本科毕业论文新乡市红旗区地形图测量技术设计.docx

1、本科毕业论文新乡市红旗区地形图测量技术设计主要内容：选线：根据地形、气候、水文地质和地质情况，拟选出不同的方案，再根据不同方案的可行性以及经济技术指标等条件最后选出最合理的方案为最终方案。绘制出线路图。控制测量：根据不同区域的土地价值以及工业厂矿分布，在测区内进行控制点的布设，密度要合适测量要求。碎部测量：根据控制测量的点的密度对该机去进行碎部测量，制作成数字地形图以及纸质地形图。基本要求：使用数据真实可靠，具有实地可操作性，可以为未来的发展提供基本的参考意见，基本数据表，有关土地利用基本政策法规，利用理念，以及红旗区未来规划设计书真实，要求研究人深入实地考察，与政府有关部门沟通以获得有效资料

2、，确保研究成果使用价值.主要参考资料：【1】潘正风，杨正晓等编著数字化测图原理与方法武汉大学出版社，2004【2】杨德麟等编著大比例尺数字化测图的原理、方法与应用 清华大学出版社，2007【3】孔祥元，梅是义。控制测量学 武汉： 武汉测绘科技大学出版社，1996【4】张书华，沙从术等编著数字地图测绘北京理工大学出版社，2005【5】刘基余，李征航等编著全球定位系统原理及其应用北京：测绘出版社，1993【6】王慧麟，谈俊忠，安如等编著测绘与地图学南京：南京大学出版社2004完 成 期 限：2013.3.22013.6.16指导教师签名： 专业负责人签名： 年 月 日目 录摘 要 IAbstrac

3、t II1 红旗区测区概况 11.1 地理位置 11.2 地理环境 11.3 地理文化与交通 12 任务概述 12.1 任务情况 12.2 测绘项目 13 作业依据和设计术语 24 测量任务规格和精度 24.1坐标系统 24.2 GPS网的精度标准及分类 24.3 GPS点的密度标准 35 测区已有资料及利用 36 接收机选用及其检验 47 首级控制测量实施方案、技术设计 57.1 平面控制测量 57.1.1 技术设计 57.1.2平面控制网布设 67.1.3卫星定位测量 67.1.4 GPS网的精度要求 7 7.2 GPS布网设计的原则 87.3 埋石要求 88 图根控制测量 98.1图根平

4、面控制测量 98.2 图根高程控制测量 108.3 测站点增补 119 1：500地形图测绘 119.1地形图及数据文件的命名 119.2地形图的精度要求 119.3地形图数据采集 119.4图形编辑 1510 质量保证以及验收措施 1710.1质量保证 1710.2验收措施及要求 1711 上交资料 18致 谢 18参考文献 19新乡市红旗区地形图测量技术设计摘 要该设计介绍了利用GPS对红旗区测区进行首级控制测量、四等高程控制测量以及图根控制测量。包括GPS控制测量的外业准备，测区踏勘，资料收集，设备器材筹备及人员组织，拟订外业观测计划，GPS接收机的选型及检验；外业实施包括GPS点的选埋

5、、观测、数据传输及数据预处理观测成果质量检核；内业处理包括GPS测量数据处理及基线向量解算；四等水准测量相关技术和图根点布设。 关键词 控制测量/GPS/GPS内业/数据处理/四等水准测量/高程/图根点HONG QI DISTRICT OF XIN XIANG CITY IN 1: 500 TOPOGRAPHIC SURVEY TECHNOLOGY DESIGNABSTRACT The design of GPS Primary Control measurements on the red flag survey area in four other vertical control sur

6、vey and mapping control measurement, Including GPS controlmeasurementsoutsidetheindustrytopreparethesurveyareareconnaissance,datacollection,equipment,equipment preparation and staff organizations, to develop outside the industry observing programs, the selection and testing of the GPS receiver . Out

7、side of the implementation of the observation results of the election buried, observations, data transmission and data pre-processing of GPS points quality check. Within the industry to handle GPS data processing and the baseline vector solver; fourth order leveling related technologies and Mapping

