华科燕郊开发区测区控制网技术设计书课程设计.docx
《华科燕郊开发区测区控制网技术设计书课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华科燕郊开发区测区控制网技术设计书课程设计.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
华科燕郊开发区测区控制网技术设计书课程设计
密级：
编号：
燕郊开发区导线测量技术设计书
（测绘工程专业）专业技术设计书
设计单位名称：
测绘B09-2班
2012年1月1日
燕郊开发区导线测量技术设计书
（测绘工程专业）专业技术设计书
测绘专业任务承担单位（盖章）：
设计负责人：
审核意见：
主要设计人：
审核人：
年月日2012年1月1日
批准单位或部门（盖章）：
审批意见：
审批人：
2012年1月1日
一．概述
1.任务来源:
河北省三河市燕郊开发区管委会。
2.任务目的:
为了在河北省三河市燕郊管辖区范围内开发建设，测绘1：
1000地形图。
3.任务量:
根据开发区提供1：
10000地形图1份以及已有控制点成果一套，从满足测图工作需要（密度、精度、经费等多方面）角度出发，完成一份相应等级控制网技术设计图和技术设计书。
4.作业范围:
河北省三河市燕郊约20km的测区范围。
5.作业内容:
在燕郊约20km的测区范围内建立三等三角网、测边网或导线网，高程采用三等水准测量方式。
6.行政隶属:
中华人民共和国河北省三河市。
燕郊辖区包括行宫、小张各庄、王各庄，枣林、北蔡各庄、樊村赵辛庄、南巷口，区域面积共20公里。
7.完成期限:
2010年1月4日~2010年1月10日，为期一周。
二．作业区地理状况与已有资料情况
1）作业区自然地理状况
地形概况：
河北省三河市域地处北纬39°48′37″至40°05′04″之间，东西36公里，南北28.5公里，总面积643平方公里。
地处入京之要冲，京津唐三角之腹地。
燕郊经济技术开发区隶属于河北省三河市，距天安门直线距离30公里。
与北京通县一河（潮白河）之隔。
开发区管委会驻地行宫村东，位于三河西23.2公里处，西濒潮白河，燕郊西北距首都国际机场25公里，南距天津港180公里，东距秦皇岛港260公里，拥有得天独厚的地理优势。
三河市地处燕山山前平原地区，总的地势北高南低，自北向南倾斜，按地形地貌特点，可分为低山丘陵，平原和洼地。
其中平原面积最大，主要由潮白河、蓟运河冲洪积扇构成，平均海拨高程5.9—31.9米（黄海标高），地面自然纵坡1/1500左右，低山丘陵主要分布在东北部的蒋福山地区。
该区域周缘为海拨335.2—458.5米的龙门山和青龙山，中间为海拨200—212米的蒋福山盆地，此外在市区西北部还有一海拨90.4米的孤山挺立于倾斜平原上，洼地主要分布在本市东南部的引泃入潮与鲍邱河、潮白河两岸、地势低平，多积水洼地。
居民地分布和特征：
1.高新技术产业区，位于开发区南部（食品城，位于工业区东南部。
以生产保健品、绿色食品、方便食品、酿酒、油脂及调味品等生活用品为主；医药城，位于工业区西部，以医药产品开发及制造为主；机电城，位于工业区定北部；轻化城，位于工业区南部。
）2.休闲度假区，位于开发区西部，潮白河东畔。
3.综合服务区，位于开发区中部。
4.金融商贸区，位于开发区腹地。
道路，桥梁分布和特征：
102国道自西向东横穿境内，燕山公路自南向北纵贯边缘外，区内公路宽阔平坦、四环相绕、纵横交织、内外相通。
道路主要有迎宾路，行宫西大街，行宫东大街，燕兴路，燕顺路，林场路，高尔夫路，燕昌路，燕高路，百合大街，科技大街，工业大街，规划路等。
桥梁，除穿越京秦铁路建有公路立交桥外，在燕郊西102国道建立交桥，长16米，宽26米，燕郊东102国道间有点长立交桥，长560米，宽23.5米。
植被分布和特征：
土地资源，土壤属石灰性，多为壤质土，次为沙质土和粘质土，土层较厚。
水资源，三条河流加自然降水以及地下水，雨量充沛年份自给有余，雨量适中年份可以自给，干旱之年亦能抵御。
山峰、水系分布和特征：
主要山峰有蒋福山、栲栳山、灵山和孤山。
蒋福山为群山，四面山峦环绕，中间是一块开阔的盆地；栲栳山位于蒋福山正西；灵山在栲栳山西南。
河流主要有鲍邱河、潮白河，市域流程分别为41.3公里、20.2公里。
地形类别：
境域处燕山余脉前地带，东北部为山地丘陵，面积73.3平方公里；其余大部分为平原，地势自西北向东南倾斜，面积569.27平方公里。
