施工控制网的优化设计_顾利亚
施工控制网的优化设计顾利亚 岑敏仪(西南交通大学 测量工程系 成都 610031)【摘 要】 根据施工控制网的特点,提出了用解析法进行控制网优化设计的新方法,介绍了在平均可靠率和精度的约束下使用0-1规划进行网形设计的算法。
实例验证,精度函数增量的“A ”标准和“E ”标准均可作为控制网图形设计的目标函数。
【关键词】 优化设计;0-1规划;测量控制网【分类号】 T P 391.41;T U 198根据作业的过程,通常将施工控制网的优化设计划分为四个阶段,即:零类设计、一类设计、二类设计和三类设计。
零类设计是控制网参考系或基准的设计问题,它包括数据处理的方法和坐标系的选择,不同用途的控制网选择不同的数据处理方法。
由于施工控制网要考虑相对点位的精度问题,因此零类设计通常采用传统的习惯做法。
一类设计是控制网的网形设计问题,是在预定测量精度的前提下,确定最佳的点位概略坐标和联系方式。
控制点的设计位置,主要受施工放样的需要及地形和设备条件的制约,有些因素目前还很难用数学的方式表示。
而控制网的图形(即控制点之间的联系方式)对网的图形强度影响较大,它是一类设计的主要研究内容,亦是本文的核心内容。
二类设计是控制网在图形固定的前提下,寻求最佳的精度配置,它是控制网优化设计的热点问题。
三类设计则是对已有控制网的改善,它一般要包含零类、一类和二类设计。
施工控制网优化设计的作用,是使所求解的控制网的图形和观测纲要在高精度、高可靠性及低成本意义上为最优。
本文针对施工控制网设计的特点,在其图形设计中建立求解模型,使求出的图形和观测纲要同时满足预先规定的优化设计指标。
1 优化设计指标 控制网的优化设计指标包括精度、可靠性和经济费用指标。
精度指标一般通过精度约束函数来满足。
可靠性分为内部可靠性和外部可靠性,常用的指标有:观测量的多余观测分量、可发现粗差的下界值、外部可靠性尺度等。
这些指标均对某些特定的条件有显著作用。
根据施工控制网的特点,其可靠性指标可用平均可靠率来表示[1]r 0=r /n(1)式中,r 为多余观测数,n 为总观测数。
控制网的费用标准一般可用下式表示收稿日期:1996-10-08 顾利亚:女,1956年生,讲师。
第32卷第2期1997年4月西南交通大学学报JOU RNAL OF SOU THWEST JIAOT ONG UNIVERSITYVo l.32N o.2A pr. 1997 S=∑CP(2)式中C称为费用系数,它是目前优化设计中最难确定的参数,也是数学优化设计方法中有待进一步研究的课题。
P为观测值的权。
通常,用观测次数的多寡来表征同一量纲观测量精度的费用,可用线性函数表示,而补充或删除一个观测量与增减重复观测次数的费用之间的函数关系则较难确定。
控制网最终的优化结果,是各个阶段优化设计的总和。
因此,在各个阶段的优化设计上不必强求同时满足精度、可靠性和费用指标,而最后的优化设计结果中达到这三项指标便可。
因此,首先利用控制网的完全观测图形,在一定的平均可靠率和精度约束下,解算出最佳的观测图形,然后在此图形设计的基础上求解满足精度约束条件、费用最省的观测方案,这样,分两步将控制网图形与观测纲要优化设计用解析法直接求解。
施工控制网的观测纲要优化设计的具体方法文献[2]已有研究。
为节省篇幅,下面主要介绍控制网图形优化设计的方法。
2 图形优化 设施工控制网初始设计方案的平差模型为V n×1=An×tXt×1-Ln×1L～N(A X~, 20P-1)(3)式中L为观测向量;V为残差向量;A为模型系数阵,且R(A)=t; 20为方差因子;P为观测量权的对角线阵。
初始设计方案的参数协方差阵为D X= 20N-1X= 20(A T P A)-1(4) 设删除第i个观测量,其模型系数为A i,权系数值为P i,则方案修改后的平差模型为V1=A1X-L1L1～N(A1X~, 20P1)-1(5)且有V=V1V i A=A1A i L=L1L i删除观测量L i后,其参数协方差阵的增量为D X i= 20[(A T1P1A1)-1-(A T PA)-1]= 20[(A T PA-A T i P i A i)-1-(A T PA)-1]=-D X A T i(- 20P-1i+A i D X A T i)-1A i D X(6)由于A i为1×t的行矩阵,故A i D X A T i为标量,则有D X i=-D X A Ti A i D X- 20P-1i+A i D X A T i(7) 当控制网为两级网,采用固定数据平差的数据处理方法,则完整地考虑原始数据误差影响的控制网参数协方差阵为[2]D X=D Y D Y,ZD Z,Y D Z=D