龙岩学院学院控制测量实习与设计指导书1.docx
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龙岩学院学院控制测量实习与设计指导书1
第一部分控制测量实习报告的编写
实习结束后，每人应编写一份实习报告，要求内容全面、概念正确、语句通顺、文字简练、书写工整、插图和数表清晰美观，并按统一格式编号并装订成册，与实习资料成果一起上交。
实习报告按以下提纲编写：
1．序言
实习（或作业）名称、目的、时间、地点；实习（或作业）任务、范围及组织情况等。
2．测区概况
测区的地理位置、交通条件、居民、气候、地形、地貌等概况，测区已有测绘成果及资料分析与利用情况、标石保存情况等。
3．平面控制网的布设及施测
简要叙述平面控制网的布设及施测中的各项主要工作：
（1）平面控制网的布设方案及控制网略图、最佳布网方案的论证；
（2）选点、造标、埋石方法及情况；
（3）施测技术依据及施测方法；
（4）观测成果质量分析。
4．高程控制网的布设及施测
（1）高程控制网的布设方案及控制网略图（含水准网及三角高程网）；
（2）选线、埋石方法及情况；
（3）施测技术依据及施测方法；
（4）观测成果质量分析。
5．控制网概算
（1）平面控制网概算内容及计算；
（2）高程控制网概算内容及计算；
6．平差计算
（1）平面控制网的平差计算；
（2）高程控制网的乎差计算；
7．实习中发生、发现的问题及处理情况
8．实习收获，体会及建议
第二部分控制网技术设计报告示例
一、总述
龙岩学院测绘工程专业××级实习队于××年××月经××省××局介绍，与××矿务局矿洽商。
决定承担该矿区控制网的施测任务。
七月上旬开始控制网设计工作，由实习队指导教师×××执笔，并经局、矿有关技术人员讨论编写了技术设计说明书。
八月上旬造标埋石，下旬开始施测，九月上旬正式提交全部成果。
××矿行政隶属××省××县，其地理位置为经××°、北纬××°。
××矿下分五个生产工区，在测区内，尚有地、县、乡属的几个小矿。
据“矿区地质勘探最终报告”记载，本矿区已有百余年的开采史，老窑甚多，而测绘资料全无。
解放后，于一九五六年曾施测过19.1平方公里的1∶5000地形图，并布设过一独立的四等三角锁。
一九六三年××煤田地质局修测、重测、增测了11.1平方公里1∶5000地形图。
至今二十多年来，矿区生产有很大发展，而原三角点多在采空区上方，并已有明显的移动。
随着矿区范围的不断扩大，工程设施的不断增多，“三下”采矿重大课题的提出，原有控制网的精度、密度已远远不能满足实际生产的要求，因此，目前重建矿区统一的控制网，显得非常必要。
（一）测区概况
根据矿山当前生产及今后之发展远景，由局、矿和实习队三方有关技术人员初步商定，经矿长、主任工程师同意，圈定控制网范围内，东起×××，南达×××，西近×××，北至×××。
控制面积按ns2（n=19为三角点数；S为平均边长：
2.3公里）估算为100余平方公里，按0.85，实算为89.2平方公里。
测区地理属低山丘陵区，北高南低，测区内最高海拔近320米，最大比高约为80米，地势起伏不大，山头多种有稀疏松树，尚未成材，通视条件良好。
测区属大陆性气候，七月至十月旱季。
年最高气温不超过39℃，冬季下雪时间颇短，冻土深度一般为5厘米。
测区交通极为便利，有铁路和公路穿越矿区。
测区内居民点较多，人口多为汉族，亦有少量回族，工农关系尚好。
（二）作业依据：
根据矿区范围之大小、工程建设之需要以及矿区大比例尺测图的精度。
确定矿区首级平面控制网（主网）的等级为四等网。
为顾及今后“三下”采矿对高程的要求，确定矿区首级高程控制为三等。
为便于矿山能及时使用，在首级平面、高程控制网的基础上，在矿属五个主要生产工区，适当用5″级加密网，布设近井点，用四等水准加密高程控制点。
