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摘 要：控制网对于大大小小的工程上都有应用,有全球控制网、全国控制网、城市控制网、工程控制网等等,对于如何合理有效的布设控制网已经变成布设最优网的问题,文章介绍了控制网优化设计的概念及分类,并阐述了控制网优化设计的方法,最后还举例说明控制网优化对于精度的提高有着很好的效果,控制网优化设计越来越受到重视,如何用最少的钱布最优的网是优化设计的核心思想.
关 键 词：控制网优化；工程控制网
进行测量的原则是先控制后碎部,可见控制网在测量里的重要程度,一个控制网的建立需要设计、外业观测、内业计算与平差、成果验算等环节,所以要设计一个控制网并不是那么简单的事情,它需要在设计的过程中寻求一个最合理方案,既能满足精度又减少了成本.这就需要研究控制网优化设计这个问题,下面就阐述控制网优化设计.
一、控制网优化设计
1.如何优化设计控制网的简单分类
控制网应用于工程上优化设计分类是根据已经定好的准确性,费用情况以及可靠性能等一些量化指标下,用来满足设计最满意以及合理的方案.优化设计控制网我们可以简单分为基准设计；图形设计；权设计和加密设计四大类.
①基准设计又叫做零类设计.零类设计即是基准的选择问题,基准可认为是控制网的起始数据差基准可以认为就是给控制网的平差提供一组必要的起始数据,起始数据的不同会影响布网的精度.
②图形设计又叫一类设计.一类设计是解决网形优化问题,即在客观地形和工程条件下,寻求点位的最优布设与观测值的最好的切合.
③权设计又叫二类设计.就是在网的网形已经确定的和控制网的精度要求的状况下,来做观察工作量的一个最佳的分配（权分配）用来决定每个观测值的最终精度（权）,目的是确定每种观测手法得到合理组合.
④加密设计也叫做三类设计.简单地说就是对现在已经有的设计以及已经有的网来行改进,而且引入附加的观测值或者附加的点,以至于史点位出现移动或者增、删,观测值的增、删或精度改变.
2.优化设计控制网的目的与意义
控制网优化设计的目的在于保证控制网的精度前提下减少开支,提高控制网的精度不是一味的布设高等级精度的控制网,花费大量的人力、物力、财力,而是从调整控制网的观测量、选择不同的基准,不知不同的网形这些要素来提高控制网的精度,这就在节省费用的同时可以布设出精度相对较高的网形,在布设控制网时如果只重视外业观测和内业计算,而不重视前期的设计阶段,或者对于设计只是草草了事,那么控制网的布设将会是事半功倍,如果能运用控制网优化设计的方法,在设计中选择最佳方案,那么将会事倍功半.
二、控制网优化设计的方法
优化控制网的方法可以简单划分为两类：机助的设计法和解析的法设计法.
机助的设计方法机助设计法我们也叫他模拟法设计,对那些已经基本确定的网形和观测的精度,模拟一组原始的数据和观测值用来输入计算机,计算没有知道的函数及其参数的准确度,估算成本.然后与预定的精度要求,成本约束,可靠性约束进行对比；如若达到预期的目标,便采用此方案,如果没有达到便对对控制网的基准、网型、观测精度等进行修正,直到获得符合各项设计要求的较理想的设计方案.
机助法设计优点是设计的计算简单,并且有作业人员的参与即可得到可行性的方案.其缺点是费时,计算的结果没有解析法的精密计而且算量较大,这在严格意义上来讲可能不是最优解.机助法设计法适用于除零类设计之外的各种设计.
解析的设计方法解析的设计方法就是我们用好多种设计的标准（可靠的性能,费用的标准,准确度的标准等）用数学的方式作为目标函数和约束条件,然后解出设计参数,得到最优的设计.简单地说就是首先去建立设计的问题的数学模型,再用我们认为适当的算法来求出最优的解.
从上面的总结可以看出解析法设计优点是可以得到较为严密的最优解,缺点是建立有效的数学模型比较有难度,而且得出的最后结论不排除出现不可行的可能.解析设计的方法可以说适合各种各样不同的问题,特别是可以适合基准设计.
三、布设工程控制网的时候优化控制网设计的作用
对某一道路布设平面控制网,控制网的布设形式为三角网,从控制网的基准设计、网形设计来对其进行精度比较,也就是说在不增加费用的前提下,对控制网的基准和网形进行设计提高控制网的精度.
方案一：没有联测高等级的控制点,观测量只有角度,方案二：为了减少误差传播,把控制网和高等级的国家控制点联测,观测时加测最弱点和已知点之间的边长.用误差椭圆表示点位中误差,方案一和方案二的最弱点点位误差椭圆和相对点位误差椭圆的结果如表1所示.
从表中可以看出方案二的精度要高于方案一的精度,而且在加测了最弱点到已知点的三条边之后网的纵向误差减小了很多.根据方案一和方案二较,可以得出对于控制网的不同设计,精度也是不同的,所以在布网之前对网的基准、网形和观测量进行调整,就可以得到不一样的精度.