海拔高度:
三河地势较高，北高南低，地貌类型较多，三河县东北隅有小面积低山丘陵，为燕山南侧余脉，面积76平方公里，一般山高海拔200--300米，大岭后山海拔高度521米，为全市最高山峰；其次是龙门山，海拔459米；在山地丘陵西部和南部，沿燕山南麓，呈东西带状分布着山麓平原，面积773平方公里，地势由北向南倾斜，高程在海拔10至30米之间，平均海拔18米左右；
气候状况：
三河市属暖温带半干旱、半湿润季风气候，一年四季分明。
春季温暖干旱，夏季潮湿多雨，秋季气候凉爽，冬季严寒少雪。
年平均气温11.1℃，最低气温出现在1月，为-28.2℃；最高气温出现在7月，为40.2℃，年无霜期187天，最大冻土厚76cm，最大积雪深度22cm，年日照时数为2661.4小时，日照百分率为60％，年平匀降雨量561.9mm（33年平均值），年平均蒸发量1958.6mm，年平均风速2.7m／s，冬季主导风向东北风，夏季为西南风。
工程地质与水文地质的基本情况:
浅层水含水层开采深度100米左右，深层水含水层开采深度260－300米，水质纯净无污染。
年开采量1427万方（约3.9万方/日）。
地处燕山南麓，潮白河冲积扇中下部，地势平坦，地基承受载力10－12T/m2，地震烈度为9度，无不良工程地质因素。
测区经济发达状况:
燕郊是京津唐经济发展的腹地。
凭借着天然的地理优势和当地人民的不断努力，已经成为了经济发展最快的地区之一。
2）已有资料情况
燕郊开发区提供1：
10000燕郊开发区规划图1份，图中包括地形、地物、控制点、导线点，等高线等。
已有控制点成果一套。
表2-2
点号按老师的
（中央子午线经度117°，1954北京坐标系，采用克拉索夫斯基椭球。
）
三．引用文件
说明专业技术设计书编写过程中所引用的标准、规范、或其他技术文件。
文件一经引用，便构成技术设计书内容的一部分
1．《三河市志》中华人民共和国地方志丛书（1985——1996），由河北省三河市地方志编纂委员会编，中国文史出版社出版。
2.《国家三、四等水准测量规范》（GB12898—91）；
3.《城市测量规范》（CJJ8-99）；
4.《工程测量规范》（GB50026-2007）
5.《测绘技术设计规定》
四．成果主要技术指标和规格
坐标系：
平面控制网的坐标系统：
采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系统或采用任意带平面直角坐标系统；小测区可采用简易方法定向，建立独立坐标系统，已有平面控制网地区，可沿用原有坐标系统。
平面控制网采用高斯平面直角坐标，参考椭球体为克拉索夫斯基球体。
高程基准：
采用1985国家高程基准，在已有高程控制网的地区进行测量时，可沿用原高程系统，当小测区有困难时，亦可采用假定高程坐标系统。
时间系统：
北京时间
投影方法：
采用高斯正形投影3°带平面直角坐标系统。
精度或技术等级：
导线测量的主要技术要求
等级
导线长度（km）
平均边长（km）
测角中误差（＂）
测距中误差（mm）
测距相对中误差
测回数
方位角闭合差
导线全长相对闭合差
1＂级仪器
2＂级仪器
6＂级仪器
三等
14
3
1.8
20
1/150000
6
10
—
3.6√n
≤1/55000
四等
9
1.5
2.5
18
1/80000
4
6
—
5√n
≤1/35000
一级
4
0.5
5
15
1/30000
—
2
4
10√n
≤1/15000
二级
2.4
0.25
8
15
1/14000
—
1
3
16√n
≤1/10000
三级
1.2
0.1
12
15
1/7000
—
1
2
24√n
≤1/5000
注：
1、表中n为测站数。
2、当测区测图的最大比例尺为1：
1000时，一、二、三级导线的导线长度、平均边长可适当放长，但最大长度不应大于表中规定相应长度的2倍。
3、当导线平均边长较短时，应控制导线边数，但不得超过表相应等级导线长度和平均边长算得的边数；当导线长度小于表规定长度的1\3时，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm。
4、导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大。
当附合导线长度超过规定时，应布设成结点网形，结点与结点、结点与高级点之间的导线长度，不应大于表中规定长度的0.7倍。
