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4平面控制测量设计方案
4.1GPS平面控制测量设计方案
根据测量的特点,将平面控制测量布为GPS-E级控制网,GPS-E级网的主要技术要求应符合表4-1规定。
GPS-E级网的主要技术要求表4-1
等
级
闭和环或附和路线的边数
平均距离
(km)
相邻点空间距离观测精度
最弱边相
对中误差
a(mm)
B(1*10-6)
E级
≤10
0.2-5
1/20000
注:
a-固定误差(mm)
b-比例误差系数(1×
10-6)
GPS相邻点间基线长度精度用下式表示并按表4-2规定执行。
σ=
式中:
σ——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。
GPS相邻点间基线长度精度分级表表4-2
级别
固定误差mm
比例误差系数
AA
≤3
≤0.01
A
≤5
≤0.1
B
≤8
≤1
C
D
E
≤20
布网的一般原则:
(1)一级GPS控制点均布设在测区之内,有利于长期保存。
(2)最简独立闭合环或符合路线边数E级应≤10;
(3)GPS网内相邻两点间的平均距离为0.2—5km,相邻点最小距离可为平均距离的1/3—1/2,最大距离可为平均距离的2—3倍;
(4)布设的GPS网应于附近已有国家高等级GPS点进行联测,联测点数不得少于两点;
(5)在需要常规测量方法加密控制网的地区GPS网点应有1—2个方向通视。
(6)为求得GPS网点的高程,网中应有分布均匀、密度适当的若干个高程联测点,联测应采用不低于四等水准测量或与其精度相当的方法进行。
根据国家控制点的分布情况,经实地踏勘,决定在测区建立GPS-E级控制网,并在此基础上加密RTK图根点,设计的GPS首级控制网图形见图
(1):
图
(1)
根据精度估算公式借助计算机进行精度估算,所布设的GPS-E级控制网符合精度要求。
4.2GPS平面控制网方案的实施
4.2.1选点、埋石及上交资料
(1)选点
选点是将图上设计的点位落到实地,各等级控制点的位置应满足下列基本条件:
点位选择应确保至少两点间通视,有利于低级网加密,有利于观测,有利于保存和使用。
点位原则上落地布设,选择土地坚实的地区。
选点工作通常满足以下基本原则
1)测站(即接收天线安置点)应远离大功率的无线电发射台和高压输电线,以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰,接收机天线与其距离不小于200米;
2)观测站附近没有大面积的水域或对电磁波反射(或吸收)强烈的物体,以减弱多路径效应的影响;
3)观测站设在易于安置接收设备的地方,且视场内周围障碍物的高度角应小于10°
--15°
;
4)观测站选在交通便利的地方,并且便于用其他测量手段联测和扩展;
5)选站时尽可能使测站附近的小环境(地形、地貌、植被等)与周围的大环境保持一致,以减少气象元素的代表性误差;
6)充分利用符合要求的旧有控制点;
7)点位选定后(包括方位点),均按规定绘制点之记,主要内容包括点位及点位略图、点位的交通情况以及选点情况等。
(2)埋石
视不同的埋设条件,选择表列相应类型埋设标志(见表4-3)。
埋石结束后在现场绘制点之记(见表4-4)。
埋设标志表4-3
埋设条件
标志类型
埋设方法
备注
水泥路面
20cm铸铁标志
冲击钻打孔,混凝土现浇,外加套圈
与路面齐
沥青路面
直接打入路面,外加套圈
碎石路面
土质路面
预制混凝土标石
挖坑,做20cm碎石垫层放置标石,四周捣固压实
与路面齐或高于地面
GPS点之记图4-4
图名:
点名
等级
施测单位
标石类型
完好程度
所在地
通视情况
点
位
略
图
交
通
线
路
埋点者:
埋点者:
(3)埋石结束上交资料
1)填写了埋石情况的GPS点之记;
