孙家堡子控制测量技术设计书.docx
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孙家堡子控制测量技术设计书
目录
1绪论1
1.1设计目的和任务1
1.2测区自然地理概况1
1.3测区已有资料及其分析和利用1
1.4作业依据2
2平面控制测量2
2.1首级网的布设2
2.1.1GPS网的布设原则2
2.1.2GPS点位选择原则3
2.1.3平面控制网的网形如下及精度分析3
2.1.4GPS点的埋设4
2.1.5GPS网的主要技术要求5
2.1.6GPS网调度计划6
2.1.7GPS观测6
2.1.8GPS控制网数据处理7
2.2加密8
2.3RTK------图根8
3高程控制9
3.1首级高程的布设9
3.1.1水准点的布设与埋石9
3.1.2水准测量主要技术要求9
3.1.3水准网型如下图9
3.1.4水准测量的注意事项10
3.2四等水准观测10
3.2.1四等水准观测技术要求10
3.2.2四等水准的观测方法10
3.2.3水准测量记录要求11
3.2.4水准测量的注意事项
3.3加密11
3.3.1电磁波测距三角高程测量的主要技术要求11
3.3.2观测12
3.3.3观测方法12
3.3.4观测步骤12
3.3.5三角高程求法14
3.4平差计算
4拟投入的仪器和设备14
5经费预算14
6上交资料15
孙家堡子控制测量课程设计书
1绪论
1.1设计目的和任务
1.1.1设计目的
通过此次的课程设计，巩固课堂所学知识，将理论用于实际，将以前所学所学知识融会贯通，以达到学以致用的效果。
提高自己的动手能力和工作能力，学会团队合作。
提高发现问题、解决问题的能力。
学会解读和使用测量规范掌握测图控制网布设的全过程主要与平差计算及技术要求的编写工作。
学会使用南方CASS7.0软件进行绘图设计，学会数据的处理，为以后工作打下坚实的基础。
1.1.2任务概述
本次任务需要我们运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能,对孙家堡子地区进行1：
500地形测量。
该测区面积约为20平方千米，本次平面控制应用GPSE级首级，GPS一级加密测量等方法测定控制网点平面位置的测量工作。
用四等水准测量做高程首级，并熟练操作测量上的各种仪器（GPS，全站仪，水准仪等）。
1.2测区自然地理概况
孙家堡子位于东经123°41'15''～123°45'00''，北纬41°10'00''～41°12'30''。
孙家堡子基本是山区，本测区3/4为山区，1/4为居民区，人口以汉族为主，也有满族等其他少数民族分布。
山地广布，地形复杂，山貌杂乱，地物较多，山多陡缓不一，树林稀少，森林覆盖率底，通视条件可以。
测区属于暖温带大陆季风气候，年平均气温为10-20摄氏度，四季气温差别较大，年降雨量400mm，70%集中在6-8月份。
有利的作业时间为3-5月份。
1.3测区已有资料及其分析和利用
1、测区内有1：
10000比例尺地形图，（１９８８年５月调绘，１９９０年出版，１９５４年北京坐标系，1956年黄海高程系，等高距5米，1974年版图式。
精测仪成图。
）可供划定范围，技术设计踏勘选点。
2、测区有三等水角点三个：
大台沟西山点、修流沟点、小孤家子点东山
测区有三等水准点两个：
戴家堡子，腰堡兴隆村
已知三等水角点坐标如下表所示：
序号
点号
坐标
X
Y
1
大台沟西山点
41559354.144
4560789.914
2
修流沟点
41588299.567
456270.056
3
小孤家子东山点
415622510.261
4561039.873
已知三等水准点高程如下表
点号
戴家堡子
腰堡兴隆村
高（M）
142.156
151.015
以上各点均实地踏勘观察及复测，均能用。
1.4作业依据
1、《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97以下简称《规程》；
2、《城市测量规范》CJJ8-99以下简称《规范》
3、《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91；
4、《测绘产品检查验收规定》GBCH1002-95；
