机场实测障碍物测量技术设计书.docx

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机场实测障碍物测量技术设计书

1概述

为振兴辽宁经济，提供基础的地理信息，根据辽宁省基础测绘计划的安排，此次将于2006年3月至2006年9月底完成营口盖州、营口（北区）、锦州（南区）、盘锦（西区）等地1：

1万地形图284幅更新及建库任务。

1.1测区自然概况

测区位于东经121°00′～123°00′，北纬40°00′～41°20之间，行政隶属锦州、营口、盘锦市。

测区属温带半湿润气候，春季多风，年降水在200～800mm之间，多集中在七、八月份。

年平均气温8℃，每年十一月份结冰，次年三月解冻。

外业最佳作业期为5～7月和10～11月。

锦州南测区位于锦州市南面至渤海海边，共10幅，为平原地区，农作物以旱地作物为主，小凌河入海口位于测区内；盘锦西测区位于盘锦市西面共36幅，为平原地区，农作物以水稻为主，双台子河纵贯测区，由此入海口；营口北测区位于营口市北面，共14幅，为平原地区，农作物以水稻为主，大辽河纵穿测区西部；营口盖州测区共71幅，测区北部和西南部分地区为平原，其余大部分地区为山区，盖州市城区位于测区内。

1.2任务概况

参照国际民航组织“附件14面”，起飞航径区1.2%梯度面；穿透限制面的障碍物均需进行测绘。

测量范围以跑道为基准，据跑道中心延长线两侧各10km，即跑道两端各15km的区域；各导航台台址标高。

测量对象包括自然障碍物，人工障碍物。

二、基本控制测量工作流程图及人员、仪器设备的组织

2.1工作流程图

2.2人员、仪器设备组织

组织精通控制测量的专业技术人员，应用先进的单、双频GPS接收机及高精度的全站仪、水准仪进行测量作业。

3测区内已有测绘资料

3.1已有成图

●总参测绘局1979年出版的1：

5万第二代地形图。

●辽宁省测绘局1972－1991年出版的1：

1万地形图。

以上地形图可供作业时参考利用。

3.2已有大地测量成果

●三角点

测区附近有国家Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等三角点，1954北京坐标系，可作为本次作业平面控制测量的起算点。

●水准点

测区附近国家Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等水准点均有1956年黄海高程系成果，作为高程控制测量的起算点。