2)土地占用批准文件与测量标志委托保管书;
3)埋石工作总结。
4.2.2GPS-E级网外业观测仪器使用南方灵锐s82GPS进行作业,基本技术要求应符合以下条件:
(1)采用静态测量模式;
(2)卫星高度角≥15°
(3)有效观测卫星数≥5个;
(4)PDOP值≤6;
(5)各时段有效观测时间长度≥20min;
(6)平均重复设站数:
≥1.6。
4.2.3观测作业要求
(1)观测组在每天作业前,编写观测计划,观测时严格按计划进行,按规定的时间进行作业,同步观测同一组卫星。
(2)在每点观测时,均要求用观测手簿进行记录,以时段为单位,记录内容为:
点号、点名、观测者、记录者、天气、日期、时间、时段、天线高、接收机编号等。
(3)各项观测记录一律使用铅笔,不得涂改,不得转抄和追记,如有读、记错误,可整齐划掉,将正确数据写在上面并注明原因,其中天线高、气象读数等原始数据不得连环涂改。
(4)GPS接收机在开始观测前应进行预热。
(5)天线应严格对中整平,定向标志线指向正北。
定向误差不超过±
5°
,每时段观测前量取天线高两次,测量方法及要求按《规程》中执行。
每两次量高之差不大于3mm,取平均值作为天线高。
(6)天线集成体的圆水准气泡必须居中,没有圆水准气泡的天线,可调整天线机座脚螺旋,使在天线互为120°
方向上量取的天线高互差小于3毫米。
(7)GPS点上建有寻常标时,应在安置天线前放倒觇标或采取其它措施。
4.2.4外业数据处理及检验
(1)外业观测后及时把接收机的数据输入计算机并进行外业数据的检查。
根据自动处理基线向量的结果,检查基线向量方差比和天线高等。
(2)同步环检验。
根据规范要求,其坐标分量应分别小于等于6ppm(1/166666),全长相对闭合差小于等于10ppm(1/100000)。
(3)异步环检验
坐标分量闭合差:
Wx=Wy=Wz≤±
2
异步环全长相对闭合差:
W≤±
4.2.5GPS网平差计算
基线处理成功后,即可进入软件的网平差界面,进行WGS—84坐标下的自由网平差及三维约束网平差。
GPS点WGS—84坐标系坐标平差及精度,按《GPS测量规范》规定,基线向量的改正数绝对值:
Vx=Vy=Vz≤3
平差结束后,应打印出有关的基本信息(观测矢量、闭合差检核文件、平差结果文件、平面坐标数据),并装订成册。
数据处理中生成的文件应存于磁盘中。
4.2.6上交资料
(1)测量任务书(或合同书)、技术设计书;
(2)点之记、环视图、测量标志委托管理书、选点资料和埋石资料;
(3)接收设备、气象及其他仪器的检验资料
(4)外业观测记录、测量手簿及其他资料;
(5)数据处理中生成的文件、资料和成果表;
(6)GPS网展点图;
(7)技术总结和成果验收报告。
4.3首级高程控制测量
选用测区邻近的三等水准点以及临近的D级GPS控制点作为高程起算点。
在E级GPS控制点上施测四等附和水准作为本测区的基本高程控制网。
4.3.1各等水准点均应埋设永久性标石或标志,标石或标志埋设均应符合下列要求
(1)稳固耐久,保持垂直方向的稳定。
(2)标石的底部埋设在冻土层以下,并浇灌混凝土基础。
(3)水准点可以利用基岩或在坚固的永久性的建筑物上凿埋标志。
4.3.2水准测量所使用的仪器及水准尺应符合下列规定
(1)水准仪视准轴与水准管轴的夹角I,在作业开始的第一周内应每天测定一次,I角稳定后可每隔15天测定一次,其值不得大于20秒。
(2)水准尺上的木间隔平均长与名义长之差,对于区格式木质标尺不应大于0.5毫米。
三、四等水准观测方法均采用中丝读数法。
三等水准用上、下丝读数计算视距,往返观测,观测顺序为后-前-前-后;
四等水准只读中丝,直读距离,单向观测,观测顺序为后-后-前-前。
三、四等水准观测时,各测段的测站数应为偶数。
三、四等水准测量主要技术要求见表4-5。
三、四等水准测量主要技术要求表4-5
