控制測量課程設計--1500地形測量技術設計

1、<p>　　石橋子1：500地形測量技術設計</p><p><b>　　1、任務概述 </b></p><p><b>　　1.1任務情況</b></p><p>　　本次控制測量任務和作業(yè)內(nèi)容是位于本溪石橋子經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，為了遼寧科技學院的發(fā)展，需要在本溪石橋子經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)遼寧科技學院附近測繪大比例尺地形

2、圖。需要在上平臺子村、和石橋子鎮(zhèn)測區(qū)范圍內(nèi)建立D級GPS控制網(wǎng)。我組負責石橋子村約20km的測區(qū)。</p><p><b>　　1.2測區(qū)概況</b></p><p>　　測區(qū)位于遼寧省本溪市石橋子經(jīng)濟開發(fā)區(qū)石橋子村，是國家重點建設項目“中國藥谷”所在地，正在建設地區(qū)較多，較原來資料變化較大。</p><p>　　測區(qū)面積約為25平方公里，以丘

3、陵山地為主，最高海拔453.6米，最低海拔114.1米。石橋子測區(qū)內(nèi)有幾條小河但不影響水準測量，屬暖溫帶季風性氣候，四季分明，光照充足，積溫較高，雨量充沛，無霜期200天左右，最低氣溫-25℃，常年平均降水量400毫米，最大凍土深度150cm,最大降雪厚度50cm。</p><p><b>　　1.3測區(qū)范圍</b></p><p>　　測區(qū)地理坐標為東徑123

4、76;41′15″--123°45′123°45′00″，北緯25°00′—27°30′。  </p><p><b>　　測區(qū)位置及面積</b></p><p>　　X:4587.85km—4591.79km；Y: 41557.56—41562.56km。</p><p>　　施測范圍呈不規(guī)則

5、形狀，范圍面積約22.0km。</p><p>　　1.4測量技術設計依據(jù)</p><p>　?。?）CH 2001-92《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》</p><p>　?。?）CJJ 73-97《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》</p><p>　　（3）CH 1002-95《測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定》</p><p&g

6、t;　?。?）CH 1003-95《測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標準》</p><p>　?。?）CJJ 8-85《城市測量規(guī)范》</p><p>　?。?）GB 12898-91《國家三、四等水準測量規(guī)范》</p><p>　　1.5測區(qū)已有資料成果情況</p><p>　　測區(qū)有1974年10月1：10000石橋子地形圖1幅，該資料采用1954北京坐

7、標系，采用克拉索夫斯基參數(shù)。采用1956年黃海高程系統(tǒng)，等高距為5米。該測區(qū)的中央子午線經(jīng)度123°。圖中包括地形、地物點。由于該圖測繪時間久，同時圖中無控制點、導線點，因此該圖僅供參考。</p><p>　　圖中有三個已知GPS點，分別是石橋子西溝，西山城子，四家子</p><p>　　石橋子西溝：X=415604800,Y=4590070</p><p&g

8、t;　　西山城子: X=415590820,Y=4588380</p><p>　　四家子: X=415580320,Y=4591330</p><p><b>　　2、平面控制測量</b></p><p>　　2.1 GPS控制網(wǎng)設計方案</p><p>　　2.1.1 技術要求與布網(wǎng)原則</p>

9、;<p>　　根據(jù)中華人民共和國測繪行業(yè)標準《全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程》和燕郊經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)的具體情況，確定該測區(qū)可建立D級</p><p>　　根據(jù)規(guī)程規(guī)范，D級GPS網(wǎng)的精度要求如表1：</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　GPS網(wǎng)，GPS網(wǎng)中相鄰點之間的距離滿足要求如表4：</p>

10、<p>　　在實際布網(wǎng)設計時遵循以下幾個原則：</p><p>　?、?GPS網(wǎng)一般應采用獨立觀測邊構成閉合圖形，如三角形、多邊形或附合線路，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。</p><p>　?、?GPS網(wǎng)作為測量控制網(wǎng)，其相鄰點間基線向量的精度，應分布均勻。</p><p>　　Ⅲ GPS網(wǎng)點應盡量與原有地面控制點相結合。重合點一般不少于3個（不足時

11、應聯(lián)測），且在網(wǎng)中分布均勻，以可靠地確定GPS網(wǎng)與地面之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。</p><p>　　Ⅳ GPS網(wǎng)點應考慮與水準點重合，而非重合點，一般應根據(jù)要求以水準測量（或相當精度的測量方法）進行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設一定密度的水準聯(lián)測點。</p><p>　?、?為了便于GPS的測量觀測和水準聯(lián)測，減少多路徑影響，GPS網(wǎng)點一般應設在視野開闊和交通便利的地方。</p><p&g

