第二节 施工控制网布设
施工控制网分为平面控制网和高程控制网。淤地坝大多建于地形起伏较大的黄土丘陵沟壑区，且大都在10km2的范围内建立控制网，为小区域控制网。在这个范围内，水准面可视为水平面，不需要将测量成果化算到高斯平面上，而是采用直角坐标，直接在平面上计算坐标。小区域控制网在建网时，应尽量与国家已建立的高级控制网连测，将高级控制点的坐标作为小区域控制网的起算数据。如果附近没有国家控制网，或虽有但不便连测时，也可建立独立控制网。独立控制网的起算坐标可自行假定，作定向用的起始坐标方位角，可用测区中央的磁方位角代替。
平面控制网用小三角网布设；高程控制网一般用三、四等水准测量和三角高程测量建立。
一、平面控制网的建立
所谓三角网测量，是将测区内的控制点相互连接成三角形而构成三角网，然后观测所有三角形的各内角，且测得少数几条边长（又称起始边或基线）的长度，用近似平差的方法计算出各三角点的平面坐标，而小三角网测量是小范围内进行的且各三角形边长布设得较短的三角测量。
（一）小三角网的布设形式
小三角网测量的测角工作量大，而测距工作量小，适用于山区、丘陵等用钢尺量距较困难的地方。根据测区的地形条件、已有高级控制点的分布情况及工程要求，小三角网可布设成以下几种形式：
1）单三角锁如图2-1所示，由一系列两两连的三角形沿一个方向延伸，首尾两端各布设一条基线。图中AB、CD为基线。
图2-1 单三角锁
图2-2 线形三角锁
2）线形三角锁如图2-2所示，在两高级控制点A、B之间布设的一系列两两相连的三角形。图中AB亦为基线。
3）中点多边形如图2-3所示，由控制点构成一多边形内有一中心A，且将中点A点各控制点相连。图中AB为基线。
图2-3 中点多边形
图2-4 大地四边形
4）大地四边形如图2-4所示，由四个控制点构成的一四边形，且将不相邻的两两控制点相连。图中AB为基线。
根据测区大小、工程规模及精度要求的不同，可将小三角测量分为一、二级小三角测量及图根小三角测量，它们的主要技术要求见表2-1。
表2-1 小三角测量主要技术要求
（二）小三角网测量外业
小三角测量的外业工作有：踏勘选点及建立标志、测量起始边（基线）、观测水平角。
1.踏勘选点及建立标志
首先搜集测区内已有的地形图和控制点的成果资料，并在图上设计布网方案，然后到外实地去踏勘并选点位。
图2-5 永久性标志
选点时，要将点选在视野开阔、土质坚实、通视良好、作业安全、易于保存处，且使各三角形的各内角在30°～120°的范围之内，最好以60°左右为宜，各边长大致相等。另外，若起始边（基线）采用精密量距法测量，则应选在地势平坦处。
小三角点选定后，应及时进行统一编号，并绘制“点之记”，同时在地面上埋设标志，其标志与导线点的标志类似，亦分永久性标志和临时性标志两种（参见图2-5和图2-6）。小三角点的照准标志，一般采用标杆，个别通视困难的点，可建立简易觇标。
图2-6 临时性标志
2.测量起始边（基线）
测量起始边可采用光电测距或钢尺精密量距，其测量的精度必须符合表2-1的规定要求。
3.观测水平角
观测水平角是小三角测量外业的主要工作，观测方法主要用测回法和方向观测法，其测量的精度应满足表2-1的规定要求。
（三）小三角网测量内业
小三角测量内业计算的目的是通过处理外业所测的起始边和水平角，消除它们的测量误差，最后算得各小三角点的平面坐标。其计算步骤为：绘制计算略图、角度闭合差的计算与调整、边长闭合差的计算与调整、小三角点的坐标计算。具体过程可参考有关专业测量书籍。
二、高程控制网的建立
小区域高程控制测量分水准测量和三角高程测量两种。三角高程测量适用于地面高低起伏较大情况，水利水电工程一般多用三角高程测量，下面主要介绍三角高程的测量方法。
（一）三角高程测量原理
简言之，三角高程测量是根据两点间的水平距离和竖直角来计算这两点间的高差。如图2-7所示，已知点A的高程HA，现欲求点B的高程，因经纬仪测出觇标的竖直角α，同时量出点A至经纬仪横轴的高度i，点B至觇标的高度υ，另外，若已知（或测出）A、B两点的间水平距离D，则可求得A、B两点间的高差hAB：
图2-7 三角高程测量
则B点的高程为：
（二）技术要求
采用三角高程测量作高程控制时，控制点之间的水平距离一般已推算（或测量）出来。因此，这里所介绍的三角高程测量的技术要求，主要是针对竖直角测量的技术要求，将其列于表2-2中。
表2-2 竖直角测量的技术要求
注 表中D为各边的水平距离，以km计。
三、经纬仪交会法定位（一）概述
当进行平面控制测量时，如果导线点或小三角点的密度不能满足测图或工程需要时，还可采用经纬仪交会法进行单点（或两点）加密。
图2-8 经纬仪交会
经纬仪交会法分前方交会、侧方交会和后方交会三种。如图2-8所示，图2-8（a）为前方交会，它是在两个已知点A、B上安置经纬仪测出水平角α、β，从而算得P点的平面坐标。图2-8（b）为侧方交会，它是在被测点P上和一个已知点（例如点A）上安置经纬仪，测出水平角α、γ，从而算得P点的平面坐标。图2-8（c）为后方交会，它是在被测点P上安置经纬仪，照准三个已知点，测出水平角α、β，从而算得P点的平面坐标。
具体采用哪一种交会法观测，需视实际情况而定。如果在已知点易于安置仪器，即可选用前方交会；如果不便于在已知点上安置仪器，则可考虑采用侧方交会或后方交会。
为了提高交会精度，在选用交会法的同时，还要注意交会图形的好坏。一般情况下，当交会角（被测点与已知点所成的水平角，如图2-8（a）中的∠APB）接近于90°～100°时，其交会精度最高。另外，对于后方交会，如果被测点P恰好位于由三个已知点所决定的圆周上时，如图2-9所示，则P点的坐标将无法解算出（因在这个圆周上任意一点与这三个已知点构成的水平角都等于α、β），因此这个圆被称为危险圆。故在选择后方交会图表时，应尽量避免此圆。
图2-9 危险圆
图2-10 前方交会示意图
（二）常用前方交会计算公式推导
如图2-10所示，
则
分子分母均除以sinα sinβ：
则
即
同理可得：
