走马湖水系综合治理工程测量部分技术报告.docx

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走马湖水系综合治理工程测量部分技术报告

走马湖水系综合治理工程

（测量部分）

技术报告

总经理：

詹学贵

总工程师：

刘佑祥

测量负责人：

刘同燕

审核人：

赵安明

中南勘察设计院（湖北）有限责任公司

二○一八年四月

走马湖水系综合治理工程

（测量部分）

技术报告

一、项目概况

走马湖综合治理工程主要工作内容为处理湖区范围软土，实施土石方填筑等，工程总投资约21亿元。

本次工程勘察范围约15平方公里，在该范围内已有1/1000地形图，并在测量地形图时，布设过C级控制网；但原控制网区域分布不够均匀，且水下地形不够完善，只有部分湖区测量过水底高程。

根据招投标文件，本次测量工作作为勘察工作的一部分，需要在原控制点基础上检核、布设控制网，并复核、补充原水下高程。

此外，还需为配合勘察工作，测放勘察孔约4000余勘察孔。

二、测量依据、原则

1、交通部颁布的《水运工程测量规范》JTS131-2012；

2、《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314—2009）；

3、《全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程》CH8016-1995；

4、《卫星定位城市测量技术规范》CJJ/T73-2010；

5、《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010；

6、《城市测量规范》（CJJ8/T-2011）；

7、《1：

500、1：

1000、1：

2000地形图图式》（GB/T20257.1-2007）；

8、《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；

9、《测绘产品质量评定标准》（CH1003-1995）；

10、《测绘成果质量检查与验收》（GB/T24356-2009）；

11、《测绘技术设计规定》CH/T1004-2005；

12、《测绘技术总结编写规定》CH/T1001-2005；

13、本工程相关设计文件及甲方具体要求。

三、测区范围及工作量

本期勘察面积14.632平方公里，根据机场功能分区规划，分A1区、A2区、A3区、B区、C区、D区进行勘察。

测区控制范围主要是该勘察区域，考虑到后期控制点的施工破坏，我们控制点应适当外延。

水下测量范围主要为该勘察范围内湖泊及水塘水底高程测量。

本次工程共完成如下工作：

项目

单位　

数量　

备注

GPS控制测量C级

点

复核起算坐标

GPS控制测量D级

点

复核、新埋设

GPS控制测量E级

点

新埋、补充埋设

测量图根点

点

110

不埋石图根点

水下地形测量

KM2

14.63

14.63区域范围内湖泊、水塘

测量勘探孔

组日

260

勘察孔4164个（钻孔、静探、鉴别孔），由于风浪影响、拉网捕鱼、上坟烧纸等原因多次测放孔位

二等水准

与原测量单位水准等级保持一致

四、已有资料

1、控制点资料（武勘院测量、业主提供）；

2、1:

1000地形图，部分有水底高程；

3、《勘察分区总平面图》及勘察布孔图。

五、坐标系统、高程系统和基本等高距

1、平面采用1980西安坐标系统高斯投影3º带，中央子午线拟采用114º（与甲方提供地形保持一致），高程采用1985国家高程基准。

2、水下地形（1/1000）等深线等高距为1米。

六、测量基准点、水准点、书面资料及控制网复核或建立

1、测量基准点、水准点、书面资料的复核、交接

接收甲方提交的控制成果书面资料后，首先检查成果资料，确认成果完整，签章齐全。

在确认无误的情况下，办理交接手续。

其次，我方安排测量人员对控制成果进行复核检查，确保测量基准点、水准点、书面资料的正确。

2、测量水准点复核

水准点的的复核：

测区周边移交的控制资料提供13个二等水准点，现场踏勘后发现JC36破坏，其余标志完好，选取测区中部西侧外（燕黄大道）的JC42为起算点，进行联测，结果如下：

检测点名

已知高程（m）

检测高程（m）

差值（mm）

备注

JC42

21.788

21.78800

0.00

起算点

JC21

25.3

25.29831

1.70

JC22

23.134

23.13175

2.25

JC23

25.634

25.63028

3.73

JC29

28.036

28.03278

3.22

JC30

28.037

28.03117

5.83

JC35

18.572

18.56596

6.04

JC44

32.998

32.99513

2.87

平均值

3.20

检测差值最大为6.04mm，最小为1.70mm，平均为3.20mm，由于路线较长，差值均在合理范围内，证明可以取JC42作起算点。

3、平面控制基准点的复核及高程控制系统的复检

在4个平面控制基准点基准点上同时架设双频GPS，采用静态观测的方法进行复核，观测的时长及测回根据控制文件资料记载的等级（C级）按规范要求作业，观测成果交由湖北CORS中心解算。

