平面控制测量平差计算设计书.docx
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平面控制测量平差计算设计书
平面控制测量平差计算设计书
一．概述
1.任务来源：
2.任务目的：
计划在九合乡内开发建设，需要测绘1：
10000地形图
3.任务量：
根据开发区提供1：
10000地形图1份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的技术设计图和技术设计书。
4.作业范围：
。
5.作业内容：
根据建设规划要求，首先需要在燕郊约30km2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、南巷口等，测区面积共30平方公里。
7.完成期限：
2011年12月22日~2012年1月1日，为期10天。
二．作业区自然地理概况与已有资料情况
三．引用文件
1.《国家三、四等水准测量规范》（GB12898—91）；
2.《城市测量规范》（CJJ8-99）；
3.《工程测量规范》（GB50026-2007）
4.《测绘技术设计规定》
5.《全球定位系统（GPS）测量规范》
四．成果主要技术指标和规格
坐标系：
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。
高斯投影直角坐标系采用三度带其中央子午线是117°。
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，采用假定高程坐标系统。
高程控制网均采用四等测量方法和精度。
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（″）
相对闭合差
DJ1
DJ2
DJ6
三等
14
3
1.8
20
≤1/150000
6
10
--
≤1/55000
四等
9
1.5
2.5
18
≤1/80000
4
6
-
≤1/35000
一级
4
0.5
5
15
≤1/30000
-
2
4
≤1/15000
二级
2.4
0.25
8
15
≤1/14000
-
1
3
≤1/10000
三级
1.2
0.1
12
15
≤1/7000
-
1
2
≤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．方案的设计
（一）选点埋石
一、选点：
选点时应该在以下方面进行考虑：
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。
并携带设计完整的网图。
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；四等以下的各级控制点，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（根据测区大小,选用1:
25000～1:
10000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。
⑥据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说明，并拟定作业计划。
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。
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。
（二）控制网设计方案：
方案一：
方案二：
（三）控制网设计方案分析：
针对这次设计的任务，我设计的控制网方案图如上图所示，第一种方案：
两两已知GPS坐标沿导线形成附和线路，用以控制整个测区，但是两个坐标系统未统一到同一坐标系统，两次独立测量可能出现偏差。
第二种方案是对第一种方案的改进，将整个GPS坐标联系在一起，提高了精度，且第二种方案的导线点点位分布均匀，导线边长相差不大。
方案中包括8个GPS点（GPS1，GPS2…GPS8），8个四等导线点（N1,N2…N8）（其中方案二中有7个四等导线点,其中包括10条已知边（S1,S2…S10）。
下面是以上述控制网设计要求为依据对两次设计进行的评价分析。
1）从技术方面考虑
两个方案均采用导线测量，要求符合导线测量规范，方案一比方案二多一个导线点，增加了测图的难度。
2）从精度方面考虑
方案一未将图上所有GPS坐标联系在一起，精度不高，两次独立测量可能出现偏差。
相比之下，方案二将所有已知点坐标联系在一起，有更高的测量精度
3）从经济方面考虑
两个方案所布设的导线点是第二个方案比第一个方案少了一个导线点，所以在造标埋石方面的费用第一个方案不适用。
综上考虑，方案二明显优于方案一，选择方案二作为我的最终设计。
（四）对方案进行精度评定
已知线路长S1=1.64km，S2=1.39km，S3=1.55km，S4=1.30km，S5=1.40km，S6=1.54km，S7=1.65km，S8=1.20km，S9=1.13km，S10=1.20km
设以1km长的一级导线的端点点位中误差为单位权中误差，则图中各线段的等权线路S′即为已知的线路长，所以S1′=1.64km,S2′=1.39km,S3′=1.55km,
S4′=1.30km,S5′=1.40km,S6′=1.54km,S7′=1.65km,S8′=1.20km,S9′=1.13km,S10′=1.20km,相应的权为P1=0.37,P2=0.78,P3=0.41,P4=0.59,P5=0.51,P6=0.42，P7=0.37，P8=0.69，P9=0.78，P10=0.69
因为所设计的方案是三条附合导线所以两条边的最弱点点W1,W2,W3;分别距离GPS2或GPS3点2.94km处的W1点、距离GPS3或GPS7点2.72km处的W2点及距离GPS6或GPS7点2.59km处的W2点。
W1与W2点在导线的中的权分别为Pw1=0.23,PW2=0.27,PW3=0.30。
计算长为1km的导线端点的点位中误差。
由公式M1km=
其中设：
导线的平均边长为s=1.5km，测角中误差mβ=±2.5＂，测距中误差ms=±18mm，λ=2/1000000，n=1000/1500=1，；
得1km的四等导线端点N，点位中误差：
M1km=21.2mm
最弱点W1与W2的点位中误差分别为：
MW1=44mm、MW2=40.8mm、MW2=38.7mm
四等导线点位误差的限差为50mm所以所布设的导线满足精度要求。
通过精度分析可知，本次四等导线布设方案符合设计的要求。
六、方案的实施
①三等GPS测量：
GPS测量拟使用3台AshtechZ-12双频GPS接收机（标称精度3mm+1ppm×D）、4台Navcom3010双频GPS接收机（标称精度3mm+1ppm×D）和5台北极星9600单频GPS接收机（标称精度5mm+1ppm×D），采用静态差分联合作业模式，作业执行的主要技术指标如下：
（1）每时段观测时间20～60分钟
（2）采样间隔为10～30秒
（3）卫星截止高度角≥15°
（4）同步观测卫星数≥5
（5）点位几何图形强度因子PDOP值≤6
GPS观测严格按照GPS操作规程执行，认真填写《三、四级GPS观测记录手簿》，随时保持联系以确保同步观测时间保证每一站的观测质量。
②水平角测量：
水平角观测使用全站仪，采用方向观测法。
J2型经纬仪测角应符合下列规定：
照准部旋转轴正确性指标：
不超过1格。
光学经纬仪行差及隙动差指标：
不大于2″
水平轴不垂直于垂直轴之差指标：
不超过15″
补偿器的补偿要求在仪器补偿器的补偿区间对观测成果能进行有效补偿。
垂直微动旋转使用时，视准轴在水平方向上不应产生偏移。
仪器的基座在照准部旋转是的位移指标：
不超过1″
光学对中器的视准轴于竖轴的重合度不大于1mm
精密测角的主要受外界条件的影响，仪器误差的影响，找准和读数的影响。
针对这些因素对测角精度的影响，为了最大限度的减弱或消除各种误差的影响，在精密测角时应遵循下列原则：
（1）观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行，一提高找准精度和减小旁折光的影响。
（2）观测前应认真调好焦距，消除视差。
在一测回的观测过程不得重新调焦，以免引起视准轴的变动。
（3）各测回的起始方向应均匀地分配在水平读盘和测微分划尺的不同位置上，以消除或见过读盘和测微分划尺误差的影响。
（4）在上下半测回之间倒转望远镜，以消除和减弱视准轴误差、水平轴倾斜误差等影响，同时可以有盘左盘右读书之
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