5、《测绘技术总结编写规定》GBCH1001-91；
6、《工程测量规范》（GB50026—2007）。
7、《测绘工程产品价格》 （以下简称《工程造价》）。
全球定位系统（GPS）测量规范GB/T18314-2001
在本次作业过程中应严格执行本设计书的相关规定,凡本设计书未提到的内容,以上相应的规范为标准。
2平面控制网设计
2.1首级网的布设
测区首级平面控制网设计为E级GPS网。
2.1.1GPS网的布设原则
（1）GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计，网的点与点间不要求通视，但应考虑常规测量方法加密时的应用，每点应有一个以上通视方向。
（2）在布网设计中应顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，宜采用原有城市坐标系统。
对凡符合GPS网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。
（3）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。
（4）为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。
小城市或工程控制网可联测2-3个点。
2.1.2GPS点位选择原则
①点位应设在易于安装接收机设备视野开阔的较高点上。
②点位目标要显著，视场周围15°以上不应有建筑物，以减小GPS信号被遮挡或障碍物吸收。
③点位应远离大功率无线电发射源（如电视台，微波站等）其距离不小于200m，远离高压输电线，其距离不小于50m，以避免电磁场对GPS对信号的干扰。
④点位附近不应有大面积水域或不应有强烈的干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。
⑤点位应选在交通便利，有利于其他观测手段扩展与联测的地方。
⑥地面基础稳定，易于点的保存。
选点人员应技术设计进行踏勘在实地按要求选定点位。
网形应有利于同步观测边联结。
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。
充分利用符合要求的旧有用控制点。
2.1.3平面控制网的网形如下及精度分析
本测区设计以边连式布设E级GPS点12个（其中3个已知，9个未知），并且与3个国家三等三角点联测，控制面积约20km
，其平均边长1.438km，最短边为0.96km，最长边为2.14km，最弱边边长相对中误差为1/54810。
本次设计的GPS首级控制网采用四台接收机观测，共分5个观测时段进行观测。
网形如下图所示：
GPS网
2.1.4GPS点的埋设
2.1.4.1埋石
1、GPS点的标石及标志规格如下图：
2、各GPS点均应埋设永久性的标石，埋设时坑底填以砂石，捣固夯实或浇灌混凝土底层。
埋石规格如下图：
3、GPS点标石埋设所占土地，应经土地使用者或管理部门同意，依法办理征地手续，并办理测量标志委托管书。
2.1.4.2点之记
实地绘制点之记，在点之记中做2～3个护桩，其与GPS点位的距离精确到0.1米。
点名
等级
标志类型
点号
觇标类型
所在地
交通路线
与本点有关的方向及距离
点位略图
有关问题
说明
三角点点之记
2.1.5GPS网的主要技术要求
GPS网的主要技术要求如下表：
等级
平均距离（km）
固定误差a（mm）
比例误差b（1×106）
最弱边长相对中误差
E级
2
≤10
≤10
1/45000
注：
当边长小于200m时，以边长中误差小于20mm来衡量
各等级GPS相邻点间弦长精度用下式表示：
（2.1）式中：
σ——GPS基线方向的弦长中误差（mm），亦即等效距离误差；
ａ——GPS接收机标称精度中的固定误差（mm）；
ｂ——GPS接收机标称精度中的比例误差系数（ppm．d）；
ｄ——GPS网中的相邻点间的距离（km）。
闭合环或附合线路边数的规定如下表所示：
等级
E级
闭合环或附合线路边数（条）
≤10
2.1.6GPS网调度计划
具体观测如下表所示：
时段数
观测时间（min）
南方灵锐-S82（1026）
南方灵锐-S82（0253）
南方灵锐-S82
（0746）