环线或附合于高级点间的水准路线最大长度(km)
环线或附合路线闭合差
(mm)
测段往返测高差不符值(mm)
最弱点高程中误差
每公里高差中数中误差
三等
45
±
12
20
3
四等
15
5
L为符合线路长度,R为测段长度,均以km计算。
各等水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度的要求表4-6
项目
标尺
类型
视线长度
前后
视距差
任一测站上前后视距累积差
视线
高度
仪器类型
视距
二等
因瓦
DS1
≤50
≤1.0
≤3.0
下丝读数≥0.3
DS05
≤60
双面
DS3
≤65
≤6.0
三丝能读数
DS1/DS05
≤80
双面单面
≤5.0
≤10.0
≤100
《规范》规定的四等水准测量的测站测限差表4-7
基辅分划或黑红面读数的差
基辅分划或黑红面两次高差的差
单程双转点法观测左右路线转点差
检测间歇点高差的差
3.0
5.0
4.0
4.3.3观测成果的重测和取舍
(1)超限成果应进行重测;
(2)当原始记录米与分米数字或文字有误时,应以单线划去,在其上方写出正确数字和文字,并应在备注栏内注名原因,但一测站内不得有两个相关数字连环更改,划去不用的废站也应注名原因。
(3)测站观测限差不符应立即重测,否则从水准点或间歇点起重新观测;
(4)测站往返测高差较差超限时,应重测,重测后应选用往返合格的结果。
若重测结果与原测结果比较,较差不超过限差时,由三次结果取平均数;
(5)区段往返测高差较差、符合路线或环行闭合差以及偶然误差或权中误差超限时,先就路线上可靠性较小的测段进行重测。
4.3.4水准路线的设计
图
(2)
以三等水准点苏Ⅲ-41-2及D级GPS点6113为高程起算点,同时和布设的E级GPS点G1、G2、G3、G4、G5、G6组成一个附合水准路线,其中G1、G2、G3、6113组成一个闭合水准环并绘制测量线路图。
根据中误差计算公式:
(
为中误差;
协因数阵)借助计算机计算所得结果均小于等于20mm,符合限差要求。
4.3.5水准测量工作结束后,应提交以下资料
(1)水准路线略图;
(2)外业观测数据记录;
(3)平差计算资料以及成果表(包括计算说明);
(4)仪器检验资料。
5图根控制测量
5.1图根平面控制测量
5.1.1图根平面控制点的布设密度应根据测图比例尺和地形条件而定,平坦地区图根点的密度不宜小于表5-1规定:
平坦地区开阔地区图根点的密度(点/km2)表5-1
测图比例尺
1:
500
1000
2000
图根点密度
150
50
地形复杂,隐蔽以及居民区,应以满足测图需要并结合具体情况加大密度。
5.1.2图根点宜采用临时标志,当测区内高级控制点稀少时,应适当埋设标石或测定永久性地物点坐标。
5.1.3当局部地区图根点密度不够时,可在等级控制点或一次符合图根点上,采用光电测距极坐标法布点加密,这样得到的图根点不应再行发展,且一幅图内用此法布设的点不得超过图根点总数的30%。
条件许可时,宜采用双极坐标法测量,或适当检测各点的间距;
当坐标、高程同时测定时,可变动棱镜高度两次测量,以作校对。
两组坐标较差、坐标反算间距与实测间距较差均不应大于图上0.2mm。
光电测距极坐标法边长的估算与取用值(m)表5-2
极坐标点点位中误差
最大边长估算值
最大边长取用值
0.05
359
200
5.1.4考虑到测区的沟、河较多,施测可能会遇到困难,图根导线拟采用南方灵锐S82动态GPS进行测量,为了提高外业的精度,保证同时接收到5颗高质量的卫星才可以进行测量,手簿上显示的精度要达到要求才可以存储数据。
本测区内的所有图根点均使用实时动态(RTK)的方法测定图根点的平面位置。
RTK图根点的主要技术要求应符合表5-3规定
RTK图根点的主要技术要求表5-3
流动站离基准站的最大距离
最弱点误差
最弱边中误差
≤8km