8、Points laid.KEY WORDS Control and measuring,GPS,data processing,Fourth order leveling,Elevation,Mapping Points1 红旗区测区概况1.1 地理位置红旗区位于新乡市城区东南部。北部以卫河兴隆街东二环平原路为界，与牧野区隔河相望，西部以胜利路化工路和平路为界，于卫宾区毗邻，东南与新乡县交界，全区辖洪门、小店2个镇和东街、西街、渠东、南干道、向阳5个办事处，共43个行政村和23个社区。全区常住人口29.5万人，农业人口约9.5万人，耕地面积7.8万亩。地理位置优越，交通极为便利，京广、太石铁路

9、在新乡交汇，107国道、京珠高速穿境而过，连霍高速从境南30公里处穿过，距北京600公里，距新郑机场不足100公里。总面积148平方公里。1.2 地理环境红旗区环境优雅，景色宜人，人民公园、体育中心广场、牧野广场等坐落其中 ，为人们提供了良好的休闲、避暑、观赏、晨练的场所。随着城市交通建设步伐不断加快，区内道路更加平整宽阔，交通顺畅。1.3 地理文化与交通红旗区历史悠久，文化积淀深厚，辖区内有众多河南省重点文物。其中大观圣作之碑、文庙大成殿和市重点保护文物关帝庙、东岳庙等，都有较高的开发价值。另外，辖区内还集中了千佛塔、程子四 箴注碑、七世同居坊、恩赐九源坊、天宁寺、崇庆寺、迷昏寺和宋代古槐等

10、古代文化遗产。2、任务概述2.1 任务情况为满足新乡市红旗区城市规划管理和工程建设的需要，本公司受区政府的委托决定对辖区内148平方公里范围的街区进行1:500比例尺地形图测绘。2.2 测绘项目项目名称：新乡市红旗区1:500地形图测量。工期：2013年5月2日-2013年12月5日3 作业依据和设计术语依据：(1) 卫星定位城市测量技术规程CJJ732010;(2) 测绘技术设计规定CH/T10042005;(3) 城市测量规范中华人民共和国建设部（CJJ-99）；(4) 全球定位系统城市测量技术规程中华人民共和国建设部（GJJ-73-97）;(5) 大比例尺地形图机助制图规范中华人民共和国

11、国家标准（GB149112-94）;(6) 地籍测量规范中华人民共和国国家标准（ CH 5002一94 ）;(7) 房地产测量规范中华人民共和国国家标准（ GB/T17986-2000）；(8)1：500，1：1000，1：10000地形图要求分类与代码（GB/4804-P3）；(9)全球定位系统（GPS）测量规范GB/T1831420014 测量任务规格和精度4.1坐标系统采用1954年的北京坐标系统。平面采用高斯正投影，按3度分带，中央子午线为39度。基本等高距H=0.5米。高程采用1985国家高程基准。4.2 GPS网的精度标准及分类 对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。用于全

12、球性地球动力学、地壳形变及国家基本大地测量的GPS网可参考规范中AA、A、B、C级的精度分级，见表4-1： 表4-1 GPS 测 量 精 度 分 级 级别主要用途固定误差a(mm)比例误差b(ppm.D) AA全球的地球动力学研究、地壳形变测量和精度定轨 3 0.01 A区域性的地球动力学研究和地壳形变测量 5 0.1B局部变形监测和各种精密工程测量81 C大、中城市及工程测量基本控制网 10 5 D.E中、小城市及测图、物探、建筑施工等控制测量 10 10-20影响GPS网精度的因素包括：(1) 基线质量。(2) GPS测量的同质性（单频和双频结果等）。(3)独立基线的数量和分布。(4)其它

13、测量观测值（距离、角度等）。网的整体精度是复测基线和冗余设站的数量和分布的函数4.3 GPS点的密度标准现行规程对各级GPS网相邻点的平均距离做了规定。见表4-2：表4-2 GPS网中相邻点间距离 单位：kmAAABCDE相邻点最小距离30010015521相邻点最大距离20001000250401510相邻点平均距离1000300701510105525 测区已有资料及利用经现场踏勘和资料收集，测区内及附近已有测量资料 。尽量做到实时更新，数据一定做到准确无误。在编制技术设计书（或大纲）前应搜集与工程有关的如下资料：-该地区的行政区域：（见图5-1）图5-1红旗区行政地图已有测量资料详细数据

