【正文】 標(biāo)系和基準(zhǔn)（已知點(diǎn)、已知方位角）的選取和確定問題。坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣與網(wǎng)的基準(zhǔn)有關(guān)。網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代求解過程，它包括以下內(nèi)容：（1）提出設(shè)計(jì)任務(wù)；（2）制定設(shè)計(jì)方案；（3）進(jìn)行方案評(píng)價(jià)；（4）進(jìn)行方案優(yōu)化。設(shè)計(jì)任務(wù)由測量人員與應(yīng)用單位共同擬訂。通常是后者提出要求，測量人員將這些要求具體化。每一個(gè)優(yōu)化任務(wù)指標(biāo)都必須表示為數(shù)值上的要求。例如對(duì)于控制大面積的測圖控制網(wǎng)，需提出單位面積上應(yīng)布設(shè)的控制點(diǎn)點(diǎn)數(shù)和最弱點(diǎn)，最弱邊的精度；而對(duì)于施工控制網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)，通常要求在某些方向上具有較高的精度，而點(diǎn)的分布則需根據(jù)工程要求和地質(zhì)、通視等條件來考慮。設(shè)計(jì)方案包括網(wǎng)的圖形和觀測方案，觀測方案系指每個(gè)點(diǎn)上所有可能的觀測，它是通過室內(nèi)設(shè)計(jì)和野外踏勘制定的，制定時(shí)需要考慮參加的人員、使用的儀器以及測量的時(shí)間，需做經(jīng)濟(jì)核算，總經(jīng)費(fèi)不能超過與業(yè)主單位所達(dá)成的總經(jīng)費(fèi)。網(wǎng)的方案評(píng)價(jià)按精度和可靠性準(zhǔn)則進(jìn)行，還應(yīng)考慮費(fèi)用和靈敏度。對(duì)于經(jīng)費(fèi)較高的網(wǎng)應(yīng)從多方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。方案優(yōu)化主要是對(duì)網(wǎng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，以期得到一個(gè)接近理想的優(yōu)化。以三環(huán)路跨河大橋通過在橋梁上布設(shè)控制網(wǎng)，采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的處理，來對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理采用了相應(yīng)的軟件——控制網(wǎng)優(yōu)化與平差。,該軟件可根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度及網(wǎng)形，全面評(píng)定網(wǎng)的精度。本軟件有以下功能和特點(diǎn)：①優(yōu)化設(shè)計(jì)：根據(jù)控制網(wǎng)的觀測精度與網(wǎng)形，全面評(píng)定網(wǎng)的精度。除了采用直接輸入模擬數(shù)據(jù)的方式外，可在本軟件或CAD圖形中設(shè)計(jì)控制網(wǎng)，讀入程序后不需輸入其他任何模擬數(shù)據(jù)即可全面評(píng)定網(wǎng)的精度。②概算：自動(dòng)完成各方向的曲率改正及邊長的高程歸化與投影改化。③平差計(jì)算：采用全表格化地輸入，數(shù)據(jù)與圖形同步更新。合理的設(shè)計(jì)使得數(shù)據(jù)輸入十分簡單直觀。而且除了輸入起算數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)，不需輸入任何額外的數(shù)據(jù)或遵循任何特定之規(guī)則。④成果形式：除了提供默認(rèn)的成果表格形式外，還支持用戶自定義表格樣式，適應(yīng)不同的需要。⑤成果的打印與輸出：除了軟件本身直接支持顯示、打印外，表格還可輸出到WORD,控制網(wǎng)圖及展開圖可輸出到AutoCAD或其他成圖系統(tǒng)。⑥實(shí)時(shí)幫助：在任何時(shí)候都會(huì)提示當(dāng)前的操作方法，并對(duì)當(dāng)前所輸入的數(shù)據(jù)提供詳細(xì)的錯(cuò)誤報(bào)告。使數(shù)據(jù)輸入得心應(yīng)手。⑦輔助計(jì)算：高斯投影正反算、坐標(biāo)換算、方向與邊長該化、平差坐標(biāo)正反算、各種交會(huì)、面積計(jì)算等。支持保持、打印、輸出到WORD。：橋梁施工中對(duì)測量放樣精度要求主要體現(xiàn)在相鄰橋墩的相對(duì)精度要求。目前橋墩放樣通常采用全站儀在施工控制點(diǎn)上采用極坐標(biāo)法直接放出位置，規(guī)范要求的橋墩位置允許偏差值可作為橋梁控制網(wǎng)設(shè)計(jì)精度確定的基礎(chǔ)。橋梁施工測量，控制點(diǎn)點(diǎn)位精度必須達(dá)到或超過放樣所需的精度。由于控制點(diǎn)離墩臺(tái)位置較遠(yuǎn)（特別是水中墩），放樣又在有施工干擾時(shí)進(jìn)行，不大可能增加測量次數(shù)來提高精度。因此，控制點(diǎn)誤差對(duì)放樣所引起的誤差來說，應(yīng)小到可以忽略不計(jì)的程度。