城镇地形测量工程技术设计书.docx
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城镇地形测量工程技术设计书
城镇地形测量工程技术设计书
1测区概况
1.1地理位置、自然经济状况
xx县位于xx省东南沿海，xx市东北部，介于xx湾和xx湾之间，东临台湾海峡，西接洛江区，北邻泉港区，南隔泉州湾与晋江市相望。
本次调查区位于xx县城区，东至城南工业区三期、xx铁路；xx有限公司、科山公园西端；南至漳泉肖铁路与324国道立交桥，北至玉辋路，作业面积约21平方公里，其中城镇地籍测量及权属调查面积约7.82平方公里。
城镇建成区内道路四通八达，交通十分便利，开展城镇地籍调查工作，有着较好的社会经济条件。
1．2测区基本状况及特点
xx县城区相对高差不大，城镇区平均海拔约20米，测区范围约21平方公里，呈不规则状，以居民地为主。
其中城区房屋较密集，老城区巷道狭窄，人口密集，是县政府所在地，是政治、经济、文化、交通中心，作业难度大。
2.作业依据
2.1《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）；
2.2《城市测量规范》（CJJ8－99）（简称《规范》）；
2.3《工程测量规范》（GB50026－2007）；
2.4《1:
500、1:
1000、1:
2000地形图图式》（GB/T7929－1995）；（简称图式）
2.5《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73－97）；
2.6《测绘产品质量评定标准》（CH1003-95）；
2.7《数字测绘产品质量要求第1部分:
数字线划地形图、数字高程模型质量要求》（GB/T17941.1-2000）；
2.8《1:
500、1:
1000、1:
2000地形图要素分类与代码》（GB14804-93）；
2.9《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-91）简称《水准测量规范》；
2.10《福建省1：
500、1：
1000、1：
2000基本比例尺数字化地形图测绘技术规定》（FCB001-2005）；（简称规定）
2.11《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》（GB/T18316-2001）；
2.12国家有关部门制定的1：
500比例尺地形图测绘、控制测量，数字化测图、要素分类与代码、图式等现行国家标准或行业标准；
2.13经批准的本项目《技术设计书》。
3.已有资料及利用
3.1平面控制
由福建省测绘局提供的惠安县城区GPS高等级控制点F018（A级）、0131（C级）、0132（C级）,平面采用1980西安坐标系。
高斯克吕格投影，中央子午线经度为117度，分带方式为6度带。
经现场踏勘点位标石完好，可做为本项目E级GPS与图根控制的起算数据。
3.2高程控制
惠安县城区附近有Ⅰ等水准点，Ⅰ杭广南260-、Ⅰ杭广南260乙可作为本项目高程控制测量起算基础，水准点成果属“1985国家高程系基准”。
以上水准点经现场踏勘点位标石完好，可作为本项目四等水准高程起算。
3.3地图资料
测区已有小比例尺红线范围图，可用于测区工作计划及参照图件。
4.平面控制测量
4.1E级GPS控制测量
利用测区周围已有的A级GPS点F018、C级GPS点0131、C级GPS点0132作为起算基础，加密布设E级GPS网点，作为测区首级控制。
采用1980西安坐标系。
高斯克吕格投影，中央子午线经度为118.5度。
分带方式：
1.5度带。
（布设点数应满足每平方公里不少于4个E级GPS点，且城市建筑区应按实际情况适当增加控制点个数。
）
E级GPS点编号：
用HE加流水数编号，即HE001、HE002……顺序编号。
