变形监测平面控制网的建立与精度估算
使用测绘技术进行测量控制网的建立和精度评定
使用测绘技术进行测量控制网的建立和精度评定测绘技术在现代社会发挥着重要的作用，尤其是在测量控制网的建立和精度评定方面。
本文将探讨测绘技术在这一领域的应用，并分析其重要性和挑战。
一、测绘技术在测量控制网建立中的应用测量控制网是地理空间数据的基础，它提供了详细的地理参照系统，为测量和定位工作提供了基础框架。
测绘技术在建立测量控制网过程中起到了关键作用。
首先，测绘技术可以通过使用全球定位系统（GPS）进行高精度测量。
GPS是一种利用卫星信号进行导航和测量的技术，它能够提供高度准确的位置信息。
通过使用GPS测量，测绘人员可以在很短的时间内获取大量的地理数据，并且这些数据具有高精度和高可靠性。
其次，测绘技术还可以利用激光测距仪进行三维测量。
激光测距仪可以通过测量反射激光的时间和距离来确定物体的位置。
通过使用激光测距仪，测绘人员可以快速且准确地获取地理空间的三维坐标信息。
这对于建立测量控制网来说至关重要，因为它能够提供准确的参考坐标，保证了整个系统的精度和一致性。
最后，测绘技术还可以利用航空摄影测量进行地面控制点的获取。
航空摄影测量是一种通过飞机或无人机进行空中摄影，并通过图像处理技术获取地理空间信息的方法。
通过使用航空摄影测量，测绘人员可以获取大范围地理空间数据，并且可以利用地面控制点对图像进行校正，提高数据的精确性和一致性。
二、测绘技术在测量控制网精度评定中的应用建立测量控制网只是测绘工作的第一步，评定其精度和可靠性同样重要。
测绘技术在测量控制网精度评定中也扮演着关键角色。
首先，测绘技术可以通过重复测量来评定控制网的精度。
重复测量是在不同时间或不同观测条件下对同一地点进行测量的过程。
通过对测量结果的对比，可以评定测量控制网的精度和稳定性。
测绘人员可以使用全站仪或其他精密测量设备进行重复测量，以确保结果的准确性。
其次，测绘技术可以利用误差分析方法对控制网的精度进行评定。
误差分析是通过统计方法对测量过程中的误差进行评估和分析的过程。
变形基准网的测量与平差计算
五、导线平差计算软件
1、单一导线自编软件（简易平差） 2、单一导线及导线网严密平差软件
六、清华三（山）维平差计算软件
1、基本菜单 2、平差计算类型的设定 3、数据输入（删除）的方法 4、平差计算 5、成果输出与整理 闭合差、基本测量精度、观测值的改正数、各观测值的精度及相对精 度、点位中误差及相对中误差、误差椭圆长短半轴及长半轴方向、平 差后导线点点位坐标
三、导线测量观测项目、观测限差及精度评定指标 1、观测项目：角度、边长 2、观测限差：角度闭合（符合）差限差、坐标（符合）差 限差 3、精度评定指标：平差后角度或方向测量中误差、最弱点 点位中误差及最弱点间中误差、最弱边相对误差 最弱边相对误差
四、导线的选点（布设）与观测要求
1、单一导线边长限制：总长、平均边长、相邻边边长 2、导线网边的限制：除上述之外，还有边数限制。 3、导线测量计算参数：水平转角、水平距离 4、基本观测值：水平角、垂直角、斜距 5、观测值的记录要求：参见记录表
七、作业程序
1、利用已有资料图上选点并确定观测方案 2、埋点（实地情况如有变化可适当调整点位） 3、外业观测与记录 4、利用严密平差软件进行平差计算、输出成果 5、成果整理与测量
一、问题的提出
1、变形观测的基准点、工作基点与变形观测点
2、三者的作用与要求 3、工作基点与基准点的建立方案
二、导线测量在控制测量工作中的地位
1、控制网的类型与等级：测角网、边角网、测边网、导线网 2、导线测量的等级：三等、四等、一级、二级、三级 3、不同规范导线等级分级与技术要求有区别 常用于工程测量、地形测量、变形测量的规范：工程测量规范、城市 测量规范、建筑变形测量规范 4、导线网作为平面基准网的意义与优势 测距/全站仪的发展 布网受通视影响小、网形约束条件少
