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摘 要：开设测绘专业的高校基本都建立了校园测量控制网。学生在进行实验、实训时，均是采用各自的假定系统，彼此之间的测量成果不能进行检核。本文以江西科技学院校园测量控制网的建设为研究对象，重点介绍校园测量控制网的布设方案及实施方法，对土木工程相关专业的工程测量课程教学、竞赛等具有重要意义。
关键词：高校；工程测量；测量控制网；竞赛
随着我国科技的发展，新的仪器与设备不断出现，极大地提高了我国的测绘技术水平。全国各地凡设有测绘学科的高校，为了能跟上新技术的快速发展，逐步建成校园测量控制网，以此来满足高等技术人才培养的需求。同时，也是为了让学生能够在较短时间内掌握水准仪、全站仪、GPS、RTK、倾斜摄影等新仪器的技术要领。
一、测绘学科的教学特点
测绘学主要包括测量和制图两项内容，测绘学科是一门实践性学科，需要较强的技术性。测绘学科相对于其他学科而言具有自身的教学特点，主要为：（1）实验实训占教学很大的比重，学生需要在学习理论知识的同时，培养自己的动手能力和操作能力；（2）学校需提供适合实验实训教学开展的教学基地，否则无法进行实验操作。我校新设测绘工程本科专业，但并未建立校园测量控制网，学生在实验实训过程中不能获得符合限差的测绘成果，使得实践教学质量无法得到保障。
校园测量控制网是测绘教学的基础。在以前的测量观测过程中，外业观测数据基本是测量人员手动记录，有的采用了电子形式记录，获得的观测成果都是分散存储，缺乏有效的管理模式，最终导致在实际操作中无法综合利用控制点。
本文对校园测量控制网数字化建设进行研究，将建立好的控制网应用于教学中，实现测图绘图数字化，并进行校园地形图的拼接。
二、测区概况
江西科技学院位于南昌，坐落于瑶湖高校园区，占地面积198.7万平方米，建筑面积119.7万平方米。整个校园分为教学区和生活区。校园内绿化带较多，无固定测量实训基地，土建类学生进行测量实习实训等均在全校范围内进行。
三、校园测量控制网建设方案
校园测量控制网的布设根据“分级布设、逐级控制”的基本原则进行设计。校园内所布设的控制网需要满足所有测绘类课程的实验实训要求，包括测绘类专业与非测绘类专业的课程，我校非测绘类专业主要有土木工程、工程管理、建筑工程技术、工程造价四个专业。同时，还需要考虑工程测量技能大赛对控制网的需求，因此需要建设相关的模拟比赛场地。此次我校校园测量控制网主要分两级进行布设，校园内的起算基准以首级控制网为准，二级控制网在首级的基础上进行加密。首级平面控制点沿着学校的主干道共布设了19个点，依次进行编号。次级网在首级网的基础上进行了加密，主要涉及的区域为生态园、宿舍区、奥体体育场、蓝海大剧院。
1. 平面控制网的建设
综合考虑学校内的所有教学区和生活区的建筑物、道路后，在此基础上布设校园平面控制网，首级控制网布设为二级导线，采用单一闭合导线形式，次级网的密度和精度按照三级导线的要求设计，最终对所测数据进行近似平差获得平面控制点内业数据。所选用的仪器为工程测量实验室现有拓普康全站仪，坐标系统采用独立坐标系。
（1）平面控制测量的外业工作
第一步：踏勘、选点（造标）、埋石。外业进行导线选点时应遵循的原则为：所布设的相邻导线点之间的边长以及总的导线全长必须符合规范要求；所选的导线点尽量布设在坚硬的土质上，要便于后续测量的使用；相邻两点之间不应有遮挡物，否则不利于后续测量工作的开展；导线点附近要求开阔，后续要能够进行碎步测量；导线的边与边之间宜沿着平缓的道路、河堤等延伸，尽量避免突然大倾角延伸；相邻导线点之间的边长需要大致相等，不能长短不一；如果采用先进仪器进行观测，如电磁波测距仪，则需要避免电磁场的影响。
