布設原則

    我國幅員遼闊，在大部分領域（約9 600 OOOkm²)上布設國家天文大地網(wǎng)，是一項規(guī)模巨大的工程。為完成這一基本工程建設，在建國初期國民經(jīng)濟相當困難的情況下，國家專門抽調(diào)了一批人力、物力、財力，從1951年即開始野外工作，一直延續(xù)到1971年才基本結束。面對如此艱巨的任務，顯然事先必須全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排，制定一些基本原則，用以指導建網(wǎng)工作。這些原則是：分級布網(wǎng)，逐級控制；應有足夠的精度；應有足夠的密度；應有統(tǒng)一的規(guī)格?，F(xiàn)進一步論述如下。

1.分級布網(wǎng)、逐級控制

    由于我國領土遼闊，地形復雜，不可能用最高精度和較大密度的控制網(wǎng)一次布滿全國。為了適時地保障國家經(jīng)濟建設和國防建設用圖的需要，根據(jù)主次緩急而采用分級布網(wǎng)、逐級控制的原則是十分必要的。即先以精度高而稀疏的一等三角鎖盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國，形成統(tǒng)一的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級（或同時）布設二、三、四等控制網(wǎng)。

2.應有足夠的精度

    控制網(wǎng)的精度應根據(jù)需要和可能來確定。作為國家大地控制網(wǎng)骨干的一等控制網(wǎng)，應力求精度更高些才有利于為科學研究提供可靠的資料。

    為了保證國家控制網(wǎng)的精度，必須對起算數(shù)據(jù)和觀測元素的精度、網(wǎng)中圖形角度的大小等，提出適當?shù)囊蠛鸵?guī)定。這些要求和規(guī)定均列于《國家三角測量和精密導線測量規(guī)范》（以下簡稱國家規(guī)范）中。

3.應有足夠的密度

    控制點的密度，主要根據(jù)測圖方法及測圖比例尺的大小而定。比如，用航測方法成圖時，密度要求的經(jīng)驗數(shù)值見表2-1，表中的數(shù)據(jù)主要是根據(jù)經(jīng)驗得出的。

表2-1       各種比例尺航測成圖時對平面控制點的密度要求

布設方案

    根據(jù)國家平面控制網(wǎng)施測時的測繪技術水平，我國決定采取傳統(tǒng)的三角網(wǎng)作為水平控制網(wǎng)的基本形式，只是在青藏高原特殊困難的地區(qū)布設了一等電磁波測距導線?，F(xiàn)將國家三角網(wǎng)的布設方案和精度要求概略介紹如下。

1.一等三角鎖布設方案

    一等三角鎖是國家大地控制網(wǎng)的骨干，其主要作用是控制二等以下各級三角測量，并為地球科學研究提供資料。

圖2-1

2.二等三角鎖、網(wǎng)布設方案

    二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設的，它是國家三角網(wǎng)的全面基礎，同時又是地形測圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個方面的要求。

    20世紀60年代以前，我國二等三角網(wǎng)曾采用二等基本鎖和二等補充網(wǎng)的布置方案。即在一等鎖環(huán)內(nèi)，先布設沿經(jīng)緯線縱橫交叉的二等基本鎖（圖2-2），將一等鎖環(huán)分為大致相等的4個區(qū)域。二等基本鎖平均邊長為15～20km；按三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士1.2'。另在二等基本鎖交叉處測量基線，精度為1：200 OOO。

在一等三角鎖和二等基本鎖控制下，布設平均邊長約為13km的二等補充網(wǎng)。按三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士2.5'。

    20世紀60年代以來，二等網(wǎng)以全面三角網(wǎng)的形式布設在一等鎖環(huán)內(nèi)，四周與一等鎖銜接，如圖2-3所示。

    為了控制邊長和角度誤差的積累，以保證二等網(wǎng)的精度，在二等網(wǎng)中央處測定了起算邊及其兩端點的天文經(jīng)緯度和方位角，測定的精度與一等點相同。當一等鎖環(huán)過大時，還在二等網(wǎng)的適當位置，酌情加測了起算邊。

    二等網(wǎng)的平均邊長為13km，由三角形閉合差計算所得的測角中誤差小于士1.0'。

由二等鎖和舊二等網(wǎng)的主要技術指標可見，這種網(wǎng)的精度，遠較二等全面網(wǎng)低。

3．三、四等三角網(wǎng)布設方案

    三、四等三角網(wǎng)是在一、二等網(wǎng)控制下布設的，是為了加密控制點，以滿足測圖和工程建設的需要。三、四等點以高等級三角點為基礎，盡可能采用插網(wǎng)方法布設，但也采用了插點方法布設，或越級布網(wǎng)。即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插人四等全面網(wǎng)，而不經(jīng)過三等網(wǎng)的加密。