4作业技术依据

●GB50026－93《工程测量规范》（以下简称工测规范）；

●CJJ73-97《全球定位系统城市测量技术规程》（以下简称城市GPS规程）；

●CJJ9-99《城市测量规范》；

●本技术设计书。

上述文件中凡与本设计书不一致处，均以本技术设计书为准。

5技术设计方案

5.1采用的坐标系、高程基准

●平面采用1954北京坐标系；

●高程采用1956黄海高程基准。

5.2拟定的作业方案

●平面控制测量拟定进行两级布网方案，平面首级控制网定为四等GPS网，在此基础上进行平面控制网加密可布设一级GPS控制网或一级导线网。

●高程控制测量拟定布设不低于四等的水准网；

●实测障碍物测量在首级控制的基础上，应用全站仪或GPS-RTK进行碎步测量。

5.3测量精度指标

5.3.1平面控制测量的基本精度要求

●四等GPS平面控制网的精度应以能控制下级网为原则进行设计。

●四等GPS平面控制网中最弱相邻点的相对点位中误差不得大于±3cm。

●一级GPS网或一级导线网中最弱相邻点的相对点位中误差不得大于±5cm。

5.3.2高程控制测量的基本精度要求

●四等水准网中最弱点的高程中误差相对于起算点不得大于±20mm。

●四等水准网中相邻水准点的高差中误差不得大于

mm（L为相邻点间距离，单位km，距离不满1km按1km计算）。

5.3.3实测障碍物测量的基本精度要求

●要求各种障碍物海拔高程精确到0.1米。

●距离精确到0.1米。

●测绘数据经、纬度坐标方位角、真方位角、磁方位角精确到0.1秒。

5.4作业方案及技术要求

5.4.1控制测量布网及技术要求：

5.4.1.1各等级GPS控制网布设及技术要求

●各等级GPS网应根据测区实际需要及交通状况进行布设。

考虑到应用常规测量方法进行加密时的应用，要求GPS点应保证有两个以上的通视方向。

●各等级GPS网应由若干个独立观测环构成，独立环边数不应大于表1的规定。

●各等级GPS网要求均采用网连接方式或边连接方式布网，并构成尽量多的检核条件，决不允许有自由基线存在。

●高等级GPS控制网应与附近国家控制点联测，联测点数不应少于3个点。

●各等级GPS网的主要技术要求：

表1

等级

平均距离（km）

固定误差a（mm）

比例误差

b（1×10-6）

边长相对中误差

独立环的边数

备注

四等

2

≤10

≤10

1/45000

≤10

一级

1

≤10

≤10

1/20000

≤10

注：

相邻点最小距离应为平均距离的1/2～1/3，最大距离应为平均距离的2～3倍。

5.4.1.2一级导线网的布设及技术要求

在四等GPS控制网的基础上，可根据实际需要及设备情况布设一级导线网。

●导线布设相邻边长比不宜超过1:

3。

●导线根据实地情况尽量布设成多边形格网或多结点导线网。

●光电测距导线的技术要求按表2的要求执行：

表2

等级

闭合环或符合导线长度（km）

平均

边长

（m）

测距

中误差（mm）

测角

中误差（″）

方位角

闭合差

（″）

导线全长相对闭合差

一级

3.6

300

≤±15

≤±5

≤±10

≤1/14000

5.4.1.3高程控制网布设及技术要求

要求在国家一、二、三等水准点间布设四等水准网，水准点应与平面控制点重合。

●四等环线或附和水准路线最大长度应小于15km。

●水准网中结点间或结点与高级点间的路线长度四等网应小于10km。

●平面控制布设的GPS点，一级导线点除位于山区及建筑物顶上的用光电测距高程导线代替四等水准外，其余点应按不低于四等水准精度的几何水准联测。

●各等级水准测量的主要技术要求按表3规定执行表3

等级

每千米高差

中数中误差

测段、区段、路线往返测高差不符值

测段、路线的左右路线高差不符值

符合路线或环线

闭合差

检测已测测段高差之差

偶然中误差

全中误差

平原、丘陵

山区

四等

≤±5

≤±10

≤±20

≤±14

≤±20

≤±25

≤±30

注：

a）Ls为测段区段或路线长度，L为附和路线或环线长度，Li为检测测段长度，单位均为km。

b）水准环线由不同等级水准路线构成时，闭合差的限差应按各等级路线长度分别计算，然后取其平方和的平方根为限差。

c）检测已测测段高差之差的限差，对单程及往返检测均适用；检测段长度小于1km时按1km计算。

5.4.2控制点的选埋要求

5.4.2.1GPS点的选埋

5.4.2.1.1选点准备

●搜集城市或工程各项有关资料：

城市原有1:

1万比例尺地形图；原有控制资料，包括点的坐标、高程、坐标系统等有关控制资料；测区有关的地质、气象、交通、通讯等相关资料；城市总体规划和近期城市建设发展方面的资料。