≤5cm
5.1.5RTK点位要求
(1)测区的点位应便于长期保存。
(2)两点之间应相互通视。
(3)地面点位和建筑物应保持一定的距离。
(4)点位应远离大功率无线电发射源,远离高压线50m以上,附近不应有强烈干扰接受卫星信号的物体。
(5)应进行布标埋石(订钉),并绘制点之记。
5.1.6RTK图根控制点技术要求
(1)卫星高度角应≥15°
使地面点位和建筑物保持一定的距离。
(2)观测卫星个数不少5颗。
(3)图根点位应在基准站控制转换范围内。
距离基准参考站不大于10km。
(4)每次观测前应先对已知点或已测点进行检测,直到符合精度要求后,再继续测量。
(5)每个图根点皆应观测两个时段,时段长为3分钟,其平面较差小于图上0.2mm(实地10cm),高程较差小于0.05m(即5cm),取其中数作为结果。
(6)要正确量取天线高,数据接收时,RTK固定解应收敛至mm级。
(7)数据处理RTK数据处理使用随机数据处理软件。
5.1.7RTK在图根控制测量中的优点
(1)RTK可以全天侯的观测、不受通视条件的限制。
(2)用RTK观测,人员少、速度快、效率高。
传统的方法需要4—5人才能进行作业,而RTK流动站只需一人即可进行,如果几个流动站同时作业,则可大大加快测图进度,提高工作效率。
(3)用RTK测量图根点其点位误差不积累、不传播,测量精度高。
(4)RTK用于图根控制测量,只要点位周围的外界环境满足GPS测量的要求,其点位精度完全能达到1∶500地籍图根控制测量的要求。
(5)RTK测量与常规测量方法相比,具有快捷、方便的特点,可实时测量点位坐标,实现数据的自动记录,减少外业工作量,又便于内业数据的整理和检查。
5.2图根高程控制测量
(1)可以用图根水准或三角高程测量进行图根高程测量,图根水准测量应起闭于不低于基平测量的高程控制点上,可沿图根点布设成附和路线、闭和环或结点网,对起闭于一个水准点的闭和环,必须先行检核该点高程的正确性。
高级点间附和路线或闭和环线长度不得大于8公里。
结点间路线长度不得大于6公里,支线长度不得大于4公里。
按中丝读数法单程观测(支线应往返测)估读至毫米,仪器至标尺的距离不宜超过100米,前后视距宜相等。
路线闭和差不得超过
(mm)(
为路线长度,km)。
(2)城市建筑密集,很多地方又不通行,在进行地形测量时,在受地形限制图根导线无法闭合的情况下,需布设支导线,长度不超过符合导线规定长度1/2,最大边长不应超过规定平均边长2倍的支导线。
(3)图根点相对于图根起算点的高程中误差,不得大于测图基本等高距的1/10。
城市1:
500地形图,最大等高距为0.5m,即不应大于±
50mm。
图根水准符合路线的长度按下式估算:
Mz=1/2Mw
L=4Mz2/Mw2
式中L—图根水准符合路线或闭合环线的长度(km);
Mz—图根水准路线最弱点(中点)高程中误差(mm);
Mw—图根水准测量每千米高差中误差,以±
20mm计。
6地形测量
6.1作业方法
因为测区主要是由农田、居民地、河流组成,因此采用TOPCON和Leika全站仪来测量。
野外数据采集误差,主要取决于:
测站点精度
,测点的测距误差
,测点的测角误差
,棱镜误差。
棱镜误差的产生比较复杂,当建筑物、构造物的棱角不明显时,其位置的判别存在误差。
6.2测图的基本要求
采集数据时,测距最大长度应符合表6-1规定
表6-1
比例尺
地物点
地形点
≤160
≤300
由于测区地势比较平坦,等高线不要求绘制。
高程注记点的分布应符合表6-2规定表6-2
高程注记点
≤25
6.3地形图内容
6.3.1居民地和垣栅
(1)居民地是地形图的主要地物要素。
为了准确反映实地各个房屋的外围轮廓和建筑特征,房屋均以墙基外角为准测绘,并按层次不同、建筑材料和性质的不同进行分割表示;
所有房屋均应注记建筑材料和楼层数。
房顶的楼梯间、棚不表示。
