城市一级控制网的布设方案探讨

彭松 余自传 谢海金

（赣州赣南测绘院 江西赣州 341000）

1 引言

为满足城市现代化发展、信息化管理和信息资源统一应用的需要，应统一城市测量坐标框架系统，建立城市基础控制网。城市一级控制网作为城市基本比例尺地形图、规划、地籍等测绘的基础控制网，其布设的合理性、实施的规范性以及对成果质量的控制是关键。

2 一级控制网的实施内容

城市一级控制网的实施内容包括原始资料的整理、平面和高程起算点选取及测区平面参数计算、一级点布设、一级点平面和高程测量和质量控制等。作者根据近些年参与的相关项目经验，融入宁波市慈溪新浦镇一级点布设实施项目数据，对城市一级控制网的实施方法进行一个简要的论述与总结。其总体技术路线如图1：

2.1 资料收集

在一级控制网点布设实施之前需明确布设区域采用的平面坐标及高程系统，收集已有平面控制网图、适当比例尺地形图、水准路线图、已有控制点点之记等相关资料。

图1 城市一级控制网总体技术路线图

2.2 控制网点的选埋

城市一级控制网点的选埋要求因其测量方法的不同而有所区别。其具体要求如下，控制网结合测区内原有一级控制点分布情况，尽量均匀布设；点位应开阔稳固、易于保存、远离高压及磁场且便于安全作业；测区主要道路中心及桥梁是一级控制点选埋的首选位置。在通过已有控制点资料的整理分析后，在控制网设计分布图上事先标注好所需埋设控制点的点位、点号及通视情况。在点位现场埋设后，绘制选点图及点之记。一级控制点埋设永久性标志，实地用红油漆标注点号，字头朝北；点之记需注明三个明显地物点与控制点的距离，所在地一栏应明确至自然村一栏。

图2 一级控制点点之记

图3 中黄色范围线内为测区，黑色为一级点点号，红色为四等检测点点号，检测点均匀分布于测区，青色线段是一级点通视方向。

导线网、边角组合网中的各相邻控制点应通视，卫星定位网中的各相邻控制点可不要求全部通视[1]。本项目采用卫星定位测量方法进行一级控制点测量，在网点选埋时，在测区所埋设的一级控制网点，都保证了至少有一个方向与其通视，且均匀分布于测区。笔者认为，虽然在进行控制网点测量时，因采用卫星定位测量，部分点可不考虑通视问题，但是在今后的实际工程项目中，可能直接采用一级控制网点进行全站仪地形、地籍及规划等测量工作。所以，考虑到为今后的其他项目实施作准备，采用卫星定位测量，布设一级控制点时应考虑通视问题。在条件允许的情况下，应保证一个控制点有至少与其他两个控制点通视，防止因其中个别一级控制点破坏后，存在部分一级点无通视点的情况发生。

图3 一级控制点点位通视图

3 平面控制测量

城市一级平面控制测量主要有三种方法：卫星定位平面控制测量、导线测量和边角组合测量。其主要特点如下（表1）。

表1 一级平面控制测量方法及特点

导线测量和边角组合测量均应根据测区范围和一级控制网点分布选取起算点，对于大范围的城市一级平面控制测量，因多测回测量边长及角度而需耗费大量人力、物力，在城市GNSS 定位精度越来越高的今天，卫星定位平面控制测量已逐步成为城市一级平面控制测量的主要方法。目前，一般在房屋密集等无法正常进行GNSS 定位的地区，城市一级平面控制测量采用导线测量或边角组合测量方法。

采用卫星定位平面控制测量方法，在进行一级平面控制测量之前应选取均匀分布于测区的至少3个高等级平面控制点，其成果作为起算数据。联测已知点三维坐标后，采用布尔莎七参数模型进行参数解算，解算后的合格参数即作为一级平面控制测量的起算参数。

在使用网络RTK 法进行平面控制点测量时，每日作业开始、结束时，均应采用同精度检核至少一个同等级或更高等级已知平面控制点。已知平面控制点应事先通过检核，确认坐标准确可靠后方可作为检核点。在本项目中，每个一级点测回数为四测回，采用三脚架观测，每次观测历元数为20，两测回间重新初始化，时间至少间隔60 秒，待信号稳定、精度满足指标时，进行下一测回。待各测回完成后，现场进行各测回坐标成果比对，如平面较差超限，需进行补测，选取符合精度的相关成果，以避免返工。

控制点坐标成果导出后，计算各次测量平面分量较差，当超出允许值时，应进行补测或重测，对合格的观测成果进行平差，结果为一级控制点点位坐标值。

4 高程控制测量

一级控制网高程测量方法主要有三种：水准测量、高程导线测量和卫星定位高程控制测量。其主要特点如下（表2）。

表2 一级控制网高程测量方法及特点

高程导线测量和卫星定位高程控制测量因耗时长、操作繁琐，一级控制网高程测量一般采用水准测量。

图4 新浦镇一级控制网水准网图

图4 新浦镇一级控制网水准网中，一级控制点四等水准路线包含环线、附合路线及结点网，联测II甬慈14、II 甬慈27 及II 甬慈26 三个二等已知水准点，作为水准网平差的起算数据，其中II 甬慈14 位于测区西北部，II 甬慈27 位于测区东部，II 甬慈26位于测区南部，分布均匀。在测量完成后，编制高差和概略高程表，高差表中加入水准标尺长度误差改正、正常水准面不平行改正。在进行水准网平差后，检核各闭合环闭合差、附合、水准路线的附合差及每千米高差全中误差是否满足要求。若环线或附合路线平差结果不满足要求，严格按照《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-2009）相关要求执行，综合分析可靠性低的测段进行补测与综合取舍，直至成果满足要求。

5 质量控制

5.1 内业数据检查

内业数据应全数检查，外业观测记录及输出成果内容完整性以及观测成果的精度指标应符合要求。现就目前应用普遍的卫星定位平面控制测量和水准高程控制测量，简要介绍一级控制网平面及高程的质量控制。

5.2 已知平面控制点及一级平面控制点的检核

已知平面控制点的等级与一级平面控制点相比，为同等级或更高等级，检核测量精度指标宜与一级平面控制点相同，所检核一级平面控制点均匀分布于测区的中部和边缘，并符合《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T 73-2010）要求，其技术要求如下（表3）：

表3 GNSS RTK 平面测量技术要求

采用网络RTK 检测已知点CF003、CX017、CB028、CF035，其平面点位中误差应满足表3 要求。平差计算后成果如下：

式中：MP— 检核点的平面点位中误差（cm）；

dp—检核点两次测量平面点位的差值（cm）；

N — 检测点个数。

一级平面控制点平面检测点位中误差及边长相对中误差的外业检查量不应少于总量的10%[2]，本次一共布设130 个一级点，共检查30 条边及30 个一级点点位。其边长及点位检核结果如下：

5.3 高程控制网检核

表4 一级点边长检核表

表5 一级点平面检核表

表6 四等水准点高差检查记录表

6 结束语

城市一级控制网的布设包含控制点的选点与埋设、平面控制网及高程控制网的测量以及质量控制等。在测量实施前，应对布设区域自然、人文环境资料进行收集、整理，选定布设方案，应对相应规范进行全面了解，以便及时应对在实施过程中遇到的难题。技术方法的正确选择，对项目的整体进度和质量影响尤为大。实施过程中，应注意保存观测记录、对成果及时检核，当数据不符合规范时及时补测或重测，保证成果的准确性，促进项目的正常进行，工作的有序开展。在实施完成后，整理、归档资料，做到有据可循。