Y-D Y L T ZY G T Z-G Z L ZY D Y 20N-1Z+G Z L ZY D Y L T ZY G T Z(8)式中D Y= 20Y N-1Y= 20Y(A T Y P Y A Y)-1161第2期 顾利亚等:施工控制网的优化设计N Z=A T Z P Z A Z G Z=N-1Z A T Z P Z L ZY=( l Z Y) 删除观测量L i,等于该观测量的权P i=0,故控制网的参数协方差阵为D X1=D X Pi=0协方差增量为D X i=D X1-D X(9)若按控制网的精度要求建立的权函数为=FX则控制网的精度函数为D =FD X F T(10)精度函数的增量为D i=F D xi F T 在控制网的纯精度指标中,如果 1, 2,…, t为参数协方差阵D X相应的特征值,则:(a)若t r(D X)= 1+ 2+…+ t=min,称A最优;(b)若 max=m in,称E最优, max为矩阵的最大特征值。
根据文献[3]的研究,矩阵D X中的每个元素不但受到D X的所有特征值 的影响,而且还受到其相应特征向量的影响。
假如单独比较特征值,它只能获得抽象的数学概念。
考虑到施工控制网的精度指标就是使精度函数D 的主对角线元素满足对应的限差要求。
以精度函数增量的“A”最优或“E”最优作为优化设计中的目标函数,控制网的图形优化设计的数学模型为:(1)“A”最优t r( D i)=m in i∈n(11)即以 D i的迹最小为目标函数来删除观测量L i;(2)“E”最优diag( D i)max=min i∈n(12)即以所有的 D i最大的主对角线元素中,挑选最小的 D i max作为目标函数来删除观测量L i。
以精度函数和平均可靠率为约束条件diag(D )≤G∑sign(P)≤t/(1-r0)sign(P)=1,P i>00,P i=0(13)式中,G为精度函数的限差列阵;t为必要观测量个数。
参照整数规划中的0-1规划法,对式(11)(或式(12))和式(13)的数学模型进行控制网的图形优化,具体步骤为:(1)建立控制网的完全观测图形,并按量纲相同的观测量等精度观测的要求给权赋初值,使diag(D )≤G;(2)计算 D i,i=1,2,…,n;(3)比较目标函数t r( D i)=m in;162西 南 交 通 大 学 学 报 第32卷(a )使用“A ”标准,若t r ( D i )=m in ,则P i =0;(b)使用“E ”标准,若diag ( D i )max =min,即P i =0;(4)若∑sig n(P )≤t /(1-r 0),则结束计算,否则回到(2)。
通过上述步骤获得最优的控制网图形后,再利用整数规划求解CP =min A P ≤HP >0(14)式中,C 为费用系数阵;A 、H 分别为精度函数,借助矩阵K ×R 积变换的权系数阵和约束数列阵,由式(14)可解出满足精度要求的,费用最优的观测纲要。
具体的解法文献[1]中有详细报道。
3 算 例 有一座九孔三联连续梁的特大桥梁,其控制网的完全观测图形如附图所示。
OD 、BE 为长附图 控制网完全观测图形约680m 的基线边,完全观测量为28个,必要观测量为15个。
设放样桥墩的方向测设中误差为10mm 。
其控制网能满足相邻墩台和连续梁两端墩台间的距离中误差小于±10m m 的精度要求,可求出满足精度要求的等精度完全观测图形设计方案。
为更好地比较采用“A ”标准和“E ”标准作为目标函数对优化结果的影响,算例中采用平均可靠率r 0=0.118,表1中列有两种优化方法的计算过程。
最后优化的图形对桥梁相邻墩台间的墩距和两端墩台间的跨距精度列于表2。
表1 控制网图形优化过程1234567891011“A ”标准CA A O E O OB BD DB EC BO OE EA D E “E ”标准CEA OE OOBBDDBECBOCAOEOD表2 各种图形设计的墩距、跨距精度mm1～22～33～44～55～66～77～88～99～101～44～77～10完全观测图形 4.1 6.0 6.67.48.57.4 6.6 6.0 4.1 5.07.7 5.0“A ”标准图形 4.1 6.0 6.67.49.47.4 6.6 6.0 4.1 5.28.4 5.1“E ”标准图形4.66.36.77.58.97.46.66.14.37.17.85.7 在观测图形的优化过程中,观测量被删除的先后顺序,实际上反映了该观测量对目标函数的影响精度。
从测量意义上说,采用“A ”标准作为目标函数,是使删除的观测量所引起的精度函数的平均变化量为最小;采用“E ”标准,则是使删除的观测量所引起精度函数的最大增量比删除其它任何一个观测量时都要小。