建设工程建筑变形测量监测方案
1、工程概况拟建工程位于**市**区胜利和公园路交汇处东北侧，西邻度假村，南面和东面邻动物园。
场地内原有建筑物已拆除，南侧偏西残留一小山丘，四周均已形成3～7m高的较陡人工边坡。
基坑开挖前将高出基坑顶面设计标高的土坡、山丘进行平整，后进行开挖。
工程基坑底面标高分为34.00m、33.50m、31.20m，基坑顶面标高为43.00m至35.50m。
本工程采用放坡支护方案，基坑安全等级为三级。
地上为2～16层建筑，地下室1层，地下室埋深5.5m。
本工程主体结构采用天然地基下的扩展基础，局部采用高强混凝土预应力PHC管桩基础。
建筑主体分为：A组团办公楼；B组团餐厅；C、D、E组团公寓；F组团图书馆。
2、执行的标准和技术依据①《工程测量规范》（GB50026—2007）；②《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）；③《建筑变形测量规范》（JGJ8—2007）；④《建筑基坑工程监测技术规程》（GB50497-2009）⑤《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）⑥《**市基坑支护技术规范》（SJG05-2011）⑦委托人及设计单位有关技术要求；**建筑设计研究院的基坑支护图纸，基坑监测要求。
**建筑设计研究院的建筑物沉降观测监测要求。
⑧《测绘产品检查验收规定》（CH1002—95）；3、监测实施方案3.1、监测流程本工程监测工作按以下流程进行。
3.2、实施方案3.2.1、监测点位埋设本工程的基坑监测部分共需埋沉降观测基准点3个，位移观测基准点3个，基坑顶沉降、位移监测点29个，建筑主体沉降监测点149个（办公楼沉降监测点42个、餐厅沉降监测点14个、公寓组团一沉降监测点24个、员公寓组团二沉降监测点24个、公寓组团三沉降监测点24个、图书馆沉降监测点12个、室外连廊沉降监测点3个、地下室沉降监测点6个）。
3.2.2、监测频率与周期在工程施工过程中，按以下频率进行监测。
（1）基坑部分①基坑开挖前，各监测点采集稳定的初始值，且不少于2次；②在基坑开挖过程中，监测频率为3天/次，结构施工为7天/次；基坑填至±0.00后停止监测。
关于变形监测控制网的建立与精度分析
关于变形监测控制网的建立与精度分析作者：周璇来源：《企业科技与发展》2019年第01期【摘要】针对在变形监测工作中具有重要作用和意义的控制网，在介绍变形监测技术及其一般要求的基础上，提出监测控制网建立的要求和方法，并对精度进行深入分析，以此为实际监测工作提供可靠的理论依据，保证检测结果的准确性与可靠性。
【关键词】变形监测；控制网；控制网建立；控制网精度【中图分类号】TU198.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）01-0132-021 变形监测技术与一般要求1.1 技术概述对于变形监测技术，其主要包含以下4种：其一，常规大地测量；其二，特殊变形测量；其三；摄影测量；其四，GPS技术。
其中，常规大地测量主要指借助常规测量设备对点变形值进行测定，具有以下优势特点：第一，可提供变形体所处变形状态信息；第二，能满足所有监测精度要求，且适应环境的能力很强；第三，能提供绝对变形方面的信息。
然而，该方法的外业工作量相对较大，且布点直接受地形地势影响，自动化监测难度很大。
对于特殊测量方法，主要包括倾斜测量、应变测量和准直测量3种，不仅过程简单，能对变形体内部发生的变形进行监测，而且还能为自动化监测创造良好条件，但也存在仅可以提供相对或局部变形信息等缺点。
1.2 一般要求对于变形监测项目，涉及如下内容：坝面变形观测、大坝结构内部变形观测、坝面裂缝和接缝观测、面板整体变形观测、岸坡位移情况观测。
