環球微動態丨控制點的布設及實施應用！一篇文章講清楚！

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(資料圖)

測量控制點的概念

測量控制點是指在進行測量作業之前，在要進行測量的區域范圍內，布設的一系列點，用來完成對整個區域的測量作業。簡而言之，控制點有準確的坐標位置，依靠儀器可以由它們推算出其他地物的坐標或高程，進而繪制地圖或者進行工程建設。

在工程測量中，控制點又分為平面控制點和高程控制點，平面控制點是已知平面坐標的控制點，高程控制點是已知高程坐標的控制點。在實際測量中，我們在一個空間建立坐標系，在坐標系中的點的位置用(X，Y，Z)表示。(X，Y)表示點在這個空間平面（縱橫）位置，而Z表示點在這個空間高程（豎向）位置。所以平面控制點用（X，Y)表示，高程控制點用（Z)表示。平面控制點和高程控制點可以重合，簡稱控制點，用(X，Y，Z)表示(X，Y，Z代表數據)，可根據不同的測量需求進行選取。

測量控制點控制點的布置原則

1、平面控制點

在選點時，首先調查收集測區已有的地形圖和控制點的成果資料，一般是先在比例尺(1:10000-1:1000000)的地形圖上進行控制網設計。根據測區內現有的國家控制點或測區附近其他工程部建立的可利用的控制點，確定與其聯測的方案及控制網點位置。在布網方案初步確定后，可對控制網進行精度估算，必要時對初定控制點作調整。然后到野外去勘探、核對、修改和落實點位。如需測定起始邊，起始邊的位置應優先考慮。如果測區沒有以前的地形資料，則需詳細勘察現場，根據已知控制點的分布、地形條件及測圖和施工需要等具體情況，合理地擬定導線點的位置，并建立標志。

公路平面控制網應滿足一下要求。

（1）相鄰導線點間要通視，對于鋼尺量距導線，相鄰點間還要地勢平坦以便于量邊長。

（2）導線點應選在土質堅硬、穩定的地方，以便保存點的標志和安置儀器。

（3）導線點應選在地勢較高，視野開闊的地方，以便于進行加密、擴展、尋找和碎部測量以及施工放樣。

2、高程控制點

高程控制點通常以水準測量的方法建立，成為水準點。水準點的選定應滿足以下要求：

（1）水準點應選在能長期保存，便于施測，堅實、穩固的地方。

（2）水準路線應盡可能沿坡度小的道路布設，盡量避免跨越河流、湖泊、沼澤等障礙物。

（3）在選擇水準點時，應考慮到高程控制網的進一步加密。

（4）應考慮到便于國家水準點進行聯測。

（5）水準網應布設成附和路線，結點網或環形網。

（6）對于公路工程專用水準點，應選在公路路線兩側距中線50-300m的范圍內，水準點間距一般為1-15km，山嶺重丘區可適當加密；大橋兩岸、隧道兩端、埡口及其他大型構造物附近亦應增設水準點。

在實際的管線測量工作中，使用RTK進行測量，需要建立GPS控制網，為使GPS控制網在約束平差時得到較為準確的轉換參數，控制點個數的選取該根據實際情況而定。若要測量水平坐標(X，Y)，不需要高程坐標(Z)，至少要用兩個控制點，如果既需要水平坐標(X，Y)又需要高程坐標(Z)，至少用三個控制點。原因是在進行四參數的計算時，至少需要兩個控制點的兩套坐標系坐標參與計算，以達到最低限度的控制要求；進行高程擬合時，需要使用三個點參與高程計算，控制點坐標庫進行加權平均。