Ashtech
（3758）
1
1小时
G1
G2
大台沟西山点
修流沟点
2
1小时
G9
G3
大台沟西山点
修流沟点
3
1小时
G9
G3
G5
G4
4
1小时
G9
小孤家子点东山
G5
G6
5
1小时
G9
小孤家子点东山
G8
G7
2.1.7GPS观测
2.1.7.1观测准备
每天出发前确保电池电量充足，仪器及附件携带齐全，作业前应保证数据存储容量充足。
2.1.7.2观测作业技术要求
GPS网作业基本要求如表2.4所示：
表2.4GPS网作业基本要求
等级
平均边长D（km）
接收机性能
标称精度
同步观测接收机数量
E级
2
双频或单频
10mm+5ppm
≥2
GPS网观测基本要求如表2.5所示：
表2.5观测基本要求
等级
方法
卫星高度角（°）
有效观测卫星总数
同一卫星有效观测时间（min）
观测时段数
时段长度（min）
数据采样间隔（S）
PDOP
E级
静态
≥15
≥4
≥45
≥2
≥45
10至60
≤6
2.1.7.3GPS观测注意事项
1、观测组应严格按调度表规定的时间进行作业。
保证同步观测同一卫星组。
当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。
2、接收机电源电缆和天线电缆应联接无误，接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测。
3、每时段开机前，作业员应量取天线高，关机后再量取一次天线高作校核，两次量天线高互差不得大于3mm，取平均值作为最后结果，记录在手簿。
若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入测量手薄备注栏中。
天线高的量取方法应符合《全球定位系统城市测量技术规程》的要求，量取的部位应在观测手薄上绘制略图。
4、接收机开始记录数据后，作业员可使用专用功能键选择菜单，查看接收卫星数实时定位结果及存贮介质记录情况等。
5、仪器工作正常后，作业员应及时逐项填写测量手簿中各项内容。
6、一个时段观测过程中不得进行以下操作：
关闭接收机又重新启动；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星高度角；变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能键。
7、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天线，遮挡卫星信号。
8、接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击。
9、观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。
按上述要求观测。
2.1.8GPS控制网数据处理
1基线解算要求
采用厂家提供的解算软件进行，对接收机同步观测的一个同步时段中，采用单基线模式结算。
相邻基线长度不大于5KM，采用双差固定解。
2基线解算外业数据检核
（1）同一时段观测值的数据剔除率，其值小于10%
（2）独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足
Wx≤3
αWy≤3
αWz≤3
αWs≤3
α
N为闭合环边数
α--相对级别规定的精度，
mm.
a≤10mm,b≤20mm
3、GPS网平差计算
采用厂家提供的平差软件进行平差。
E级GPS网的限差
等级
E级
限差类型
坐标分量相对闭合差
6.0
环线全长相对闭合差
10.0
2.2加密
在E级GPS网下加一级GPS网，在地势较高处按照1平方千米1-2点的密度进行控制点加密，设计约有18个，平均边长1KM。
1、选点埋石原则
选点按照设计书设计位置及GPS观测对点的要求，保证高度角及远离电磁波干扰条件等，地面基础稳定，易于点的保存。
要求每点至少有两个方向通视。
一级点号按自然数字前加罗马字“I”进行编号如：
I001、I002……
埋石采用普通混凝土，中心用铁质标志埋石规格如图
2、观测要求
一级网的主要技术要求如下表：
等级
平均边长（KM）
固定误差A（MM）
比例误差系数B（mm/km）