检查结果如下表：

控制

点名

检测坐标

已知坐标

较差

X坐标（m）

Y坐标（m）

高程（m）

X坐标（m）

Y坐标（m）

高程（m）

⊿X

（mm）

⊿Y

（mm）

⊿Z

（mm）

JC41

（IV4）

3357401.349

601816.076

41.663

3357401.323

601816.122

41.649

引测水准高

-46

JC12

3360468.143

598265.219

25.707

3360468.121

598265.263

25.692

GPS高程

-44

JC18

3362121.440

599915.530

41.453

3362121.426

599915.574

41.434

引测水准高

-44

JC47

3355420.990

597411.021

39.661

3355420.969

597411.060

39.626

引测水准高

-40

平均

-43

甲方提交的控制资料成果（基准点与水准点分离的，高程指引测成果）与CORS计算成果纵横坐标、高程较差平均值分别为为⊿X=21mm,⊿Y=-43mm,⊿Z=21mm，点位中误差为48mm,高程中误差为22mm,在规范规定范围内，确定甲方提供的基准点、水准点坐标、高程成果正确，采用甲方提供的基准点、水准点坐标、高程成果。

2、控制网的建立

由于甲方提交控制点等级较高（C级GPS）,且标志基本完好，采取全面调查，抽查复核的方式检查甲方提供的控制点精度。

由于甲方提供控制点部分区域分布较少，利用已复核过的平面基准点（JC41、JC42、JC18、JC47），在测区范围内布设由60个点GPS组成的D级、E级GPS控制网（利用甲方提供的控制点20个，重新布设40个，达到检查控制和补充控制点的目的（由于交点时部分点被修路覆盖或破坏，又补充3个点）。

在此基础上，再根据勘察及施工需要布设110个左右RTK图根点，构成勘察控制网。

GPS控制网的主要技术要求

等级

平均距离（KM）

固定误差（mm）

比例误差系数

C级

10～15

≤10

≤5

D级

5～10

≤10

E级

0.2～5

≤10

≤20

注：

当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm。

当GPS网的世界大地坐标系统转换成1980西安坐标系统时，应满足投影长度变形值不大于2.5cm/km;当长度变形值不大于2.5cm/km时，采用高斯正形投影统一3º带的平面直角坐标系统;当长度变形值大于2.5cm/km时，可采用投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3º带的平面直角坐标系统或高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统。

1）布网原则与设计

GPS网应根据测区实际需要和布网状况进行设计。

GPS网的点应有二点以上的点相互通视，有利于常规测量施测时的应用。

为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应与附近的国家高级控制点联测，联测点数不应少于2个。

GPS网应由一个或若干个独立观测环构成，也可采用附合线路形式构成。

各等级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合下表规定：

等级

C级

D级

E级

闭合环或附合路线的边数（条）

≤6

≤8

≤10

2）GPS选点

选点前应收集与工程相关的各项资料：

测区1：

1000地形图；原有控制测量资料，包括点的平面坐标、高程、坐标系统等有关资料，以及其他测绘部门所布设的控制测量成果资料。

GPS点位的选择应符合技术要求，有利于使用其他测量方法进行联测；

a站址应选在基础坚实稳定，易于长期保存，并有利于安全作业的地方；

b站址周围应便于安置接收设备和方便作业，视野应开阔；

c站址与周围大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站、通讯基站、变电所等）的距离应大于200m；与高压输电线、微波通道的距离应大于100m；

d站址附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体，如大型建筑物、玻璃幕墙及大面积水域等；

e点位应选择在交通便利、并有利于扩展和联测的地点；

f视场内障碍物的高度角不宜大于15º；

j对符合上述要求的已有控制点，经检查点位稳定可靠时可充分利用；

h本次选点要求实在符合上述条件的每个行政村村委会附近；

i点位选定后应现场标记、画略图。

3）埋石

a.埋石工作要求

ⅰ）D、E级控制点应埋设永久性测量标志，标志应满足平面、高程共用。

ⅱ）控制点的中心标志采用304不锈钢等耐腐蚀、耐磨损的材料制作，上面铭刻“中南勘察设计院”及“测绘标志法律保护”字样；并应安放正直，镶接牢固；控制点的标志中心应刻有清晰、精细的十字线；标志顶部应为圆球状，顶部应高出标石面。