控制點應均勻分布在項目測區范圍內，最好要分布在整個作業區域的邊緣，將測區范圍完全包圍，若不能完全包圍，可以采取適當調整控制點的位置、增加新的控制點的方法進行解決，并避免短邊控制長邊。測區范圍近似方形，如圖2-1所示，控制點分布在以測區幾何重心為中心的近120°位置；測區范圍近似帶狀，如圖2-2所示，兩個控制點應分布在長邊兩側，第三個點位于中心，這樣設計的網型有利于較為準確地推算測區的坐標轉換參數，也利于以后測區控制網擴展、連接。控制網宜以邊連接為主輔以點連接，這樣可減少工作量。

圖2-1方形測區控制點布設圖

圖2-2 帶狀測區控制點分布圖控制點的計算和使用

1、控制點的計算

測定控制點的平面位置工作，稱為平面控制測量；測定控制點的高程工作，稱為高程控制測量。

（1）平面控制測量

平面控制測量的原理就是通過建立平面控制網，進而對控制點的坐標進行計算，平面控制測量常用的方法，一般有三角測量、導線測量、交會法定點測量，比較常用的是導線測量法，另外隨著GPS全球定位系統技術的推廣，利用GPS技術進行平面控制測量已得到廣泛應用。下面主要講述導線控制測量的方法：

將相鄰控制點連成直線所構成的折線稱為導線，相應的控制點稱為導線點。導線測量就是依次測定導線邊的水平距離與兩相鄰導線邊的水平夾角，根據起算數據，推算各邊的方位角，求出導線點的平面坐標。

按照不同的情況和要求，單一導線可布設為附合導線、閉合導線和支導線，如圖3-1所示。它是建立小地區平面控制網的常用方法，常用于地物分布復雜的建筑區，視線障礙多的隱蔽區和帶狀區。

圖3-1 導線的分布形式①閉合導線：由一個已知控制點BM出發，最終又回到這一點，形成一個閉合多邊形在閉合導線的已知控制點上至少應有一條定向邊與之相連接。該導線形式具有3個檢核條件，包括1個多邊形內角和條件和2個坐標增量條件。

②附合導線：導線起始于一個已知控制點BM1而終止于另一個已知控制點BM2。該導線形式具有3個檢核條件，包括1個坐標方位角條件和2個坐標增量條件。③支導線：從一個已知控制點BM出發，既不附合于另一個已知控制點，也不閉合于原來的起始控制點。由于支導線缺乏檢核條件，故一般只限于在地形測量的圖根導線中采用。

（2）高程控制測量

高程控制測量的原理就是通過建立高程控制網，進行控制點高程的計算。高程測量的方法有水準測量法、電磁波測距三角高程測量法等。常用水準測量法。高程控制利用測區附近布設的高等級等水準點作為高程起算點，布設測區圖根水準網，盡量將測區附近高等級水準點全部聯測。

下面講述水準測量方法：

水準測量是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。在地面兩點間安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準標尺，按尺上讀數推算兩點間的高差。通常由水準原點或任一已知高程點出發，沿選定的水準路線逐站測定各點的高程。由于不同高程的水準面不平行，沿不同路線測得的兩點間高差將有差異，所以在整理國家水準測量成果時，須按所采用的正常高系統加以必要的改正，以求得正確的高程。

圖3-2 水準測量

此外，若測區范圍內沒有已知的控制點，我們可以選取合適的點，利用RTK進行靜態測量，并將靜態數據文件送往相關單位進行控制點坐標解算，以獲得準確的控制點坐標信息。

2、控制點應用示例

結合RTK使用作為示例，步驟簡述如下：首先根據項目范圍建立GPS控制網，將控制點布設在合理位置，控制點的個數可根據網型進行調整；其次，根據已有控制點，通過參數計算，在RTK中進行點校正，以轉換到所需坐標系下點的對應坐標；最終，通過點測量功能，測量測區內其他點坐標，得到測繪基礎數據。

總結

控制點在測繪工作中發揮著巨大的作用，既是基礎，更是保障。因此，測量工作者們應根據項目實際要求，選擇合適的控制點，進行合理、科學地布設，并以此為基礎，使測繪工作更加順利、高效地進行。