    三等網(wǎng)的平均邊長為8km，四等網(wǎng)的邊長在2～6km范圍內(nèi)變通。由三角形閉合差計算所得的測角中誤差，三等為士1.8'，四等為士2.5'。

    三、四等插網(wǎng)的圖形結構如圖2-4所示，圖2-4（a）中的三、四等插網(wǎng)，邊長較長，與高級網(wǎng)接邊的圖形大部分為直接相接，適用于測圖比例尺較小，要求控制點密度不大的情況。圖2-4（b）中的三、四等插網(wǎng)，邊長較短，低級網(wǎng)只附合于高級點而不直接與高級邊相接，適用于大比例尺測圖，要求控制點密度較大的情況。

以三角形各頂點為圓心，角頂至內(nèi)切圓心距離一半為半徑所作圓的圓弧范圍之內(nèi)（圖2-6的斜線部分）。

    當測圖區(qū)域或工程建設區(qū)域為一狹長地帶時，可布設兩端符合在高級網(wǎng)短邊上的附合鎖，如圖2-7上部的圖形結構；也可沿高級網(wǎng)的某一邊布設線形鎖，如圖2-7下部的圖形結構。

    國家規(guī)范中規(guī)定采用插網(wǎng)法（或插點法）布設三、四等網(wǎng)時，因故未聯(lián)測的相鄰點間的距離（例如圖2-5中的邊），三等應大于5km,四等應大于2km,否則必須聯(lián)測。因為不聯(lián)測的邊，當其邊長較短時邊長相對中誤差較大，給進一步加密造成了困難。為克服上述缺點，當邊小于上述限值時必須聯(lián)測。

4.國家三角鎖、網(wǎng)的布設規(guī)格及其精度

    三角鎖、網(wǎng)的布設規(guī)格及其精度見表2-2。表中所列推算       圖2-7

元素的精度，是在最不利的情況下三角網(wǎng)應達到的最低精度。

表2-2   國家三角鎖、網(wǎng)布設規(guī)格及其精度

5.我國天文大地網(wǎng)基本情況簡介

1）利用常規(guī)測量技術建立國家大地測量控制網(wǎng)

    我國統(tǒng)一的國家大地控制網(wǎng)的布設工作開始于20世紀50年代初，60年代末基本完成，歷時二十余年。先后共布設一等三角鎖401條，一等三角點6182個，構成121個一等鎖環(huán)，鎖系長達7.3萬km。一等導線點312個，構成10個導線環(huán)，總長約1萬km。1982年完成了全國天文大地網(wǎng)的整體平差工作。網(wǎng)中包括一等三角鎖系，二等三角網(wǎng)，部分三等網(wǎng)，總共約有5萬個大地控制點，500條起始邊和近1000個正反起始方位角的約30萬個觀測量的天文大地網(wǎng)。平差結果表明：網(wǎng)中離大地點最遠點的點位中誤差為±0.9m，一等觀測方向中誤差為±。為檢驗和研究大規(guī)模大地網(wǎng)計算的精度，采用了兩種方案獨立進行，第一種方案為條件聯(lián)系數(shù)法，第二種為附有條件的間接觀測平差法。兩種方案平差后所得結果基本一致，坐標最大差值為4.8cm。這充分說明，我國天文大地網(wǎng)的精度較高，結果可靠。

2）利用現(xiàn)代測量技術建立國家大地測量控制網(wǎng)

    GPS技術具有精度高、速度快、費用省、全天候、操作簡便等優(yōu)點，因此，它廣泛應用于大地測量領域。用GPS技術建立起來的控制網(wǎng)叫GPS網(wǎng)。一般可把GPS網(wǎng)分為兩大類：一類是全球或全國性的高精度的GPS網(wǎng)，另一類是區(qū)域性的GPS網(wǎng)。后者是指國家C,D,E級GPS網(wǎng)或?qū)楣こ添椖慷⒌墓こ蘂PS網(wǎng)，這種網(wǎng)的特點是控制面積不大，邊長較短，觀測時間不長，現(xiàn)在全國用GPS技術布設的區(qū)域性控制網(wǎng)很多。

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