矿区110000地形图修测技术设计书.docx
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矿区110000地形图修测技术设计书
矿区1:
10000地形图修测技术设计书
第一章概况
第一节目的与任务
由于近几年上海庙西矿区5个矿井正处于筹建和改扩建中，进行了大量的基础工程，致使地物变化较大，原有的地形图已不能满足正常生产及地质报告编制的需要。
根据《上海庙西矿区1:
10000地形图修测及1:
20000地形地质图修编》技术设计（该设计已于2013年11月通过集团公司审查），新矿集团地质勘探公司于2014年1月～5月完成了上海庙西矿区地形图修测工作。
第二节测区地理概况
测区位于黄河东岸、古长城以北，在内蒙古自治区和宁夏回族自治区交界处，行政区划隶属于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇管辖，距鄂托克前旗政府所在地敖勒召其镇方位294°，直线距离约56公里。
地理坐标为：
东经：
106°36′29″-106°41′09″，北纬：
38°20′24″-38°26′58″。
测区距宁夏银川市40余公里，距青银高速公路5公里，距银川市河东国际机场25公里，距在建的太中银铁路9公里，省道S203从勘查区西北侧经过，从定边到银川的307国道沿本工作区外南部通过。
区内沙丘纵横，但交通较为便利。
气候情况：
测区位于内陆大西北，受中纬度和西伯利亚高原冷空气的影响，全年干旱少雨，风大沙多，年平均气温7.1℃。
属于干旱-半干旱的大陆性气候。
第三节完成的主要工作量
本次工作先后投入10人次，投入的仪器设备有GPS接收机四台套，全站仪两台套，水准仪一台套，微机三台套，打印机一台套，喷墨绘图仪一台套，交通车两辆。
完成的主要实物工作量如下：
1、在国家控制点下布设D级GPS控制网一个，共27点；在D级GPS控制网下布设E级GPS控制网三个，共10点。
2、布设四等水准网一个，联测了所有地面上的D级GPS点，在国家Ⅱ等点“二墩子南”下布设，全网共计18点，共组成了4个闭合环，水准路线总长度为117.35km。
3、数字化修测地形图约260平方公里。
第四节已有测绘资料的分析利用
一、已有控制点资料分析
测区内有国家Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等三角网，其平面坐标为1954北京坐标系和1980西安坐标系，高程系统为1956黄海高程基准。
我们对测区内的这些控制点进行了调查，发现部分表示保存完好，精度可靠，所以本测区内的国家三角点可以作为本工程平面控制的起算点。
控制点的基本情况如下：
1954坐标系：
1、Ⅱ等点2个：
红墩子、二墩子南。
2、Ⅲ等点1个：
双庙东
1980西安坐标系：
1.、Ⅱ等点2个：
红墩子、二墩子南。
2、Ⅲ等点1个：
双庙东
起算点成果均来自内蒙古测绘科技档案资料馆。
二、已有图纸资料分析
测区内现有1:
10000地形图，可作为选点和指导测绘生产时使用。
第二章专业总结
第一节作业的主要技术依据
1、GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》（以下简称《GPS规范》）；
2、GB12898-2009《国家三、四等水准测量规范》（以下简称《水准规范》）；
3、原煤炭部87年版《煤炭资源勘探工程测量规程》；
4、GB50026-2007《工程测量规范》；
5、《煤矿测量规程》；
6、GB/T20257.2-2006《1:
5000、1:
10000地形图图式》。
7、GB/T18316-2008《数字测绘成果质量检查与验收》；（以下简称《检查与验收》）；
8、本项目《技术设计书》（以下简称《设计》）。
第二节技术设计执行情况
此项目在生产实施过程中，严格执行了国家技术标准系列和项目的技术设计书，没有违章生产的事项发生。