●在周密调查的基础上进行控制网的技术设计。

●选点人员在了解任务目的、要求及城市相关资料后，进行现场踏勘。

5.4.2.1.2GPS选点要求

●点位选择应符合技术设计的要求，并有利于其他测量手段进行扩展及联测，所选GPS点必须保证有两个以上通视。

●点位的基础坚实稳定，易于长期保存并有利于安全作业。

●点位应视野开阔，便于安置接收机设备及操作，被测卫星地平高度角应大于15°。

●点位应远离大功率无线电发射源距离不小于200m，远离高压输电线距离不小于50m。

●附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体。

●交通便于作业。

●标石埋设结束后应现场勘丈绘制点之记草图，实地标石面上用红漆写点号或刻涂点号。

●四等GPS均应填写点之记。

点之记内容应填写完整、清楚。

●若利用旧点标石的应认真查看标石有无损坏，凡符合要求的应尽量予以利用，并在点之记中详细说明利用情况及点号。

5.4.2.2一级导线点的选埋

●一级导线点应通视良好，视线旁离障碍物的距离应大于0.5m，高出地面或障碍物高度大于1m。

●点位应选埋在土质坚实地方或坚固稳定的建筑物顶面上。

5.4.2.3水准点的选埋

●四等水准点，应与平面控制点共用标石，但标石埋设需作稳定性处理。

5.4.2.4标石的选埋、保护和建设设施的保护

在进行控制网的标石的选埋时应兼顾建设设施的保护，通常会遇到以下几种情况：

5.4.2.4.1控制点选埋在水泥铺装路面上。

针对此种情况，控制点应尽量选埋在不影响车辆、行人通行且便于控制点保护和不破坏路面整体结构的地方，由于是钢筋混凝土铺装路面，应与业主协商，建议采用以下方法埋设标石：