12、t;　?、?為了便于用經(jīng)典方法聯(lián)測或擴展，可在GPS網(wǎng)點附近布設一通視良好的方位點以建立聯(lián)測方向，方向點與觀測站距離一般應大于300米。</p><p>　　Ⅶ GPS網(wǎng)必須由非同步獨立觀測邊構成若干個閉合環(huán)或附和線路。各級GPS網(wǎng)中每個閉合環(huán)或附和線路中的邊數(shù)應符合的規(guī)定如表2：</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　

13、2.1.2 GPS網(wǎng)型網(wǎng)型方案設計</p><p>　　GPS網(wǎng)的圖形布設通常有點連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點混合連接、三角鎖連接、導線網(wǎng)連接、星形連接等幾種基本方式。本次主要采用邊連接式，每次用至少三臺接收機，組成GPS網(wǎng)，能保證網(wǎng)的幾何強度，提高網(wǎng)的可靠指標。</p><p>　　GPS網(wǎng)的圖形布設圖1，布設點D1、D2、D3、D4、D5、D6、</p><p>

14、　　D7、D8、D9、D10采用邊連接式。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　注：分別以石橋子已知點和西山城已知點向外畫六邊形以涵蓋整個測區(qū)</p><p><b>　　2.2、選點與埋標</b></p><p><b>　　2.2.1選點</b>&

15、lt;/p><p>　　由于GPS測量觀測站之間不一定要求相互通視,而且網(wǎng)的圖形結構也比較靈活,所以選點工作比常規(guī)控制測量的選點要簡便。但由于點位的選擇對于保證觀測工作的順利進行和保證測量結果的可靠性有著重要的意義,所以選點工作還應遵守以下原則: </p><p>　　Ⅰ 應設在易于安裝接受設備、視野開闊的較高點上;</p><p>　?、?目標要顯著,視場周圍15?以

16、上不應有障礙物,以減小GPS信號被遮擋或被障礙物吸收;</p><p>　?、?應遠離大功率無線電發(fā)射源(如電臺、微波站等),其距離不小于200m;遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道,其距離不得小于50m。以避免電磁場對GPS信號的干擾;</p><p>　?、?附近不應有大面積水域或不應有強烈干擾衛(wèi)星信號接受的物體,以減弱多路徑效應的影響;</p><p>　

17、?、?應選在交通方便,有利于其他觀測手段擴展與聯(lián)測的地方;</p><p>　?、?基礎穩(wěn)定,易于點的保存;</p><p>　?、?人員應按技術設計進行踏勘;在實地按要求選定點位。當利用舊點時,應對舊點的穩(wěn)定性、完好性,以及覘標是否安全、可用性進行檢查,符合要求方可利用。</p><p><b>　　2.2.2標志埋設</b></p&g

18、t;<p>　　GPS點應埋設具有中心標志的標石，以精確確定點位，點的標石和標志必須穩(wěn)定、堅固長久保存和利用。 GPS點的標石及標志規(guī)格如圖2</p><p><b>　　圖2：</b></p><p>　　各GPS點均應埋設永久性的標石，埋設時坑底填以砂石，搗固夯實或澆灌混凝土底層。埋石規(guī)格如圖3：</p><p><b&

19、gt;　　圖3</b></p><p>　　2.2.3、GPS點標石埋設所占土地</p><p>　　應經(jīng)土地使用者或管理部門同意，依法辦理征地手續(xù)，并辦理測量標志委托管書。</p><p><b>　　3、GPS作業(yè)</b></p><p>　　3.1 儀器類型選擇</p><p>

20、　　根據(jù)觀測級別的不同選用不同類型的儀器，儀器的選擇要符合表3要求：</p><p><b>　　表3</b></p><p>　　注：本測區(qū)的GPS網(wǎng)的級別為D級，并且采用邊連式，所以可以選用雙頻接收機四臺</p><p>　　3.2作業(yè)原則與要求</p><p>　　GPS外業(yè)工作一方面，要有較多的多余觀測，以提高觀

21、測成果的精度和可靠性，另一方面，還要考慮各待測點的點位精度的均勻性和各觀測時段的獨立性。因此，GPS外業(yè)工作的原則是：</p><p>　?、?GPS網(wǎng)中各待測點的設站次數(shù)應相同；</p><p>　　② 優(yōu)先測量點間距離較近的點，同時沿最短距離欠站；</p><p>　?、?應該聯(lián)測相距較遠的高等級已知點；</p><p>　?、?GPS網(wǎng)