14、见表5-1表5-1 已有测量资料一览表类别名称数量施测年代所有权控制资料二、四等GPS点62005 一级点42005二、三等水准点62001四等水准点520016 接收机选用及其检验GPS接收机是完成测量任务关键设备，其性能、型号、精度、数量与测量精度有关。GPS接收机及相关设备的检定、测试主要有：(1) 接收机的检定：零基线的检定短基线的检定利用基线场进行仪器检定(2) 其它设备的检定：基座的检定尺的检定7 首级控制测量实施方案、技术设计7.1 平面控制测量根据测区范围内东街、西街、南干道、3个办事处3个C级GPS点作为起算点，在测区内布设6-8个 四等点。用Trimble双频GPS机静态观

15、测，采用Trimble商用软件平差处理，提供1954年北京坐标系，80%测区内部四等点用四等水准联测，作为四等网高程拟合的起算点。建立四等点三维坐标系统。7.1.1 技术设计四等GPS网的设计:GPS控制网是由同步图形作为基本图形扩展得到的，采用的连接方式不同，网的形状结构也不同GPS控制网的图形设计就是如何将个同步图形合理的连接为一个整体，使其达到图形强度高、精度好、可靠性强、观测效率高的目的。选择怎样的组网，取决于工程所要求的精度、外业观测条件及GPS接收机数量等因数。 (1)星形网 星形网的几何图形。其图形简单，检验和发现粗差的能力差。(2)点连式网点连式是指相连同步图形之间仅由一个公共

16、点的连接。点连式布网主要优点是作业效率高、图形扩展迅速。但这种布网方式所构成的几何图形其强度很弱，没有或几乎没有异步图形闭合条件，在一般作业中不单独采用。(3)边连式网边连式是指同步图形之间由一条公共基线边相连接。这种方式布网，网形的几何强度很高，有较多的重复边和异步图形闭合条件。(4)边点混连式形式：相邻的同步图形间有3个（含3个）以上的公共点相连。优点：图形强度最强。缺点：作业效率低。7.1.2平面控制网布设平面控制网的布设，应遵循下列原则：(1) 首级控制网的布设应因地自宜，且适当考虑发展；当与国家坐标系统联测时，应同时考虑联测方案。（2）首级控制网的等级，应根据工程规模控制网的用途和精

17、度要求合理确定。（3）加密控制网,可越级布设或同等级扩展。7.1.3卫星定位测量各等级控制网的基线精度应满足：式中 -基线长度中误差(mm)； A-固定误差(mm)； B-比例误差系数（mmKm） d-平均边长(km)。卫星定位测量控制网观测精度的评定，应满足下列要求：(1)控制网的测量中误差，按下式计算； 式中 m-控制网的测量中误差(mm)； N-控制网中异步环的个数； n-异步环的边数； W-异步环环线全长闭合差(mm)。(2) 控制网的测量中误差，应满足相应等级控制网的基线精度要求，并符合下式的规定。 m 本次设计中四等网作为测区骨干控制，全网共有10个点组成，其中有洪门镇，小店镇，平

18、原乡，和张湾村。全网用独立基线构成9个多边形异步闭合环，独立闭合环边数不得超过10.其中有三个是高程也是已知的三等高程控制点。如图7-1所示，本测区共加密6个控制点，分别以C1平原乡，C2张湾村，C3渠东，C4向阳，C5洪门镇，C6小店镇作为标志。图7-1 GPS控制网图（三角形表示已知控制点，圆圈为加密点）7.1.4.GPS网的精度要求GPS网相邻点间基线长度精度用下式表示，并按表7-1执行。式中：-标准差，mm;a-固定误差，mm;b-比例误差系数；d- 相邻点间距离，mm.表7-1基线长度精度要求级别固定误差比例误差系数四等10107.2 GPS布网设计的原则GPS网的图形设计主要取决于

19、工程所要求的精度、经费、时间、人力、以及投入接收机的类型等，有以下几点。（1）对凡符合GPS网点要求的旧点，应充分利用其表石。（2）各级GPS网中每个闭合环或符合线路中的边数应符合下表：（表7-2）表7-2符合线路边数的规定 级别ABCDE闭合环或符合线路的边数566810（3）首级控制网的布设应因地自宜，且适当考虑发展；当与国家坐标系统联测时，应同时考虑联测方案。7.3 埋石要求GPS网点一般应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位。标志埋设：标志，标志设计为三种规格：普通标石，现场浇铸的墩标和钢钉。图根控制采用GPS 直接测定三维坐标。图根点标志尽量采用固定标志。位于水泥地、沥青地的普通图