ⅲ）控制点标石可采用混凝土预制或现场灌制；利用基岩、混凝土或沥青路面时可以凿孔现场灌注混凝土埋设标志；

ⅳ）利用硬质地面时可以在地面上刻正方形方框，其中心灌入直径不大于2mm、长度不短于30mm的铜条作为标志。

b.标石规格

D级GPS控制点埋设（水泥礅）

E级控制点埋设（水泥面凿刻）E级控制点埋设（水泥墩）

RTK图根控制点可以采用简易标志，不埋石。

4）点之记

标石埋设后实地绘制点之记，并拍出近景、远景照片。

D、E级控制点选点和埋石全部结束后，应提交控制点点之记、控制网图。

5）仪器设备的技术要求

接收机的选择

等级

项目

C级

D级、E级

接收机类型

双频或单频

标称精度

≤（10mm+5ppmp*d）

≤（10mm+5ppm*d）

观测量

载波相位

同步观测

接收机数

≥3

≥2

6）外业观测

基本技术要求

等级

项目

观测方法

卫星高度角D（0）

有效观测

卫星数

时段长度（分钟）

数据采集间隔（秒）

静态

≥6

≥60

10～30

快速静态

≥10

5～15

静态

≥4

≥45

10～30

快速静态

≥5

5～15

静态

≥4

≥40

10～30

快速静态

≥2

5～15

观测作业要求：

每时段采集数据前，作业员应量取天线高，记录此时段的接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、故障情况；一个时段观测过程中不得进行关闭接收机又重新启动、进行接收机初始化（发现故障除外）、改变卫星高度角、改变数据采集间隔、改变天线位置；观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近仪器、以免遮挡卫星信号；观测时不应在接收机旁使用手机和对讲机，避免干扰卫星信号；在观测过程中应保证接收机正常工作，数据记录正确，每天观测结束后，应及时将数据输出到计算机硬、软盘上，确保观测数据不会丢失。

