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摘要 常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量控制网，控制的范围小，控制点密度大，精度要求高；文中推导了微网的技术要求，介绍了某核电厂施工测量中有关微型控制网的优化设计、精度估算、观测方法等问题。所用方法在实践中取得了满意的结果。
关键词核电厂 微型控制网优化设计 精度
1、前言
常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量控制网，由布设在厂房基础底板上的多个测量标志构成，作为常规岛工程和各个子项工程厂房内部的施工和安装定位，设备安装测量、变形监测及局部控制网加密的依据。根据《B.T.S10.12》①中对大型动力设备基础预埋螺栓的施工要求，控制网最弱点位精度不得低于±2 ，坐标分量精度、≤±1.4。
核电微型控制网较常规控制网具有如下特点：
1) 控制的范围小，控制点密度大，精度要求高；
2) 使用頻繁，对控制点的稳定性、使用的方便性要求较高；
3) 受施工干扰较多，通视条件、点位密度要求较高；
4）变长变化大，最大边长达到100以上，最小边长达到4以下，网型的优化设计显得非常重要；
5) 采用施工坐标系统，方便使用。
由于核电厂微网具有上述特征，因此需要周密计划、详细到现场踏勘，进行详细的优化设计，认真仔细的观测，才能达到规格要求。
2、微网的布设及优化
微网由固定在各厂房基础底板上的若干个平面控制标志和多个竖向控制标志构成,平面控制标志为焊有锚杆的100×100×6的不锈钢盘，盘上钻有一个直径2的孔洞表示其平面控制点的准确位置，以确保各项工程建设施工放样，设备安装定位，调试、运行期间设备变形监测的高程控制和相关检核。
由于微网受现场情况影响较大，长短边相差悬殊，最小角度也不好控制，因此在观测之前做好优化设计工作。测量控制网的优化设计问题一般分为两类；一类是在给定控制点精度要求的约束条件下力求观测成本最低，称为一类优化; 二类是在观测条件和设备的约束条件下，力求控制点精度最高，称为二类优化。因为核电厂的建设对工程质量的要求特别高，强
调“质量第一、安全第一”的方针，因此在工程质量和经济效益相矛盾时，往往宁可舍弃经济效益也要确保工程质量。因此，本文中笔者着重讨论第二类优化，即把追求网的精度和可靠性放在第一位。
一般来说，优化的方法包括以下两种：一是图形设计，就是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的点位布置和最合理的观测值数目。根据图形条件，模拟观测值，推算出最弱点点位中误差和最弱边长相对中误差，和设计值作比较，如果达不到要求的话，适当该变图形强度，以达到提高最弱点 精度的目的。
图1是某核电厂常规岛微网布置图，由于外墙的遮挡，微网点只能和部分已知点通视，可以看出靠近两厂房中间部位的微网点点位精度比较差。因此，笔者在适当位置增加了几个点，用于加强图形强度，增加网的可靠性。
图1某核电厂常规岛微网布置图
第二种方法是权设计，即在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，进行观测工作量的最佳分配，决定各观测值的权，使各种观测手段得到合理组合。根据现场实际情况，测角误差来源主要有以下几方面：照准误差，仪器本身误差，因为微网测量时，镜站和测站都要用投点仪精密对中，即使如此，还存在对中误差。边长较短时，仪器、觇标对中误差对测角的影响较大，成为主要误差来源，如图2所示：
图2对中误差对测角的影响示意图
仪器、觇标对中误差引起的测角误差可以用以下公式计算：
（2-1）
式中：、为测站至、点的边长；
、为觇标在A、B点的对中线量误差；
为觇标在A、B点的对中线量误差；
为、、夹角；
取常规岛微网平均边长为20，即=20，===0.2，=180℃时，，=3.5726〞。人眼的识别角度为60〞，望远镜放大倍数为30倍，则照准误差=2〞，=0.5〞（LeicaTC2003 标称精度），则测角中误差为：
=4.12〞（2-2）
三角形最大闭合差为，即14″。因此，常规岛微网的技术指标见表1 ：