在校园内布置测量标志时，我们用钢钉直接钉在水泥路面上，并用红色油漆在地面上做好标志，将布设好的控制点作为全校整个控制网的框架，为后续教学、竞赛等提供服务。
第二步：测角、量边。
（2）平面控制测量的内业工作
第一，计算平差后的点位坐标、边长（或坐标反算边长）、坐标方位角。对外业测得的水平角和水平距离进行相关限差检核后，进行导线内业相关计算。進行自由网平差，用此来检验导线网相关内部的精度是否符合要求，最终求得各点的坐标。
第二，评定精度。二级导线：导线长度限差为2.4km，平均边长限差为0.25km，测角中误差限差为8″，测距中误差限差为15mm，测距相对中误差限差为1/14000，水平角测回数要求对于2秒级仪器为1测回，6秒级仪器为3测回，方位角闭合差限差为16√n秒（n为测站数），导线全长相对闭合差限差要小于等于1/10000；三级导线：导线长度限差为0.1km，平均边长限差为0.1km，测角中误差限差为12″，测距中误差限差为15mm，测距相对中误差限差为1/7000，水平角测回数要求对于2秒级仪器为1测回，6秒级仪器为2测回，方位角闭合差限差为24√n秒，导线全长相对闭合差限差要小于等于1/5000；如果在测区内进行测图时所绘图的比例尺最大的达到1：1000时，对于各级导线都可以放长，但是导线的最大长度不能超过规范规定的长度的两倍。
2. 高程控制网的建设
此次校园测量控制网里面的高程控制网不重新设点，直接采用已经布好的平面控制点当作高程控制点。此次高程控制网的观测精度按照三等进行，采用近似平差进行内业处理。仪器选用实验室自有DSZ3自动安平水准仪，高程系统采用假定高程系统。
三等水准测量外业一个测站上的观测顺序简称为后前前后（黑黑红红），即先瞄准后视尺读取水准尺上面下、上丝读数、中丝读数；然后旋转水准仪望远镜瞄准前视尺，同样读数读取下、上丝读数、中丝读数；再反转前视尺到红面，只读红面中丝读数；最后旋转望远镜瞄准后视尺红面，读取红面中丝读数。 三等水准测量的技术指标主要为：要求视距要小于等于75m，高差闭合差对于平地为±12√L（L为水准路程总长）、山区为±4√n（n为水准路线测站总数），对于视线高度要求三丝能读数，前后视距差小于等于2.0米，前后视距累积差小于等于5.0米，黑、红面读数差小于等于2.0mm，黑紅面所测得高度之差小于等于3.0mm。在实际观测过程中凡是出现了结果超出规定限差要求的均需要重新进行观测；如果是在观测过程中某一测站出现限差超限的，则需要在发现后重新进行观测；如果是已经搬站后才发现的，就得从水准点或者转点重新测量；若因测段往返高差出现超限，需要按照可靠性较小的往测或者返测重新进行整测段外业观测。
在外业进行水准测量时，及时进行各测站检核和计算检核，外业完成后进行成果检核和内业平差计算，最终平差处理求得各点的高程。
四、控制网在实训中的应用
无论是测绘类学生还是非测绘类学生，熟练掌握测量技术至关重要。测量课程包括理论课与实践课，而更注重实践课的教学，注重学生动手能力和实操能力的培养。我校土木工程测量综合实习分勘测设计阶段大比例尺地形图测绘、施工阶段的定位放线测量，分别在土木工程测量课堂教学结束后进行，实习时间安排为1～2周。以前实习都是各班各组建立各自独立的坐标系统和假定高程系统，无法进行地形图拼接，学生出现错误也无法及时发现。在布设了校园测量控制网后，所有实验实训均在此网基础上进行，使学生在校期间模拟工程勘测设计、施工建设、运营管理的全工程测量工作，等毕业时参加工作能够达到零距离上岗。