换句话说,就是在最不利的情况下求取最好的结果。
由表163第2期 顾利亚等:施工控制网的优化设计164西 南 交 通 大 学 学 报 第32卷1中数据可以看出,两种目标函数的优化过程非常接近,特别是从第2步到8步删除的观测量完全相同。
从表2的优化结果来看,两种方案设计的墩距,跨距均满足精度要求。
4 结束语 通过算例的计算说明,采用精度函数增量的“A”标准或“E”标准为目标函数,在一定的平均可靠率和精度要求的约束下,使用0-1规划进行控制网图形设计,方法可行。
它是解析法进行一类设计的新尝试,通过与解析法进行二类设计的结合,可以把施工控制网的图形设计和观测纲要设计有机地变成一个整体。
根据这一思路已编制了一个通用的、能同时满足施工控制网图形和观测纲要优化设计的软件包。
目前,通过综合不同类型的设计标准,已建立求解模型,可求出满足不同需要的优化设计结果。
控制网的优化设计只有紧密结合具体的测量实际情况才能充分发挥其经济效益。
本文提出的根据作业程序,分阶段满足精度、可靠性和费用指标的方法,是对优化设计方法的一次有益探讨。
工程测量 课程设计 控制网优化设计
工程控制网优化设计—科傻软件的使用分析作者:王震阳20094176指导教师：吴兆福专业名称：测绘工程09-1班2013年8月10日一、可傻软件介绍 (3)二、兼容的数据格式 (4)三、主要功能 (18)四、软件使用过程 (20)五、使用心得 (30)一、可傻软件介绍科傻系统（COSA）是‚地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统‛的简称，包括COSAWIN 和COSA-HC两个子系统。
COSAWIN在IBM兼容机上运行。
COSAWIN系统除具有概算、平差、精度评定及成果输出等功能外，还提供了许多实用的功能，如网图显绘、粗差剔除、方差分量估计、贯通误差影响值计算及闭合差计算等。
该系统不同于其它现有控制网平差系统的最大特点是自动化程度高，通用性强，处理速度快，解算容量大。
其自动化表现在通过和COSA子系统COSA-HC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息；其解算速度快，解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术，在主频166MHZ的586微机上，解算500个点的平面和水准控制网不到1分钟；在具有20MB剩余硬盘空间的微机上，可以解算多达5000个点的平面控制网。
图1（程序主界面）图1（科傻软件主界面）二、兼容的数据格式科傻文件为标准的ASC Ⅱ码文件，可以使用任何文本文件编辑器打开，平常我们将打开方式设置为以‚文本文档的形式打开‛即可。
对于不同的功能对应不同格式的文件，下面将主要的文件格式进行详细说明。
1.控制网观测文件，取名规则为‚网名.in1‛和‚网名.in2‛,分别是高程观测文件和平面观测文件的命名格式，其实的‚英文字母代表in ‛输入的意思。
图2（高程观测文件格式及内容）图3（平面观测文件格式及内容）上图中文件的第一部分（示例图2中为前两行）为：已知点点名，高程。
11+一种基于可靠性的工程控制网优化设计新方法
一种基于可靠性的工程控制网优化设计新方法*张正禄 罗年学 黄全义 梅文胜 巢佰崇（武汉大学测绘科学与技术学院，武汉市珞瑜路129号，430079）摘要：在论述工程控制网优化设计方法及网的精度、可靠性、灵敏度以及费用等准则的基础上，提出了一种基于观测值内部可靠性指标的工程控制网模拟法优化设计的新思想和算法，指出了该方法的优点和特点；介绍了该优化设计方法所采用的“科傻”软件，并用实例说明了用该方法进行工程控制网优化设计的计算步骤、优化效益以及优化设计的必要性。
关键词：工程控制网；优化设计；可靠性；多余观测分量*收稿日期 2001-2-23国家测绘局教学研究项目（编号97GH01）1 概述按用途划分，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；按基准或已知数据划分，可分为独立网（或称经典自由网）和约束网（或称强制网），独立网只固定一个点和一个方向，即已知一点的坐标和一条边的方位角，网的尺度由测边确定；约束网有两个或两个以上已知点。
一般工程控制网以采用独立网为宜，已知点和已知方位角可以在假定坐标系给定，也可以采用国家或地方坐标系的一个已知点和一个已知方位角。
工程控制网可以采用地面测量技术或空间测量技术（主要是GPS 技术）建立，它的优化设计是一个古老而又时新的问题，所涉及的内容非常广。