矿区首级平面、高程控制分别按国家测绘总局一九七四年颁布的“国家三角测量和精密导线测量规范”和“国家水准测量规范”执行。
矿区平面、高程加密网按国家测绘总局一九七九年颁发的“地形测量规范”执行。
（三）起算数据之来源：
平面控制网之起算坐标和坐标方位角采用矿区东部的国家一等基线网两端点：
基北和基南联测至矿区，起算边长由光电测距仪直接测定。
高程控制网由二等水准点（×××线）×—××—13。
×—××—15起算。
高程坐标采用正常高高程系统，为一九五六年黄海高程系统。
平面坐标系统为一九五四年北京坐标系，平差计算投影到30带高斯平面上进行。
二、平面控制网
（一）测区原有平面控制成果分析
测区东部正处于国家一等三角锁“××—××”、“××—××”的交会处，布设有一等基线网。
基线两端点：
基北位于五工区东部约500米之稻田中，基南位于××县东南约3公里，基线网的一次扩大点××位于测区内，该网由总参测绘局于一九五六年施测，一九五六年平差。
施测时，基南、基北均设有近30米的双层钢标，因年久失修，保管欠妥，基北钢标于一九七九年到塌，基南钢标内架尚好，外架因下部部分横梁、拉材被盗，今已摇摇欲坠，急待修复，但两端点标石仍保存完好。
一次扩大点×××，原设有3米之寻常标，但经实地踏勘询问，发现标架早坏，上部标石已破坏。
后至省测绘局调查，该点系埋设三层标石，今下部尚有混凝土结块，因受工具限制，当时未能全部挖开验实。
测区南端还有长江流域规划办公室于一九五三年至一九六○年施测的Ⅳ等点姚家岭，经实地踏勘，标石已毁。
在矿属的一、二、三、四生产工区范围内，于一九五六年由××测绘大队第×分队为施测1∶5000地形图曾布设的一独立四等三角锁。
该锁平面坐标由天文点×××起算，天文观测用T2仪器，4个星对，用60°等高方法观测两组确定其概略经纬度，其测定精度为mλ=±0.98，mφ=±0.01。
起算方位角（×××—×××）用北极星任意时角法测定其天文方位角，其精度为m=±0.61。
锁之两端布设二条基线，用三条钢质线尺同时丈量，计算中加入了倾斜改正，重力变化改正及悬链线不对称改正、投影改正。
基线网用T2仪器观测12测回，两扩大边之相对中误差分别为1∶37.4万、1/8万；方向中误差分别为：
±0.55、±1.93，三角锁共有15个三角点，用T2仪器观测9测回。
平差后测角中误差为±1.51，最弱边（×××—×××）之相对中误差为1/10.8万。
一九六二年××煤田地质局×××队进行补充勘探时，为增测、重测部分1/5000地形图，是在上述三角锁的基础上，局部进行加密，以满足测图需要。
上述有关独立四等三角锁的资料均系由地质报告中摘取。
由于资料中存在着最弱边的精度高于起算边的精度之错误（五七年、六五年两次地质报告中均同），至今时隔二十余年，单位多次变改，资料几经周折，无法详查。
现省煤田地质勘探公司××队仅有点之坐标。
经实地踏勘，目前尚有6点三角标石保存完好。
×××标石虽存，但标志已破坏，不能使用。
且上述各点多在采空区上方，部分点位已有明显移动。
在踏勘选点时，发现尚有一些来源不明的标石，如埋设有标记为N-104字样的标石一座，因时间关系，未能予以详细调查。
综上所述，为了便于使矿区现有之测绘资料统一于国家系统，在设计时顾及到尽量利用原有而且标石完好的老点，是完全必要的，特别是有些老点虽然位于采空区上方，但现已开采多年，且日逐稳定，因而利用这些老点也是可行的。
（二）选点、选标、埋石工作
根据本矿生产工区主要集中于西部这一特点，矿区控制网布设为西部有二排中点多边形三角锁。
在进行实地踏勘选点时，采用多组平行作业。
由于测区内地势起伏不大，东南部多为海拔270米左右的小山丘，小山丘多建有茶场，新建的职工宿舍有的高达三层，因而使原设计方案不得不予以实地变动、修改。
如原设计的三角点“×××”与三角点“×××”方向因青年茶场、光华茶场三层楼职工宿舍所挡而无法通视，造成三角形无法传递过来。