我校目前主要参加的工程测量技能大赛为江西省大学生科技创新与职业技能竞赛，此赛项的主要竞赛内容包括闭合水准测量、全站仪坐标放样，主要内容要求如下：
1. 闭合水准测量
大赛规定，所有参赛的小组需要独立完成一条闭合水准路线的测量工作，闭合水准路线由6个水准点组成，并且这6个点大赛组已规定了第一点为已定点，其余5点为待定点。观测的精度等级按照四等水准测量的等级进行，外业观测的所有限差必须符合要求。完成外业观测后，需进行内业计算，最终成果检核同样要符合精度的需求。大赛同时规定在外业观测过程中每人最少观测并且记录一站，并在规定的时间内完成。
2. 全站仪坐标放样
全站仪坐标放样比赛要求各参赛小组的学生在有限的时间内，按照赛委提供的各已知点坐标进行放样，所使用的全站仪全部为国产全站仪，不能带有激光功能。根据提供的两个定向点，将三个待放点在地面上标定出来。所有点放样完后，需要对三点组成的三角形内角以及三角形边长进行观测，内角的观测采用测回法一测回进行观测，对于边长采用往返观测。所有值观测完后需对角度进行平差计算，边长在往返测后取平均值为最终值。同水准测量一样，放样可由一人完成，但角度、边长的观测要求每人至少观测一站并完成记录工作。
校园测量控制网的建立，为学生参加比赛创造了条件，学生能够在比赛时快速进入状态。通过参加比赛，有利于学生提升实际操作能力。
参考文献：
[1]王宁.校园测量控制网数字化建设的规划与实施[D].阜新：辽宁工程技术大学，2013.
[2]娄宁.非测绘专业“工程测量”课程有效教学方法的实施[J].测绘标准化，2014（4）：44-45.
[3]王淑慧.土木工程测量[M].武汉：武汉大学出版社，2014.
[4]朱宝.高职校园数字化测量控制网构建方法的研究[J].西昌学院学报自然科学版，2015，29（2）：52-54.
[5]郝光荣，赵同龙，赵吉涛，等.基于不同专业的校园测量控制网的优化设计[J].山东建筑大学学报，2007（2）：185-188.
关键词：高校；工程测量；测量控制网；竞赛
随着我国科技的发展，新的仪器与设备不断出现，极大地提高了我国的测绘技术水平。全国各地凡设有测绘学科的高校，为了能跟上新技术的快速发展，逐步建成校园测量控制网，以此来满足高等技术人才培养的需求。同时，也是为了让学生能够在较短时间内掌握水准仪、全站仪、GPS、RTK、倾斜摄影等新仪器的技术要领。
一、测绘学科的教学特点
测绘学主要包括测量和制图两项内容，测绘学科是一门实践性学科，需要较强的技术性。测绘学科相对于其他学科而言具有自身的教学特点，主要为：（1）实验实训占教学很大的比重，学生需要在学习理论知识的同时，培养自己的动手能力和操作能力；（2）学校需提供适合实验实训教学开展的教学基地，否则无法进行实验操作。我校新设测绘工程本科专业，但并未建立校园测量控制网，学生在实验实训过程中不能获得符合限差的测绘成果，使得实践教学质量无法得到保障。
校园测量控制网是测绘教学的基础。在以前的测量观测过程中，外业观测数据基本是测量人员手动记录，有的采用了电子形式记录，获得的观测成果都是分散存储，缺乏有效的管理模式，最终导致在实际操作中无法综合利用控制点。
本文对校园测量控制网数字化建设进行研究，将建立好的控制网应用于教学中，实现测图绘图数字化，并进行校园地形图的拼接。
二、测区概况
江西科技学院位于南昌，坐落于瑶湖高校园区，占地面积198.7万平方米，建筑面积119.7万平方米。整个校园分为教学区和生活区。校园内绿化带较多，无固定测量实训基地，土建类学生进行测量实习实训等均在全校范围内进行。