本文主要讨论用地面测量技术建立平面施工控制网和变形监测网的优化设计问题，且又以独立网为重点。
网的优化设计有解析法和模拟法两种，它们都需要依靠程序在计算机上作大量和复杂的计算，显然都是机助法。
解析法是以最优化理论为基础的严密方法，其数学模型一般表示为⎪⎭⎪⎬⎫=ψ≥→0)(0)(min )(X X X f ϕ （1） 第一式称目标函数，第二、三式称约束条件。
优化设计的实质是在给定的约束条件通过求目标函数的极值而得到最优解。
目标函数可以是精度、可靠性、灵敏度或费用等指标，约束条件也可以是上述指标。
人们总以为解析法的结果是最优的，实际上并非如此。
第5章 施工控制网的建立
控制网布设的原则
1.分级布设、逐级控制 2.应有足够的精度 3.应有足够的密度 4.应有统一的规格
§5-1.工程控制网的分类和作用 工程控制网的分类和作用
5.1.1 测量控制网的分类
19.7 1/50000
30.7 1/32000
78.7 1/12700
133.0 1/8000
（二）工程测量投影面和投影带选择的出发点 工程测量控制网不但作为测绘大比例 尺地形图的控制基础，更主要是为了工程 各施工阶段的放样提供依据，这就需要满 足施工所需要的精度要求。
当边长的两次归算投影改正不能满足工程所需要 求时，为保证工程测量结果的直接利用的计算方 便，可以采用任意带的独立高斯投影平面直角坐 标系，归算结果的参考面可以自己选定。方法有： （1）通过改变Hm 从而选择合适的高程参考面， 以抵偿有高程面的边长归算到参考椭球抵偿投影 面的高斯正形投影。 （2）通过改变ym从而对中央子午线作合适的移 动，以抵偿有高程面的边长归算到参考椭球面上 的投影改正。 （3）通过既改变Hm ，又改变ym ，以共同抵偿 两项归算改正变形。
• 施工高程控制网：通常也是分两级布设， 即布满整个施工场地的基本高程控制网与 根据各施工阶段放样需要而布设的加密网。
3.1.5 变形监测网 要点： 要点：
• 变形监测网由参考点和目标点组成； • 变形监测网的坐标系和基准的选取原则； • 对变形监测网应作同时顾及精度、可靠 性、灵敏度 以及费用进行监测网的优化 设计； • 对变形监测网都要进行重复观测。
主要内容： 工程建筑物的放样程序及其要求，施工 控制网的特点及其布设方法，施工控制网 精度确定的方法，施工控制网机助优化设 计，桥梁施工三角网的建立及其必要精度 的确定，水利枢纽施工控制网的布设及其 精度的确定，工业企业厂区与厂房控制网 的布设特点与建网方法。
施工控制网的优化设计
第 2 期 顾利亚等: 施工控制网的优化设计
( a ) 使用 标准, 若 t r ( ∃D Υi ) = m in, 则 P i = 0; “ A” ( b ) 使用 “E ” 标准, 若 d iag ( ∃D Υi ) m ax = m in, 即 P i = 0; ( 4) 若
d iag (D Υ) ≤ G
∑sign (P ) ≤ t
sign ( P ) =
(1 -
r0 )
1, P i > 0 0, P i = 0
( 13)
式中, G 为精度函数的限差列阵; t 为必要观测量个数。 参照整数规划中的 021 规划法, 对式 ( 11) ( 或式 ( 12) ) 和式 ( 13) 的数学模型进行控制网的 图形优化, 具体步骤为: ( 1) 建立控制网的完全观测图形, 并按量纲相同的观测量等精度观测的要求给权赋初值, 使 d iag (D Υ) ≤G ; ( 2) 计算 ∃D Υi , i= 1, 2, …, n; ( 3) 比较目标函数 t r ( ∃D Υi ) = m in;
1 2
AO AO
附图 控制网完全观测图形
3
EO EO
4
OB OB
5
BD BD
6
DB DB
7
EC EC
8
BO BO
9
OE CA
10
EA OE
11
DE OD
“ 标准 A” “E ” 标准
CA CE
表 2 各种图形设计的墩距、 跨距精度
1 ～2 2 ～3 6. 0 6. 0 6. 3 3 ～4 6. 6 6. 6 6. 7 4 ～5 7. 4 7. 4 7. 5 5 ～6 8. 5 9. 4 8. 9 6 ～7 7. 4 7. 4 7. 4 7 ～8 6. 6 6. 6 6. 6 8 ～9 6. 0 6. 0 6. 1 9 ～ 10 4. 1 4. 1 4. 3 1 ～4 5. 0 5. 2 7. 1 4 ～7 7. 7 8. 4 7. 8
测绘技术中的控制网设计与优化方法
测绘技术中的控制网设计与优化方法测绘技术是一门旨在获取和处理地理空间信息的学科，被广泛应用于土地测量、地理信息系统、建筑工程等领域。