22、中各待測點每次重復設站都使用不同的接受機。</p><p>　　確定觀測時段時，需要分析最新的星歷預報并與實地結合的原理選定，選擇合適的PDOP值以保證觀測精度，確保工作順利進行，減少作業(yè)返工量。</p><p>　　各級GPS外業(yè)測量均有技術要求，本次控制測量采用D級GPS網(wǎng),按照規(guī)程規(guī)范，其基本技術要求按下表中相應規(guī)定執(zhí)行：</p><p>　　四等GPS相對定

23、位測量的主要技術規(guī)定如表5</p><p><b>　　表5</b></p><p>　　3.3GPS觀測及數(shù)據(jù)記錄</p><p>　　天線安置完成后，在離開天線適當位置的地面上安放GPS接收機，接通接收機與電源、天線、控制器的連接電纜，即可啟動接收機進行觀測。 </p><p>　　接收機鎖定衛(wèi)星并開始記錄數(shù)據(jù)后，觀

24、測員可按照儀器隨機提供的操作手冊進行輸入和查詢操作。 </p><p>　　通常來說，在外業(yè)觀測工作中，儀器操作人員應注意以下事項：</p><p>　?、?當確認外接電源電纜及天線等各項連接完全無誤后，方可接通電源，啟動接收機。</p><p>　?、?開機后接收機有關指示顯示正常并通過自檢后，方能輸入有關測站和時段控制信息。</p><p&g

25、t;　?、?接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后，應注意查看有關觀測衛(wèi)星數(shù)量、衛(wèi)星號、相位測量殘差、實時定位結果及其變化、存儲介質(zhì)記錄等情況。</p><p>　　Ⅳ 一個時段觀測過程中，不允許進行以下操作：關閉又重新啟動；進行自測試(發(fā)現(xiàn)故障除外)；改變衛(wèi)星高度角；改變天線位置；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；按動關閉文件和刪除文件等功能鍵。</p><p>　　Ⅴ 每一觀測時段中，氣象元素一般應在始、中、末各觀測

26、記錄一次，當時段較長時可適當增加觀測次數(shù)。</p><p>　?、?在觀測過程中要特別注意供電情況，除在出測前認真檢查電池容量是否充足外，作業(yè)中觀測人員不要遠離接收機，聽到儀器的低電壓報警要及時予以處理，否則可能會造成儀器內(nèi)部數(shù)據(jù)的破壞或丟失。對觀測時段較長的觀測工作，建議盡量采用太陽能電池板或汽車電瓶進行供電。</p><p>　?、?儀器高一定要按規(guī)定始、末各量測一次，并及時輸入儀器及

27、記入測量手簿之中。</p><p>　?、?接收機在觀測過程中不要靠近接收機使用對講機；雷雨季節(jié)架設天線要防止雷擊，雷雨過境時應關機停測，并卸下天線。</p><p>　　Ⅸ 觀測站的全部預定作業(yè)項目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料完整無誤后方可遷站。</p><p>　?、?觀測過程中要隨時查看儀器內(nèi)存或硬盤容量，每日觀測結束后，應及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機硬、軟

28、盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　觀測所需填寫的記錄手簿表格如下：</p><p><b>　　GPS作業(yè)調(diào)度表 </b></p><p>　　GPS測量外業(yè)觀測通知單 </p><p><b>　　4、數(shù)據(jù)處理方案</b></p><p>　　GPS測量數(shù)據(jù)處

29、理需要經(jīng)過如下圖所示的基本步驟：</p><p><b>　　4.1.數(shù)據(jù)預處理</b></p><p>　　為了獲得GPS觀測基線向量并對觀測成果進行質(zhì)量檢核，首先要進行GPS數(shù)據(jù)的預處理，根據(jù)預處理結果對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行分析并做出評價，以確保觀測成果和定位結果的預期精度。GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分基線向量解算和網(wǎng)平差兩個階段。各階段數(shù)據(jù)處理軟件均采用隨機所帶軟件。處理的

30、主要內(nèi)容有：GPS衛(wèi)星軌道方程的標準化、時鐘多項式的擬合和標準化。</p><p>　　4.2.基線解算及GPS網(wǎng)平差</p><p><b>　　4.2.1基線解算</b></p><p>　　基線數(shù)據(jù)解算采用隨機軟件包南方GPS解算軟件或Solution軟件求解，基線解算采用消電離層的雙差浮點解或加點離層改正的雙差整數(shù)解（固定解）。<