表1 常规岛微网测量主要技术要求
3、微网的施测方法
水平角测量采用全圆方向法，使用TCA2003全站仪测两个测回，每半个测回每方向3次照准读数取平均值，测角精确到，各方向值取两个测回的平均值，由于边长变化范围比较大，各方向在盘左测量完成之后，应紧接着进行盘右的观测，以避免反复调焦对精度造成影响。垂直角观测用TCA2003全站仪测2 测回，每半测回3次照准读数取平均值，测角精确到，各方向垂直角值取两个测回平均值。边长观测用TCA2003全站仪测2 测回，每半测回照准一次5次读数取平均值，距离测量精确到0.1；在测距的同时测定仪器高、温度、气压、相对湿度。仪器高测定精确到1，温度精确到10℃，相对湿度精确到1%；各边长进行对向观测，并对其斜距进行气象、加常数、倾斜、规划改正，测距精确到0.1；计算即精确到0.1 。
4、平差计算及精度评定
微网的平差采用间接平差法，平差前应估算验前角度单位权中误差和验前距离单位权中
误差，验前角度单位权中误差可以用下面公式计算：
（2-3） 式中：——三角形闭合差(″)；
——三角形的个数。
验前距离单位权中误差可以按照下面公式计算：
（2-4） 式中：——各边往、返测的距离较差 ()；
——测距边数；
——各测距边的先验权，其值为，为测距的先验中误差，可按测距仪的标称精度计算。
验前单位权中误差和验后单位权中误差是评价观测质量好坏的重要指标，如果验后单位权中误差大于验前单位权中误差，说明观测质量并不可靠。
5、总结
经过平差计算，最大点位误差为1，最小点位误差为0.7，平均点位误差为0.8，最大边长比例误差 = 18000，满足微网技术要求。从计算分析来看，测距误差对平差结果的影响很大，因此，、提高测距精度有利于提高微网的整体精度。起算数据误差对网的影响也比较大，因此要选择相互之间符合性比较小，点间相对误差比较小的已知点作为起算点。
参考文献：
[1] 孔祥元，梅是义主编. 控制测量学（第二版）. 武汉：武汉大学出版社，2003.7
[2] 武汉测绘科技大学《测量学》编写组编著（第三版）. 北京：测绘出版社，1991.6
[3] 工程测量规范 GB 50026-2007 .北京：中国计划出版社，2008.4
①B.T.S10.12，是核岛土建技术规格书，是核电内部执行标准。
作者简介：孙永旺（1979~），男，硕士，从事电力工程勘察设计工作。
关键词核电厂 微型控制网优化设计 精度
1、前言
常规岛微网是由次级网确定的精密工程测量控制网，由布设在厂房基础底板上的多个测量标志构成，作为常规岛工程和各个子项工程厂房内部的施工和安装定位，设备安装测量、变形监测及局部控制网加密的依据。根据《B.T.S10.12》①中对大型动力设备基础预埋螺栓的施工要求，控制网最弱点位精度不得低于±2 ，坐标分量精度、≤±1.4。
核电微型控制网较常规控制网具有如下特点：
1) 控制的范围小，控制点密度大，精度要求高；
2) 使用頻繁，对控制点的稳定性、使用的方便性要求较高；
3) 受施工干扰较多，通视条件、点位密度要求较高；
4）变长变化大，最大边长达到100以上，最小边长达到4以下，网型的优化设计显得非常重要；
5) 采用施工坐标系统，方便使用。
由于核电厂微网具有上述特征，因此需要周密计划、详细到现场踏勘，进行详细的优化设计，认真仔细的观测，才能达到规格要求。
2、微网的布设及优化
微网由固定在各厂房基础底板上的若干个平面控制标志和多个竖向控制标志构成,平面控制标志为焊有锚杆的100×100×6的不锈钢盘，盘上钻有一个直径2的孔洞表示其平面控制点的准确位置，以确保各项工程建设施工放样，设备安装定位，调试、运行期间设备变形监测的高程控制和相关检核。
由于微网受现场情况影响较大，长短边相差悬殊，最小角度也不好控制，因此在观测之前做好优化设计工作。测量控制网的优化设计问题一般分为两类；一类是在给定控制点精度要求的约束条件下力求观测成本最低，称为一类优化; 二类是在观测条件和设备的约束条件下，力求控制点精度最高，称为二类优化。因为核电厂的建设对工程质量的要求特别高，强
调“质量第一、安全第一”的方针，因此在工程质量和经济效益相矛盾时，往往宁可舍弃经济效益也要确保工程质量。因此，本文中笔者着重讨论第二类优化，即把追求网的精度和可靠性放在第一位。