当利用旧点时，点名不宜更改，并加以说明。
选点埋石后应绘制点之记，点之记样应符合《规范》要求。
4.1.1GPS网布设方案：
在A级F018、C级0131、C级0132GPS控制测量点的基础上，布设E级GPS网，采用“边连式”方式布设，即同步观测的图形之间由一条公共基线边连接，相邻点至少有一个方向互相通视。
GPS待定点预先在1：
1万图上圈定。
本项目E级GPS控制测量利用已知A级F018、C级0131、C级0132GPS控制测量点3个，具体的E级GPS布设网图详见附件2《GPS控制网设计图》。
4.1.2选点与标石埋设：
（1）选点：
选点工作遵守以下原则：
a、点位应设在易于摆放GPS接收机并且视野开阔地上。
b、设置的点位要显著，视场周围高度角15°以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡或障碍物吸收。
c、点位应远离大功率无线电发射源（如电视塔、微波站等）其距离不少于200m；远离高压输电线，其距离不得少于50m。
以避免其产生的电磁场对GPS信号的干扰。
d、点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体如大面积水体（河流、湖泊、沼泽等）、钢构房屋，以减弱多路径效应的影响。
e、点位应选在交通方便，有利于其它观测手段扩展与联测的地方。
f、地面基础稳定，易于点的保存。
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、GPS点布设形成的网形，应该有利于同步观测边、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。
②标石埋设
控制点中心标志要求：
E级GPS点的中心标志均为：
Φ5cm×0.5cm的不锈钢顶盖，中间焊接10cm长Φ0.8cm的实心不锈钢螺丝，底部有螺丝帽。
不锈钢顶盖中间有球面隆起，并刻有“＋”字叉，不锈钢标志面上部刻有测绘单位名称“八闽测绘院”，下部刻有“GPS”字样。
E级GPS点的埋设要求:
a、在水泥路面上埋设时，用切割机切割成20cm×20cm的正方形边框，边槽深0.5cm，宽0.5cm，中心用冲击钻钻孔，埋入标志，并用混凝土固定，控制点埋设时，标石顶部不允许高出地面太多。
b、在沥青路面上埋设时，先将沥青面凿成20cm×20cm的正方形，深度以凿到路基碎石为准，清去杂土，灌入混凝土并埋入标石。
c、在岩石面上可采用浇灌岩标的办法，标石规格为20cm×30cm×15cm的混凝土标石；
d、在房顶表面浇注房标时，标石规格为20cm×30cm×15cm的混凝土标石，浇筑前应将与屋顶的接触面打毛，再打入3-4颗水泥钉并清洗干净，使标石底面与房顶接触牢固，房标禁止直接浇灌在隔热层上；
e、在土质地面埋设标石时，标石规格为20cm×40cm×40cm的混凝土标石（可以是预制的混凝土标石，也可以现场浇注）。
f、控制点埋设时，不锈钢标志面不应低于标石面，以利于水准联测时标尺的自由转动。
标石面上应同时刻注点号和年月。
4.1.3E级GPS网观测
①E级GPS网采用不少于4台套美国天宝4600-LS单频接收机进行观测，观测时采用静态定位模式。
接收机标称精度均为±（5mm＋1ppm.D），D为观测基线长度，单位为公里。
②GPS测量作业基本技术要求。
等级
卫星高度截止角
有效观测卫星总数
平均重复设站数
时段长度
数据采样间隔
E级
≥15°
≥4颗
≥１.6
≥40min
10S-30S
外业观测时段长度应根据同步观测点间距离、观测条件等情况适当调整，但每时段长不得低于40分钟。
③观测前应编制GPS卫星可见性预报表，研究所要观测点的最佳时间段，并制定工作计划。
④出发前应检查电池电量、接收机内存或磁盘容量是否充足；