5、当导线网用作首级控制时，应布设成环形网，网内不同环节上的点不宜相距过近。
五．设计方案
1）选点埋石
一、选点：
选点时①从技术指标方面考虑。
图形结构良好，边长适中，对于三角形求距角不小于30°；便于扩展和加密低级网，点位选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越障碍物一定的距离；点位能长期保存，宜选在土地坚硬，易于排水的高地上。
②从经济指标方面考虑。
充分利用了制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象。
③从安全生产方面考虑点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压线等应有一定的距离。
选点所需的装备和工具：
望远镜、小平板、测图器具、花杆、通信工具、清除障碍的工具等。
此外还要携带设计好的网图。
在已知的起始点二、三等点应埋设柱石和盘石，两层标石中心的最大偏差，不应超过3mm；四等一下的各级控制点，可不埋设盘石，但柱石高度应适当增大。
当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性、可用性一起觇标的安全性进行检查，符合同级埋石要求，且能长期保存。
当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议
点名应取居民地名，需向当地政府部门或群众进行调查后确定。
新旧点重合时，最好采用原有旧点名，如需更改应在新点名后括号内附上旧点名。
点名书写采用汉字，已知高等点号编排按照YJDG1开始顺序往后编号。
布设的四等导线点从1开始编号。
图上设计宜在中比例尺地形图上进行,其方法和步骤如下：
①展绘已知点。
②按上述对点位的基本要求,从已知点的基本要求,从已知点开始扩展。
③判断和检查点间的通视。
④估算控制网中各推算元素的精度。
⑤拟定水准路线。
二、埋石：
四等导线测量的标石由两块标石组成，下面一块叫做盘石，上面叫柱石，盘石和柱石一般用钢筋混凝土预制，然后运到实地埋设。
预制时，应在柱石预面上印字注明埋设单位以及时间。
标石也可以用混凝土现场浇灌或者石料加工。
盘石和柱石中央埋有中心标志。
埋石时候必须使盘式和柱石上的标志位于同一铅垂线上。
挖基坑，坑底要整平夯实，再填砂石捣固，浇底层混凝土树盘石，然后再盘石上放1-2cm粗沙，树柱石，用混凝土加固，注意两层标石中心的最大偏差不应超过3mm。
若在基岩层上或坚硬的混凝土路面上，可以直接钻孔，将刻有中心标志的胀锚螺栓打入孔内。
网点一般应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位。
点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。
在基岩露头地区，也可直接在基岩上嵌入金属标志。
每个点位标石埋设结束后，填写点之记。
点之记样式应符合《工程测量规范》要求，。
要求点之记采用Word制作，其中的略图可采用CAD制作，但应转换为影像格式插入到Word文档中。
对设置在田间或乡间道路旁的标志墩需修筑砖（石）台基以避免车辆碰撞标志。
台基边墙距点位不少于1米、四周围用砖（石）块砌筑、基宽不得少于30厘米，地面以上高不得少于50厘米，构筑砂浆不得低于7.5#。
对设立在楼顶、水塔等建筑物顶部的标石、观测台需涂刷5厘米宽的红白相间油漆，并在建筑物女儿墙或护栏内侧安装标志保护宣传牌
2）平面控制测量
平面控制测量分为三角测量和导线测量．
一、水平角测量
水平角观测使用全站仪，采用方向观测法。
所布设的是四等导线网，基本图形形状为一个两边出头的H，一共使用了六个已知坐标点作为起算点，并设置了两个结点构成了简单的导线网。
四等平面控制点标志可采用磁制或金属等材料制作，可不埋盘石，柱石高度应适当加大。
观测步骤及要求
①光学测微器两次重复读数之差小于3秒，半测回归零差小于8秒，一测回2C互差小于13秒，同一方向值各测回较差小于9秒。
当观测方向不多于3个时可不归零。
②每站观测6个测回，每个测回间应配置度盘。
