包头市东河区地形图测绘设计方案书.docx

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包头市东河区地形图测绘设计方案书

GPS实习设计书

一、任务概述

1、任务情况

为满足包头市东河区城市规划管理和工程建设的需要，﹩﹩﹩决定对辖区内25.14平方千M范围的街区进行1:

1000比例尺地形图测绘。

我单位（测量0901班）受﹠﹠﹠规划管理处的委托，承担了此项任务。

2、测绘工程

工程名称：

包头市东河区1:

1000地形图测绘

工期：

2011年12月19日～2011年12月30日

3、测区情况

东河区位于包头市东南部，在大青山南麓、黄河北岸的土默川西隅，地理坐标为动静110°、北纬40°35′。

东河区地处中温带，年平均气温6.4℃；区境主体地域北高南低，北部山梁一带海拔1065～1120M左右，中部、南部平原地区平均海拔1015M。

东河区管辖2个镇、12个街道办事处，总面积423㎞⒉，人口近51.06万，有蒙、汉、回、满、朝鲜等26个民族，有伊斯兰教、基督教、汉佛教、喇嘛教、天主教5个宗教界别。

东河区交通较发达，是内地连接西北地区的重要交通枢纽。

测区位于包头市东河区中心街区及周边，四面具体边界详见已发资料----东河区街区图。

该区域地势比较平坦，测区内主要有学校、居民区、商场、公园、厂矿企业等，中心区域人口密集，交通便利。

4、主要内容

测区总面积423km2工作的主要内容为：

①在整个测区内不设大约352个GPS点标石；

②选取测区内铁工校附近的5个GPS点进行四等水准测量，并进行高程拟合。

③对埋设的GPS点进行首级控制测量，对图根点进行加密测量；

④地形碎部测量：

对足球场进行GPS-RTK数据采集；

⑤内业数字化成图：

对其采集的数据利用CASS软件进行成图处理。

5、技术设计依据

GPS测量规范是国家质量技术监督局或有关行业主管部门制定的GPS测量技术标准，是GPS测量工作必须遵守的指令性法则。

目前现行的GPS测量规范有如下几种：

（1）CH/T1004-2005《测绘技术设计规定》

（2）CJJ73-2010《卫星定位城市测量技术规程》

（3）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范CH/T2009-2010

（4）国家三、四等水准测量规范GB12898-2009

（5）CJJ8-1999《城市测量规范》

（6）国家基本比例尺地图图式第一部分：

5001:

10001:

2000地形图图式GB/T20257.1-2007

（7）测绘成果质量检查与验GB/T24356-2009

（8）测绘技术总结编写规定GH/T1001-2005

6、坐标、高程系统及控制测绘等级要求

（1）坐标、高程系统

坐标系统采用1980西安坐标系，高程系统采用1985国家高程基准。

（2）首级平面及高程控制等级

a.首级平面控制为一级GPS控制网，首级高程控制为四等水准网。

测区中已有高等级控制点见下表：

点名

坐标（X／m，Y/m）

备注

C91

（4495226.304,418558.715）

C级GPS点。

位于丹拉高速公路和

110国道交汇处，路南。

C92

（4490815.312,418540.216）

C级GPS点。

位于南绕城公路KXXX

处，路北。

C93

（4493362.935,415289.628）

C级GPS点。

位于京包铁路与林荫路

相交处，路南。

BM125

高程1015.306m

Ⅲ等水准点。

位于工业路与二里半路相

接处铁路桥东南方。

BM126

高程1013.285m

Ⅲ等水准点。

位于西井湾处铁路线西侧。

b.测区内有&&&设计研究院施测的1：

6000地形图，可作为生产指挥、设计用图。

（3）图根控制

图根控制采用GPS直接测定三维坐标。

图根埋设

图根点标志尽量采用固定标志。

位于水泥地、沥青地的普通图根点，须刻十字或用水泥钉、铆钉作其中心标志，周边用红漆绘出方框及点号。

图根点埋设形式和规格如下图所示。

水泥钉、铆钉图根点埋石图根点

刻石规格：

刻石要求正规，用红漆编上点号和测量单位。

7、图幅分幅及编号

采用50㎝*50㎝正方形分幅。

采用行列编号法。

8、测图方法

全站仪数字化测图，GPS数字化测图。

9、测绘成果

（1）控制测量成果资料

（2）1:

1000数字地形图数据光盘

（3）技术设计书、技术总结、质检报告书

二、设计方案

〈一〉生产组织

2.1.1本工程计划投入：

工程测量0901班1个，6个组，44人，负责首级平面控制一级GPS控制网，首级高程控四等水准网。

仪器采用GPS接收机、水准仪。

〈二〉GPS控制网设计方案

1、技术要求与布置原则

建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作，而技术设计则是建立GPS网的第一步，是保证GPS网能够满足经济建设需要，并保证GPS成果质量可靠的关键性工作。