⑤天线基座应严格对中置平；定向标志应指向正北，误差不宜超过±5°；天线的高度应在测前、测后各量取一次，较差应≤3mm，取中数使用；
⑥接收机在观测期间应防止震动、移动，防止人和物体靠近天线；
⑦测量手簿按作业程序认真逐项填写，要清晰、整洁，不允许事后补记或追记；
⑧接收机在观测期间，不应在接收机旁边使用对讲机；雷雨过境时应关机停测；
⑨观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每天工作结束后，应立即通过传输线将接收机数据传输到计算机。
并进行各项检核，包括点号、时段号、天线高度输入及其单位是否正确。
所有数据传输完后应将原始数据备份保存，以防数据丢失。
同时进行当天的基线处理。
4.1.4数据处理及平差
基线解算前应对全部外业资料进行全面检查，再利用天宝4600-LS的随机的软件包TGOffice软件进行数据处理。
各点的点位几何图形强度因子PDOP值应小于6。
①基线解算及检核
a、采用双差相位观测值进行基线解算，采用双差固定解作为最终结果。
b、同步时段中任一三边同步环的坐标分量闭合差Wx≤
σ/5,Wy≤
σ/5,Wz≤
σ/5。
c、复测基线的长度d的较差ds应满足下式：
ds≤2
σ
（σ=
，a为固定误差,以mm为单位；b为比例误差系数；d为相邻点距离，以mm为单位）
d、若干个独立基线构成独立闭合环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定：
wx≤3
σ wy≤3
σ wz≤3
σ
ws=
≤3
σ
n为闭合环中的边数。
e、可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数≤10，否则应重测该基线或有关同步图形。
基线的剔除数目应小于总基线的10%。
②平差处理
a、当各项质量检验符合要求时，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的无约束平差。
b、在无约束平差确定的有效观测量基础上，进行二维约束平差。
c、无约束平差中，基线向量的改正数绝对值（V△x，V△y，V△z）应满足下式要求，否则应找出粗差并予以剔除，重新进行无约束平差。
V△x≤3σ V△y≤3σ V△z≤3σ
d、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）应符合下式的要求，否则应找出并剔除误差较大的约束值，重新进行平差。
dV△x≤2σ dV△y≤2σ dV△z≤2σ
5．高程控制测量
5.1布网方案
a测区应建立统一的水准网，按四等水准网布设，。
b四等水准网以已知高等级点为基础加密布设，控制范围与平面控制网相适应。
c四等水准网可布设成附合路线、结点网和闭合环。
d四等水准不再埋设水准标石（主要用于联测E级GPS点），部分山脊上或房屋顶上采用全站仪测距三角高程的方法测量其高程。
水准路线长度应满足CJJ8-99《城市测量规范》第3.1.5条要求。
具体的水准路线布设图见附件3。
e水准观测前必须对水准仪和水准标尺按下列项目进行检验。
①水准仪检验项目：
检视水准仪及脚架的完好性；圆水准器（概略整平用的水准器）安置正确性的检验；视准轴与水平轴相互关系（交叉误差与ｉ角）的检验。
②水准标尺检验项目：
检验水准标尺是否牢固无损；水准标尺水准器的检查及改正；水准标尺分划面弯曲差（矢距）的测定；一对标尺基辅分划及零点差测定。
5.2四等水准测量主要精度要求
四等水准观测的主要技术指标
级别
项目
四等水准
备注
附合路线长度（km）
≤20
支线路线长度（km）
≤15
结点间路线长度（km）
≤10
最大视距长度（m）
≤100
前后视距差（m）
≤5.0
前后视距累积差（m）
≤10.0
黑红面读数差（mm）
≤3
黑红面所测高差之差（mm）
≤5
检测间歇点高差之差（mm）