31、/p><p>　　4.2.2 GPS網(wǎng)平差</p><p>　　GPS網(wǎng)的平差計算應用Solution軟件在WGS-84空間直角坐標系下 進行三維無約束平差，以檢查本次GPS網(wǎng)的內(nèi)符合精度。同時為將WGS-84坐標系 下的GPS基線觀測值投影到高斯平面上，并轉(zhuǎn)換到 1980西安坐標系或1954北京坐標系中（或地方獨立坐標系），采用南方GPS軟件包或Solution軟件包進行二維約束平差。<

32、;/p><p><b>　　5.加密網(wǎng)及概況</b></p><p>　　注：各導線的技術指標如表6所示</p><p><b>　　表6</b></p><p>　　由于是在山區(qū)，最好應用全站儀進行加密。光電測距一級導線應遵循以下規(guī)定：邊長為3.6km，平均邊長為300m，測距中誤差小于等于±

33、;15mm，測角中誤差小于等于25秒,全長相對閉合差1/14000。然后在一級的導線的基礎上分別布設圖根點。加密網(wǎng)圖如圖4：</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　注：加密網(wǎng)導線最短邊230.800,最長邊316.900，導線全長3.56km</p><p><b>　　3、高程控制</b><

34、/p><p>　　3.1首級高程的布設.</p><p>　　因為測區(qū)內(nèi)有二等水準點，所以采用三等水準的作業(yè)方法進行。高差較大的地域采用三角高程方法，高差較小的地域采用幾何水準方法，覆蓋整個測區(qū)。在重點地區(qū)加布四等導線</p><p>　　3.1.1水準點的布設與埋石</p><p>　　1、點位選在土質(zhì)堅實、穩(wěn)固可靠的地方或穩(wěn)定的建筑物上，且便

35、于尋找、保存和引測。</p><p>　　2、采用水準標石，標石的規(guī)格和埋設如圖5：</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　3.1.2水準測量主要技術要求</p><p>　　水準測量主要技術要求如表7所示：</p><p><b>　　表7</b>&

36、lt;/p><p>　　注：表中L為符合或環(huán)線的水準路線長度（km）;結點之間或結點與高級點之間，其線路的長度，不應大于表中規(guī)定的0.7倍。</p><p>　　3.1.3 水準網(wǎng)型如圖6</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　注：水準路線分三個網(wǎng)，網(wǎng)型最短的全長31km，最長的44.5km，邊長最短

37、290.8m最長430.6m</p><p>　　3.2三、四等水準觀測</p><p>　　3.2.1三、四等水準觀測技術要求</p><p>　　四等水準觀測技術要求如表8所示：</p><p><b>　　表8</b></p><p>　　3.2.2三、四等水準的觀測方法</p>

38、<p><b>　　每測站的操作程序：</b></p><p>　　1、用圓水準器整平儀器，照準后視標尺黑面，轉(zhuǎn)動微傾螺旋使水準管氣泡嚴格居中，按下、上絲和中絲順序讀數(shù)。</p><p>　　2、照準后視標尺紅面，使水準管氣泡嚴格居中后，按中絲讀數(shù)。</p><p>　　3、照準前視標尺黑面，使水準管氣泡嚴格居中，按中絲和下、上絲

39、順序讀數(shù)。</p><p>　　4、照準前視標尺紅面，使水準管氣泡嚴格居中后，按中絲讀數(shù)。</p><p>　　3.2.3水準測量記錄要求</p><p>　　1、所有觀測數(shù)據(jù)，應隨測隨記。嚴禁轉(zhuǎn)抄、偽造。文字與數(shù)字應力求清晰。記錄數(shù)字中尾數(shù)讀錯不得更改，應劃去重測，對取用的已知資料，均應由兩人獨立進行百分之百的檢查、核對，確認無誤后，方可提供使用。</p&g

40、t;<p>　　2、所有觀測放樣手薄，必須保持完整。不得缺頁、空頁。</p><p>　　3、測量成果應妥善保管。</p><p>　　3.2.4水準測量的注意事項</p><p>　　1、三、四等水準每一測段的往測與返測，測站數(shù)均應為偶數(shù)，否則應加入標尺零點差改正。由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩根標尺必須互換位置，并應重新安置儀器。</p>&l