7）RTK观测

观测准备工作要求

1）检查GNSS天线、通讯口、主机接口等设备是否牢固可靠；连接电缆接口是否有氧化脱落或松动；

2）检查数据采集器、电台、基准站和流动站主机等电源是否备足；

3）检查数据采集器内存或贮存卡容量能否满足工作需要；

4）检查接收机的设置参数的正确性；

5）检查水准气泡、投点器和基座是否合乎要求；

6）安置GNSS接收机天线时，天线的定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5º。

对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设置定向标志；

7）用三脚架安置GNSS接收机天线时，对中误差应小于3mm；

8）天线高应量测至毫米，测前测后应各量测一次，两次较差不应大于3mm，并取平均值作为最终成果；较差超限时应查明原因。

外业观测要求

1）开始前应对仪器进行初始化。

2）观测应在得到RTK固定解，并收敛至毫米级、水平精度（HRMS）小于2cm、垂直精度（VRMS）小于3cm且稳定后开始记录，记录的数据应是固定解结果。

3）每测回的自动观测个数不应少于十个观测值（在电子手簿的观测次数或观测时间中进行设置），每次读数的坐标分量较差应不大于10mm，取平均值作为定位结果。

4）经、纬度记录到0.00001s，平面坐标和高程记录到0.001m。

5）测回间应重新进行初始化，观测记录的时间间隔不应小于一分钟。

6）测回间的平面坐标分量较差应小于2cm（或小于0.0007s），垂直坐标分量较差应小于3cm。

7）当初始化时间超过3分钟仍不能获得固定解时，应断开通讯链接，重启GNSS接收机，再次进行初始化操作。

8）重试次数超过3次仍不能获得初始化时，应选择其它位置进行测量。

9）每日观测完成后，应将全部数据双备份，及时对数据进行处理，剔除不合格数据。

8）一、二级导线控制

一、二级导线点在GPS控制点基础上，布设成单一附合导线或导线网。

1）导线测量技术要求：

等

级

附合导线长度（km）

平均

边长（m）

测距

测回

水平角测回

测角中

误差

（"）

测距中误差（mm）

方位角

闭合差

（”）

全长相对

闭合差

一级

4.0

400

±5

±15

10n

1/15000

二级

2.4

0.25

±8

±15

16n

1/10000

2）导线水平角均采用方向观测法，水平角观测的技术要求按《工程测量规范GB50026-93》2.3.12.3.10执行。

3）光电测距导线边采用单向或往返观测，导线边长均观测2测回，一测回内读数较差应小于5mm,单程测回间较差应小于10mm。

七、高程控制

1）本测区以甲方提供二等水准点（J42）作为高程控制起算点，布设二等水准网，作为高程控制，以满足测区高程控制发展的需要。

考虑到土方计算对高程要求相对普通地形测量准确的特点，选择均匀分布的E级GPS网，二等水准连测，形成拟合GPS高程网。

高程控制按国家二级水准测量的技术要求进行，观测所使用的仪器应为S05级精密水准仪（其相应型号的仪器有瑞士WILDN3或ZEISSNi004水准仪或其它相应的仪器）及2米（或3米）铟钢水准尺。

在水准观测之前应对水准仪及水准尺进行一次全面的检校，并定期进行仪器i角（视准轴与水准轴间夹角应不大于10″）检验，以确保仪器的性能。

每次观测均严格按《建筑变形测量规范》中的规定要求实施，其各项主要技术指标如下：

视线长度≤50m

前后视距差≤1m

前后视距差累计≤3m

基辅分划读数差≤0.3mm　

基辅分划所测高差之差≤0.5mm

闭合水准线路闭合差±0.5

mm（n为测量站数）或±4

√Lmm（L为测量站数）。

5）光电测距三角高程导线主要技术要求：

等级

项目

平均边长（m）

边数

垂直角

测回数

垂直角指

标差较差

往返高

差较差（m）

闭合差

（m）

Ⅰ级

400

±0.01S

注：

S为边长，以百米为单位；n为测站数。

八、平差计算和资料整理

1）各等级GPS控制网的解算及平差计算采用厂家提供的随机软件或其他成熟的商用软件，导线网平差宜采用严密平差。

基线解算的质量检验：

无论采用单基线模式或多基线模式解算基线，都应在整个GPS网中选择一组完全的独立基线构成独立环，各独立环的全长闭合差应满足W≤2**SQR（3*n）,W为环闭合差，n为独立环中的边数，为标称精度;复测基线的长度较差，不宜超过ds≤2**SQR

（2）.

复测与重测：

无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格独立基线相联结，则在该点上必须补测或重测不得少于一条的独立基线。

GPS网平差处理：

无约束平差中，基线向量的改正数（Vx、Vy、Vz）绝对值应满足Vx≤3*Vy≤3*Vz≤3*，当超限时，可认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的或人为的方法剔除某些误差较大的基线值，直至符合要求;约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（dVx、dVy、dVz）应符合dVx≤2*dVy≤2*dVz≤2*，当超限时，可认为作为约束的已知坐标、距离、已知方位与GPS网不兼容，应采用软件提供的或人为的方法剔除某些误差较大的约束值，直至符合要求。

2）平面坐标成果等级点取至0.001m,图根点取至0.01m。

水准联测高程成果取至0.001m,三角高程取至0.01m。

3）所有等级控制点（包括所有用到的起算点）成果装订成册，并在备注栏中写出该点点位。

经二等水准联测的等级点应在成果表备注栏中注明“二等水准”。

4）控制点成果表（附后）

九、复核补充湖区和沟塘水面区域地形图

复核补充湖区和沟塘水面区域地形图采用复测方式进行。

重点复核1:

1000地形图标示的测量时点的水面范围及水下高程，对照本次勘察时点的地形情况，检查原地形图是否已经充分表达水面以下范围的地形情况，发现水面范围基本清楚无误，结合本次工程勘察作业进行完善，补充提交完善后的地形图数据。

由于测区湖面较大，沟塘较多，水深测量根据实际情况，采用GPS定位，水深仪测深及传统人工测深相结合方式进行，便于利用测深仪时尽量使用测深仪，在水塘面积较小时，采用传统人工测深。

水深仪测量的模式是利用GPS测定水底点的平面位置，利用测深仪测定深度，附之以当时的水位资料，求得水底点的高程，再用专业软件绘制成水下地形图。

DGPS（差分全球定位系统）是以某已知点作为基准点，基准点的GPS接收机连续接收卫星信号，并与已知点的位置进行比较，确定当时误差的伪距修正值，将这些修正值通过无线电台接收，用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号，它具有全球、全天侯、实时连续、高精度等特点。

1）测深设备的安装使用

目前用竖直波束回声仪进行水深测量是水深数据采集的主要手段，它安装在测量船底的发射换能器垂直向水下发射一定频率的声波脉冲，以声速C在水中传播到水底后产生回波，回波被接收换能器所接收，发射声波与接收回波的时间t，则换能器表面至水底的距离（水深）为