若建造高标，显然极不经济，因而只好放弃。
而该点点位只好改选在××寨独立山包上。
测区东部，起算点基北，地势低，联测需通过××县城，因而于实地经多方案比较，将×××、×××等点变动为××百货店四楼平台、×××、×××、×××等处。
选点精度详见附表一。
三角点选点精度统计表表一
三角网
等级
三角点点数
图形个数
边长（KM）
最小之求距角
最弱边图形权倒数
新点
旧点
单三角形
大地四边形
中点多边形
最大
最小
平均
Ⅳ
13
6
0
0
6
4.1
1.6
2.3
29°
7.2
根据矿方要求在×××、×××、×××、×××、×××、×××建造6米钢标共6座。
钢标由实习队提供图纸，矿机修厂加工，于实地整架安装。
其余各点均采用直径为5厘米、高为3米之木质花杆作照准目标。
对于边长较大，背景较差的×××、×××、×××三点，花杆上套以高为0.8米，直径为0.15米的照准园筒，用红纸表糊作为照准目标。
基北点位埋设较深，观测时，晚稻正处扬花季节，竖立之三米花杆仅高出禾苗1米多，视线遮光影响很大，而且背景很差。
因此，基北花杆采用下部安装平板脚架，用垂球对点，在脚架上竖立花杆，用两层钢丝拉紧（花杆顶部仍套住圆筒），多方向用垂球线检查花杆的对中和铅直，以达到提高基北照准圆筒的高度，效果亦较为理想。
本网利用旧有标石之点位有：
×××、×××、×××、×××、×××、×××等。
其余各点均埋设规格为15×30×65的一层柱石。
（三）起始边测量：
本网依矿方要求，布设了三条基线，用BJC-1型激光测距仪直接测定。
作业前，对仪器经过鉴定，在两条基线边上进行比测，确定仪器常数。
仪器所用晶振用E323A校准至标准值，频率误差小于±1×10-7。
空盒气压计和通风干湿温度计分别与水银气压计及一级温度计对比并校正好。
仪器于测前、测后皆与××××基线进行比对，测前与测后所测基线与原基线长度相比，分别相差±2毫米±0.5毫米。
起始边观测均选择早晚前后大气状态比较稳定时间进行，每边观测四测回，观测质量良好。
起始边观测精度鉴定表表二
测距边名称
一测回观测中误差
平均值中误差
边长相对中误差
×××—×××
±5.9mm
±3.0mm
1/780000
×××—×××
±8.6mm
±4.3mm
1/480000
×××—×××
±3.4mm
±1.7mm
1/920000
×××—×××
±2.3mm
±1.2mm
1/1640000
（四）外业观测工作
外业观测按国家规范执行。
作业前，对参加作业的9台J2级光学经纬仪（T2一台、010三台、苏光J2型五台）之照准部旋转是否正确、光学测微器行差的大小、垂直微动螺旋使用之正确性、照准部旋转时仪器底座位移而产生的系统差大小、以及水平轴不垂直于垂直轴之差值大小等五项都进行了检验测定，其结果证明仪器性能良好。
作业时，水平角观测9测回。
连接方位点基南的水平角联测单独进行，仍观测9测回，垂直角均用三丝法观测2测回。
各项限差均符合规范要求。
根据教学要求，每一同学均参加了作业，每一三角点均有两套以上成果，故在观测手簿中有的虽完全符合要求而未予采用的均全部划掉。
全网重测数为×方向测回，占总方向测回数×%，远低于规范限差。
设有钢标之三角点，均进行了归心投影，归心元素之测定均采用三方向图解法，投影质量均符合要求。
三角高程网由Ⅳ等水准点联测至×××和×××作为高程起算点。
三角网外业观测结果质量统计表表三
三角网
名称
三角形
个数
三角形闭合差
条件式自由项
0″
1″
1″
2″
2″
2.5″
2.5″
3.5″
3.5
5″
5″
7″
基线条件
极条件
计算值
允许值
计算值
允许值
×××矿四等网
23
7
7
1
5
3
0
±1″36
0.91
32.79
0.10
28.92
6.49
28.90
25.57
27.47
1.47