●将规定规格的钢钉或螺丝杆直接打入钢筋混凝土路面或路面钢筋混凝土接缝处，作为测量标志，外围应用红漆绘制或凿刻一定尺寸的正方形，便于标志的查找。

此种方法不破坏路面的深层结构。

●在路面上凿刻一定深度、宽度的坑，将测量标志用水泥固定在坑中，可与路面平齐或留有一定深度，上部覆盖水泥盖板，要使水泥盖板与路面平齐。

●在路面上凿刻较浅的十字形作为测量标志，外围应用红漆绘制或凿刻一定尺寸的正方形，便于标志的查找。

●将标石埋设在路两旁的人行路（一般下部为实土，上面铺设方砖）上，用水泥围砌一方井，并用水泥盖板覆盖，做到不影响行人通行。

5.4.2.4.2控制点选埋在建筑物顶上。

针对此种情况，在取得建筑物业主同意后，在建筑物顶上造设标准规格的标石，并采取措施使标石与建筑物紧密结合。

5.4.2.4.3控制点选埋在沥青铺装路面上。

针对此种情况，在路面上凿刻一定深度、宽度的坑，将测量标志用水泥固定在坑中，可与路面平齐或留有一定深度，上部覆盖水泥盖板，要使水泥盖板与路面平齐。

5.4.3控制网的施测

5.4.3.1仪器设备的技术要求

用于作业的仪器设备须经有关法定计量部门的有效鉴定后方可使用。

5.4.3.1.1GPS接收机

表4

项目等级

四等

一级

接收机类型

双频或单频

双频或单频

标称精度

≤10mm+5×10-6d

≤10mm+5×10-6d

观测量

载波相位

载波相位

同步观测

接收机数

≥2

≥2

5.4.3.1.2水准仪、经纬仪、测距仪

表5

等级

项目

四等水准

光电测距

高程导线

一级导线

仪器

类型

水准仪

全站仪

测距仪

经纬仪

全站仪

测距仪

经纬仪

使用仪器等级系列号

DS3

DJ2

Ⅱ级测距仪

DJ2

Ⅱ级测距仪

5.4.3.2平面控制网的观测

5.4.3.2.1GPS观测

外业观测是GPS网测量的重要环节，所采集的数据是内业处理、平差计算和推求GPS点成果的基本依据。

因此进行外业数据采集应严格按照相关规范及技术设计书要求进行。

各等级GPS测量的基本技术要求应符合表6的规定

表6

项目

等级

观测方法

四等

一级

卫星高度角

（°）

静态

快速静态

≥15°

≥15°

有效观测

卫星数

静态

快速静态

≥4

≥5

≥4

≥5

平均重复

设站数

静态

快速静态

≥1.6

≥1.6

≥1.6

≥1.6

时段长度

（min）

静态

快速静态

≥45

≥15

≥45

≥15

数据采样间隔

（s）

静态

快速静态

10～60

10～60

注：

当采用双频机进行快速静态观测时，时间长度可缩短为10min。

各等级GPS测量的点位几何图形强度因子PDOP值应小于6。

各等级GPS测量天线对中误差应≤3mm，天线基座上的圆气泡要严格居中。

天线高度测前、测后各量取一次，量至1mm，两次互差不得大于3mm，取平均值作为最后结果。

5.4.3.2.2一级导线的观测

采用全站仪或经纬仪进行一级导线水平角测量时，其水平角观测的技术要求应符合表7的规定：

表7

等级

测角中误差（″）

测回数

方位角闭合差（″）

DJ2

DJ6

一级

≤±5

2

—

≤±10

注：

n为测站数

一级导线按方向观测，各测回间应变换度盘，观测要求见下表8。

表8

项目

等级

仪器

测回数

半测回归零差（″）

一测回内2C较差（″）

同一方向各测回较差（″）

一级

DJ2

2

8

13

9

采用全站仪或测距仪进行一级导线的边长测量时，测距边的选择应符合下列规定要求：

●测距边长度应在一级导线平均边长（1±30%）范围内，并顾及仪器的最佳测程。

●测线应高出地面及离开障碍物1m以上。

●测线应避免通过发热体（如散热塔、烟囱等）的上空及附近。

●安置测距仪或全站仪的测站应避开电磁场干扰的地方，离开高压线至少5m。

●应避免测距仪的视线前进方向有反光体。

●一级导线的边长要求采用Ⅱ级仪器单项观测量两测回，每测回读四次数，一测回内读数较差应不大于±5mm，测回间中数较差应不大于±7mm

●一级导线边长测量时，应测定气象数据，温度最小读数0.5℃，气压最小读数100Pa。

一级导线的气象数据每边观测一端数据。

●测距观测时间的选择应符合下列规定：

✧应在大气稳定和成像清晰的气象条件下进行观测，晴天日出后与日落前半个小时不宜进行观测，中午可根据地区、季节和气象条件情况留有适当的间歇时间。

阴天有微风时可全天观测。

✧雷雨前后、大雾、大风、雨天及大气透明度很差的情况下不应进行观测。

5.4.3.2.2高程控制网的观测

●四等水准采用中丝读数法，直读距离，观测顺序为后—后—前—前。

