部逐级控制加密的原则。
全国水准网分为四个等级。
一级、二级水准测量线
是国家精密高程控制网。
一级水准测量：由测量路线组成的一级水准网是国家高
程控制网的主干，也是研究地壳垂直运动及相关科学问题的主要依据。
沿同一路
线每隔15~20年反复观察一次。
构成--等水准网的环线周长根据不同地形的地区，--般在1000~2000km之间。
在--等水准环内布设的二等水准网是国家高程控制的
全面基础，其环线周长根据不同地形的地区在500~750km之间。
一个或两个流平
统称为精密水准。
城市高程控制网络的管理
1.日常管理
在对城市控制网进行管理的过程中，存在着城市高程控制网络建成后的日常
管理和使用保障等问题，即成果管理和点保护。
成果包括技术文件、观测计算资料、点高程成果、点示意图等，应由专人保管。
点的保护主要是做好标志的修改
和保护工作，宣传保护测量标志的重要性，切实履行委托保管责任，使测绘成果
的经济建设更加持久有力。
2.信息技术管理
在时代发展的大背景下，信息技术可以在较短的时间内提高人们的工作和学
习的效率，信息技术的普及会对人们的生活方式和工作方式产生较大的影响。
在
城市高程控制工程管理方面，可以通过信息技术手段来进行管理。
通过对施工的
信息模拟，来发现在施工过程中可能出现的问题，对这些问题进行分析和解决。
同时利用信息手段来控制工程进度，利用现代化手段提高工程项目完成质量，严
格把控材料等质量问题。
还可以利用信息技术手段对员工进行绩效考核，避免在
施工过程中出现不良现象。
3.网络信息管理
网络内部的组成部分有很多，比如说终端网络、服务端网络以及物理访问等。
这些模块在网络的运行上提供了不同的帮助，想要改变网络信息的发展现状，就
需要针对这些不同的模块进行管理，制定出相应的管理对策，加强人员管理，对
管理人员身份认证等各个重要环节进行严格的控制。
在建设过程中，更根据不同
的情况对不同的模块进行管理控制。
电视播出系统牵扯的环节众多，想要更好的
对电视播出系统进行改革，就需要对内部和外部进行同时管理，对管理人员进行
严格要求，要求设备之间的介质隔离得到保证。
结语
高程基准的选择也应与国家高程基准一致。
但是，由于种种原因，有些地方
不一致。
事实上，由于不同的测量日期和测量单位，坎门高程系统、吴淞高程系统、1955个黄海高程系统和1985个国家高程基准系统，在现有的基准点成绩中
存在着许多高程系统。
在建设过程中，不断对其发生的问题进行改进，保证城市
高程网络更快的更加高效的实施。
参考文献
[1]陈俊勇，张全德，张鹏.对中国高程控制网现代化工作的思考[J].武汉大
学学报，2007（11）。