外文翻譯----控制測量的意義與方法

1、<p><b>　　附錄A 譯文</b></p><p>　　控制測量的意義與方法</p><p><b>　　控制測量</b></p><p>　　在一定區(qū)域內(nèi)，為大地測量、攝影測量、地形測量或工程測量建立控制網(wǎng)所進行的測量。 </p><p>　　控制測量包括：①平面控制測量，是為測

2、定控制點平面坐標而進行的；②高程控制測量，為測定控制點高程而進行的；③三維控制測量，為同時測定控制點平面坐標和高程或空間三維坐標而進行的。</p><p>　　在測區(qū)內(nèi)，按測量任務所要求的精度，測定一系列控制點的平面位置和高程，建立起測量控制網(wǎng)，作為各種測量的基礎，這種測量工作稱為控制測量。</p><p>　　在一定的區(qū)域內(nèi)為地形測圖或工程測量建立控制網(wǎng)（區(qū)域控制網(wǎng)）所進行的測量工作。分

3、為平面控制測量和高程控制測量。平面控制網(wǎng)與高程控制網(wǎng)一般分別單獨布設，也可以布設成三維控制網(wǎng)。</p><p>　　控制網(wǎng)具有控制全局，限制測量誤差累積的作用，是各項測量工作的依據(jù)。對于地形測圖，等級控制是擴展圖根控制的基礎，以保證所測地形圖能互相拼接成為一個整體。對于工程測量，常需布設專用控制網(wǎng)，作為施工放樣和變形觀測的依據(jù)。</p><p><b>　　平面控制網(wǎng)</b

4、></p><p><b>　　包括：</b></p><p>　　三角測量：三角測量是建立平面控制網(wǎng)的基本方法之一。但三角網(wǎng)（鎖）要求每點與較多的鄰點相互通視，在隱蔽地區(qū)常需建造較高的覘標。 </p><p>　　導線測量：導線測量布設簡單，每點僅需與前后兩點通視，選點方便，特別是在隱蔽地區(qū)和建筑物多而通視困難的城市，應用起來方便靈活。

5、隨著電磁波測距儀的發(fā)展，導線測量的應用日益廣泛。 </p><p>　　三邊測量：三邊測量要求丈量網(wǎng)中所有的邊長。應用電磁波測距儀測定邊長后即可進行解算。此法檢核條件少，推算方位角的精度較低。 </p><p><b>　　高程控制網(wǎng)</b></p><p><b>　　包括：</b></p><p&g

6、t;　　水準測量：用水準測量方法建立的高程控制網(wǎng)稱為水準網(wǎng)。區(qū)域性水準網(wǎng)的等級和精度與國家水準網(wǎng)一致。高程控制網(wǎng)可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級布設。各等級水準測量都可作為測區(qū)的首級高程控制。首級網(wǎng)一般布設成環(huán)形網(wǎng)，加密時可布設成附合線路或結(jié)點網(wǎng)。測區(qū)高程應采用國家統(tǒng)一高程系統(tǒng)。小測區(qū)聯(lián)測有困難時，也可用假定高程。 </p><p>　　三角高程測量：三角高程測量是根據(jù)兩點間的豎直角和水平距離計算高差而求出高程的，其

7、精度低于水準測量。常在地形起伏較大、直接水準測量有困難的地區(qū)測定三角點的高程，為地形測圖提供高程控制。三角高程測量可采用單一路線、閉合環(huán)、結(jié)點網(wǎng)或高程網(wǎng)的形式布設。三角高程路線一般由邊長較短和高差較小的邊組成，起迄于用水準聯(lián)測的高程點。為保證三角高程網(wǎng)的精度，網(wǎng)中應有一定數(shù)量的已知高程點，這些點由直接水準測量或水準聯(lián)測求得。為了盡可能消除地球曲率和大氣垂直折光的影響，每邊均應相向觀測。</p><p><b

8、>　　國家水準網(wǎng)</b></p><p>　　在全國領土范圍內(nèi),由一系列按國家統(tǒng)一規(guī)范布設和測定高程的水準點所構(gòu)成的網(wǎng)。又稱國家高程控制網(wǎng)。為國家經(jīng)濟建設、國防建設和科學研究提供地面點高程,也為天文大地網(wǎng)、地形圖測制提供高程控制。　　</p><p>　　國家水準網(wǎng)采用由高級到低級,分幾個等級布設,逐級控制、加密。各等級的水準路線構(gòu)成閉合環(huán)線。一、二等水準路線是高程控制網(wǎng)