约束平差后最弱边相对中误差
一级
1
≤10
≤20
≤1/20000
观测基本要求
等级
方法
卫星高度角（°）
有效观测卫星总数
同一卫星有效观测时间（min）
观测时段数
时段长度（min）
数据采样间隔（S）
PDOP
一级
静态
≥15
≥4
≥45
≥2
≥30
10至30
≤8
观测方法，步骤，数据处理及精度分析同首级一样。
2.3RTK------图根
我的测区大部分是较平坦地区，采用GPS-RTK测图根。
在测之前先求转换参数，采用复合点求参数。
复合点的个数不少于4个，
工作步骤：
1参考站点位的选择：
应选择在地势较高，周围无高度角超过15°的障碍物和强烈干扰接收卫星信号或反射卫星信号的物体。
2作业半径不应超过10KM。
正确连接天线电缆、电源电缆和通讯电缆等，接收机天线与电台天线之间的距离不小于3M。
3正确输入参考站的相关信息，包括：
点名、坐标、高程、天线高、基准参数、坐标高程转换参数等。
4流动站的作业要求：
有效卫星数大于5个，PDOP值应小于6，并应采用固定解成果。
沿道路布设图跟点，保证两点间要同视。
布网密度应不小于8个/平方千米，居民地布点要密一些，实地选点。
3高程控制
3.1首级高程的布设
采用四等水准的作业方法进行。
高差较大的地域采用三角高程方法，高差较小的地域采用几何水准方法。
四等水准线路主要沿道路布设。
3.1.1水准点的布设与埋石
1点位选在土质坚实、稳固可靠的地方或稳定的建筑物上，且便于寻找、保存和引测。
2采用水准标石，标石的规格和埋设如下图：
3.1.2水准测量主要技术要求
水准测量主要技术要求如下表所示：
水准测量主要技术要求
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪的型号
水准尺
符合或环线观测次数
往返较差、符合或环线闭合差（mm）
四等
10
≤16
DS3
双面
往一次
20
注：
表中L为符合或环线的水准路线长度（km）;结点之间或结点与高级点之间，其线路的长度，不应大于表中规定的0.7倍。
3.1.3水准网型如下图
图3.1四等水准网
3.2四等水准观测
3.2.1四等水准观测技术要求
四等水准观测技术要求如下表所示：
四等水准观测技术要求
等级
水准仪的型号
视线长度（m）
前后视较差（m）
前后视累积差（m）
视线离地面最低高度（m）
黑、红面读数较差（mm）
黑、红面所测高差较差（mm）
四等
DS3
100
5
10
0.2
3.0
5.0
3.2.2四等水准的观测方法
每测站的操作程序：
1、用圆水准器整平仪器，照准后视标尺黑面，转动微倾螺旋使水准管气泡严格居中，按下、上丝和中丝顺序读数。
2、照准后视标尺红面，使水准管气泡严格居中后，按中丝读数。
3、照准前视标尺黑面，使水准管气泡严格居中，按中丝和下、上丝顺序读数。
4、照准前视标尺红面，使水准管气泡严格居中后，按中丝读数。
3.2.3水准测量记录要求
1、所有观测数据，应随测随记。
严禁转抄、伪造。
文字与数字应力求清晰。
记录数字中尾数读错不得更改，应划去重测，对取用的已知资料，均应由两人独立进行百分之百的检查、核对，确认无误后，方可提供使用。
2、所有观测放样手薄，必须保持完整。
不得缺页、空页。
3、测量成果应妥善保管。
3.2.4水准测量的注意事项
1、四等水准每一测段的往测与返测，测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正。
由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并应重新安置仪器。
2、在一个测站上，四等水准尽量少作两次调焦。
3、工作间歇时应选择两个坚固可靠，便于放置标尺的固定点作为间歇点，并作出标记。
间歇后，应进行检测。
检测结果如符合要求，则可继续观测，否则须从前一水准点起重测。
检测记录用红笔圈起，其高差在正式成果中不予采用，不合要求的检测记录应划去。
4、在一个测站上，只有当各项检核均符合限差要求时，才能迁站。
如其中有一项超限，可以在本站立即重测。
如果仪器迁站后才发现超限，则应从前一水准点或间歇点起重测。
5、测绘仪器、工具，应精心爱护，妥善保管，按测量法规定及时检定，检查、校正和修理。
3.3加密