在变形监测中使用的水准高程与平面坐标都必须和项目实施过程中所用坐标系统完全一致，并且在条件允许的情况下还要和国家网相联系。
（1）在变形观测时，应符合以下规定要求：对表面的竖向与水平位移进行观测，两者应使用同一个观测点；对于深层观测，需要尽可能实现结合布置；不同的观测任务要配合执行。
（2）在保持稳定的范围内进行基点布置；观测点必须和坝体等牢固结合，采用稳定的保护措施，同时要按照国家现行法律进行保护。
GPS高精度工程平面控制网的建立
GPS高精度工程平面控制网的建立【摘要】本文介绍了一种利用GPS技术建立高精度工程平面控制网的方法，既可以保留相对坐标的精度，又可以满足工程建设的要求。
着重论述了如何将WGS-84中的大地坐标换算到高精度工程平面控制网的坐标。
【关键词】GPS 高精度平面控制网高斯-克吕格投影GPS是一门先进的空间科学技术，利用GPS技术建立高精度工程平面控制网，采集的数据是WGS-84椭球下的大地坐标，在平面控制网中，要将其转换到平面坐标。
对于建立高精度平面控制网，考虑到投影变形，一般采用独立坐标系，所有的工程几何量（角度、距离等），都在这个独立坐标系中计算得到，达到施工所需的精度要求。
1 步骤按照如下步骤来建立该独立坐标系控制网：（1）在处理数据时，应先将网中心点的WGS-84系大地坐标作为固定点，进行无约束平差，检验GPS网本身的符合精度、以及有没有明显的系统差，并剔除有粗差的观测数据。
（2）将WGS-84系大地坐标进行高斯-克吕格投影，选择区域中心经度为中央子午线，计算平面坐标。
（3）为了减少投影变形，满足高精度工程建设的需要，可以将投影面设为区域的平均大地高程面上。
以上步骤可以减小投影变形，提高控制网的实际精度。
2 理论基础与数学模型GPS解算出来的无约束成果为WGS-84坐标系统内的大地坐标，我们需要的是平面坐标，需要对大地坐标进行投影转换。
（1）GPS的大地坐标高斯投影面，应用以下公式进行坐标转换求得高斯平面坐标（X，Y）：式中为椭球面上P点与中央子午线的经差，P点在中央子午线之东为正，在西为负。
B为P点的大地纬度，X为由赤道到纬度为B的子午线弧长。
当P点的（L，B）为已知时（由于中央子午线之经度L0是已知的，则即可算出），即可按式1计算P点投影后的高斯平面坐标（x，y）。
式1所表示的（x，y）和（L，B）的函数关系，即确定了式1中F1和F2的具体形式。
当<3.5°时，式1换算的精度为±0.1m，欲要换算精确至0.001m的坐标式，可将1式继续扩充，现直接写出如下：由式2中看出：当B=0时，x=0，而y随而变，故知赤道投影为直线，且为y轴（横坐标轴）。
建筑物变形监测的精度设计
±0.3
±0.1
±1.5
±0.5
±0.3
±3.0
±1.0
±0.5
±6.0
±2.0
±1.0
±12.0
变形测量的等级划分及精度要求
对于同类工程建筑物，根据其结构、形状不同，要求的精度也有差异。即使同一建筑物，不 同部位的精度要求也不同。普通的工业与民用建筑，变形观测的主要内容是基础沉陷和建筑 物本身的倾斜。一般来讲，对于有连续生产线的大型车间(钢结构、钢筋混凝土结构的建筑 物)，通常要求观测工作能反映出2mm的沉陷量，因此，对于观测点高程的精度，应在lmm以 内。特种工程设备(例如高能加速器，大型天线)，要求变形观测的精度高达0.1mm。
高层建筑的划分标准 1、高层建筑：8-19层，高度小于60米 2、超高层建筑：大于或等于20层，高度大于60米
表2-3建筑物的地基允许变形值
变 形 特 征
允 许 变 形 值 中 低 压 缩 性 土高 压 缩 性 土
工 业 与 民 用 建 筑 相 邻 柱 基 的 沉 降 差
① 框 架 结 构
0 . 0 0 2