≤5
路线或环线闭合差（mm）
≤±20
支线往返高差不符值（mm）
≤±20
测站高差取位（mm）
0.1
高差取位（mm）
1
检测已测测段高差之差（mm）
≤±30
备注
1.L、R以km为单位，不足1km按1km计算；2.路线长度可根椐高程中误差要求作调整。
5.3四等水准测量
在已知水准点的基础上，沿平坦地区的E级GPS进行联测，组成结点网状，路线长度应满足CJJ8-99《城市测量规范》第3.1.5条要求。
（1）本测区起始水准点引用前必须先进行已知点检测（附合路线可与检测路线观测一并进行），确认已知点的精度状况，是否符合《规范》要求，确认已知点是否可以利用；水准测量开始的一周内每天应对水准仪进行一次i角检测，i角不得大于20″，i角稳定后可每隔15天测定一次。
（2）四等水准外业记录由水准仪自动记录，外业记录要确保成果真实可靠，最后打印各站观测值以及各测段汇总，并装订成册。
水准观测成果的重测与取舍按《规范》规定条款执行，
（3）平差计算前，水准高差应进行尺长改正及正常水准面不平行改正（此项改正若不影响至0.001m，可免于计算，应先按最大纬差进行估算）。
5.4三角高程测量
对布设山脊上或房屋顶上控制点，采用全站仪测距三角高程的方法测量其高程，三角高程的技术要求按照下表的要求执行。
三角高程导线全长（km）
指标差互差（〞）
盘左、盘右观测高差、对向观测高差较差（mm）
附合路线或闭合差（mm）
≤4.0
≤±7
≤±40
≤±20
注：
S为水平边长（km），L为线路长度（km）。
实际观测时，仪器高和觇标高在观测前后各量测一次，取位到1mm，当较差小于2mm时取用中数。
5.5平差计算
水准测量、三角高程测量的平差计算在微机上利用经过鉴定的NASEW软件进行严密平差。
平差计算前应对原始观测成果进行200％的检查，以确保成果的正确性。
结果文件要求包括起算数据、原始观测的经尺长改正后的高差和距离值、路线闭合差、单位权中误差、高程中误差、高程。
另外计算每千米高差中数偶然中误差和全中误差。
原始电子记录应如实输出，不得进行编辑。
5.6GPS高程拟合
对未联测四等水准或三角高程的GPS点，以联测四等水准的控制点作为固定点，利用GPS点的大地高进行高程拟合求定。
为减少粗差对高程拟合的结果产生的影响，高程拟合应选择多个拟合方案进行。
对各方案拟合结果进行比较分析后，剔除影响拟合精度的粗差，选择最佳拟合结果作为最终成果。
以高程拟合法求得的GPS控制点的高程中误差应不超过±4cm。
6.图根控制测量
为了满足1:
500地形细部测量的要求，在高等级控制点的基础上发展图根控制点。
在测区范围内布设图根点，形成图根导线网。
图根点采取以英文字母加流水号表示，如A001、A002……An。
图根埋石点在图根点号前冠以字母“T”表示，如TA001、TA002……。
6.1图根控制测量基本要求
在测区首级控制E级GPS点基础上，直接加密布设图根附合导线或结点导线网。
图根导线测量的同时进行三角高程测量，统一观测、平差，满足平面和高程的图根控制需要。
图根点最弱点位中误差不得大于0.05m（相对于起算点），高程中误差不得大于0.1m。
图根导线测量的主要技术规定。
图根导线主要技术指标
级别
项目
图根一级
图根二级
DJ2
DJ6
DJ6
水平角测回数
1
2
1
半测回归零差（″）
8
18
36
一测回内2C互差（″）
13
同一方向值测回互差（″）
24
附合路线长度（km）
1.8
0.7
最长边长（m）
180
150
平均边长（m）
120
100
测边中误差（mm）
±15
±15
测角中误差（″）
±12
±20
方位角闭合差（″）
±24
±40
导线全长相对闭合差
1/6000
1/4000
导线全长绝对闭合差（m）
0.26
0.25
垂直角测回数（中丝法）
1
1
垂直角指标差互差（″）
15
25
