大地测量学课程设计Word文件下载.docx

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11．编写技术设计说明书。

12．绘制所设计的平面和高程控制网图（A4图纸，着墨成图）。

二、测区的自然地理条件

1．地理概况

本测区中心位置为东经117°

13′，北纬34°

12′。

测区地面高程为+30~+244m。

位于XX省XX县境内，属于华东丘陵地带，南部及中部为山地。

其上林木繁茂，不利通视，其余为平原，密布村庄和厂矿，建筑群遍地，影响观测。

灯湖位于测区东部，湖面开阔，中有大堤。

2．交通情况

测区内有铁路支线通过，公路四通八达，村间大道可行汽车，交通方便。

3．气候情况

测区地处华东近海地区，气候宜人。

全年平均降雨量为1040mm，雨量集中于6、7、8三个月份。

全年平均气温+15℃，夏季气温较高，一般为30℃左右，冬季有雪，但不寒冷，最低温度为-5℃，冻土线深度为0.1m。

全年平均风力为2~3级，夏季略受台风影响。

宜于野外作业时间为3~11月份，年平均作业时间利用率为21天/月。

4．居民及居民点

测区内地少人多，人口稠密，多为汉族，少数为回族。

测量作业所需人力、物力、财料及食宿均可就地解决。

三、测区有关测绘资料

1．三角网成果及其精度

测区内及附近有国家二等网点三个：

玉山、太山、广具山。

系1959年由XX测绘队施测，作业所依据的规范为《一、二、三、四等三角测量细则》（1958年）。

三点标石保存完好。

坐标系统为1954年北京坐标系，三度分带，中央子午线为117°

。

2．高程网成果及其精度

国家Ⅱ等水准路线由西向东横穿测区北部。

根据二等水准路线图，本测区内及附近应有三个二等水准点，依点之记只找到其中两个：

Ⅱ-2，Ⅱ-4，标石保存完好。

该二等水准路线系国家测绘队于1979年施测。

施测精度及埋石质量均符合规范要求。

高程为1956年黄海高程系统。

3．地形图资料

1984年XX航测队航测本地区1：

50000地形图，成图质量良好，可供技术设计图上选点之用。

二等三角点、水准点坐标和高程：

点名等级x（m）y（m）H（m）

Ⅱ-4二35.000

Ⅱ-2二46.000

四、测区已有地形图

五、平面坐标系统和高程系统

通过对已有资料的分析及论证，我们决定平面坐标系统采用1954年北京坐标系，而高程系统则采用1985国家高程基准。

GPS网观测与数据处理采用基线解算、无约束平差、约束平差，经坐标转换最后得到GPS点的1954年北京坐标系坐标。

GPS点的水准高程通过已知水准高程公共点采用多项式拟合法求得。

在图上设计时我们则暂时取图纸的西南角为坐标原点，定出测区内两个假定控制点的坐标，并以此为依据进行水准及高程控制网的设计，及精度估计。

待对该测区进行实测和进行工程建设时，只需确定原点在国家80西安坐标系中坐标，即可延展出所需点坐标。

六、导线网的建立

1、1选点

（1）相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离不宜小于1.5m

（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于400米，远离高压输电线200米以上；

（3）为避免多路径效应，点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开大面积水域；

（4）交通方便，有利于其它测量手段扩展和联测；

基础稳固，便于点的保存。

1、2埋石与点之记

三角点标石应用混凝土灌制，或用相同规格的花岗石、青石等坚硬石料代替

1、3?

使用仪器；

拓普康GTS-225全站仪设备1套，脚架3个，反射棱镜2套，喷漆两瓶，钢钉若干。

DS3自动安平水准仪1台，脚架1个，黑红双面尺1对

1、4?

线路布设路线图

方案一：

方案二：

红色为首级E级GPS网，绿色为水准网（四等），蓝色为一级附和导线。

2、布网依据的原则

（1）全球定位系统（GPS）测量规范，GB/T18314-2009。

（2）全球定位系统城市测量技术规程，CJJ73-97。

（3）工程测量规范，GB50026-2007。

（4）城市测量规范，CJJ8-99。

（5）国家一、二等水准测量规范，GB12897-91。

（6）国家三、四等水准测量规范。

GB12898-91

（7）《1:

5001:

10001:

2000地形图图式》GB/T20257.1-2007；

3、外业观测

A、控制点布设要求

（1）点位选在质地坚硬、稳固可靠、便于保存的地方，视野应相对开阔，便于加密、扩展和寻找，并按照要求绘制点之记；

（2）相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离，三、四等不宜小于1.5m；

四等以下宜保证便于观测，以不受旁折光的影响为原则；

（3）当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场；

（4）相邻两点之间的视线倾角不宜太大；

（5）充分利用旧有控制点。

B、观测的基本技术要求

（1）导线测量技术要求

等级

导线长

平均边长

每边测距中误差

测角中误差

水平角测回数

导线全长闭合差

导线全长相对闭合差

四等

9km

1.5Km

±

18mm

2.5″

J2

6

″

1/35000

（2）光电测距的技术要求：

观测要求

往返测较差

测回数

一测回读数较差

测回较差

一测回读数次数

往、返

15mm

2

10mm

3

C、观测过程

（1）、观测路线：

玉山-广具山-太山-玉山

（2）人员安排：

两人负责棱镜与配套脚架，一人为观测员，一人为记录员，一人为协调员。

（3）观测方法：

在组织组员对测区进行了勘察情况下选定了控制点，在确定已知点坐标和正北方向后，按照三联脚架法对导线进行观测，具体步骤如下：

1）将全站仪安置整平对中在BM2点，棱镜分别安置在后视点BM1和前视点A的基座中，进行导线测量。

2）采用两个测回观测数据，分别置为0°

0′0″和90°

0′0″，读取水平角β，和距离S。

3）迁站时，BM2点和A点上的脚架和基座不移动，将全站仪安置在A点的基座上，BM2点上则安置棱镜，再将BM1点的仪器迁到B点，随后再如前一站进行观测，直到导线测量完毕。

4、内业计算

使用控制测量优化与平差软件进行数据计算，最后得出网形与精度统计、导线闭合差、控制点成果表、方向平差成果表、边长成果表、高差平差成果表、点位误差、点间误差。

七、高程控制测量

1、水准观测

（一）、水准测量的主要技术要求，应符合有关的规定。

（二）、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，DS1型不应超过15″；

DS3型不应超过20″；

（2）、水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm，对于双面水准尺，不应超过0.5mm；

（3）、水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。

点位应便于寻找、保存和引测。

2、水准控制的一般规定

（一）测区的高程系统，采用1985国家高程基准。

在已有高程控制网的地区进行测量时，可沿用原高程系统；

当小测区联测有困难时，亦可采用假定高程系统。

（二）高程控制测量，可采用水准测量和电磁波测距三角高程测量。

高程控制测量等级的划分，应依次为二、三、四等。

（三）首级网应布设成环形网。

当加密时，宜布设成附合路线或结点网。

（四）高程控制点间的距离，一般地区应为1～3km，了业厂区、城镇建筑区宜小于lkm。

但一个测区及周围至少应有3个高程控制点。

应布设成环形网。

3、布网形式和要求

（1）本测区以国家高等级水准点作为高程控制起算点，布设三等水准网，作为高程控制，以满足测区高程控制发展的需要。

（2）等外水准、测距高程导线，自三等水准联测点起发展不得超过2次。

（3）三等水准观测采用DS3型号的水准仪，中丝法读数，各测段测站为偶数。

作业前须对水准仪和水准尺进行检校。

（4）控制网与水准网的连测由相应水准点处采用三角测量的方法传递。

4、实测方法及过程

（一）仪器：

三等水准测量中使用DS3自动安平水准仪1台，脚架1个，黑红双面尺1对，记录板1个。

（二）三等水准测量技术要求

前后视距较差

前后视距累计差

K+黑—红

黑红面高差之差

视线最长距离

往返较差、闭合差

≤5m

≤10m

≤3mm

≤5mm

≤75m

mm

注：

表中L为闭合导线长度，以km为单位。

（三）、仪器检校

水准仪i角检验

（1）在比较平坦的地面上选取距离为30米的A、B两点，然后在BA延长线上选取一点1，使1到A的距离等于30米，最后在AB延长线上选取2点，使2点到B点的距离也等于20.6米。

（2）在A、B两点放上尺垫并在尺垫上竖立水准尺，在1点架设水准仪分别读取在A、B两点所竖立的水准尺上的中丝读数a1、b1（为了提高a1、b1的精度，可在A、B两点水准尺上读中丝读数3至4次，然后取其平均值）；