9、的基礎,沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、坡度平緩的交通路線布設,用精密水準測量施測。一、二等水準路線定期重復測量,用以研究地殼垂直運動。為了計算觀測高差的有關改正,沿一、二等水準路線還要實施重力測量。三、四等水準路線加密一、二等水準網(wǎng),直接為地形圖測制提供高程控制?！　?lt;/p><p>　　為了建立全國統(tǒng)一的高程控制網(wǎng),必須確定一個水準基面,作為網(wǎng)中所有水準點高程的起算基準面,通常采用大地水準面作為水準基面,它是以沿海驗潮站長期

10、的海水面升降觀測結(jié)果取平均值而確定的。嚴格說來,以不同驗潮站所得的平均海面為基準來求同一水準點的高程,其結(jié)果各不相同。國家水準網(wǎng)一般采用一個驗潮站所確定的平均海面作為水準基面。并在驗潮站附近設置永久性水準原點,將水準基面可靠地標定在地面上,由精密水準測量測定這一原點對于驗潮站平均海面的高程,作為國家水準網(wǎng)推算高程的基準。 </p><p><b>　　邊角測量法</b></p>

11、<p>　　邊角測量法既觀測控制網(wǎng)的角度，又測量邊長。測角有利于控制方向誤差，測邊有利于控制長度誤差。邊角共測可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點，提高點位精度。在工程測量中，不一定觀測網(wǎng)中所有的角度和邊長，可以在測角網(wǎng)的基礎上加測部分邊長，或在測邊網(wǎng)的基礎上加測部分角度，以達到所需要的精度?！　?lt;/p><p>　　小三角測量是在小測區(qū)建立平面控制網(wǎng)的一種方法，它多用于小測區(qū)的首級平面控制或三、四等三角網(wǎng)以下的加密

12、，作為擴展直接用于地形測圖的圖根控制網(wǎng)(點)的基礎。此外，交會定點法也是加密平面控制點的一種方法。在2個以上已知點上對待定點觀測水平角,而求出待定點平面位置的，稱為前方交會法;在待定點對3個以上已知點觀測水平角，而求出待定點平面位置的，稱為后方交會法?！　?lt;/p><p>　　區(qū)域控制網(wǎng)同國家控制網(wǎng)相比較，前者控制面積較小，控制點的密度大，點位絕對誤差較小，精度較高。對于區(qū)域性平面控制網(wǎng)，根據(jù)測區(qū)面積、發(fā)展遠景、

13、因地制宜、經(jīng)濟合理的原則，在保證控制點的必要精度和密度的情況下，可以一次全面布網(wǎng)，也可以分級布網(wǎng)。分級布網(wǎng)通常先布設大范圍的首級網(wǎng)，再分階段進行低級控制點的加密。分級布網(wǎng)可以采用同一種測量方法，也可以采用不同的測量方法。設計時，應進行精度估算，測圖控制網(wǎng)要求全網(wǎng)的精度相對比較均勻。工程測量專用控制網(wǎng)，有時需在大范圍控制網(wǎng)內(nèi)部建立較高精度的局部控制網(wǎng)。　　</p><p>　　區(qū)域控制網(wǎng)一般在國家控制網(wǎng)下加密，或以

14、國家控制網(wǎng)為起算數(shù)據(jù)，以便統(tǒng)一坐標系統(tǒng)。若測區(qū)內(nèi)無已知控制點可以利用時，可在網(wǎng)中任選一點用天文測量方法觀測其經(jīng)緯度，換算成高斯-克呂格爾直角坐標,作為起算坐標。又觀測該點至另一點的天文方位角，將其換算成坐標方位角，作為起算方位角。在個別情況下，小測區(qū)也可采用假定坐標和磁北定向。三角網(wǎng)所需的起始邊長可用測距儀器直接測出?！　?lt;/p><p>　　當測區(qū)面積較小時，可將其視為平面。但在較大的區(qū)域內(nèi)，則需考慮地球曲率的

15、影響。為了合理的處理長度投影變形，應適當選擇投影帶和投影面。觀測成果一般應歸化到參考橢球面（或大地水準面）上，并按高斯正形投影計算3°帶內(nèi)的平面直角坐標,以便盡量與國家坐標系統(tǒng)一致，有利于成果、成圖的相互利用。當測區(qū)平均高程較大時，為了使成果與實地相符，應采用測區(qū)平均高程面作為投影面。當測區(qū)中部遠離 3°帶中央子午線時，應以測區(qū)中部子午線為中央子午線，采用任意帶高斯正形投影（見高斯－克呂格爾平面直角坐標系）?！　」こ?/p>