三角高程路线同一边往返测高差之差（m）
≤0.4*S
高程路线闭合差
≤±40
（mm）
导线网中最弱点点位中误差（相对于起算点）（cm）
≤±5
备注
1.N为导线折角数，S为边长（以km为单位）
2、L为导线长度，（以km为单位）。
注:
上述表中导线长度已放宽至1.5倍
6.2图根控制点的布设
图根点的分布和密度以满足地形测量为原则。
本测区主要进行城镇居民地的测量，图根控制点的布设应该主要考虑可以更好的测绘居民地中的各个房屋，所以尽可能将图根点布设在房屋间的小巷或道路的交叉口上。
在特殊情况下，个别独特地块允许布设闭合导线，街坊内部确实无法贯通的（如死胡同），可采用不超3条边的支导线形式补充，但应联测2个起算方向。
支导线角度应按左、右角各观测一个测回，圆周角闭合差≤±40″；边长应对向观测，平距较差≤±2（a＋b*D）。
一个区域的控制，应在同一阶段完成，以确保地物点的整体数学精度。
6.3图根点的埋设要求
一般的图根导线点的标志分为二种：
（1）、位于沙、土质地上的普通图根点，须打入木桩，木桩顶面规格不小于3×3cm，其中间钉入铁钉作为中心标志；木桩长度视实际情况而定，以保持稳固为原则。
木桩上必须写上图根点号。
（2）、位于水泥地、沥青地的普通图根点，在其中心标志位打入水泥钉（或刻石），并以红漆绘出方框及点号。
如下图所示：
埋石点应选择在一级图根点上，以基本图幅为单位，1:
500地形测图每幅不应少于2个（包括E级GPS点），应注意均匀分布，并至少保证有一组（2点）埋石点相互通视。
没有整幅的也必需保证有两个埋石点。
图根埋石点的标石规格及埋石要求：
水泥路面上的用切割机切开长宽为20cm×20cm深为0.5cm边框，中心用冲击钻钻孔，水泥浇灌，埋入钢钉标志（或水泥地上十字刻记）；沥青路面开挖20cm×20cm深为0.5cm边框，水泥浇灌，中心点位埋入钢钉标志；沙土地面埋设标准样式标石，也可现场浇注。
控制点埋设时，标石面或钢筋顶部不允许高出地面太多。
（详见附件3）
6.4水平角观测
（1）观测前必须对所使用的仪器应进行检校。
保证工程的测量精度。
（2）水平角采用DJ2型全站仪按“全圆方向法”观测，当方向数小于或等于3个时，可不归零。
数据记录可采用电子记录。
6.5边长观测
（1）图根边长使用全站仪（与测角同型号）往返观测一个测回。
全站仪在进行水平角观测时同时记录图根的边长。
（2）加常数、乘常数、温度、气象改正可直接预置入全站仪对边长进行改正。
仪器高和觇标高精确至0.001m。
边长只须进行改平，无须投影。
6.6图根高程观测
根据《规范》4.2.13规定，图根点的高程以GPS点高程为起算，采用三角高程的方法测定，组成三角高程路线，路线边数应≤12条，当组成结点网时，结点与结点之间不得大于8条边。
（1）垂直角观测要求及高差计算要求见附表。
（2）凡组成三角高程路线的各边之垂直角，均应进行对向观测。
（3）图根高程观测采用电子手簿进行记录。
7．平差计算
平差计算前应对原始观测成果进行200％的检查，以确保成果的正确性。
四等水准及三角高程计算，均采用微机按NASWE2000平差软件系统（丹麦法，平差计算前边长投影计算）进行平差计算。
原始成果经概算发现超限，分析原因，查出问题所在及时进行外业返工，重新整理检查原始观测成果，正式平差计算时按严密平差模型进行。
计算结束输出平面闭合差资料、平面平差计算资料、高程闭合差资料、高程平差计算资料等，编写平差计算报告。
8.控制测量成果资料整理
（1）E级GPS控制点点之记和委托保管书均采用A4幅面装订成册，并加封面。
（2）控制点坐标取位要求:
四等及以上水准高程取位至0.001m，三角高程取位至0.01m。
（3）控制点（含埋石图根点）成果坐标成果表必须用Excel软件制作，表格数据文件字段顺序为控制点类型、类型代码、点号、平面等级、高程等级、（N，E，H）、标石类型、测量时间、测量单位、测量方式、坐标系、高程系、备注。