一般来说，优化的方法包括以下两种：一是图形设计，就是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的点位布置和最合理的观测值数目。根据图形条件，模拟观测值，推算出最弱点点位中误差和最弱边长相对中误差，和设计值作比较，如果达不到要求的话，适当该变图形强度，以达到提高最弱点 精度的目的。
图1是某核电厂常规岛微网布置图，由于外墙的遮挡，微网点只能和部分已知点通视，可以看出靠近两厂房中间部位的微网点点位精度比较差。因此，笔者在适当位置增加了几个点，用于加强图形强度，增加网的可靠性。
图1某核电厂常规岛微网布置图
第二种方法是权设计，即在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，进行观测工作量的最佳分配，决定各观测值的权，使各种观测手段得到合理组合。根据现场实际情况，测角误差来源主要有以下几方面：照准误差，仪器本身误差，因为微网测量时，镜站和测站都要用投点仪精密对中，即使如此，还存在对中误差。边长较短时，仪器、觇标对中误差对测角的影响较大，成为主要误差来源，如图2所示：
图2对中误差对测角的影响示意图
仪器、觇标对中误差引起的测角误差可以用以下公式计算：
（2-1）
式中：、为测站至、点的边长；
、为觇标在A、B点的对中线量误差；
为觇标在A、B点的对中线量误差；
为、、夹角；
取常规岛微网平均边长为20，即=20，===0.2，=180℃时，，=3.5726〞。人眼的识别角度为60〞，望远镜放大倍数为30倍，则照准误差=2〞，=0.5〞（LeicaTC2003 标称精度），则测角中误差为：
=4.12〞（2-2）
三角形最大闭合差为，即14″。因此，常规岛微网的技术指标见表1 ：
表1 常规岛微网测量主要技术要求
3、微网的施测方法
水平角测量采用全圆方向法，使用TCA2003全站仪测两个测回，每半个测回每方向3次照准读数取平均值，测角精确到，各方向值取两个测回的平均值，由于边长变化范围比较大，各方向在盘左测量完成之后，应紧接着进行盘右的观测，以避免反复调焦对精度造成影响。垂直角观测用TCA2003全站仪测2 测回，每半测回3次照准读数取平均值，测角精确到，各方向垂直角值取两个测回平均值。边长观测用TCA2003全站仪测2 测回，每半测回照准一次5次读数取平均值，距离测量精确到0.1；在测距的同时测定仪器高、温度、气压、相对湿度。仪器高测定精确到1，温度精确到10℃，相对湿度精确到1%；各边长进行对向观测，并对其斜距进行气象、加常数、倾斜、规划改正，测距精确到0.1；计算即精确到0.1 。
4、平差计算及精度评定
微网的平差采用间接平差法，平差前应估算验前角度单位权中误差和验前距离单位权中
误差，验前角度单位权中误差可以用下面公式计算：
（2-3） 式中：——三角形闭合差(″)；
——三角形的个数。
验前距离单位权中误差可以按照下面公式计算：
（2-4） 式中：——各边往、返测的距离较差 ()；
——测距边数；
——各测距边的先验权，其值为，为测距的先验中误差，可按测距仪的标称精度计算。
验前单位权中误差和验后单位权中误差是评价观测质量好坏的重要指标，如果验后单位权中误差大于验前单位权中误差，说明观测质量并不可靠。
5、总结
经过平差计算，最大点位误差为1，最小点位误差为0.7，平均点位误差为0.8，最大边长比例误差 = 18000，满足微网技术要求。从计算分析来看，测距误差对平差结果的影响很大，因此，、提高测距精度有利于提高微网的整体精度。起算数据误差对网的影响也比较大，因此要选择相互之间符合性比较小，点间相对误差比较小的已知点作为起算点。
参考文献：
[1] 孔祥元，梅是义主编. 控制测量学（第二版）. 武汉：武汉大学出版社，2003.7
[2] 武汉测绘科技大学《测量学》编写组编著（第三版）. 北京：测绘出版社，1991.6
[3] 工程测量规范 GB 50026-2007 .北京：中国计划出版社，2008.4
①B.T.S10.12，是核岛土建技术规格书，是核电内部执行标准。
作者简介：孙永旺（1979~），男，硕士，从事电力工程勘察设计工作。