当水准路线为附和路线或闭合路线时采用单程测量；当采用单面标尺时，应变动仪器高度，并观测两次。

水准支线应进行往返观测或单程双转点法观测。

●各等级水准观测应符合下列规定：

✧水准观测开始前应按照《规范》要求对所使用仪器和标尺进行检验。

水准开始后的一周内应每天检验I角，待I角稳定后，可每15天检查一次；若仪器受到碰撞或其它方面影响时，要随时进行检校。

用于四等水准测量的仪器I角不应大于20″，超过者应进行改正。

标尺的米间隔平均真长与名义长之差，对于因瓦尺不应大于0.10mm；对于木质标尺不应大于0.50mm。

一对标尺零点差不得大于1毫米，弯曲差不得大于8毫米。

✧观测前，应使仪器与外界气温一致，应避免阳光直射仪器。

✧同一测站上观测时，不得两次调焦。

✧观测中不得为增加标尺读数而将尺桩（台）安置在沟边或壕坑中。

✧每测段的往测和返测的测站数应为偶数。

✧间歇与检测应按现行《城市测量规范》（CJJ8-99）有关规定执行。

✧水准测量的转点尺承可采用尺桩或尺台。

✧水准测量时，使用DS05或DS1级仪器时，应读记至0.05或0.1mm；使用区格式木质尺应读记至1mm。

●各等级水准观测的视线长度，前后视距差，视线高度应符合下表9的规定：

表9

项目

等级

标尺类型

视线长度

前后

视距差

（m）

任一测站前后视距累计差

（m）

视线高度（m）

仪器类型

视距（m）

四等

木质双面

DS3

≤80

≤5.0

≤10.0

三丝能读数

因瓦

DS1

≤100

当成像清晰、稳定时，三、四等水准观测视线长度可以放长20%。

●各等级水准测量的观测限差应符合下表10的规定：

表10

项目

等级

上下丝读数平均值与中丝读数的差

基辅分划或黑红面读数的差

基辅分划、黑红面或两次高差的差

单程双转点法观测左右路线转点差

检测间歇点高差的差

5mm刻划标尺

10mm刻划标尺

四等

—

3.0

5.0

4.0

5.0

●三角高程测量：

✧边长不应大于1km，路线最大长度应超过四等水准路线长度。

✧边长测定应采用不低于Ⅱ级精度的测距仪器往返测各一测回，每站应读取气温、气压值。

✧主要观测限差应符合下表11的规定：

表11

等级

项目

四等

DJ2

DJ6

测回数

中丝法

3

三丝法

—

—

垂直角测回差

7″

—

指标差较差

7″

—

对向观测高差较差

≤±40

—

附合路线或环线闭合差

同四等水准

—

检测已测测段高差之差

同四等水准

—

注：

D为测距边水平距离，单位：

km。

5.4.4控制测量观测成果的记录、检验和计算

5.4.4.1平面控制测量观测成果的记录、检验和计算

5.4.4.1.1平面控制测量观测记录

各等级平面控制测量的观测记录应现场完成，字迹要清楚、整齐、美观，不得涂改、转抄。

●GPS测量观测记录

✧GPS测量记录项应包括下列内容：

✓站名、测站号。

✓观测年月日、天气状况、时段号。

✓观测的起讫时间，采用协调世界时UTC或北京时间，填写至时、分。

✓接收机的类型、号码，天线号码。

✓天线高包括测前、测后量取的数值及平均值，均取至0.001m。

✧应及时将当天的外业观测成果录入计算机，接收机内存数据在读入到外存介质上时，不得进行任何剔除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。

●一级导线测量观测记录

一、二级导线的观测记录可采用电子记录或手簿记录。

✧水平角观测时，秒值读记错误应重新观测，度、分读记错误可在现场更正，但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数字。

✧边长测量中，厘米及以下数值不得更改，米和分米的读记错误在同一距离中两次测量的相关数字不得连环涂改。

✧更正错误，均应将错误数字、文字整齐划去，在上方另记正确数字和文字。

划改的数字和超限划去的成果，均应注明原因和重测结果所在的页数。

5.4.4.1.2平面控制测量观测成果的补测与重测

●GPS测量观测成果的补测与重测

✧无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格独立基线相连结，则在该点上补测或重测不得少于一条独立基线。

✧可以舍弃在复测基线边长较差，同步环闭合差，异步环闭合差检验中超限的基线；但应保证舍弃基线后的独立闭合环基线数三等≤8条，四等及一、二级均≤10条。

超过上述要求时，应重测该基线或者有关的同步图形。

✧由于点位不符合GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各项技术规定限差时，可增选新点进行重测。