第三节平面控制测量
本次工程的首级平面控制为D级GPS控制网。
在D级GPS控制网下，又布设了3个E级GPS控制网。
一、D级GPS控制网的布设
D级GPS网在国家Ⅱ等点“二墩子南”、Ⅱ等点“红墩子”、Ⅲ等点“双庙东”3点下布设，全网共计27点，构网方式为边连式，组成23个4边同步环，施测105条有效基线，56条复测基线，最长边为7.3km，最短边为0.7km，平均边长为4.2km。
二、E级GPS控制网的布设
1、福城煤矿E级GPS控制网
福城煤矿E级GPS网是在D级GPS控制点“GPS05”、“福城北小山”、“GPS11”、“南工广”4点下布设，全网共计8点，构网方式为边连式，组成4个同步环，施测18条有效基线，2条复测基线，最长边为4.5km，最短边为0.074km，平均边长为2.2km。
2、黑梁煤矿E级GPS控制网
黑梁煤矿E级GPS网是在D级GPS控制点“黑梁矿”、“GPS05”、“GPS11”3点下布设，全网共计6点，构网方式为边连式，组成3个同步环，施测12条有效基线，2条复测基线，最长边为3.98km，最短边为0.13km，平均边长为1.74km。
3、沙章图煤矿E级GPS控制网
沙章图煤矿E级GPS网是在D级GPS控制点“GPS01”、“GPS02”、“GPS03”3点下布设，全网共计6点，构网方式为边连式，组成4个3边同步环，施测12条有效基线，2条复测基线，最长边为2.17km，最短边为0.143km，平均边长为1.4km。
三、选点及埋石
D级、E级GPS控制点均选在便于安置接收设备和操作、视野开阔、被测卫星高度角大于15°、点位附近无大功率电磁波发射源和高压输电线、交通方便、有利于扩展和联测、点位基础稳定、易于长期保存的地方。
四、观测
1、D级GPS观测
D级GPS测量使用4台瑞士徕卡公司双频接收机（仪器标称精度:
5mm+1ppm×D）进行同步静态观测,观测时段在UTC时间0～24h之间任意选取，但没有跨越UTC时间0h（北京时间8h），观测前根据星历预报认真编制了观测计划，每一时段同步观测卫星有效颗数均大于4颗，有效观测卫星总数均大于6颗，卫星数据采样率为15s，卫星高度角均大于15°，GDOP值小于6，各条观测基线的整周模糊度倍率因子在1.5以上，保证卫星与接收机之间具有较强的图形强度。
GPS网每个同步环观测一个时段，每时段观测60分钟，GPS观测前后各量取仪器高一次读数至1mm，两次量测较差均小于3mm,取中数使用。
2、E级GPS观测
E级GPS测量使用4台瑞士徕卡双频接收机（仪器标称精度:
5mm+1ppm×D）进行同步静态观测,观测时段在UTC时间0～24h之间任意选取，但没有跨越UTC时间0h（北京时间8h），观测前根据星历预报认真编制了观测计划，每一时段同步观测卫星有效颗数均大于4颗，有效观测卫星总数均大于6颗，卫星数据采样率为15s，卫星高度角均大于15°，GDOP值小于6，各条观测基线的整周模糊度倍率因子在1.5以上，保证卫星与接收机之间具有较强的图形强度。
GPS网每个同步环观测一个时段，每时段观测60分钟，GPS观测前后各量取仪器高一次读数至1mm，两次量测较差均小于3mm,取中数使用。
四、数据处理
1、D级GPS控制测量
（1）基线处理
D级GPS网数据处理使用“LEICAGeoOffice7.0”GPS数据处理软件进行，首先将GPS点观测数据转换成Rinex（*.yyo、*.yyn）格式数据，然后导入Rinex数据（*.yyo、*.yyn），基线解算在WGS-84坐标系下以同步观测时段为单位，采用广播星历按单基线双差固定解进行解算。
各条基线均加入了对流层延迟修正；基线长度大于5km时加入了电离层改正；通过删除卫星、删除时间和选择不同误差改正模型等方法进行人工干预解算基线，以单基线双差固定解作为最终结果。
（2）数据质量检核
外业观测数据按GPS数据处理规范要求的项目进行检核，根据数据处理后的基线双差固定解按照规范规定的主要精度指标对复测基线、同步环、异步环进行数据质量检核，如超限应剔除超限基线或重测，直到符合要求为止，D级GPS控制网的观测精度情况见下表。