m m x 2m y 2 m d 2(dm a )22.2mm m m 1 2 m 2 2 m 0 22 .2 2 2 .2 2 1 2 3 .2 6 m m
m平 均m20 3.2262.3mm
位移测量技术要求
水平位移监测网主要技术要求
二、变形观测频率 1.定义：相邻两次变形观测的间隔时间为变形观测周期，简称观测周期。 2.确定的基本原则 根据建(构)筑物的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件及施工过程等因素综合考
地表 可压缩土层， 粘土，粉砂等
不可压缩层，如岩石，密实砂 土等
变形监测平面控制网的建立与精度估算
变形监测平面控制网的建立与精度估算摘要：变形监测网的优化设计是在一定的条件下设计出能满足某些规定的标准如精度、可靠性、灵敏度和经费的最优监测网，通过优化设计能满足工程的特点，合理选择仪器设备，使变形监测有意义。
鉴于此，文章通过实例分析，重点就变形监测平面控制网的建立与精度估算进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：变形监测网；控制网；精度估算；分析引言变形监测是一项非常复杂的工作，而需要结合某些专业学科如工程测量、地质、水文等才能恰当的解释及对变形原因具有正确的结论，它在工程建设及保障人民生命财产安全方面具有很大的意义。
对测量角度而言，工程变形监测是一项具有较高精度的要求，所以从设计、设备的选择、监测的方法、监测数据的处理与分析等不能忽略各个阶段，尤其是监测网的数据处理与分析造成变形的原因。
1变形监测平面控制网概述1.1变形监测常用手段进行变形监测的手段主要有大地测量、摄影测量、GPS测量以及特殊的测量手段。
当使用大地测量方法和摄影测量方法时往往需要建立平面与高程控制网，并在观测对象上及周围布置一系列的观测点，通过对控制网和观测点的重复测量，获得观测数据，最后确定变形大小和规律，这种用于变形测量的控制网，称为变形控制网，简称变形网。
1.2变形监测网特点分析相对比其它类型的控制网，变形网的特点如下：第一，工程测量控制网建立时，保证网点之间的相对精度至关重要。
而变形监测网的布网目的是为了测定网点的变形，网点之间的相对精度不是最重要的。
由于布网的目的不同，影响网质量的因素也就不同，比如大气折光和系统误差对工程测量控制网的影响很大，而对变形网的影响不是最重要的。
在变形观测中只要保证监测仪器和人员相对不变，计算过程中上述影响可以相互抵消，使变形不受这些误差影响；第二，首级网的精度相对较高，基准点一般应建立在变形体以外的稳定区域，特别是网址的起算点一点要建立在基岩基础上，以便于发现其他点位移，工作基点可以布设在变形区；第三，变形网的网址应在现有的人力、物力、财力的基础上尽可能的具有发现监测点位移的精度、灵敏度和可靠性，看其指标能否满足变形监测相应的要求；第四，变形网的边长一般较短，但精度高，一般情况下需要强制归心；变形网要求通视条件好，而不过于要求网形的构成；对变形网来说，多余观测冗余多。
大坝平面变形控制网观测及稳定性分析
大坝平面变形控制网观测及稳定性分析摘要：我国20世纪50～60年代建造的大坝，经过几十年的运营，大部分已处于危险期，需进行加固，通过对大坝进行变形监测，给加固设计方案提供理论依据。
对新建大坝的变形监测作为其运营管理阶段的一项必要任务。
根据不同的大坝类型，布设不同图形的控制网和变形观测点，以便更好的服务于大坝运营。
对控制网的强度和精度，必须根据被监测对象的特性要求和客观条件利用计算机进行优化设计，按最小二乘法进行估算，保证控制网的可靠。
关键词：大坝平面变形；控制网观测；稳定性分析1、工程概况某某水库的正常蓄水位为142.00m，总库容为18.24亿m3，电站装机容量为200MW。