20、根点，须刻十字或用水泥钉、铆钉作其中心标志，周边用红漆绘出方框及点号。图根点埋设形式和规格如下图（表7-3 7-4）所示。 表7-3（水泥钉、铆钉图根点） 表7-4（埋石图根点） 刻石规格：刻石要求 正规，用红漆编上点号和测量单位。埋设：（1）在能够深挖的地面上，应埋设预制好的普通的梯形标石。顶面低于地平面5cm。四周夯实。（2）在建筑物上，应在点位现场浇铸，并注意养护，待水泥完全凝固，方可使用。（3）在水泥和沥青路面上，应打入高度为10cm直径5mm以上的金属钢钉。要求钢钉砸入地面后，顶面与地面基本持平，略高出地面不超过5mm，并在顶面刻十字线，深度大于1mm.（4）埋桩时，桩要露出地面50

21、mm。（5）点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。8 图根控制测量8.1图根平面控制测量本次测图拟采用电磁波测距导线的形式进行图根控制。图根点的密度以满足测图需要为原则，一整幅图在平坦开阔地区一般要有34个图根点，在地形复杂、隐蔽及建筑区，密度要适当加大。图根点应用木桩、大钉等临时标志或水泥地面涂红漆等形式标定其位置，在桩顶和水泥地面上都要用小钉或水泥钉准确定位。对于图根光电测距导线，允许两次附合。图根导线布设形式为附合导线，一般不用自闭环。图根光电测距导线测量的具体要求见表8-1：表8-1图根光电测距导线测量的技术要求比例尺导线长度（m）平均边长（m）导线相对闭合差方位角闭合差（）

22、测 距中误差（mm）测角测回数测 距DJ6测回数（单程）一测回读次数1：100018001501/40004015112注：1、n为测站数。 2、一级图根导线，当导线较短，由全长相对闭合差折算的绝对闭合差限差小于13cm时，按13cm计。 3、二级图根导线长度较短，由全长相对闭合差折算的绝对闭合差限差小于15cm时，按15cm计。 4、当附合导线的边数超过12条时，其测角精度应提高一个等级。因地形限制图根导线无法附合时，布设图根支导线。支导线不超过4条边，总长不超过900m，最大边长不超过300m。边长采用全站仪单程观测1测回。水平角在支导线起点站应联测两个已知方向，固定角不符值不应超过40，

23、支导线上所有水平角用全站仪观测1测回。采用支导线所测图根点，不得再行发展图根点。8.2图根高程控制测量在一级GPS点的基础上进行图根高程测量。图根点的高程可用图根水准或光电测距三角高程方法测量；离已知点较远的图根点，还可采用GPS高程拟合方法测定其高程，但拟合高程中必须有检核点，拟合高程与水准高程不得超过3cm。图根水准测量应起闭于一级GPS点上，根据需要可沿图根点布设为附合路线、闭合环或结点网。附合路线长度不得大于8km，结点间路线长度不得大于6km，支线长度不得大于4km。使用不低于DS10级的水准仪（I角应小于30），按中丝法单程观测（支线应往返测），估读至毫米。视距不得超过100m，前

24、后视距宜相等。路线闭合差不得超过40（mm）（L为路线长度，km ）；图根水准计算可简单配赋，高程应取至cm。图根高程控制测量拟采用图根光电测距三角高程导线方法进行，其边数不应超过12条，边数超过规定时，应布设成结点网。图根光电测距三角高程测量的具体要求见表8-2：表8-2图根光电测距三角高程测量的技术要求仪器类型垂直角中丝法测回数垂直角较 差（）指标差较 差（）对向观测高差、单向两次高差较差（m）各 方 向推 算 的高程较差（m）附合路线或环线闭合差（mm）对向单向DJ61225250.4S0.1Hc40注：1、S为边长（km）,为基本等高距（m），ns为边数，D为测距边长（km）；2、仪器

