測量控制網(wǎng)

建立大地測量控制網(wǎng)的基本任務(wù)是：確立大地測量系統(tǒng)和建立大地測量框架。后者的實質(zhì)就是建立大地測量控制網(wǎng)，以精確可靠的地面點坐標、高程和重力值來實現(xiàn)大地測量系統(tǒng)。

為地形測圖提供精密控制

國家測量控制網(wǎng)是具有統(tǒng)一坐標系統(tǒng)的高精度測量控制網(wǎng)，它是地形測量、航空攝影測量和工程測量中一切低精度控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，比如測繪地形圖時所建立的測圖控制網(wǎng)，就是以測量點為基礎(chǔ)進一步加密而成的。在測繪全國性大面積地圖中，測量控制網(wǎng)是不可缺少的。

為研究地球形狀、大小和其他科學(xué)問題提供資料

研究地球形狀和大小，就是要確定接近于地球形體的旋轉(zhuǎn)橢球的長半徑和短半徑，而要確定兩者，必須綜合利用測量測量、天文測量、重力測量和衛(wèi)星測量測量等資料才能解決問題。所以為研究地球形狀和大小提供資料也是測量控制網(wǎng)的主要作用之一。需要指出的是，進行測量控制網(wǎng)點的計算時，必須要知道橢球元素，反過來，測量控制網(wǎng)的資料為研究地球形狀和大小提供依據(jù)?？梢?，建立測量控制網(wǎng)和研究地球形狀和大小是個相輔相成的問題。

為國防建設(shè)和空間技術(shù)提供資料

在軍事上，無論是常規(guī)火炮還是遠程武器的發(fā)射，要想精確地命中目標，就必須知道發(fā)射點至目標的距離和方位，以及發(fā)射場至方位標的方位，為此就要提供具有足夠精度的測量控制網(wǎng)點資料，以便聯(lián)測或直接利用。此外，在國防工程建設(shè)上，如軍事基地、機場、坑道、洞庫、軍港和地下設(shè)施等，都需要測量網(wǎng)提供保障。

隨著空間技術(shù)的發(fā)展，為了保證人造衛(wèi)星、火箭等成功發(fā)射和精確定軌，就必須知道發(fā)射場、觀測站、跟蹤站的精確位置和地球有關(guān)參數(shù)，而這些數(shù)據(jù)的獲得，都離不開包括測量網(wǎng)在內(nèi)的各種資料。

在進行控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計時，首先必須解決這樣一個問題，即何謂最優(yōu)網(wǎng)的問題。用什么標準來衡量控制網(wǎng)的質(zhì)量好壞，是解決這一問題的關(guān)鍵。這個標準制定得合理與否，直接影響到設(shè)計結(jié)果的質(zhì)量，因此，標準的制定對控制網(wǎng)的設(shè)計是非常重要的。這個標準就是評定控制網(wǎng)的質(zhì)量指標。

通常我們是用一些數(shù)值指標來描述控制網(wǎng)的質(zhì)量好壞。根據(jù)對控制網(wǎng)的要求不同，一般有如下四類質(zhì)量指標：

（1）精度——描述誤差分布離散程度的一種度量。

（2）可靠性——發(fā)現(xiàn)和抵抗模型誤差的能力大小的一種度量。

（3）靈敏度——監(jiān)測網(wǎng)發(fā)現(xiàn)某一變形的能力大小的一種度量。

（4）經(jīng)濟——建網(wǎng)費用。

經(jīng)典測量控制網(wǎng)大體分為平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)和重力控制網(wǎng)三類。

（1）平面控制網(wǎng)是以一定形式的圖形把大地控制點構(gòu)成網(wǎng)狀，測定網(wǎng)點的坐標，或通過測定網(wǎng)中的角度、邊長和方位角，推算網(wǎng)點的坐標。進行這些地面大地測量時，必須事先選定一個（參考）坐標系，將在該大地控制網(wǎng)中所測的全部數(shù)據(jù)都歸算至該參考坐標系，進行數(shù)據(jù)處理，算得控制網(wǎng)點的坐標。為了測制地圖的需要，測量控制網(wǎng)還需投影到平面上，即將網(wǎng)點的大地坐標變換為相應(yīng)投影面的平面直角坐標。