表D级GPS控制网观测精度统计
同步环闭合差（mm）
异步环闭合差（mm）
复测基线长度较差（mm）
最大
允许
最大
允许
最大
允许
4．8
10
27.5
58.7
8
18.4
①相邻点间基线长度精度用下式表示：
σ=±
式中：
σ—标准差（基线向量的弦长中误差mm）
a—固定误差=5mm
b—比例误差系数=1ppm
d—相邻点间距离（km）
②同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10%。
③同步环闭合差应满足下表要求：
同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的限定（1×10-6）
限差类型
D级
坐标向量相对闭合差
6
环线全长相对闭合差
10
④独立闭合环或闭合路线坐标闭合差应满足：
Wx≤3
σ
Wy≤3
σ
Wz≤3
σ
Ws≤3
σ
式中：
n为闭合环边数；
σ—相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。
Ws=
⑤复测基线的长度较差ds，两两比较应满足：
ds≤2
σ
σ—相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。
（3）三维无约束平差
D级GPS网三维无约束平差主要进行了内部精度分析、粗差分析、单位权方差因子估算，提取纯净基线构网。
在基线向量检核合格后，利用“LEICAGeoOffice7.0”以三维基线向量及其相应方差—协方差阵作为观测信息，D级GPS网以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的无约束平差；
无约束平差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系三维坐标为起算依据，进行GPS网的无约束平差。
平差结果须提供各点在WGS-84系下的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度信息。
无约束平差中，各基线分量改正数绝对值应满足：
V△x≤3σ
V△y≤3σ
V△z≤3σ
式中：
σ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。
各基线分量改正数绝对值均满足：
V△X≤
σ；V△y≤
σ；V△z≤
σ。
D级GPS网无约束平差精度情况见下表：
最弱边相对精度
点位中误差（cm）
基线名称
边长（km）
最大（1/万）
允许（1/万）
最弱点
最大
允许
GPS04-二墩子南
5.004
5.9
4.5
双庙东
0.28
±5.0
（4）二维约束平差
D级GPS网约束平差采用“LEICAGeoOffice7.0”，利用无约束平差后的观测量，在1980西安坐标系以及1954年北京坐标系、1954年北京坐标系（矿用）三套坐标系内采用经典3D法分别进行二维约束平差。
D级GPS网二维约束平差精度情况见经典3D转换报告。
约束平差中，基线分量的改正数与无约束平差结果的同一基线相应改正数较差的绝对值应满足：
dV⊿x≤2σ
dV⊿y≤2σ
dV⊿z≤2σ
式中：
σ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。
2、E级GPS控制测量
（1）基线处理
E级GPS网数据处理使用“LEICAGeoOffice7.0”GPS数据处理软件，首先将GPS点观测数据转换成Rinex（*.yyo、*.yyn）格式数据，然后导入Rinex数据（*.yyo、*.yyn），基线解算在WGS-84坐标系下以同步观测时段为单位，采用广播星历按单基线双差固定解进行解算。