41、t;p>　　2、在一個測站上，四等水準盡量少作兩次調(diào)焦。</p><p>　　3、工作間歇時應選擇兩個堅固可靠，便于放置標尺的固定點作為間歇點，并作出標記。間歇后，應進行檢測。檢測結果如符合要求，則可繼續(xù)觀測，否則須從前一水準點起重測。檢測記錄用紅筆圈起，其高差在正式成果中不予采用，不合要求的檢測記錄應劃去。</p><p>　　4、在一 個測站上，只有當各項檢核均符合限差要求時，才

42、能遷站。如其中有一項超限，可以在本站立即重測。如果儀器遷站后才發(fā)現(xiàn)超限，則應從前一水準點或間歇點起重測。</p><p>　　5、測繪儀器、工具，應精心愛護，妥善保管，按測量法規(guī)定及時檢定，檢查、校正和修理。</p><p><b>　　3.3加密</b></p><p>　　采用五等電磁波測距三角高程測量</p><p&g

43、t;　　電磁波測距三角高程測量的基本思想是根據(jù)由測站向照準點所觀測的豎角（或天頂距）和它們之間的水平距離，計算測站點與照準點之間的高差。這種方法簡便靈活，受地形條件的限制較少。</p><p><b>　　3.3.2觀測</b></p><p>　　電磁波測距三角高程觀測的主要技術要求如表9</p><p><b>　　表9</

44、b></p><p>　　1、 三角高程每邊應對向觀測。三角高程路線的邊長不多于10條。</p><p>　　2、 垂直角用南方全站儀中絲法二測回測定，垂直角互差、指標差互差不大于15″。儀器高、覘標高量二次，互差不大于2mm，取中數(shù)作為觀測值。邊長取用相應導線邊長。</p><p>　　3、 對向觀測高差互差不大于0.1S(m)(S為邊長，以km為單位)；三

45、角高程閉合差不超過±0.05√[S2]（m），平差后最弱點高程中誤差不超過±0.05m[3]。</p><p>　　3.3.3觀測方法:</p><p>　　采用規(guī)定等級的全站儀測量</p><p>　　按要求對水平角、天頂距、斜距分別進行測量，及邊長測量。</p><p><b>　　全站儀測量注意事項<

46、/b></p><p>　　1、測量前要對儀器按要求進行檢定、校準；出發(fā)前要檢查儀器電池的電量。</p><p>　　2、必須使用與儀器配套的反射棱鏡測距。</p><p>　　3、測量前要檢查儀器參數(shù)和狀態(tài)設置，如角度、距離、氣壓、溫度的單位，最小顯示、測距模式、棱鏡常數(shù)、水平角和垂直角形式、雙軸改正等。可提前設置要儀器，在測量過程中不再改動。 </p

47、><p>　　4、手工記錄以便檢查各項限差，內(nèi)存記錄用作對照檢查。</p><p><b>　　3.3.4觀測步驟</b></p><p>　　1、在測站上安置全站儀，對中、整平（激光對中、電子整平時要先啟動儀器），量記儀器高。</p><p>　　2在各鏡站上安置棱鏡，對中、整平，量、記棱鏡高，鏡面對向測站。</p&

48、gt;<p>　　3、打開全站儀電源，盤左、望遠鏡十字絲照準后視方向的反射棱鏡縱橫標志線，配置水平度盤，并讀記水平角讀數(shù)，然后照準前視，讀記水平角讀數(shù)。</p><p>　　4、倒鏡、盤右、觀測水平角的下半測回。</p><p>　　5、按與觀測水平角相似的方法依次觀測天頂距和斜距。</p><p>　　6、完成全部規(guī)定測回的觀測。</p>

49、<p>　　7、量測儀器高、棱鏡高檢核。</p><p>　　3.3.5三角高程求法</p><p>　　H=D×tga+(1-k)D×D/2R+i-v</p><p>　　其中i代表儀器高，v代表覘標高，D代表水平距，a代表垂直角，k大氣折光系數(shù)，R地球平均曲率半徑。</p><p><b>　　

50、3.4平差計算</b></p><p>　　各項資料經(jīng)外業(yè)檢查和驗算合格后,利用平差軟件在計算機上進行嚴密平差計算。</p><p>　　4、擬投入的儀器和設備</p><p>　　擬投入的主要儀器設備見表10</p><p><b>　　表10</b></p><p><b&g

51、t;　　4、提交的成果資料</b></p><p>　　(1)儀器鑒定復印件、i角檢驗各一份</p><p>　　(2)三等水準平差報告   二份</p><p>　　(3) 三等水準平差成果表   二份</p><p>　　(4)圖根水準計算表  二份</p>&l