21.33
11.49
24.12
0.24
23.96
0.84
23.07
三角高程网观测精度统计表表四
网名及等级
地
质
特
征
边长
三角形个数
三角形高
差闭合差
分布
一公里高差
中误差
（mm）
几何水准点之高差闭合差
最大
最小
平均
0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
边数
计算值
（cm）
允许值
（cm）
Ⅳ
丘陵
4.12
1.59
2.28
23
22
1
0
±1.8
4
-3
26
（五）平差计算
平面三角网采用分组平差法进行。
共有条件式37个，其中图形条件23个，圆周条件，极条件各6个，基线条件2个。
为满足教学要求，学生都独立进行计算。
平差后，测角中误差为±1.46″，最弱边（×××~×××）权倒数为（以对数第六位为单位）7.21，相对中误差为1/106000。
三角高程网采用多边形平差法进行。
平差前对各对向观测边进行了验算。
全网共23个条件式，平差后一公里的单位权中误差为：
×××m。
三角形平差后质量鉴定表表五
等级
观测角度改正数
平差后测角中误差
权倒数
相对
中误差
边名
备注
0″
1″
1″
2″
2″
3″
3″
4″
4″
W
最大值
Ⅳ
46
19
4
0
0
-2.3
1.46
7.21
1/106000
×××—×××
最弱边
1.14
1/220000
×××—×××
三、三四等水准测量
（一）测区原有高程控制情况：
测区及其附近有“××至××”（××线）二等水准点四个（×—××——64、×—××—13、×—××—14、×—××—15），系××省水利厅于一九五七年施测，属黄海高程系统。
经实地踏勘，发现×—××—14、×—××64两点标石已毁，×—××—13水准点原处旱地，现已改为水田，标石完好，×—××—15埋设在屋前，保存完好。
一九五六年××测绘大队第×分队在布设独立四等三角锁之同时，曾敷设过四等水准环形线两条，因无点之记，无法寻取。
仅了解到矿区附近×××有“××地质局4024”水准点一个（属吴松口高程系统），位于水稻田中，标石尚好。
（二）水准网布设情况
在二等水准点“×××—13”和“×—××—15”之间沿××公路布设一条三等水准附合路线，由二工区至四工区布设一条三等水准支线，三等水准路线全长14.2公里，共埋设三等水准标石7座。
一工区、发电厂布设四等水准支线各一条，二、三、四工区布设四等附合线一条，并将“××地质局4024”四等水准点联测，以便了解在本区两高程系统之关系，五工区布设四等闭合环，四等水准线全长25.3公里，共埋设Ⅳ等水准标石8个。
三、四等水准标石采用30×40×40厘米普通混凝土，瓷质标志同一规格，仅以注记区分。
（三）外业观测
三、四等水准测量均采用DS3型水准仪配合区格式木质水准标尺进行观测。
作业前对水准标尺进行了标尺的垂直性、零点差和红黑面常数差的测定，作业前后对水准仪均进行了水准轴与视准轴不平行性的测定和检校。
三等水准测量采用中丝读数法进行往返或双向观测，四等支线采用单向往返观测，四等闭合环，符合线均采用单程观测。
（四）平差计算
计算水准点概略高程时，取水准路线各测段之往返或双程观测值之平均值作为最终观测值，并加入了水准标尺一米间隔真长之改正及路线闭合差改正，鉴于测区水准路线不长，纬差甚小（约1″左右），海拔不高，正常水准面不平行的改正完全可以忽略不计，故未加入。
三四等水准测量精度统计表表六
路线名称
等级
路线
总长度
一测段最大测站数
一测段往返最大不符值
或闭合环不符值（mm）
平差后一公里观测中误差（mm）
实测值
允许值
Ⅲ等线
14.2
38
+14.3
±19.7
±2.1
Ⅳ等符合线
8.9
28
-24.0
59.7
±8.1
Ⅳ等闭合线
12.4
32
+2.0
±70.4
±1.3
Ⅳ等支线
4.0