各条基线均加入了对流层延迟修正；基线长度大于5km时加入了电离层改正；通过删除卫星、删除时间和选择不同误差改正模型等方法进行人工干预解算基线，以单基线双差固定解作为最终结果。
（2）数据质量检核
外业观测数据按GPS数据处理规范要求的项目进行检核，根据数据处理后的基线双差固定解按照规范规定的主要精度指标对复测基线、同步环、异步环进行数据质量检核，如超限应剔除超限基线或重测，直到符合要求为止，E级GPS控制网的观测精度情况见表1、2、3。
表一：
福城煤矿E级GPS控制网观测精度统计
同步环闭合差（mm）
异步环闭合差（mm）
复测基线长度较差（mm）
最大
允许
最大
允许
最大
允许
2.9
5
7.8
10
3.9
10
表2：
沙章图煤矿E级GPS控制网观测精度统计
同步环闭合差（mm）
异步环闭合差（mm）
复测基线长度较差（mm）
最大
允许
最大
允许
最大
允许
3.4
5
7
10
0.7
10
表3：
黑梁煤矿E级GPS控制网观测精度统计
同步环闭合差（mm）
异步环闭合差（mm）
复测基线长度较差（mm）
最大
允许
最大
允许
最大
允许
2.3
5
10
10
2.6
10
（3）三维无约束平差
E级GPS网三维无约束平差主要进行了内部精度分析、粗差分析、单位权方差因子估算，提取纯净基线构网。
在基线向量检核合格后，利用“LEICAGeoOffice7.0”以三维基线向量及其相应方差—协方差阵作为观测信息，E级GPS网以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算数据进行无约束平差。
各基线分量改正数绝对值均满足：
V△X≤
σ；V△Ｙ≤
σ；V△z≤
σ。
（4）二维约束平差
E级GPS网约束平差采用“LEICAGeoOffice7.0”，利用无约束平差后的观测量，在1980西安坐标系以及1954年北京坐标系、1954年北京坐标系（矿用）三套坐标系内采用经典3D法分别进行二维约束平差。
E级GPS网二维约束平差精度情况见各矿E级网平差报告内经典3D转换报告。
第四节高程控制测量
一、四等水准网的布设
本测区四等水准在国家Ⅱ等点“二墩子南”下布设，全网共计18点，共组成了4个闭合环，水准路线总长度为117.35km。
四等水准网的网形结构见“上海庙西矿区1:
10000地形图修测四等水准网图”。
二、观测
四等水准测量使用苏州一光DS03型自动安平水准仪和3米木制水准标尺按中丝法单程观测，观测顺序为“后―后―前―前”，视距长度和施测精度均符合《设计》要求。
四等水准观测使用的水准仪和水准标尺均由专业仪器鉴定部门进行全面的检验校正，并出具检定合格证书。
在仪器精度满足规范的同时,观测过程中做到了：
a.在开工第一周内每天测定水准仪的i角，其值均小于20″。
一周后每7天测定一次。
b.作业时，自动安平水准仪和水准尺的圆水准器严格进行校正，并经常保持正确位置，观测时仔细置平。
c.在连续各站上安置水准仪的三脚架时注意了使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线的左侧和右侧。
d.每测段的测站数均为偶数。
三、验算和平差计算
四等水准网验算和平差计算均使用“清华山维NASEW2003工程测量控制网平差软件”在微机上进行。
该测区四等水准一测段正常水准面不平行改正数最大改正数为0.0003mm,故此项改正可忽略，平差前各段水准观测高差均进行了一副水准标尺每米真长改正，该测区水准标尺的每米真长为：
0.999991m。
高程网中最弱点为GPS11,高程中误差=0.024601，高程网中最弱相邻点为GPS13-GPS16,相对点位中误差=0.018759四等水准网验算及平差后的精度情况见下表。
表：
四等水准网验算及平差后的精度统计
路线总长（km）
附合路线或环线闭合差（mm）
最弱点高程中误差（mm）
全中误差（mm）
最大
允许
最大
施测
允许
117.35
57
±67
24.6
8.5
±10.0