●一级导线测量观测成果的重测与取舍

✧水平角观测成果的重测与取舍

✓凡超出技术要求中规定限差的观测成果，均应进行重测，重测应在基本测回完成并对成果正确分析后进行。

✓2C较差或测回较差超限时，应重测超限方向并联测零方向。

✓零方向的2C较差或下半测回的归零差超限，该测回应重测。

✓方向观测法一测回中，重测方向数超过所测方向总数的1/3时，该测回重测。

✓采用方向观测法时，每站基本测回重测的方向测回数不应超过全部方向测回数的1/3，否则该站重测。

✓基本测回成果和重测成果，应载入记簿。

✓重测与基本测回结果不取中数，每一测回只取一个符合限差的结果。

✓导线因方位角条件和坐标条件不能满足精度要求，应认真分析并选取相关测站整站重测。

✧边长观测成果的重测

✓边长测量中的一测回读数较差超限时，该测回应重测。

✓测回间较差超限时，应分析原因对观测成果离散度较大测回进行重测。

✓导线坐标条件不满足精度要求时，在保证水平角观测符合要求的前提下，对观测边长进行分析后有选择的进行重测。

5.4.4.1.3平面控制测量观测成果的检验与计算

●GPS观测成果的检验与计算

✧在采用多台接收机同步观测的同步时段中，可采用单基线模式解算，也可以只选择独立基线按多基线处理模式统一解算。

✧基线解算结果必须采用双差固定解。

✧在同一时段观测值基线处理中，数据采样率不宜低于80%。

✧采用单基线处理模式时，对于采用同一种数学模型的基线解，同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差不宜超过下表12规定：

表12

等级

限差类型

三等

四等

一级

二级

坐标分量相对闭合差

3.0ppm

6.0ppm

9.0ppm

9.0ppm

环线全长相对闭合差

5.0ppm

10.0ppm

15.0ppm

15.0ppm

✧无论采用何种基线处理模式，都应在整个GPS网中选取一组完全独立的基线构成独立环，各个独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式规定：

Wx、Wy、Wz、≤2

σ

W≤2

σ

其中：

W为环线闭合差，W=

；

n为独立环中的边数；

σ为标准差（基线向量的弦长中误差），σ=

；

a为仪器固定误差；b为仪器比例误差系数（1×10-6）；

d为相邻点间的距离（km）。

✧重复基线的长度较差，不宜超过2

σ。

✧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协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84坐标系的三维坐标作为起算依据进行无约束平差，无约束平差应提供各GPS点WGS—84系中的三维坐标，各个基线向量三个坐标观测值的总改正数，基线边长及点位和边长的精度信息。

✧在无约束平差确定的有效观测量基础上，在城市独立坐标系下进行三维约束或二维约束平差。

约束点的已知坐标、已知距离或已知方位可作为强制约束的固定值或加权观测值。

约束平差结果应提供城市独立坐标系中的三维或二维坐标，基线向量改正数，基线边长、方位以及坐标、基线边长、防卫的相关精度信息，转换参数及精度信息，各环线及相关精度信息等。

✧无约束平差中各基线向量的改正数（VΔX、VΔY、VΔZ）绝对值应满足下式要求：

VΔX≤3σ；VΔY≤3σ；VΔZ≤3σ

✧约束平差中基线向量的改正数与剔除粗差后无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（dVΔX、dVΔY、dVΔZ）应符合下式要求：

dVΔX≤2σ；dVΔY≤2σ；dVΔZ≤2σ

●一级导线观测成果的计算

一导线观测成果的计算包括观测数据处理、条件验算、平差计算：

✧二级导线采用全站仪、经纬仪、电磁波测距仪观测时，外业观测结束后，应对观测数据进行处理，边长进行倾斜改正、仪器加、乘常数改正和归化投影改正，由于观测边长较短，水平方向的曲率改正较小，可不改正。

✧二级导线的验算包括方位角条件和坐标条件的验算，验算符合要求后还应按方位角闭合差计算导线测角中误差。

✧二级导线应采用计算机进行严密平差，平差程序应经过有关部门鉴定或具有以往项目成功使用的证明。

✧二级导线提供的成果包括：

输入数据、平差计算、单位权中误差，最弱点点位中误差、边长中误差、方位角中误差和各项改正数。

5.4.4.2水准控制测量观测成果的记录、检验和计算

5.4.4.2.1水准测量的记录

●采用常规手簿记录：

✧水准观测手簿中的原始观测值数据应字迹清晰端正、各项内容填写齐全。

✧外业手簿中的任何记录（包括文字）不得擦改或涂改，更不能转抄复制。

✧当原始记录中米与分米或文字有误时应以单线划去，在上方另记正确数字和文字，并应在备考栏中注明原因。

但一测站内不得有两个相关数字连环涂改。

划去不用的废站应注明原因。

✧当测段重测时，均应注