根據(jù)“使控制點(diǎn)誤差對(duì)放樣點(diǎn)位不發(fā)生顯著影響”的原則，即要求控制點(diǎn)誤差影響僅占總誤差的十分之一。就此對(duì)控制網(wǎng)的點(diǎn)位精度分析如下：設(shè)M為放樣后所得的點(diǎn)位總誤差； m1為控制點(diǎn)誤差所引起的點(diǎn)位誤差； m2為放樣過程中所產(chǎn)生的點(diǎn)位誤差；則M=將上式展開為級(jí)數(shù)，并略去高次項(xiàng)，得 使控制點(diǎn)本身誤差影響僅占總誤差的10%，即可得出：m12=兩式聯(lián)立求解，即得：m1=由以上公式可知，%，這一影響可忽略不計(jì)。因此在確定了所需放樣點(diǎn)的的總誤差后，就可以用(4)式來確定所需施工控制網(wǎng)的精度。由此可見，則控制點(diǎn)誤差對(duì)放樣點(diǎn)位不發(fā)生顯著影響（僅使總誤差增加1/10）。同理可求知：m2=。由以上公式可知，%，這一影響可忽略不計(jì)。因此在確定了所需放樣點(diǎn)的的總誤差后，就可以用(4)式來確定所需施工控制網(wǎng)的精度?，F(xiàn)在，我們以規(guī)范規(guī)定的橋墩中心誤差為20mm作為確定施工控制網(wǎng)的精度。根據(jù)(4)式有：M1 ≈ = 20mm = 8mm按此計(jì)算，對(duì)于1400米長的橋梁，三角網(wǎng)沿橋梁軸線方向的基線精度為8mm / 1400m = 1 / 175000。m2＜=177。18mm。當(dāng)然，確定橋梁施工控制網(wǎng)的精度還很多，比如按拼裝誤差來確定。為安全起見，可通過對(duì)比取其中精度較高的一種作為控制網(wǎng)的精度要求。在鋼梁架設(shè)過程中，它的最后長度誤差來源于桿件加工裝配時(shí)的誤差和安裝支座的誤差。 鋼桁梁節(jié)間長度制造容許誤差為177。2mm；兩節(jié)間拼裝孔距誤差為177。；每一節(jié)間的制造和拼裝誤差為 （一般取2 mm） 對(duì)n節(jié)間拼裝的一跨或一聯(lián)桁式鋼梁，長度誤差包括拼裝誤差 DL和支座安裝容許誤差 d（7mm） 。本橋由7個(gè)節(jié)間拼裝的桁式鋼梁構(gòu)成一跨或一聯(lián)。長度拼裝誤差△L=177。n△l2每跨（聯(lián)）鋼梁安裝后的容許誤差為：長度拼裝誤差按規(guī)范取為:177。L/5000設(shè)有20跨，則全長極限誤差為：?D=177。N?d=177。20=177。 取1/2極限誤差為中誤差，則全橋軸線長的相對(duì)中誤差為：mDD=?D2D=1422=172514則全橋軸線長的相對(duì)中誤差為：1 / 175000。在布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)起算點(diǎn)復(fù)測，以檢查起算點(diǎn)的精度是否滿足要求。有兩種情形：：在此情形下只需在起算點(diǎn)間加密。：則只能布置自由網(wǎng)，只使用一個(gè)起算點(diǎn)的坐標(biāo)和兩起算點(diǎn)確定的方向。在AUTOCAD中設(shè)計(jì)網(wǎng)型，為邊角網(wǎng)。兩個(gè)已知控制點(diǎn)：A、B，及6個(gè)未知控制點(diǎn)：01,02,03,04,05,06。：單擊“計(jì)算方案”由于全站儀萊卡TC1500及TC802的標(biāo)稱精度為：角177。″、測177。（2mm+2ppmD）。所以在設(shè)置計(jì)算方案的對(duì)話框中的測角中誤差應(yīng)設(shè)為2；測距定權(quán)公式中A=2，B=2。經(jīng)過加站計(jì)算可得到相關(guān)優(yōu)化數(shù)據(jù)，單擊“網(wǎng)形與精度統(tǒng)計(jì)”可得到網(wǎng)形與精度統(tǒng)計(jì)表，其他的優(yōu)化數(shù)據(jù)同理可得。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點(diǎn)數(shù)個(gè)2平面未知點(diǎn)數(shù)個(gè)6方向觀測設(shè)站數(shù)站6方向觀測總數(shù)個(gè)15邊長觀測數(shù)條13最大邊長mB－06最小邊長m03－01驗(yàn)后平面單位權(quán)中誤差驗(yàn)后測角中誤差最大平面點(diǎn)位中誤差mm點(diǎn)名：06最大平面相鄰點(diǎn)間誤差mm02－01最大方位角誤差A(yù)－05最大邊長誤差mmB－06最大邊長比例誤差1/12301903－01高程已知點(diǎn)數(shù)個(gè)0高程未知點(diǎn)數(shù)個(gè)0高差觀測數(shù)段0驗(yàn)后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點(diǎn)間誤差mm優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表測站照準(zhǔn)點(diǎn)方位角中誤差()邊長中誤差(mm)邊長相對(duì)中誤差B011/ 33萬B031/ 27萬B061/ 35萬03B1/ 27萬03011/ 12萬03041/ 24萬04A1/ 29萬04011/ 18萬A021/ 23萬A051/ 18萬02011/ 35萬02051/ 16萬02061/ 16萬06051/ 26萬06B1/ 