20
+10.6
±26.0
±3.5
四、5″级加密网
为满足矿山工程之需用和局部地区1/2000地形测图的要求，在五个生产矿区、矿部，在四等网的基础上用5″级小三角点精密导线进行加密。
一工区采用大地四边形，二、四工区、矿部采用线形三角形，三工区采用精密导线，五工区采用固定角插入一点。
×××为旧网老点，地势较高，矿区原有资料使用较多，仍采用三角网内插一点进行施测。
各生产工区至井口附近都建立了5″三角点。
5″级三角点在各工区之近井点都由工区测量人员埋设，标石规格采用10×20×40厘米普通混凝土，铁质标志，建筑物上之5″点采用混凝土固结铁芯作为标志。
5″级三角点观测与主网分别进行，水平角用J2级经纬仪观测三测回。
垂直角三丝法观测一测回。
5″级加密网均采用严密平差法进行。
5″级加密网精度表表七
网锁名称
角度改正数
平差后测角中误差
点位中误差或相对中误差
0″
|
2″
2″
|
4″
4″
|
6″
6″
|
8″以上
精度
点边名称
三角形内插一点
7
2
0
0
固定角内插一点
3
2
0
0
±3.5cm
Ⅴ-11
大地四边形
5
1
1
0
±3.74
±3.8cm
Ⅴ-8
线形三角锁
11
8
1
0
±3.98
1/38000
庵堂山—Ⅴ5
五、提交成果一览表
1.1/25000平面控制网高程控制展点图1份
2.水准点点之记1本
3.三角点水平角观测手簿（四等点17本，5″点10本）27本
4.三角点垂直观测手簿（四等点14本，5″点6本）20本
5.三四等水准测量观测手簿（三等3本，四等6本）9本
6.光电边观测手簿1本
7.三角点归心投影资料1本
8.J2级光学经纬仪检定资料4本
9.DS3型水准仪检定资料1本
10.区格区木质水准标尺检定资料2本
11.三角测量概算资料1本
12.三角网平差计算资料1本
13.5″加密网概算，平差计算资料1本
14.三四等水准测量概算高程计算资料1本
15.三角高程验算、平差计算资料1本
16.三角点成果表1本
17.水准点成果表1本
18.技术总结报告1本
龙岩学院测绘工程专业××级××实习队
××年××月
GPS控制网的建立与技术设计（包括在控制测量的设计）
一、GPS控制网的建立
通常将应用GPS卫星定位技术建立的控制网称为GPS网。
与常规方法相比，应用GPS卫星定位技术建立控制网的主要特点是：
1．采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同步观测，确定各点之间的相对位置，并采用载波相位测量，从而得到高精度的测量结果。
2．GPS测量不要求各点之间互相通视，使得控制点的点位选定灵活方便。
3．GPS测量可以全天候进行，不论白天黑夜或晴天雨天，均能正常工作，使得测量工作更具有计划性。
4．观测时间短，当测站之间的距离小于30km时，同步观测1～2h便可得到较好的观测成果；当测站之间的距离小于10km时，还可采用快速定位方法，观测时间可以缩短为10—20min，甚至更短。
5．GPS测量的观测数据是自动记录的，GPS基线向量的计算和GPS网的平差计算的自动化程度很高。
目前大致可以将GPS控制网分为两大类：
一类是国家或区域性的高精度的GPS控制网。
（相邻点的距离通常是从数千公里至数百公里），其主要任务是作为高精度三维国家大地测量控制网，以求定国家大地坐标系与世界大地坐标系的转换参数，为地学和空间科学等方面的科学研究工作服务；或者是对GPS网进行重复观测，用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题。
另一类是局部性的GPS控制网，包括城市或矿区GPS控制网，或其它工程GPS控制网。
一般来说，这类GPS网中相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为城市建设或工程建设服务。