16、測量中的專用控制網(wǎng)，往往在某些方面有其特殊要求。在滿足這一要求的前提下，可以有若干個不同的布網(wǎng)方案提供選擇。隨著計算工具的發(fā)展，可以應用最優(yōu)化方法的理論確定最佳的設計方案。 </p><p><b>　　平差計算</b></p><p>　　建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)時，為了進行檢核和提高精度，常有一定數(shù)量的多余觀測。對觀測值按最小二乘法原理進行平差計算，消除各觀測值

17、之間的矛盾，求得最可靠的結(jié)果和評定測量結(jié)果的精度。對于觀測精度較低的控制測量，可采用近似法進行平差計算。 </p><p><b>　　平差原理</b></p><p>　　測量平差是用最小二乘法原理處理各種觀測結(jié)果的理論和計算方法。測量平差的目的在于消除各觀測值間的矛盾，以求得最可靠的結(jié)果和評定測量結(jié)果的精度。任何測量，只要有多余觀測，就有平差的問題。 </p

18、><p><b>　　平差目的</b></p><p>　　為了提高成果的質(zhì)量，處理好測量中存在的誤差問題，要進行多余觀測，有了多余觀測，勢必在觀測結(jié)果之間產(chǎn)生矛盾，測量平差目的就在于消除這些矛盾而求得觀測量的最可靠的結(jié)果，并評定測量成果的精度。</p><p><b>　　平差應用 </b></p><p

19、>　　測量平差是德國數(shù)學家高斯于1821～1823年在漢諾威弧度測量的三角網(wǎng)平差中首次應用，以后經(jīng)過許多科學家的不斷完善，得到發(fā)展，測量平差已成為測繪學中很重要的、內(nèi)容豐富的基礎理論與數(shù)據(jù)處理技術之一。計量科學與測繪科學都是以物理學、數(shù)學及近代計算機科學為基礎的學科，本質(zhì)上兩者是相容、一致的。在計量學中，對測量不確定度給出的綜合的不確定性評價，此評價不但考慮了觀測時各種誤差因素的聯(lián)合影響，包括觀測時隨機效應的影響，一些系統(tǒng)效應的影

20、響，也考慮了測量時其他因素的影響，文章主要針對這一問題進行探討，旨在通過對“測量平差理論在計量中的應用”的本質(zhì)內(nèi)涵的深入探討，期望這一問題得到緩解或解決，最終的目的是便于測繪儀器校準工作的開展?！　?lt;/p><p>　　由于測量儀器的精度不完善和人為因素及外界條件的影響，測量誤差總是不可避免的。為了提高成果的質(zhì)量，處理好這些測量中存在的誤差問題，觀測值的個數(shù)往往要多于確定未知量所必須觀測的個數(shù)，也就是要進行多余觀

21、測。有了多余觀測，勢必在觀測結(jié)果之間產(chǎn)生矛盾，測量平差的目的就在于消除這些矛盾而求得觀測量的最可靠結(jié)果并評定測量成果的精度。測量平差采用的原理就是“最小二乘法”?！　?lt;/p><p>　　考慮函數(shù)是待定常數(shù)，如果在一直線上，可以認為變量之間的關系，但一般說來，這些點不可能在同一直線上。記，它反映了用直線來描述時，計算值與實際值產(chǎn)生的偏差。當然要求偏差越小越好，但由于可正可負，因此不能認為總偏差時，函數(shù)就很好地反映

22、了變量之間的關系，因為此時每個偏差的絕對值可能很大。為了改進這一缺陷，就考慮用來代替，但是由于絕對值不易作解析運算，因此，進一步用來度量總偏差。因偏差的平方和最小可以保證每個偏差都不會很大。于是問題歸結(jié)為確定中的常數(shù)和使為最小，用這種確定系數(shù)的方法稱為最小二乘法。　　</p><p>　　其精確定義可以從一組測定的數(shù)據(jù)中尋求變量之間的依賴關系,這種函數(shù)關系稱為經(jīng)驗公式。最小二乘法如何尋之間近似成線性關系時的經(jīng)驗公