③当测站只有两个方向时，应在观测总数中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向的左角，总数中以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向的右角，但在观测右角时应以左角起始方向为准变换度盘位置。
④当测站和照准目标偏心时，应在水平角观测前或观测后测定归心元素。
⑤水平角观测误差超限时，观测成果的重测和取舍按《规范》第2.3.12条执行。
二、距离测量
导线边的测定方法为电磁波测距法，限差要求如下
测距的主要技术要求
等级
仪器精度
等级
每边测回数
一测回读
数较差
单程各测
回较差
往返测距较差
往
返
四等
5mm仪器
2
2
<=5
<=7
<=2（a+b*D）
10mm仪器
3
3
<=10
<=15
①测距对中误差和反光镜对中误差不应大于2mm。
②分别量取两端点观测始末的气象数据，计算时应取平均值，温度计距地面1.5米阳光不能直射的地方，且读数精确至0.2摄氏度，气压表应置平，读书精确至50帕。
三、精度分析
根据平面控制四等导线测量精度的要求，量边精度和测角精度要进行合理的配置。
根据对已有文献详细资料的分析得出，当量边和测角等权时对提高控制网精度最有利，即：
测区边角网或导线网中因包含有角度和边长两种不同类型的观测值，在设计阶段合理地确定两者的权，对保证日后平差成果的精度和可靠性是十分重要的。
在已有文献中对此问题做了比较详细的分析推导及模拟计算，并据以得出边角网大体上为测角网和测边网的加权平均的结论。
其中误差的计算，可按下列方法进行。
设，m1、m2分别为两个独立观测值（或两独立观测值函数）的中误差，则其加权平均值的中误差M为
两个中误差的比率m1：
m2在什么情况下才能使M为最小呢?
亦即量边的权与测角的权如何配置才能使其加权平均值的精度为最佳呢?
我们可以用两个中误差的不同比率代入上式计算M，并计算其减小率M：
m1，详见如下表
观测值的误差比率m1：
m2
加权平均值的误差减小率M：
m1
1：
1
1：
1．5
1：
2
1：
3
1：
4
O．707
O．832
O．894
O．949
0．970
由表可以看出；当量边与测角等权时最为有利，如两者观测精度相差悬殊（如1：
3），则对提高控制网精度已没有什么实际章义。
故在设计阶段制定观测纲要时，可按下式配置量边与测角的精度：
式中
——观测方向中误差；ms——量边中误差；S——边长。
如采用电磁波测距，则ms按下式估算：
式中mc——仪器固定误差（常误差）；R——仪器比例误差系数；S——边长（km）。
3）高程控制测量
根据对地形图进行分析的结果，本地区地势起伏不大，因此可以将导线点兼作水准点，即水准网的布设形式同导线网。
水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合
1水准仪视准轴与水准管轴的夹角i，DS1型应不超过15″，DS3型不应超过20″。
2补偿式自动安平水准仪的补偿误差△a对于二等水准不应超过0.2″，三等不应超过0.5″。
3水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm；对于条形码尺，不应超过0.1mm；对于木质双面水准尺，不应超过0.5mm。
两次观测高差较差超限时应重测。
重测后对于二等水准应选取两次异乡观测的合格结果，其他等级则应将重测结果与原测结果分别比较，较差不超过限值时，取三次结果的平均数。
电磁波测距三角高程测量，宜在平面控制点的基础上布设成三角高程网或者高程导线。
应采用规定的手簿记录并统一编号，手簿中记载项目的原始数据应字迹清晰端正、填写齐全。
外业手簿种任何原始记录不得擦该或涂改，更不能转抄复制。
划去不用的废站也应注明原因。
水准测量的主要技术要求
等级
每千米高差权中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪型号
水准尺
观测次数
往返较差、符合或环线闭合差
与已知点联测
符合或环线
平地（mm）
山地（mm）
二等
2
—
DS1
因瓦
往返各一次
往返各一次
4√L
—
三等
6
≤50
DS1
因瓦
往返各一次
往一次
12√L
4√n
DS3
双面
往返各一次
四等
10
≤16
DS3
双面
往返各一次
往一次
20√L
6√n
五等
15
—
DS3
单面
往返各一次
往一次
30√L
—
注：
1结点间、结点与高级点间路线的长度不应大于表中规定的0.7倍。