在测绘技术中，控制网是一个关键的概念，它是由一系列准确测量的点构成的框架，用来支撑整个测量过程。
本文将探讨控制网的设计与优化方法。
在进行测绘任务时，精确的控制网设计是至关重要的。
一个好的控制网能够提供可靠的测量结果，减小误差和不确定性。
控制网设计的目标是最大限度地增加控制点的观测精度，并确保控制点的分布均匀。
为了达到这个目标，测绘工程师通常采用以下几种方法。
首先，控制网设计需要考虑地区的地形和地貌特征。
不同地形条件下的控制点布设方式会有所不同。
例如，在平坦的地区，可以采用较大的基线距离，而在山区或复杂地形的地区，则需要更多的控制点，以更好地应对地形变化造成的误差。
其次，控制网设计需要根据任务的要求和测量设备的精确度来确定控制点的数量和位置。
控制点的数量应根据测量任务的精度要求进行合理规划。
对于要求高精度测量的任务，应适当增加控制点的密度，以提高测量的可靠性和准确性。
此外，在控制网设计中，还需要考虑测量任务的难易程度和与其他现有控制点的关系。
在复杂的测绘项目中，可能需要在控制网中增加一些固定点，以提供更高的测量精度和稳定性。
同时，需要确保新的控制点与已有控制点的连贯性，以减小整个测绘系统的整体误差。
一旦控制网设计完成，测绘工程师需要对其进行优化，以提高整个测量系统的效率和准确性。
优化的关键是分析控制点的观测数据并评估其观测精度。
根据观测数据，可以使用统计方法来评估每个控制点的观测精度，并标记出可能存在的异常点。
通过剔除异常点和调整控制点的权重，可以进一步提高整个控制网的精度和可靠性。
除了对控制点的观测数据进行优化外，控制网的设计还需要考虑各种误差来源的影响，如大地形变、大气延迟等。
这些误差来源可能会导致控制点的位置变化，进而影响整个测量系统的准确性。
因此，测绘工程师应合理设置控制点的位置和数量，以最小化这些误差的影响。
工程控制网方案设计
工程控制网方案设计一、引言工程控制网是指建设工程的测量控制网，用于实施工程测量和监控施工质量的一种控制系统。
它是工程施工过程中的一个重要组成部分，对于保证工程质量、提高施工效率具有非常重要的意义。
本方案旨在设计一套完善的工程控制网方案，确保工程测量和施工过程中的精确度和准确性。
二、工程控制网的作用1. 定位作用：工程控制网能够为工程中的所有测量提供坐标系和高程基准，为地面点位、建筑物、地下设施的位置提供准确的坐标和高程信息。
2. 监控作用：工程控制网能够监控工程施工过程中的变形和位移情况，对于地基沉降、桥梁结构变形等情况进行监测和分析。
3. 测量作用：工程控制网为施工过程中的各项测量提供准确的基准，包括水准测量、导线测量、全站仪测量等，确保施工过程中的精确度和准确性。
三、工程控制网设计原则1. 稳定性原则：工程控制网应该建立在稳定的地质基础上，避免建立在易发生变形的地质区域。
2. 合理性原则：工程控制网应该根据工程实际需要进行布设，合理确定控制点位置和分布密度。
3. 可扩展性原则：工程控制网应该具有一定的可扩展性，能够适应工程施工过程中的需求变化。
四、工程控制网的布设方案1. 控制点选址：根据工程实际情况确定控制点的选址，包括主控制点、次控制点和辅助控制点，以确保工程测量和监控的准确性和全面性。
2. 分布密度：根据工程范围和复杂程度确定控制点的分布密度，一般主控制点的间距不应超过200米，次控制点的间距不应超过50米。
3. 布设方式：控制点的布设应尽量采用地面固定方式，并进行加固处理，以确保控制点的稳定性和可靠性。
五、工程控制网的建设过程1. 控制点的建立：根据布设方案，对控制点进行测量、标志和建立，确保控制点的准确性和稳定性。
2. 数据采集：根据建设过程中的实际需要，对控制点进行定期的数据采集和监测，保证其准确性和可靠性。
3. 系统建设：建立工程控制网的信息管理系统，包括控制点的坐标、高程和测量数据等信息的采集和管理。
大桥施工控制网技术设计书(优化设计参考本)
工程测量课程设计报告三环路大桥施工控制网优化技术设计学院：班级：姓名：学号：环境与测绘学院2011-7-18目录1.背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.桥址基本情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯ 3 2.1.地形地貌及气象条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯ ⋯ 3 2.2交通条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯ 3 2．3．