23、式，假定實驗測得變量之間個數(shù) , ,…, ,則平面上,可以得個 ,這種圖形稱為“散點圖”,從圖中可以粗略看出這些點大致散落在某直線近旁,我們認之間近似為一線性函數(shù),下面介紹求解步驟，考慮函 ,其是待定常數(shù).如在一直線上,可以認為變量之間的關系 。但一般說來,這些點不可能在同一直線上. ,它反映了用直來描 ,時,計算與實際產(chǎn)生的偏差。當然要求偏差越小越好,但由可正可負,因此不能認為總偏時,函就很好地反映了變量之間的關系,因為此時每個偏差的

24、絕對值可能很大。為了改進這一缺陷,就考慮來代替。但是由于絕對值不易作解析運算,因此,進一步來度量總偏差。因偏差的平方和最小可以保證每個偏差都不會很大，于是問題歸結(jié)為確中的常 ,為最小，用這種方法確定系 ,的方法稱為最小二乘法。最小二乘法是一種數(shù)學優(yōu)化技術，它通過最小化誤差的平方和找到一組數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，是用最簡的方法求得一些絕對不可知的真值?！　?lt;/p><p>　　測繪中廣泛使用的測量平差法，是基于最小二乘

25、原理的測量數(shù)據(jù)處理方法，它是利用直接測量采集觀測數(shù)據(jù)（觀測向量），再利用此觀測數(shù)據(jù)（ 觀測向量）結(jié)合平差數(shù)學模型，對被測量結(jié)果進行估計的過程，估計方法采用“ 數(shù)理統(tǒng)計學” 中著名的“ 最小二乘法”。平差處理結(jié)果包括被測量的測量結(jié)果和表征此測量結(jié)果不確定性的標準差（中誤差）。測量平差法本質(zhì)上相當于對測量中的隨機誤差進行了有效的減弱（ 采集數(shù)據(jù)量越大， 減弱效果越好， 直到幾乎消除）， 對測量中不等權的非確定性系統(tǒng)誤差（ 即大小水平不一致的

26、非確定性系統(tǒng)誤差）進行了合理的分配，但對于測量中等權的非確定性系統(tǒng)誤差（即大小水平一致的非確定性系統(tǒng)誤差）沒有起到消除或減弱作用。所以，平差后所得的測量結(jié)果標準差（ 中誤差），只是表征了隨機效應導致的測量不確定性（ 度），是測量不確定度的隨機分量，為了完全表征測量結(jié)果不確定性（ 度）， 還需要考慮系統(tǒng)效應導致的不確定性（ 度） 并加以合成。　　</p><p>　　測量平差法雖然包括了一定的現(xiàn)場測量條件，但其測量

27、結(jié)果（平差結(jié)果）只是測得值所處范圍的一個參數(shù)（隨機誤差）。在計量學中，測量的目的是為了確定被測量的量值。測量不確定度就是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，測量結(jié)果表述必須同時包含賦予被測量的值及與該值相關的測量不確定度，才是完整并有意義的。用測量不確定度表征測量結(jié)果不確定性，既要考慮測量結(jié)果的系統(tǒng)誤差效應，又考慮了測量結(jié)果的隨機誤差效應，嚴格說還考慮了測量結(jié)果的模糊效應，所以測量不確定度具有嚴密的科學性與嚴謹性，是測量結(jié)果不確定性的精確描述。隨

28、機誤差（平差結(jié)果）是由于測量時的隨機因素或效應所引起的相對于被測量真值的偏差，這種隨機因素或效應，將導致重復測量時測量結(jié)果值的分散性。這說明，隨機誤差具有隨機不確定性，這種不確定性的具體特征就是值的分散性，隨機誤差應屬于隨機不確定性量，其數(shù)學期望（均值）為零?！　?lt;/p><p>　　以上討論了測量平差結(jié)果在計量學測量結(jié)果不確定度評定中，只是不確定度分量之一。因為，測量結(jié)果是被測量真值、系統(tǒng)誤差、隨機誤差（中誤差

29、）這三個量的合成，故其不確定性應由這三個量的不確定性決定，研究測量結(jié)果不確定度應由這三個量的不確定度著手。僅考慮隨機不確定性，是不全面不客觀的。 </p><p><b>　　附錄B 外文譯文</b></p><p>　　Significance and Methods of Control Survey</p><p>　　Control S

30、urvey In a certain area, for the geodesy, photogrammetry, topographic survey or engineering survey control network established by the measurements. Control measures included: ① Horizontal Control Survey is a control po

31、int for the determination of plane coordinates carried out; ② Leveling, elevation control points for the determination carried out; ③ dimensional control surveying, for the simultaneous determination of control point coo