25、高和棱镜高应准确量取至毫米，高差较差或高程较差在限差内时，取其中数；3、用光电测距支导线测量图根点高程时，垂直角应对向观测。8.3 测站点增补地形测图应充分利用控制点和图根点。当图根点密度不足时，可采用光电测距支导线方法增补测站点。支导线用全站仪测量，支导线不超过3条边，最大边长不超过200m，总长不超过500m。支导线的高程可用光电测距三角高程往返观测，每边往返测高差不符值不大于7cm。9 1：500地形图测绘9.1地形图及数据文件的命名地形图的图幅编号全部取西南角坐标，图名取图幅内较大的自然地理名称或企事业单位名称，当图内没有名称取用时只注记图号。9.2地形图的精度要求地形图平面精度要求见

26、表9-1：表9-1地形图平面精度要求地区类别地物点点位中误差邻近地物点间距中误差城市建筑区和平地、丘陵地0.50.4山地及施测困难的旧街坊内部0.750.6注：1、森林荫蔽等特殊困难地区，可放宽50%地形图高程精度应符合如下规定：城市建筑区和平坦地区用高程注记点相对于邻近图根点的高程中误差来衡量，其他地区地形图高程精度用等高线插求点相对于邻近图根点的高程中误差来衡量，具体要求见表9-2：表9-2地形图高程精度要求地区类别基本等高距h（m）高程注记点中误差（m）等高线插求点中误差（m）建筑区和平坦地区10.15丘陵、山地地区1/2h注：森林荫蔽等特殊困难地区，可放宽50%9.3地形图数据采集数据

27、采集一般规定：（1） 地形图测绘使用全站仪进行数据采集，最终上交的地形图数据格式为*.DGW（2） 采集数据时使用掌上电脑在实地进行必要的编辑，务必将测点的连接关系、主要的地形、地貌表示清楚。（3） 在不打开线型的情况下，所有的线状符号应保证能够严格接边。（4） 测区内的军事管制区，可不测绘。（5） 在工程实施工期内，做好地形图要素变更、更新内容的认真巡视，在外业作业时段最后一个月期间完成地形图要素变更、更新内容的修补测工作。全站仪数字采集要求。本工程拟采用索佳-500型全站仪进行数据采集，其要求如下：（1） 设站时，仪器对中误差不大于5mm，仪器高、觇标高量记至毫米。测点的坐标保留至1mm，

28、高程注记至1cm。（2） 每天观测前要测定一次垂直度盘指标差，指标差不得超过1，否则应在测点高程中加入相应的改正。（3） 测图前，以较远的一控制点标定方向，用另一点进行检核。所测检核点的平面误差不大于10cm，高程误差不大于10cm。（4） 全站仪最大测距长度300m。（5） 外业形成的数据文件可以为一个或若干个文件，不按图幅进行裁切。若分为多个文件时，接边处的数据要衔接。测绘内容及取舍：（1） 测图范围内的图根级及其以上平面控制点、四等及其以上水准点均要按成果表中的坐标展绘在图上。凡是直接水准、光电测距三角高程的控制点高程注至0.01m，GPS拟合高程注记至0.01m。（2） 房屋应逐个测绘

29、，棚房只表示固定的，临时性的建筑工棚、临时性的售货房（棚）不表示，但单位内的车棚要表示。（3） 房屋要注明建筑结构和层数，结构及层数注在房内中间。（4） 房屋建筑材料注记规定如下：大型厂房、带行车的大型车间、8层及8层以上的大厦、写字楼、办公楼等注“砼”； 4-7层主要建筑材料为砖混结构的房屋，如工厂办公楼、企事业单位、商店、学校、居民住宅等注“混”；1-3层的以砖承重为主的房屋注“砖”；旧式楼房或平房、以木柱为承重结构的房屋“木”；以土坯堆砌成墙的房屋注“土”；以木、竹、土坯或砖(无柱脚)为主的房屋为简易房屋，不注建筑材料。同一座楼房可以有“砖”“混”“砼”的不同注记。（5） 对于楼顶的半层房屋，若有窗有门能自由出入的计入层数，若只有小窗或虽有大窗但无门出入的不计入层数。有些农居主房前有层高不足2.2米的一层房式建筑，不计入楼房的层数。（6） 建筑物的门廊、房屋底层走廊均需表示。房屋走廊或阳台两端的落地墙用围墙表示。二层以上悬空式房屋内部线用虚线表示。走廊、门廊的柱子长、宽不足1米时用1.0mm的圆圈代替，大于1.0mm者按实际大小及形状表示。（7） 因装饰而凸出的