1.1GPS控制网的技术设计的要求

GPS控制网技术设计及外业测量的主要依据是GPS测量规范（规程）和测量任务书。

（1）GPS测量规范（规程）

GPS测量规范（规程）是国家测绘管理部门和行业部门所制定的技术标注和法规，目前GPS控制网设计依据的规范（规程）有：

a、2001年国家质量技术监督局发布的国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》

b、1992年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统（GPS）测量规范》

c、1998年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》

d、各部委根据本部门GPS工作的实际情况指定的其他GPS测量规程或细则。

（2）测量任务书

测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部门或合同甲方下达的技术要求文件。

这种技术文件是指令性的，他规定了测量任务的范围、目的、精度和密度要求，提交成果资料的工程和时间，完成任务的经济指标等。

1.2GPS控制点的布设原则

a、点位应选易与安置接收设备、视野开阔的位置。

市场周围15°以上不应有障碍物，以避免GPS信号被吸收或遮挡。

b、点位应远离大功率无线点发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线，其距离不得小于50m，以避免电磁场对GPS信号的干扰。

c、点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接受的物体，已减弱多路径效应的影响。

d、点位应选交通方便、有利于其他观测手段扩展与联测的地方。

f、点位应选在地面基础稳定、易于点保存的地点。

g、选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。

h、网形应有利于同步观测及边、点联结。

I、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。

j、当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及觇标是否安全、可用作检查，符合要求方可利用。

1.3、在实际布网设计时遵循以下几个原则：

（1）GPS网一般应采用独立观测边构成闭合图形，如三角形、多边形或附合线路，以增加检核条件，提高网的可靠性。

（2）GPS网作为测量控制网，其相邻点间基线向量的精度，应分布均匀。

（3）GPS网点应尽量与原有地面控制点相结合。

重合点一般不少于3个（不足时应联测），且在网中分布均匀，以可靠地确定GPS网与地面之间的转换参数。

（4）GPS网点应考虑与水准点重合，而非重合点，一般应根据要求以水准测量（或相当精度的测量方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点。

（5）为了便于GPS的测量观测和水准联测，减少多路径影响，GPS网点一般应设在视野开阔和交通便利的地方。

（6）为了便于用经典方法联测或扩展，可在GPS网点附近布设一通视良好的方位点以建立联测方向，方向点与观测站距离一般应大于300M。

（7）GPS网必须由非同步独立观测边构成若干个闭合环或附和线路。

（8）GPS网点应利用已有的水准点连高程。

C级网每隔3~6点联测一个高程点；D级和E级网视具体情况确定联测点数；A级和B级的高程点联测应分别采用三、四等水准测量方法；C级至E级网可采用等外水准或与此精度相当的方法进行。

2、GPS的精度标准　

GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为：

σ=√a2+（bd）2

式中：

σ——距离中误差（mm）；

　a——固定误差（mm）；

　b——比例误差系数（ppm）；

　d——相邻点的距离（km）。

3、GPS网点的密度标准

针对不同的任务要求和服务对象，GPS网点的密度要求也不同。

各级GPS网中每个闭合环或附和线路中的边数应符合的规定如下表：

GPS网的主要技术要求

等级

平均距离（Km）

a（mm）

b（1×10-6）

最弱边相对中误差

四等

≤10

1/45000

一级

≤10

1/20000

JJ规程》还对平均边长作出了说明：

规定了最小距离是平均距离的1/2~1/3，最大距离是平均距离的2~3倍，在特殊情况下，个别边长还可以超出表中规定。

闭合环或附和线路的边数规定如下表：

等级

四等

一级

二级

闭合环或附合路线边数

≤10

〈三〉控制测量

1、踏勘选点

每组选5个点（构成3个同步三角），每人绘点之际、测站环视图。

2、准备工作与拟订外业观测计划

2.1给设备充电

2.2在数字化教室，使用数据传输软件，①删除GPS接收机以前内存数据，②对接收机采样间隔和卫星高度截止角进行设置，③可视卫星预测、确定最佳观测时段。

2.3拟定外业观测计划。

3、外业数据采集与内业数据处理

按进度表中规定的时间进行GPS外业数据采集工作，每小组实测结束之后，进行GPS数据传输、基线解算、网平差，高程拟合。

外业观测的方法注意事项：

GPS控制网应按照《全球定位系统城市测量技术规程》的要求进行，其内容如上表观测技术要求。

外业观测要求：

（1）观测组应严格按作业调度表规定的时间进行作业，保证同步观测同一卫星组，当情况有变化时应经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。

（2）每一时段开机前后应各自量取一次天线高，两次量得的天线高不大于1mm，取平均值作为最后天线高，取平均值作为最后结果，并及时输入测站名，观测时段号等信息，接收机方向还应当一致，仪器正常工作后，作业人员及时逐项填写测量手簿中的各项内容。