三、校园测量控制网建设方案
校园测量控制网的布设根据“分级布设、逐级控制”的基本原则进行设计。校园内所布设的控制网需要满足所有测绘类课程的实验实训要求，包括测绘类专业与非测绘类专业的课程，我校非测绘类专业主要有土木工程、工程管理、建筑工程技术、工程造价四个专业。同时，还需要考虑工程测量技能大赛对控制网的需求，因此需要建设相关的模拟比赛场地。此次我校校园测量控制网主要分两级进行布设，校园内的起算基准以首级控制网为准，二级控制网在首级的基础上进行加密。首级平面控制点沿着学校的主干道共布设了19个点，依次进行编号。次级网在首级网的基础上进行了加密，主要涉及的区域为生态园、宿舍区、奥体体育场、蓝海大剧院。
1. 平面控制网的建设
综合考虑学校内的所有教学区和生活区的建筑物、道路后，在此基础上布设校园平面控制网，首级控制网布设为二级导线，采用单一闭合导线形式，次级网的密度和精度按照三级导线的要求设计，最终对所测数据进行近似平差获得平面控制点内业数据。所选用的仪器为工程测量实验室现有拓普康全站仪，坐标系统采用独立坐标系。
（1）平面控制测量的外业工作
第一步：踏勘、选点（造标）、埋石。外业进行导线选点时应遵循的原则为：所布设的相邻导线点之间的边长以及总的导线全长必须符合规范要求；所选的导线点尽量布设在坚硬的土质上，要便于后续测量的使用；相邻两点之间不应有遮挡物，否则不利于后续测量工作的开展；导线点附近要求开阔，后续要能够进行碎步测量；导线的边与边之间宜沿着平缓的道路、河堤等延伸，尽量避免突然大倾角延伸；相邻导线点之间的边长需要大致相等，不能长短不一；如果采用先进仪器进行观测，如电磁波测距仪，则需要避免电磁场的影响。
在校园内布置测量标志时，我们用钢钉直接钉在水泥路面上，并用红色油漆在地面上做好标志，将布设好的控制点作为全校整个控制网的框架，为后续教学、竞赛等提供服务。
第二步：测角、量边。
（2）平面控制测量的内业工作
第一，计算平差后的点位坐标、边长（或坐标反算边长）、坐标方位角。对外业测得的水平角和水平距离进行相关限差检核后，进行导线内业相关计算。進行自由网平差，用此来检验导线网相关内部的精度是否符合要求，最终求得各点的坐标。
第二，评定精度。二级导线：导线长度限差为2.4km，平均边长限差为0.25km，测角中误差限差为8″，测距中误差限差为15mm，测距相对中误差限差为1/14000，水平角测回数要求对于2秒级仪器为1测回，6秒级仪器为3测回，方位角闭合差限差为16√n秒（n为测站数），导线全长相对闭合差限差要小于等于1/10000；三级导线：导线长度限差为0.1km，平均边长限差为0.1km，测角中误差限差为12″，测距中误差限差为15mm，测距相对中误差限差为1/7000，水平角测回数要求对于2秒级仪器为1测回，6秒级仪器为2测回，方位角闭合差限差为24√n秒，导线全长相对闭合差限差要小于等于1/5000；如果在测区内进行测图时所绘图的比例尺最大的达到1：1000时，对于各级导线都可以放长，但是导线的最大长度不能超过规范规定的长度的两倍。
2. 高程控制网的建设
此次校园测量控制网里面的高程控制网不重新设点，直接采用已经布好的平面控制点当作高程控制点。此次高程控制网的观测精度按照三等进行，采用近似平差进行内业处理。仪器选用实验室自有DSZ3自动安平水准仪，高程系统采用假定高程系统。