测区已有测绘资料及成果利用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯ 3 2．3．1．收集资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯ ⋯⋯ ⋯3 2.3.2平面控制资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯3 2．3．3高程控制资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯4 2．3．4地形图资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯33.桥梁简介：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯34.相关作业依据与要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯ 4 4．1相关测量规范⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯4 4.2．等级、精度要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45. 主要测量仪器表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯ 66. 桥梁施工控制网的布设方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯7 6.1桥梁施工控制网布设的一般方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6.2 桥梁施工控制网布设的特殊要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯86.3 桥梁施工控制网布设方法的分析与选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯97.桥梁施工控制网的优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯98.桥轴线必要精度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯99.首级平面控制网优化设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯1010.次级控制网优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯2211.高程控制网优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2812.桥墩放样方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3913.课程设计总结⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47三环路大桥施工控制网技术设计书在桥梁工程施工阶段，测量工作的任务是直接为施工服务。
南水北调安阳配套施工01标施工控制网优化设计答辩 大学毕业论文
5 赵俊生,徐卫明.GPS 在城市控制测量应用中的研究[J] . 测绘通报, 2000, 2000( 9 : 8- 9.
6 SL52 - 93, 水利水电施工测量规范[S]. 7 梅是义,孔祥元.控制测量学[M] .武汉,武汉大学出版社出版,
水准测量过程
根据设计方提供的高程控制点，我标段以D3724为已知 点，按照复合路线进行四等水准测量。以D3724为起点经 过G03、G02、G01、D3723、G04、G05、D3725、D06、 G12、G07、D3726、D3727、G09、D3728、G11、 G10、D3729、G08、D3730。
提交成果
1 施工控制网测量技术设计书。 2 外业测量观测数据资料。 3 平差计算资料（平差报告）。 4 施工控制网加密测量技术报告。
结束语
通过本次南水北调安阳配套工程施工控制网的优化设 计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，与实际设计的结 合锻炼了我综合运用所学专业基础知识、解决实际工程问 题的能力。施工控制网应根据工程的特点、工程的地形条 件和精度要求等综合考虑。随着测绘技术的发展，GPS控 制网的优化设计将得到更好的发展。