四、GPS拟合高程
GPS网的高程拟合测量是以水准测量成果得出水准高程为起算点，将水准测量无法测量到的点采用GPS处理软件利用经典3D方法曲面拟合计算求得，经高程拟合后，高程最弱点为双庙东，最弱高程中误差为0.0054mm，高程精度良好。
第五节地形测量
一、图根控制测量
1、图根点是直接供测图使用的平面和高程的依据，在D级GPS点下采用RTK方法加密。
其技术要求按<<工程测量规范>>有关规定执行。
每个图根点，皆观测两个时段（不同基站），当其平面较差小于5cm,高程较差小于5cm时，取其中数，作为其结果。
2、图根点的密度以满足测图的需要为原则，在地形图上不表示。
3、图根点采用临时标志，编号以阿拉伯数字顺序编排。
二、碎部测图
（一）成图方法
该测区碎部测图，采用了全解析法进行，即使用南方CASS9.0软件，直接利用RTK技术进行野外数据采集，采用微机编辑绘制成地形图。
野外数据采集打破了图幅界线，按自然道路将整个测区划分成若干个区域，以区域为单位进行。
采集前首先将各级控制点的三维坐标由微机传入RTK，并进行严格的校对。
野外数据采集采用无码形式进行；设置测站，一般以较远的控制点定向，用另一控制点作为检核，其平面位置较差不大于图上0.2mm；高程较差不大于1/5基本等高距。
现场绘制草图。
（二）地形图主要采集的内容
1、测区范围内的D级、E级GPS点，均按《图式》格式进行了注记。
2、居民地、各种建筑物、构筑物均应用相应符号表示。
3、采集了现有的公路、大车路、小路，并注记路面高程、等级、名称（指公路）、路中心高程。
4、高压电力线、农用电力线、通讯线、地下管线均已测全。
5、地形图上采集出各种植被的类别特征和范围，并用相应符号和地类界进行了表示。
6、植被按照《图式》表示绘制各类植被符号。
7、1：
10000地形图地形高程点取位至0.1m，基本等高距为10米。
8、地形测量技术要求未尽事宜，按《规范》中的有关要求执行。
（三）地形图的编辑
1、根据野外采集的数据,利用南方CASS9.0软件及相应的代码和有关规定，以区域为单位进行编辑，形成图形文件。
2、各级控制点、地物、线划和各种名称注记字体，均已按《图式》要求绘制和注记。
3、高程注记点的密度，一般10点/dm2左右。
4、地形图的分层按南方CASS9.0软件的要求自动进行分层。
三、机助制图
1、地形图采用南方CASS9.0软件进行绘制。
2、图廓整饰、注记字体大小均按《图式》附录的要求执行。
第三章质量保证措施
一、安全保证措施
贯彻“管生产必须管安全”的原则，始终把安全工作放在各项工作的首位。
在工程施工中，严格执行“安全第一、预防为主”的方针，建立和完善项目安全生产管理系统和安全预防系统，确保安全生产，文明施工，为工程的顺利开展保驾护航。
1、所有工作人员必须熟悉本岗位的安全规定。
2、项目经理在开工之前必须有针对性地组织安全教育。
3、外业人员施工中必须穿反光衣，并配带交通安全标志。
4、在建筑物和楼顶作业时，必须有安全防护措施。
5、在高压线附近作业时，不准使用金属杆或金属塔尺。
6、外业使用的设备、图纸、资料等不准离人，谁使用谁负责谁保管。
7、所有设备要定期检查保养。
8、做好数据资料的保密工作。
二、质量保证措施
1、质量管理网络
成立项目质量管理领导小组，质量管理领导小组由项目负责人总监、各工序负责人、技术负责人组成。
生产技术部是质量管理的主管和职能部门，负责对工程质量进行监督、检查、提出整改意见、检查落实情况；工程项目质量管理领导小组是质量计划的执行者，负责项目质量目标的落实；各工序负责人和项目技术负责人是项目质量的直接责任人；各作业组长负责本组质量把关，保证作业员严格按“规程”和“设计”要求施工。
作业组负责自检，项目部负责互检，质监部负责实施专职检查，工程施工的每一环节始终处于“受控”状态，从而保证工程项目的施工及成果质量。
2、做好技术交底