其中控制点类型代码要求如下:
导线点（115）、埋石图根点（117）、水准点（121）、GPS点（13）。
成果表应按控制点类型、等级、点号的优先级顺序进行排序。
（4）打印的纸质成果应装订成册（A4幅面），测量时间、测量单位、测量方式、坐标系、高程系等信息在细表中不必体现，但应在成果说明中准确表述完整。
（5）控制网图符号按《图式》要求制作，图面要求整洁、美观。
9.全数字1：
500街坊分幅地形图测绘
9.1作业要求
（1）人员及设备要求
本项目数字测图比例尺为1:
500，故要求作业人员要有扎实的专业理论基础，有较丰富的1:
500大比例尺测图经验，熟练掌握计算机基础知识及数字测图的软件（AUTOCAD、南方CASE），并熟悉数字地籍图测绘的技术特点。
主要设备包括鉴定合格的全站仪、小棱镜、计算机等。
（2）工作要求
数字地形细部测量内业工作量大，且是决定图件质量的关键环节，应高度重视，并正确认识内、外业工作量比例。
外业做到站站清；内业做到天天清、幅幅清。
若天天清确有困难，可按实际内、外业工作量比例，合理安排内、外业工作时间，但一般外业连续工作量积累不得超过3天，否则数据量大，容易造成错误。
外业资料应保存，以供检查验收时做参考。
每个街坊完成后应及时打印出图，并到实地作巡视检查，以便改错和补漏，完善后及时提交专职质检员进行内查外检。
9.2细部测量基本技术要求
作业前各作业员应对相应的《规范》、《图式》、本项目《技术设计书》认真学习，细心领会，熟练掌握，以保证工作的顺利开展和成图质量。
（1）细部测量采用2〞或5〞徕卡全站仪进行野外有编码作业，边长以全站仪单程测定，水平角、垂直角可只测半测回，用极坐标法测定，局部地方配合量距法和交会法进行，仪器高、觇标高应量取至毫米，数据记录方式为全站仪内存记录。
作业中应经常检查仪器的各项指标是否符合《规范》要求，并应注意不同测站施测重合点检核。
（2）外业数据采集时采用小棱镜进行测量，应保证与图式符号的定位点或定位线严格一致。
为了减少棱镜常数对细部点的误差影响，应根据棱镜规格不同在全站仪加常数设置中考虑加入棱镜改正常数。
测量一些特殊地物点（比如电杆）要进行角度或边长改正后计算其坐标。
在视线良好的条件下，可采用全站仪无棱镜模式测量地物点。
测量最大视距不宜大于80m，无棱镜仪器最大视距不得大于60m。
（3）外业数据以街坊为单位进行地物、地形要素全野外数字采集，所有地物点、地形点需实测坐标、高程。
测站点应以控制点为基础，施测一级地物点时一般不允许支站；作业过程中，仪器应认真对中、整平，每天上午和下午第一测站作业开始前，必须检验仪器2ｃ和ｉ角一次，并重新设置于仪器中。
每一测站工作，自始至终加强测站数据检查，当检核点坐标较差（控制点）小于±5cm或（解析地物点）小于±10cm，高程较差不大于±0.1m时，方可进行继续数据采集。
野外测量前，控制点的三维坐标预先输入全站仪，并进行严格的校对。
（4）内业使用南方CASS6.1数字测图软件进行计算机编辑。
测绘内容及取舍，按照《规范》第四章第五节、第六节执行。
9.3基本精度
（1）地物点精度：
一级地物点相对于临近控制点（一级图根的以上各级控制点）点位中误差应≤±5.0cm；二级地物点相对于临近控制点（二级图根的以上各级控制点）点位中误差应≤±7.5cm；其它地物点的点位中误差应≤±7.5cm。
其它（不属于一、二级地物点的地物点）地物点的点位中误差应≤±15.0cm。
（2）基本等高距为0.5米，图根点高程注记至0.01米，碎部点高程注记至0.01米。
经水准联测的控制点高程注记至0.001米，碎部点高程注记至0.01米。
建成区内不绘等高线，只测注高程。
（3）城市建成区的高程
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