（2）高程控制網(wǎng)由連接各高程控制點的水準測量路線組成。通過水準測量，可以求得相鄰水準點之間的高差。為傳算各水準點的高程，必須選擇某一高程起算點，如水準原點；還需規(guī)定高程起算面，如似大地水準面。

（3）重力控制網(wǎng)是由絕對重力點和相對重力點構(gòu)成的網(wǎng)，作為一個國家重力基準的實現(xiàn)。平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的觀測都與地球重力場相聯(lián)系，特別是高程控制網(wǎng)與重力的關(guān)系更為密切。因此，在建立平面和高程控制網(wǎng)中，重力測量也是其重要的組成部分。

測量控制網(wǎng)由地面上一系列點(稱測量控制點)構(gòu)成，控制點之間由邊長、方向、高差或GNSS 基線等觀測量連接并構(gòu)成網(wǎng)型，點的空間位置可通過已知點的坐標及點之間的連接按一定方法計算得到。按其范圍和用途，測量控制網(wǎng)可分為四大類: 全球測量控制網(wǎng)、國家測量控制網(wǎng)、城市測量控制網(wǎng)和工程測量控制網(wǎng)。

全球測量控制網(wǎng)是由國際組織在全球范圍建立的大地測量參考框架。主要用于確定、研究地球的形狀、大小及變化，確定和研究地球的極移、章動和板塊運動等。

工程測量控制網(wǎng)是工程項目的空間位置參考框架，是針對某項具體工程建設(shè)測圖、施工或管理的需要，在一定區(qū)域內(nèi)布設(shè)的平面和高程控制網(wǎng)。由工程建設(shè)單位建立或委托其他測繪單位建立。對于大型工程建設(shè)，如京滬、武廣高速鐵路，其工程控制網(wǎng)要與國家測量控制網(wǎng)連接，采用與國家坐標系相同的地球參考橢球，但中央子午線、投影高程面與國家坐標系的不盡相同。對于一些具體工程如隧道、橋梁、大型廠區(qū)和核電站等，可采用獨立坐標系，不要求與國家或城市測量控制網(wǎng)連接。 2100433B

工程測量控制網(wǎng)的基準就是網(wǎng)平差求解未知點坐標時所給出的已知點數(shù)據(jù)，對網(wǎng)的位置、大小和方向進行約束，使平差有唯一解。如果網(wǎng)的基準不足，網(wǎng)平差時法方程系數(shù)矩陣將會出現(xiàn)秩虧，這時需要求某一特解; 如果網(wǎng)的基準過多，則存在基準間是否相容的問題。工程測量控制網(wǎng)的基準分三種類型:

(1)約束網(wǎng)。具有多余的已知數(shù)據(jù)。

(2)最小約束網(wǎng)(經(jīng)典自由網(wǎng))。只有必要的已知數(shù)據(jù)。

(3) 自由網(wǎng)(無約束網(wǎng))。沒有已知數(shù)據(jù)，全部網(wǎng)點都是未知點。

對于水準網(wǎng)或高程網(wǎng)(一維網(wǎng))，網(wǎng)中只有一個點的高程已知，為最小約束網(wǎng); 網(wǎng)中有兩個以上點(含兩個)的高程已知，則為約束網(wǎng); 網(wǎng)中沒有已知點的，為自由網(wǎng)。

對于二、三維網(wǎng)，假設(shè)都測有邊長(這是最常見的，純測角網(wǎng)已消亡，不需討論)。

平面網(wǎng)( 二維網(wǎng))中只有一個點的坐標和一條邊的方位角已知，為最小約束網(wǎng); 若含兩個或兩個以上已知點的為約束網(wǎng); 沒有已知點的為自由網(wǎng)。 2100433B

用三邊測量布設(shè)控制網(wǎng)時，以連續(xù)的三角形構(gòu)成鎖狀或網(wǎng)狀，測量其中每個三角形的三邊，并用天文測量方法測設(shè)起始方位角，然后從一起始點和方位角出發(fā)，利用測量的邊長推算其他各邊的方位角，以及各三角形頂點在所采用的大地坐標系中的水平位置。