采用五等电磁波测距三角高程测量
电磁波测距三角高程测量的基本思想是根据由测站向照准点所观测的竖角（或天顶距）和它们之间的水平距离，计算测站点与照准点之间的高差。
这种方法简便灵活，受地形条件的限制较少。
3.3.1电磁波测距三角高程测量的主要技术要求
三角高程路线应起迄于四等水准高程点上，垂直角观测宜采用觇牌为照准目标，每照准一次，读数两次，两次读数较差不应大于3秒。
主要技术要求如下表所示：
等级
每千米高差全中误差（mm）
边长（km）
观测方式
对向观测高差较差（mm）
附和或环形闭合差（mm）
五等
1
≤1
对向观测
60
30
按上述规定实地选点
3.3.2观测
电磁波测距三角高程观测的主要技术要求如下表
等级
垂直角观测
边长测量
仪器精度等级
测回数
中丝法
指标差较差（”）
垂直角较差（”）
仪器精度等级
观测次数
五等
2”级仪器
2
≤10
≤10
10mm级仪器
往一次
1、三角高程每边应对向观测。
三角高程路线的边长不多于10条。
2、垂直角用南方全站仪中丝法二测回测定，垂直角互差、指标差互差不大于15″。
仪器高、觇标高量二次，互差不大于2mm，取中数作为观测值。
边长取用相应导线边长。
3、对向观测高差互差不大于0.1S（m）（S为边长，以km为单位）；三角高程闭合差不超过±0.05√[S2]（m），平差后最弱点高程中误差不超过±0.05m[3]。
3.3.3观测方法:
采用规定等级的全站仪测量
按要求对水平角、天顶距、斜距分别进行测量，及边长测量。
全站仪测量注意事项
1、测量前要对仪器按要求进行检定、校准；出发前要检查仪器电池的电量。
2、必须使用与仪器配套的反射棱镜测距。
3、测量前要检查仪器参数和状态设置，如角度、距离、气压、温度的单位，最小显示、测距模式、棱镜常数、水平角和垂直角形式、双轴改正等。
可提前设置要仪器，在测量过程中不再改动。
4、手工记录以便检查各项限差，内存记录用作对照检查。
3.3.4观测步骤
1、在测站上安置全站仪，对中、整平（激光对中、电子整平时要先启动仪器），量记仪器高。
2在各镜站上安置棱镜，对中、整平，量、记棱镜高，镜面对向测站。
3、打开全站仪电源，盘左、望远镜十字丝照准后视方向的反射棱镜纵横标志线，配置水平度盘，并读记水平角读数，然后照准前视，读记水平角读数。
4、倒镜、盘右、观测水平角的下半测回。
5、按与观测水平角相似的方法依次观测天顶距和斜距。
6、完成全部规定测回的观测。
7、量测仪器高、棱镜高检核。
3.3.5三角高程求法
H=D×tga+（1-k）D×D/2R+i-v
其中i代表仪器高，v代表觇标高，D代表水平距，a代表垂直角，k大气折光系数，R地球平均曲率半径。
3.4平差计算
各项资料经外业检查和验算合格后,利用平差软件在计算机上进行严密平差计算。
4拟投入的仪器和设备
保证所投入的仪器、设备均经过测绘仪器计量站和计量局的鉴定。
如下表所示：
拟投入的主要仪器设备
序号
设备名称
生产厂家
型号规格
数量
精度指标
1
GPS
中国南方
南方灵锐-S82（0253）
4
10+5ppm
2
全站仪
南方
10
2＂2+2ppm
3
水准仪
北京
DS3
2
±3mm
4
笔记本电脑
1
5
面包车
1
6
小货车
1
5经费预算
成本预算如下表所示：
单位项目
天数
个数、人数
价格（元）
合计
正式员工
20
7
100
14000
临时员工
20
8
50
8000
仪器损耗
20万×5%
10000
伙食、住宿
20
15
50
15000
租借运输车
10
4
100
4000
总计
51000元
工程预算如下表所示：
单位
项目
点数
面积（km2）
公里数
天数
价格（元）
合计
GPS四等点
9
7212.01元/个
64908.09
一级GPS点
18
6378.3
114809.4
四等水准选埋
40
2016.63
80665.2
四等水准测量
15.9
842.70
13389.93
总计
273772.62元
利润=工程预算—成本预算=222772.62元。
6上交资料
1、1:
1000地形图测量技术设计书一份
2、控制测量外业资料
3、四等GPS点和一级GPS点点之记一份
4、平面控制网图二份
6、高程控制网图一份
8、四等水准点和三角高程点点之记一份
升级会员 