GPS控制网的建立按其工作性质可以分为外业工作和内业工作两大部分。
外业工作主要包括选点、建立测站标志、野外观测作业等；
内业工作主要包括GPS控制网的技术设计、数据处理和技术总结等。
也可以按工作程序大体分为GPS网的技术设计、仪器检验、选点与建造标志、外业观测与成果检核、GPS网的平差计算以及技术总结等若干个阶段。
尽管GPS测量具有一些优越性，但为了得到可靠的观测成果，也必须有科学的技术设计，严谨的作业管理和工作作风，且GPS测量也应遵循统一的规范。
二、GPS控制网的技术设计
1．GPS控制网技术设计的一般原则
（1）充分考虑建立GPS控制网的应用范围；
（2）采用分级布网的方案；
为提高GPS网的可靠性，各级GPS网必须布设成由独立的GPS基线向量边（或简称为GPS边）构成的闭合图形网，闭合图形可以是三边形、四边形或多边形，也可以包含一些附合路线，GPS网中不允许存在支线。
2．GPS网技术设计的依据
（1）GPS测量规范（规程）
①1992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》，以下简称《规范》；
②1998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》，以下简称《规程》；
③各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它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，它规定了测量任务的范围、目的、精度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成任务的经济指标等。
在GPS方案设计时，一般首先依据测量任务书提出的GPS网的精度、密度和经济指标，再结合规范（规程）规定并现场踏勘具体确定各点间的连接方法，各点设站观测的次数、时段长短等布网观测方案。
3．GPS网的精度、密度设计
（1）GPS测量精度标准及分类
①对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。
用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS网可参照《规范》中A、B级的精度分级，见下表一，用于城市或工程的GPS控制网可根据相邻点的平均距离和精度参照《规程》中的二、三、四等和一、二级，见表二。
GPS测量精度分级
（一）表一
级别
主要用途
固定误差a（m）
比例误差b（ppm·D）
A
地壳形变测量或
国家高精度GPS网建立
≤5
≤0.1
B
国家基本控制测量
≤8
≤1
GPS测量精度分级
（二）表二
等级
平均距离（KM）
A（mm）
B（ppm.D）
最弱边相对中误差
二
9
<10
<2
1/12万
三
5
<10
<5
1/8
四
2
<10
<10
1/4.5
一级
1
<10
<10
1/2
二级
<1
<15
<20
1/1
②各等级GPS相邻点间弦长精度用下式表示
式中：
GPS基线向量的弦长中误差（mm），亦即等效距离误差；
aGPS接收机标称精度中的固定误差（mm）；
bGPS接收机标称精度中的比例误差系数（ppm·D）；
dGPS网中相邻点间的距离（km）。
在具体布设中，可以分级布设，也可以越级布设，或布设同级全面网。
（2）GPS点的密度标准
各种不同的任务要求和服务对象，对CPS点的分布要求也不同。
现行《规范》对GPS网中两相邻点间距离、各等级GPS网相邻点的平均距离视其需要作了表三的规定。
GPS网中相邻点间距表三
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