已有资料收集和成果利用
• 收集资料
•
收集测区内各种已有的测绘资料，包括地形图、交通图、地名图、
基础控制成果（成果表、点之记、网图、技术总结）及鉴定结论等，以
级与甲方沟通后甲方提出的其他要求。
• 控制资料 • (1)由黄河水利规划设计院提供两个C级GPS点，作为测区布设首级控
制测量平面控制的起算点。
仪器选择
平面控制网采用天宝5800接收机 水准测量采用DS3自动安平水准仪
华能青居水电站工程厂房施工控制网优化设计与实践
华能青居水电站工程厂房施工控制网优化设计与实践摘要：青居水电站厂房工程由进水渠、前池、厂房、尾水渠等4个部分组成．在首级施工控制网密度或精度等因素不能满足工程施工需要的前提下，有必要对工程施工控制网进行加密或新建，根据工程实际情况尽可能对布网方案进行优化，通过精度分析、测量、平差，最终建立一个即能满足施工要求，又经济、合理的施工控制网，然而，控制测量在布网、测量、平差等诸多环节和因素上，我们如何结合水利水电工程施工的特点、结合工程实际情况，重点把应把握哪些环节和因素，通过该工程施工控制网测量的全过程，探讨工程施工控制网的优化设计方法，及其一般规律。
关键词：施工控制网；优化设计；精度分析；测量平差；青居电站1. 工程概况四川华能青居水电站位于四川南充市高坪区青居镇境内的嘉陵江干流上，是嘉陵江干流苍溪至合川河段十三级开发中的第十个梯级电站．该工程是以发电为主，兼有航运效益的综合利用工程。
青居电站工程由拦河闸坝、厂区枢纽、船闸等建筑组成，电站总装机容量为128MW．厂房工程主要项目有引水渠、前池、主副厂房、升压站、尾水渠等水工建筑物．引水渠长490m，宽度为45～96.3m，主厂房装有4×32MW贯流式机组，其长×宽×高为84m×71.7m×49m，其主要水工建筑物施工面积不小于3.5万m2，最大开挖高差65.5m．2. 工程施工控制网情况2.1 地形概况：青居电站是嘉陵江梯级开发的一座中型水利水电工程．测区东西两侧为嘉陵江，内侧江岸山涯陡峭，外侧江岸沙滩平缓，相对高差达一百米以上，植被茂盛，场填人口稠密，属于比较困难类别。
2.2 平面控制网：平面控制网采用两级布网，首级网为Ⅲ等三角边角网，控制整个水利枢纽建筑物，共布设10个点，点位均远离施工区域，标石采用混凝土观测墩，上部均安置强制对中基座，加密网为Ⅳ等点组成两条附合导线，附合到Ⅲ等边角网上，其编号为青电Ⅳ01至青电Ⅳ10，标石采用现场浇筑混凝土的地面标．如图1（控制网布置示图）。
控制网优化设计
• 3.费用标准 ： 布设任何控制网都不可一味追求高精度和 高可靠性而不考虑费用问题，尤其是在讲究经济效益的今 天更是如此。网的优化设计，就是得出在费用最小（或不 超过某一限度）的情况下使其他质量指标能满足要求的布 网方案。具体地说就是采用下列的某一原则：（1）最大原 则。在费用一定的条件下，使控制网的精度和可靠性最大 或者可靠性能满足一定限制下使精度最高。 （2）最小 原则。在使精度和可靠性指标达到一定的条件下，使费用 支出最小。优化设计中，主要考虑的是观测费用。由于各 种不同观测量，采用不同的仪器，其计算均不一样，很难 有一完整的表达式表达出来，只能视具体情况，采用不同 的计算公式。
近代控制网优化设计不 同于上述规范化设计， 而是一种更为科学和精 确的设计方法。它能同 时顾及的不仅有精度和 费用指标，还有其他一 些指标。应用这种方法， 可求得最为合理的设计 方案。然而此法也有不 足之处，主要是计算工 作量大，必须依靠计算 机进行。
在控制网的技术设计中，首先考虑的是精度指 标，其次是网的费用指标，这是传统的技术设计 方法。在这种方法中，主要以技术规范为依据， 只要设计出的控制网经过精度估算，得出最弱边 的相对精度能够满足有关规范对某一等级控制网 的精度要求，即基本上完成了设计任务. 近代控制网优化设计不同于上述规范化设计， 而是一种更为科学和精确的设计方法。它能同时 顾及的不仅有精度和费用指标，还有其他一些指 标。应用这种方法，可求得最为合理的设计方案。 然而此法也有不足之处，主要是计算工作量大， 必须依靠计算机进行。
优化设计的分类
• 优化设计的分类 ：工程控制网的优化设计，是在限定 精度、可靠性和费用等质量指标下，获得最合理、满 意的设计。
• 网的优化设计可分为零、一、二、三类。 • （1）零类设计（基准设计）。就是在控制网的网形 和观测值的先验精度已定的情况下，选择合适的起始 数据，使网的精度最高。 • （2） 一类设计（图形设计）。就是在观测值先验精 度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的 点位布设和最合理的观测值数目。