(2)从一楼开始完全封闭的阳台、内阳台、连地阳台按房屋表示,挑阳台用虚线表示;
临时建筑物及附在主体建筑旁的铁棚、竹棚、鱼塘边临时搭建的棚房、经济林附近搭建的简易房不表示。
(3)房屋一般不综合,应逐幢测绘。
房屋毗连、庭院套递,分割困难时,应根据房屋和屋脊的形态不同、高低不一、前后不齐等因素进行分割表示,不允许成片合并。
(4)各种室外楼梯、台阶的垂直投影长度图上不足1.5mm或宽度不足1m的不表示。
较大的雨罩应测绘,各单位和大的居民大院的大门门顶、门墩按实际大小实测表示,较小的居民院落及居民邻街门不表示。
(5)建筑物和围墙凸凹在图上小于0.4mm,简单房屋小于图上0.6mm时,可用直线连接。
建筑中的房屋(已建屋基尚未成形的)均应测绘,并加注“建”字。
(6)房屋内部天井对于1:
500比例尺测图的区域应区分表示,对1:
1000比例尺测图区域,大于图上6mm2的天井才表示。
6.3.2工矿建(构)筑物及其它设施
(1)工矿建(构)筑物及其它设施的测绘应配置符号或按图式准确表示其位置、形状和性质特征,同时要注意符号的定位点及定位线。
(2)没有明显界线的球场、直径和边长小于2m的沼气池、厕所后的粪池均不表示。
当喷水池与假石山溶为一体时,只表示假山。
单位、公园及居民大院门口的石狮之类的装饰物不表示。
(3)独立固定的地磅、露天货栈、过街天桥、过街地道均应表示。
城市主要街道检修井应表示、污水篦子不表示。
(4)吊车、传送带、烟囱应表示;
主要道路、桥梁上及公园内的路灯应表示。
(5)独立地物除符号本身是依比例表示外,凡地物轮廓在图上大于符号尺寸的,按比例测出范围线并配置相应符号。
小于符号尺寸的,用不依比例符号绘出。
6.3.3交通及附属设施
(1)简易公路以上的道路均应按实测宽度依比例尺表示。
单线路测绘中心线。
测区主要道路及水泥路面中线,应在图上每隔10-15cm测注高程点并注记公路技术等级代码,当坡度变换,应加注高程注记;
国道还应注记道路线编号。
(2)大车路、乡村路和小路按其宽度定性(如:
3米左右的定为大车路,2米左右的定为乡村路,1.5米以内的定为小路)表示。
大车路及乡村路宽度频繁变化时,取其中等宽度绘成平行线表示,其中心线不得移位。
其变化处一般在道路交叉或居民地出口等处。
(3)内部道路只表示公园、工矿、机关、学校、居民小区内部铺装(一般为水泥或沥青)的主要道路。
阶梯路一般按实际表示其台阶的起止位置,宽度小于0.5m的,用小路符号表示。
6.3.4管线及附属设施
(1)管线只绘地面露出部分,能发现进、出口位置的地下管线应以虚线连接表示,并注记性质;
(2)单位、居民地内部非线路式的低压、通讯杆不表示,消防栓应表示。
地下检修井只表示主要街道上的。
(3)电杆(电信线、电力线)、铁塔以及架空的、地面上的、有管堤的管道均应准确测绘其地面的中心位置,能按比例测绘的铁塔需按比例测绘。
(4)各类管道应在适当的位置注记传输物质的名称。
6.3.5水系及附属设施
(1)测绘水系时应表示清楚,并标注流向,流向不明的向南或向东标注;
水库、池塘、沟渠、井及其他水利附属设施等应准确测绘并用相应符号表示,有名称的需同加注名称,但手压水井、水龙头不表示。
(2)河流、水库、湖泊等的水涯线按测图时的水位测定。
当水涯线与陡坎线在图上投影距离小于1mm时,只表示陡坎。
河流在图上小于0.5mm时用单线表示,否则用双线表示。
(3)渠的顶面高出地面0.5m的按堤上渠表示;
公路两侧正规的护路沟宽度图上大于0.5mm而小于1mm的用单线沟符号表示,宽度图上大于1mm的用双线沟表示,小于0.5mm的不表示。
各种堤、坝需测注顶部的高程。
干沟宽度在图上大于1mm的用双线依比例尺表示,小于1mm的,用单线表示
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