（3）观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受到震动和被移动，防止人为和其它物体靠近天线遮挡卫星信号。

（4）接收机在观测的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，并取下天线，以防雷电。

（5）每日观测结束后，应及时将数据转存到计算机上，确保观测数据不丢失，同时应进当天的基线计算，记录雨，晴，阴，云等天气情况。

（6）观测人员应严格按手薄内容进行详细记载，不得错记，不得漏记，严禁伪造。

〈四〉控制网图形方案设计

GPS控制网是由同步图形作为基本图形扩展得到的，采用的连接方式不同，，网的形状结构也不同GPS控制网的图形设计就是如何将个同步图形合理的连接为一个整体，，使其达到图形强度高、精度好、可靠性强、观测效率高的目的。

。

根据不同的用途，GPS网的布设按网的结构形式可分为：

：

星行网、点连式图形、边连式图形、网连式图形、边点混连式图形、导线连接图形和三角锁连接图形等多种形式。

选择怎样的组网，取决于工程所要求的精度、外业观测条件及GPS接收机数量等因数。

。

4.1星行网

星形网的几何图形。

其图形简单，直接观测边之间不构成任何闭合图形，以检验和发现粗差的能力差。

这种图形的主要优点是观测中只需要两台GPS接收机，作业简单。

它广泛地应用于工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等方面，定位中采用快速定位的作业模式。

44.2点连式网

点连式是指相连同步图形之间仅由一个公共点的连接。

点连式布网主要优点是作业效率高、图形扩展迅速。

但这种布网方式所构成的几何图形其强度很弱，没有或几乎没有异步图形闭合条件，在一般作业中不单独采用。

4.3边连式网

边连式是指同步图形之间由一条公共基线边相连接。

这种方式布网，网形的几何强度很高，有较多的重复边和异步图形闭合条件。

在相同的仪器台数条件下，观测时段数将比点连式图形大大增加。

34.4、网连式

网连式是指相连同步图形之间由两个以上公共点相连接，相邻图形间有一定的重叠。

这种方法需要4台以上接收机同时作业。

显然这种密集的布网方法，它的几何强度和可靠性指标相当高，但花费的经费和时间也较多。

一般仅用于较高精度的控制网测量。

4．5、边点混连式

（1）形式：

相邻的同步图形间有3个（含3个）以上的公共点相连。

（2）优点：

图形强度最强。

（3）缺点：

作业效率低。

三、地形图测绘

应用GPSRTK详细实测校操场地形，使用CASS软件成图，比例尺1:

1000。

1.仪器连接

选择基准站位置，将仪器、天线、电台正确安置并连接。

将流动站仪器与手薄正确连接，并保持与基准站的通讯。

2.测绘地形图

移动站到测站点上，按A键（采集数据），按回车（存数据），即可。

绘草图

文件输出：

工程—文件输出—源文件—目标文件（选CD.CARD）--转换。

数据格式:

pn,pc,y,x,h（南方CASS的数据格式）

3.外业数据采集与内业计算机成图

利用两个控制点进行校准，用另一个控制点检查。

应用GPSRTK进行外业数据采集，边采集边绘制草图；在数字化教室进行数据传输，应用CASS软件，参照草图进行编辑成图。

四、数据处理

1.基线解算

（1）原始观测数据的读入。

（2）外业输入数据的检查与修改。

（3）设定基线解算的控制参数。

（4）基线解算。

（5）基线质量的检验:

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.GPS网平差：

GPS网的平差计较应用solution2.6software在WGS—84空间直角坐标系下举行三维无约束平差,以检查本次GPS网的内符合精度。

无约束平差中，基线向量的改正数（V∆x、V∆y、V∆z）绝对值应满足V∆x≤3*∂V∆y≤3*∂V∆z≤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（dV∆x、dV∆y、dV∆z）应符合dV∆x≤2*∂dV∆y≤2*∂dV∆z≤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。

五、质量检查

1.对成果的质量检查执行国家专业标准《测绘产品检查验收规定》及各项作业依据。

2.二级检查：

二级检查制度，测量队检查员在作业小组自查互查的基础上，对其图面及控制资料进行100%的内业检查及外业巡视检查。

其要求如下表：

工序

检查

内业检查

外业检查

实地巡视

精度检测

二级检查

50%

5～10%

3～5%

六、上交成果资料

1.比例尺为1:

1000的地形图成果资料；

2.控制点成果表；

3.各级平面控制施测略图,各级高程控制施测略；

4.图幅接合表；

5.技术设计书；

6.检查报告、验收报告；

7.实习报告。

包头市东河区1:

1000地形图测绘接合表

包头市东河区1：

1000地形图测绘

技术设计书

学校：

包头铁道职业技术学院

施工单位：

工程测量0901班

设计人：

李洪朋

日期:

2011/12/25

1.8测图方法…………………………………………………............….4

1.9测绘成果……………………………………………………………….4

六上交成果资料.............................................15

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