H=1/2·ct

测深仪在使用前，应进行动态、静态比对试验，有多套测深仪时应进行交叉比对，只有一套仪器时，可以用测深杆进行比对。

回声测深仪的安装，一般安装在测量船的中舷处，因为中舷处在航行中吃水线的变化最小。

测深仪换能器以安置在水下50cm至船底略高位置为宜，但要避免碰到水下障碍物。

测深仪的设置：

内容有吃水深度的设置、测深量程的选择、声速设定，记录纸带速度设定等。

在流速较小，水质较好，水底底质较硬的时候，可以采用水深量程的自动档。

2）水位站的布设

合理有效地布设水位站，对水下地形测量质量控制为重要意义，它直接影响水深点的测量精度。

当水面为动态时，水位站选择也应尽量避免受潮汐风浪影响，交通应方便，便于观测。

水位站要有专人观测，观测的时间间隔可以根据水位变化情况而定，在有风浪的情况下观测，应取峰顶与峰谷的平均值。

3）RTK高程与水位站的高程相互比较验证。

得出当时水面高。

4）水下地形测量

有别于地面测量，水下地形测量应根据天气、风浪、潮汐等情况，合理安排时间，当风浪较大，气候恶劣，影响人身，仪器安全时，应停止测量。

5）GPS流动站接收机天线应与换能器在同一垂线上，并保证GPS观测卫星信号的质量指标，如卫星数、高度角、pdop值等。

6）根据水下地形图的不同要求，设定测量断面线，将测量船导航至断面位置，按指定的间距进行测点的定位与测深，并实时修正测量船的航向。

7）根据实测的平面位置和水位、水深数据，在海洋测量的专用软件中检查原1:

1000成果的可靠性，做好统计，判断原图数学精度是否复核要求，重新绘制成水下地形图。

十、勘察测量放孔

根据机场功能分区规划，勘察孔可分为A1区、A2区、A3区、B区、C区、D区。

根据勘察孔的种类可分为钻探孔、静探孔、鉴别孔、小罗钻等，根据地形可分为平地、小山坡、山地、沟塘、湖泊孔等。

测放勘察孔需要分清不同分区、不同种类、不同地形采取不同措施，尽量减少工作量，但由于区域、时间跨度都较大，不同种类孔又同时进行，重复工作在所难免。

由于风浪影响及拉网捕鱼、上坟烧纸等原因多次测放孔位，本次共测放勘察孔位约1万余点次。

放孔前首先做好准备工作。

我们特地根据地形的不同，采购了4艘小型船，其中2艘为硬质动力船，准备在湖面及较大的水塘测量、放孔；2艘橡皮船，比较轻便，无需功力，便于搬运，用于在较小的沟塘测量放孔；另外我们还采购了二十套下水裤，用于较浅的水域测量放孔；为降低天气影响，我们采购了数拾套雨衣。

为保障仪器设备的使用，我们准备了10抬套GPS，4套全站仪，5台机动车。

为了最大限度的保障勘察工作顺利进行，我们投入测量班组投入三十多人，按每组2-3人配备了十个测量组，1个后勤小组，一个支援小组。

测放勘察孔主要采用RTK作业，不利RTK作业的地段采用全站仪极坐标法进行。

首先把控制点、相关参数及钻孔坐标导入仪器。

作业时配戴好必要安全防护设备，按RTK作业程序，检查好仪器及相关参数，校对好控制点，再开始作业。

作业中注意配合检查地形是否一致。

晚上，利用休息时间把勘察孔导入地形图，再次检查平面高程是否与地形图一致，对不一致的，作好记载，查明原因。

勘察孔放完后，采用交叉互检的方式检查。

检查合格后把勘察孔的平面高程坐标移交给勘察技术负责人员。

对于因现场局限，位置反生挪移的，经勘察负责人提出，重测检查无误后移交勘察负责人。

对于拉网捕鱼等原因，孔位丢失的，经现场人员提出来后，重测检查无误后移交勘察负责人。

对于陆地孔（平地或小山坡）孔位放好后，用木桩标识，并在木桩上用红油漆写上孔号，并在高处显眼位置绑上红色塑料袋作好标记。

对于水上孔，适合穿下水裤的下水放孔的，穿上下水裤及救生衣，下水放孔，放孔时注意先用棱镜杆或竹

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