主要建筑物由钢筋混凝土面板堆石坝、溢洪道、泄洪洞、发电隧洞及厂房等组成，其中钢筋混凝土面板堆石坝最大坝高132.5m，坝顶长度448.0m，坝顶高程156.80m。
2、控制网的布置水平位移平面变形控制网由S1-1、S1-2、S2-1、S2-2、S3、S4、S5、S6共8点组成，左右岸各4点，其中S1-1、S1-2、S2-1、S2-2点距大坝较近(约120～260m不等)，下游最远点S6位于鲤鱼山，距大坝约1.32km，网中共有43个方向，22条观测边，最大边长约1.21km，最短边长约0.75km，平均边长0.86km，网点平均高程约135.80m，相对下游河边高差平均约82m，网形见图1。
图13、控制网监测及其精度自2001年1月—2015年12月共监测10期，分别在2001年1—2月、2001年11—12月、2002年12月、2003年12月、2005年11月、2007年11—12月、2009年11—12月、2011年10—11月、2013年12月、2015年12月共10个时段。
为了满足高精度要求，采用徕卡TPS1000全站仪对控制网进行测边和测角，水平角采用全组合测角法测量，方向权P=n×m=42(40)，其中n为方向数，m为测回数，所有测回数平均分配在两个不同时段内;边长观测时记录气压和气温，在计算时进行气象改正和常数改正计算;垂直角按平面变形监测网网形进行观测，观测时观测目标的两个位置，每个位置观测2测回，往返高差平均后得到高差观测值，计算得的三角形高差闭合差W满足W≤0.0136(L21+L22+L23)1/2，式中L1、L2、L3为三角形三边长，以m计，三角形高差闭合差W以mm计;改正后的边长用三角高程网平差后的高程进行改平，改平后的边长投影至135.80m高程面。
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变形监测平面控制网的建立与精度估算
发表时间：2018-09-12T14:39:26.213Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期作者：朱兴军
[导读] 变形监测是一项非常复杂的工作，而需要结合某些专业学科如工程测量、地质。
青海省第一测绘院青海西宁 810000
摘要：变形监测网的优化设计是在一定的条件下设计出能满足某些规定的标准如精度、可靠性、灵敏度和经费的最优监测网，通过优化设计能满足工程的特点，合理选择仪器设备，使变形监测有意义。
鉴于此，文章通过实例分析，重点就变形监测平面控制网的建立与精度估算进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：变形监测网；控制网；精度估算；分析
引言
变形监测是一项非常复杂的工作，而需要结合某些专业学科如工程测量、地质、水文等才能恰当的解释及对变形原因具有正确的结论，它在工程建设及保障人民生命财产安全方面具有很大的意义。
对测量角度而言，工程变形监测是一项具有较高精度的要求，所以从设计、设备的选择、监测的方法、监测数据的处理与分析等不能忽略各个阶段，尤其是监测网的数据处理与分析造成变形的原因。
1变形监测平面控制网概述
1.1变形监测常用手段
进行变形监测的手段主要有大地测量、摄影测量、GPS测量以及特殊的测量手段。
当使用大地测量方法和摄影测量方法时往往需要建立平面与高程控制网，并在观测对象上及周围布置一系列的观测点，通过对控制网和观测点的重复测量，获得观测数据，最后确定变形大小和规律，这种用于变形测量的控制网，称为变形控制网，简称变形网。
1.2变形监测网特点分析
相对比其它类型的控制网，变形网的特点如下：第一，工程测量控制网建立时，保证网点之间的相对精度至关重要。
而变形监测网的布网目的是为了测定网点的变形，网点之间的相对精度不是最重要的。