2L为往返侧段、附合或闭合环线的水准路线长度（km）；n为测站数；
3数字水准仪测量的技术要求与同等级的光学水准仪的相同。
水准观测的主要技术要求
水准仪的型号
视线长度（m）
前后视较差（m）
前后视累积差（m）
视线高地面最低高度（m）
基本分划、辅助分划或黑面、红面读数较差（mm）
基本分划、辅助分划或黑面、红面所测高差较差（mm）
DS1
50
1
3
0.5
0.5
0.7
DS1
100
3
6
0.3
1.0
1.5
DS3
75
2.0
3
注：
1二等水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m；
2三、四等水准采用变动仪器高度观测单面水准尺时，所测两次高差较差，应与黑面、红面所测高差之差的要求相同；
3数字水准仪观测，不受基、辅分划或黑、红面读数较差指标差的限制，但测站两次观测的高差较差，应满足表中相应等级基、辅分划或黑、红面所测高差较差的限差。
电磁波测距三角高程测量的主要技术要求
等级
仪器
测回数
指标差较差（＂）
垂直角较差（＂）
对向观测高差较差（mm）
附合或环形闭合差（mm）
三丝法
中丝法
四等
DJ2
—
3
≤7
≤7
40√D
20√∑D
五等
DJ2
1
2
≤10
≤10
60√D
30√∑D
注：
D为电磁波测距边长度（km）
水准测量应达到足够的精度，测量过程中应进行如下检核：
每完成一条水准路线的测量，需要进行往返高差不符值和每公里高差中数的偶然中误差
的计算（小于100或测段数不足20个的路线，可纳入相邻路线一并计算），其公式为：
式中：
——测段往返高差不符值，mm；
——测段长度，km；
——测段数。
每完成一段附合路线或闭合环线的测量，在对观测高差施加有关改正后，计算出附合路线或环线闭合差，当构成水准网的水准环数N>20时，需进行计算每公里高差中数的全中误差
，其计算公式为：
式中：
——经各项改正后的闭合差，mm；
——水准环长度，km；
——水准环数。
各等级水准测量的精度要求如下表（表四）所示：
水准测量的等级
一等
二等
三等
四等
的值
0.45mm
1.0mm
3.0mm
5.0mm
的值
1.0mm
2.0mm
6.0mm
10.0mm
4）大地测量数据处理
（1）按照三等控制点的要求以6个高级控制点作为已知点布设四等导线，设计出平面控制网的基本形式。
对已经设计出的导线网进行测量精度分析。
运用等权代替法评估出导线网的最弱点中误差并根据工程测量标准评定导线网布设是否合理。
设以1km长的四等导线端点点位中误差为单位权中误差，各段线路的等权线路L以及相应的权P为：
L1=1.28P1=0.61
L2=1.39P2=0.52
L3=1.44P3=0.48
L4=1.30P4=0.59
L5=1.32P5=0.57
L6=1.69P6=0.35
从线路1、2、3求得的M点坐标的权为Pm=1.61
从线路4、5、6求得的N点坐标的权为Pn=1.51，
其相应的合成的一条等权路线分别为Lm=0.80，Ln=0.81
现在原导线网已合成为一条单一导线，其等权限路长为L=4.6
其中点为最弱点，其权Pw=0.38，
因为导线的平均边长为S=1.5km，测距精度Ms=±18mm，λ=2/1000000,
Mβ=±2.5’’,所以单位权中误差M1km=±19.3mm。
所以最弱点W的点位中误差Mw=31.3mm。
（2）任务完成后，要上交的成果资料如下：
1．平面控制测量部分
①平面控制网布设方案；
②经纬仪检验资料；
③水平角观测原始记录；
④导线边长观测原始记录；
⑤平面控制测量平差计算资料；
⑥控制点平面坐标成果资料。
2．高程控制测量部分
①高程控制网布设方案；
②水准仪、水准尺检验资料；
④三等水准测量观测原始记录；
⑤三等水准测量平差计算资料；
⑥水准点高程成资料；
3．综合资料
①控制测量技术设计书；
②控制点成果表；
③测量成果质量评定表；
（3）技术设计说明书的字体字号要求
1．封面和目次的字号和字体
设计书的正、副封面的名称用二号黑体字，封面的其他文字均用四号仿宋。
目次页的“目次”用三号黑体，目次内容用小四宋体。
2．正文的字号和字体
设计书正文中，章、条、附录的编号和标题用小四黑体，图、表的标题也用小四号黑体；条文的注、脚注用五号宋体，图、表中的数字和文字以及图、表右上方关于单位的陈述用五号宋体；正文和附录的其他内容均采用小四号宋体。
升级会员 