三等水准测量外业一个测站上的观测顺序简称为后前前后（黑黑红红），即先瞄准后视尺读取水准尺上面下、上丝读数、中丝读数；然后旋转水准仪望远镜瞄准前视尺，同样读数读取下、上丝读数、中丝读数；再反转前视尺到红面，只读红面中丝读数；最后旋转望远镜瞄准后视尺红面，读取红面中丝读数。 三等水准测量的技术指标主要为：要求视距要小于等于75m，高差闭合差对于平地为±12√L（L为水准路程总长）、山区为±4√n（n为水准路线测站总数），对于视线高度要求三丝能读数，前后视距差小于等于2.0米，前后视距累积差小于等于5.0米，黑、红面读数差小于等于2.0mm，黑紅面所测得高度之差小于等于3.0mm。在实际观测过程中凡是出现了结果超出规定限差要求的均需要重新进行观测；如果是在观测过程中某一测站出现限差超限的，则需要在发现后重新进行观测；如果是已经搬站后才发现的，就得从水准点或者转点重新测量；若因测段往返高差出现超限，需要按照可靠性较小的往测或者返测重新进行整测段外业观测。
在外业进行水准测量时，及时进行各测站检核和计算检核，外业完成后进行成果检核和内业平差计算，最终平差处理求得各点的高程。
四、控制网在实训中的应用
无论是测绘类学生还是非测绘类学生，熟练掌握测量技术至关重要。测量课程包括理论课与实践课，而更注重实践课的教学，注重学生动手能力和实操能力的培养。我校土木工程测量综合实习分勘测设计阶段大比例尺地形图测绘、施工阶段的定位放线测量，分别在土木工程测量课堂教学结束后进行，实习时间安排为1～2周。以前实习都是各班各组建立各自独立的坐标系统和假定高程系统，无法进行地形图拼接，学生出现错误也无法及时发现。在布设了校园测量控制网后，所有实验实训均在此网基础上进行，使学生在校期间模拟工程勘测设计、施工建设、运营管理的全工程测量工作，等毕业时参加工作能够达到零距离上岗。
我校目前主要参加的工程测量技能大赛为江西省大学生科技创新与职业技能竞赛，此赛项的主要竞赛内容包括闭合水准测量、全站仪坐标放样，主要内容要求如下：
1. 闭合水准测量
大赛规定，所有参赛的小组需要独立完成一条闭合水准路线的测量工作，闭合水准路线由6个水准点组成，并且这6个点大赛组已规定了第一点为已定点，其余5点为待定点。观测的精度等级按照四等水准测量的等级进行，外业观测的所有限差必须符合要求。完成外业观测后，需进行内业计算，最终成果检核同样要符合精度的需求。大赛同时规定在外业观测过程中每人最少观测并且记录一站，并在规定的时间内完成。
2. 全站仪坐标放样
全站仪坐标放样比赛要求各参赛小组的学生在有限的时间内，按照赛委提供的各已知点坐标进行放样，所使用的全站仪全部为国产全站仪，不能带有激光功能。根据提供的两个定向点，将三个待放点在地面上标定出来。所有点放样完后，需要对三点组成的三角形内角以及三角形边长进行观测，内角的观测采用测回法一测回进行观测，对于边长采用往返观测。所有值观测完后需对角度进行平差计算，边长在往返测后取平均值为最终值。同水准测量一样，放样可由一人完成，但角度、边长的观测要求每人至少观测一站并完成记录工作。
校园测量控制网的建立，为学生参加比赛创造了条件，学生能够在比赛时快速进入状态。通过参加比赛，有利于学生提升实际操作能力。
参考文献：
[1]王宁.校园测量控制网数字化建设的规划与实施[D].阜新：辽宁工程技术大学，2013.
[2]娄宁.非测绘专业“工程测量”课程有效教学方法的实施[J].测绘标准化，2014（4）：44-45.
[3]王淑慧.土木工程测量[M].武汉：武汉大学出版社，2014.
[4]朱宝.高职校园数字化测量控制网构建方法的研究[J].西昌学院学报自然科学版，2015，29（2）：52-54.
[5]郝光荣，赵同龙，赵吉涛，等.基于不同专业的校园测量控制网的优化设计[J].山东建筑大学学报，2007（2）：185-188.