《设计书》定稿前，组织技术人员充分讨论，统一认识，搞好技术设计;《设计书》定稿后，项目经理与专业技术负责人向所有作业人员进行技术交底，组织技术人员认真学习、掌握《规程》、《规范》和《技术设计书》的有关条文。
使大家明确总体任务和各自的职责，在施工过程中，定期组织召开由技术骨干参加的技术研讨会，针对施工中遇到的具体问题展开讨论，统一认识，统一标准。
3、制定质量管理目标对策
制定“质量管理目标对策表”，将质量责任按多级划分，大家共同承担质量责任。
做到职责明确，各负其责，奖罚分明。
质量管理目标对策表
岗位
责任
对策与处罚
项目
负责人
对工程质量负领导责任，对安全文明、保密、工期、仪器设备、安全负直接责任。
全面负责工程的组织及管理，负责各工序之间的协调及联系，确保工期、质量、安全文明生产。
熟悉工程的规程、细则及设计要求。
发生一次仪器及人身安全事故罚500元。
发生一次严重质量问题罚1000元。
技术负责人
对设计质量、技术路线、工程质量负主要责任。
负责组织工程技术设计书的编写，负责工程全过程的技术管理，负责组织编写总结报告。
发生一次仪器及人员安全事故罚300元。
出现一次工程质量问题罚800元。
质量
审核
负责该工程的全面质量监督、检查工作。
随着工程的逐步展开，及时做好质量检查工作，确保各工序的各项技术指标满足规定的要求，认真落实“两级检查一级验收”制度，确保工程质量优良。
未按规定的检查内容和工作量实施检查，发一次罚款200元。
外业作业组长
对本组工作质量及精度负直接责任。
保证工程的工作质量及成果精度达到《规范》、《规程》要求。
认真学习《规程》、《规范》，严格按照操作规范进行仪器的操作，认真正确的采集每一个数据，确保测绘的每一个点准确无误。
控制测量出现一处错误或精度达不到罚200元。
内业
组长
全面负责内业数据采集、录入、数据处理、图形编辑、数据分发等。
保证内业工作的进度和质量，确保成果优良。
对归档的全部资料清晰、整齐、美观，图纸准确无误负主要责任。
内业资料不及时整理每拖一日罚10元。
归档资料不整齐，不美观罚30元。
图纸、注记错一处罚2元，图面不清罚10元/幅。
作业员
对所承担工作的进度和质量负责，认真把好本工序的质量关，避免不合格产品转入下一工序，把差、错、漏消灭在本工序。
确保本工序成果优良，确保与上下工序衔接良好。
认真学习《规程》、《规范》，严格按照《技术设计》要求进行作业。
控制测量出现一处错误或精度达不到罚20元。
内业资料不及时整理每拖一日罚2元；归档资料不齐全，发现一处不完整罚5元。
4、设备管理
确保仪器的完好率为100%。
在生产阶段，现场核查仪器性能，使各种仪器、设备处于良好状态。
确保仪器的完好率为100%。
强制周检的设备必须在有效检定周期内，未经检定的设备，不投入使用。
5、严把工序质量关、做好工序衔接
各作业组必须按质量目标，搞好自检，测站与测站间的互检，检查结果要有记录。
技术负责人要做到事前指导，中间检查，成果校审，认真把好各工序的质量关，避免不合格产品转入下一工序，把差、错、漏消灭在本工序。
对各种成图成果资料要做到100%的校审。
6、认真落实“两级检查”制度
严格执行“两级检查”制度，即过程检查和最终检查，杜绝质量问题的出现。
（1）过程检查
a.作业组自检
作业组在施工过程中随时随地对自己的工作进行检查，并填好检查记录。
作业组仪器检查工作量应大于总量的10%，对内业要做到100%的检查，在施工中遇到疑难问题，应及时汇报技术负责人，由技术负责人组织技术人员进行解决，把问题消灭在施工过程中。
测量作业自检，外业巡视达到100%，设站检查不少于总站数的5%，数据达到100%检查。
b.项目组检查
在施工中，由项目经理及技术负责等人组成检查小组，对各作业小组进行检查、监督。
监督各作业组技术方法应用的合理性，以及《技术设计》的执行等情况，并帮助作业组解决疑难问题。
测量检查：
外业巡视检查为70
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