35萬優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬控制點(diǎn)成果表點(diǎn)名坐標(biāo)高程( m )備注X( m )Y( m )AB010203040506點(diǎn)位誤差點(diǎn)名坐標(biāo)誤差誤差橢圓參數(shù)高程中誤差(mm)Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度 分)01 5 2102132 4703147 1104141 0605121 1706132 51點(diǎn)間誤差起點(diǎn)名終點(diǎn)名縱橫向誤差誤差橢圓參數(shù)高程點(diǎn)間誤差(mm)縱向(mm)橫向(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度 分)B01 5 21B03147 11B06132 510301170 180304 9 5904A141 060401157 42A02132 47A05121 170201119 170205 28 470206148 490605178 44控制網(wǎng)圖數(shù)據(jù)分析：由控制網(wǎng)的圖形可知，01—02為橋軸線。由優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表可知測站照準(zhǔn)點(diǎn)方位角中誤差()邊長中誤差(mm)邊長相對(duì)中誤差01021/ 35萬橋軸線邊長相對(duì)中誤差為：1/35萬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容許的全橋軸線長的相對(duì)中誤差：1 / 175000，最大平面點(diǎn)位（06點(diǎn)）。在滿足精度要求的情況下可進(jìn)行一類設(shè)計(jì)（FOD圖形設(shè)計(jì)），是在觀測精度和坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)的位置方案二；及二類設(shè)計(jì)（SOD）為觀測精度設(shè)計(jì)，是在網(wǎng)形與坐標(biāo)向量協(xié)因數(shù)陣一定的情況下，改變觀測精度方案三。方案二是在在測站數(shù)，量邊精度不變的條件下改變未知點(diǎn)的位置。同理點(diǎn)擊“計(jì)算”可得首級(jí)控制網(wǎng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點(diǎn)數(shù)個(gè)2平面未知點(diǎn)數(shù)個(gè)6方向觀測設(shè)站數(shù)站6方向觀測總數(shù)個(gè)17邊長觀測數(shù)條17最大邊長m01－06最小邊長m03－01驗(yàn)后平面單位權(quán)中誤差驗(yàn)后測角中誤差最大平面點(diǎn)位中誤差mm點(diǎn)名：06最大平面相鄰點(diǎn)間誤差mm01－06最大方位角誤差03－01最大邊長誤差mmB－06最大邊長比例誤差1/10874203－01高程已知點(diǎn)數(shù)個(gè)0高程未知點(diǎn)數(shù)個(gè)0高差觀測數(shù)段0驗(yàn)后高程單位權(quán)中誤差mm最大高程中誤差mm最大高程相鄰點(diǎn)間誤差mm優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表測站照準(zhǔn)點(diǎn)方位角中誤差()邊長中誤差(mm)邊長相對(duì)中誤差B061/ 41萬B011/ 33萬B031/ 28萬B021/ 55萬03011/ 11萬03041/ 20萬01021/ 47萬01061/ 49萬01041/ 19萬01A1/ 43萬A041/ 36萬A021/ 23萬A051/ 21萬05021/ 14萬05061/ 26萬02061/ 22萬02041/ 49萬點(diǎn)位誤差點(diǎn)名坐標(biāo)誤差誤差橢圓參數(shù)高程中誤差(mm)Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度 分)01 62 4504 96 5003 37 0502118 4905121 4306136 03控制網(wǎng)圖數(shù)據(jù)分析：由首級(jí)控制網(wǎng)的圖形可知，01—02為橋軸線。由優(yōu)化設(shè)計(jì)模擬數(shù)據(jù)精度表可知測站照準(zhǔn)點(diǎn)方位角中誤差()邊長中誤差(mm)邊長相對(duì)中誤差0102 1/ 47萬橋軸線邊長相對(duì)中誤差為：1/47萬小于容許的全橋軸線長的相對(duì)中誤差：1 / 175000，最大平面點(diǎn)位（06點(diǎn)）。方案三在方案一的基礎(chǔ)上，減少了測站點(diǎn)05，及0605,A05，0205方向，使工作量減少。網(wǎng)形及精度統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)備注平面已知點(diǎn)數(shù)個(gè)2平面未知點(diǎn)數(shù)個(gè)5方向觀測設(shè)站數(shù)站5方向觀測總數(shù)個(gè)14邊長觀測數(shù)條14最大邊長m01－06最小邊長m03－01驗(yàn)后平面單位權(quán)中誤差驗(yàn)后測角中誤差最大平面點(diǎn)位中誤差mm點(diǎn)名：06最大平面相鄰點(diǎn)間誤差mm01－06最大方位角誤差03－01