由于布网的目的不同，影响网质量的因素也就不同，比如大气折光和系统误差对工程测量控制网的影响很大，而对变形网的影响不是最重要的。
在变形观测中只要保证监测仪器和人员相对不变，计算过程中上述影响可以相互抵消，使变形不受这些误差影响；第二，首级网的精度相对较高，基准点一般应建立在变形体以外的稳定区域，特别是网址的起算点一点要建立在基岩基础上，以便于发现其他点位移，工作基点可以布设在变形区；第三，变形网的网址应在现有的人力、物力、财力的基础上尽可能的具有发现监测点位移的精度、灵敏度和可靠性，看其指标能否满足变形监测相应的要求；第四，变形网的边长一般较短，但精度高，一般情况下需要强制归心；变形网要求通视条件好，而不过于要求网形的构成；对变形网来说，多余观测冗余多。
1.3变形监测网优化设计指标
变形监测网方案被设计好还是不好对以后的变形监测工作、数据质量、观测结果等具有较大的影响，方案设计需要符合要求、对工程建筑具有实用性、经济性才好。
为得到好方案设计，应该使用网优化设计的知识，网优化不但能灵活调整方案设计，而且能保证目的的要求。
2变形监测平面控制网的建立与精度估算分析
2.1平面控制网的建立
首先应根据设计单位和用户对实施监测物的精度要求，结合施工单位的仪器设备，制定平面测量的等级，然后充分考虑工程各部施工放样需要，点位不与工程建筑物发生冲突，使用方便，点位便于长期保存等方面情况下交替进行图上和实地选点，构造网形，确定点位测量的实方案。
另外，点位确定后可以根据点与点之间的通视情况构成网形，拟定图中的角度和边长观测量，进而可以用专有的软件进行精度的估算和观测量优化，通常是边角全测网开始优化计算，若计算结果的冗余过大，删掉一些通视条件不好的，边长过长，竖直角过大的边和相应的角度，再进行估算，直至点位精度满足要求，工作量又相对较小。
2.2高程控制网
首先根据设计单位对两点之间差异沉降量出发，制定相对沉降量的观测中误差，进而确定观测等级。
比如说两点间差异沉降量的允许值为，差异沉降量的观测中误差取1／10 ，两点间的差异是两点的高差之差，而高差是高程之差，所以任意观测点高程中误差是1／20 。
确定观测等级之后进行选点布网，确定实施方案和观测仪器。
另外，高程基准点应选在变形体以外的稳定区域，特别是网的起算点一定要建在基岩基础上，确保其稳定性，消除基准点对变形点观测精度的影响，以便发现观测点的垂直位移。
3实例分析
为了建立某核电站扩建项目的次级控制网，并对其主要建筑进行变形监测，建立了首级控制网。
为了验证点位的稳定，再进行初测之后又进行了复，初测时采用T3经纬仪和高精度的测距仪，复测时采用徕卡TC2003全站仪，进行边角全测，严密平差，详细如下：3.1外业观测
本次首级测量控制网的外业观测，采用莱卡TC2003全站仪进行边角联测，外业观测仪器采用强制对中，并按国家三等控制网要求进行施测，基本上与上次观测方法相同，具体如下：第一，测角。
水平角采用全圆方向观测法观测4测回，各方向值取4测回的平均值；垂直角用全站仪测1测回，测角的各项技术要求按相关测量规范执行；第二，测边。
用全站仪测量，边长正倒镜各2测回，为了消除系统误差，边长往返观测。
在测距的同时，测定温度、气压、相对湿度。
每测回的斜距进行气象、倾斜、归化等改正，得到该边的最终水平距离观测值。
3.2观测数据处理
首级测量控制网数据处理，采用严密平差软件进行严密平差处理，其坐标系与首次一致，具体的精度见下平差结果。
表1闭合导线平差结果
结束语
综上所述，变形监测网方案被设计好还是不好对以后的变形监测工作、数据质量、观测结果等具有较大的影响，方案设计需要符合要求、对工程建筑具有实用性、经济性才好。
为得到好方案设计，应该使用网优化设计的知识，网优化不但能灵活调整方案设计，而且能保证目的的要求。
参考文献
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