（3）将水准仪搬至2点，以同样的方法分别获取A、B两点所竖立的水准尺上的中丝读数a1、b1；

（4）根据下式即可计算出水准轴与视准轴之间的夹角i角：

如下图所示：

（四）、作业方法

（1）观测路线：

韩愈路-民主路-神州路-迎宾大道

两人为跑尺员，一人为观测员，一人为记录员，一人为计算员。

在选取了合适的路线中点之后进行观测，具体步骤如下：

1）安置整平仪器，照准后尺黑面，依次读取上、下丝及中丝读数。

2）转动仪器，照准前尺黑面，依次读取上、下丝及中丝读数。

3）前尺变红面朝向仪器，读取中丝读数。

4）后尺变红面，仪器照准后尺红面，读取中丝读数。

（五）注意事项：

1）前后视距相等（在限差内）。

2）从后视转为前视时，望远镜不得从新调焦。

3）读数前应消除视差。

4）当用水准仪瞄准、读数时，水准尺必须立直。

5）每站观测完毕后，必须及时进行计算，检核满足限差要求后才能搬站。

注：

当水准线路较长时，可设置转站，水准尺立于尺垫之上，并保证最后测站总数为偶数。

八、埋标与经费预算

标石埋设要求：

（1）、盐碱地区埋设混凝土标石，须加涂沥青，以防腐蚀。

（2）、在泥土松软、地下水位较高的地区或沼泽地区埋设标石时，除应尽量选择好埋石地点以外，应在盘石下边浇灌混凝土底层。

（3）、埋石时，须使各层标石的标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不大于3mm。

并用钢尺量取各层标石面间的垂直距离，填记于点之记的标石断面图中，结果取至厘米。

装备：

运送人员车辆一辆、运送材料卡车一辆；

仪器：

选择3台GPS单频接收机（配带脚架、卷尺），2台D3水准仪（配带脚架、标尺、尺垫）、全站仪一台（配带脚架、棱镜、气温气压计、卷尺）；

器材：

草帽、对讲机、标石、混凝土、重力计等

经费预算：

1.工资：

工程师：

3000元／人?

月*1人

技术员：

2000元／人?

测工：

1200元／人?

月*3人

临时工：

800元／人?

月*2人

2.仪器费用：

单频接收机：

每台15000元*3台

全站仪每台：

20000元*1台

DS3水准仪：

每台2000元*1

标石：

每座100元*73座

3.生活补贴费：

每人/每天100元*30天*7人

4.交通住宿费：

总费用=126000元

九、工作量综合计算及工作进程计划表

外业计算：

用全站仪进行导线网观测时，应及时计算出每测回的2c值、2C互差值（一级导线小于13″），多测回方向角（方向角互差小于9″）；

水准仪观测时应及时计算出前后视距差（小于1米）、累计视距差（小于3米）；

内业计算：

概算和平差（见前述）。

工作进程计划表：

时间

任务

备注

1天

踏勘找点（已知点）

查看标石情况

7天

选位和造标埋石

GPS点、水准点、导线点

需待标石凝固符合要求后方可观测，导线点需要通视

GPS网观测

每时段观测时间不少于45分钟

GPS网数据解算及结果精度分析

确保精度达标

水准仪检校

水准网施测

水准路线需要往返观测，且路线要至少经过4个GPS点

3天

水准网高程计算和GPS网高程拟合

（包括错误测站重测时间和休息时间）

全站仪检校

导线网施测

及时计算发现改正错误

导线网计算及错误测站复测

确保精度

2天

休息

GPS网、水准网、导线网全面检查

整理资料及结果、上交图纸

单位检验验收

十、控制网相关参数与平差结果

第一种方案【GPS网】

该网的边长由MAPINFO估算得到，

mapinfo测量数据

起点

终点

距离km

-1

1

3.904

4

2.110

5

3.112

3.376

-2

2.321

3.270

1.952

2.532

3.061

2.638

8

3.482

-3

1.108

2.954

9

2.216

10

1.477

7

3.851

2.479

2.374

2.771750KM

基线向量的观测中误差：

所以该网的观测值中误差为：

从每个观测时段选取两条独立基线，最好各时段选取的独立基线不重复，将未知点坐标设为未知数，列出用未知数表示观测值的方程组，从而可以得出未知数的系数矩阵，即B矩阵。

（计算过程由Matlab完成：

）

B=zeros（48,20）;

JK=[1,99;

4,99;

1,2;

2,5;

3,2;

3,6;

3,99;

6,99;

6,2;

6,5;

4,1;

4,5;

8,4;

8,5;

8,99;

5,99;

9,99;

9,6;

9,10;

7,6;

7,99;

10,6;

10,7];

i=1;

while1

ifi==25;

break;

end

j=JK（i,1）;

k=JK（i,2）;

ifj==99;

B（（i-1）*2+1,（k-1）*2+1）=-1;

B（（i-1）*2+2,（k-1）*2+2）=-1;

else

B（（i-1）*2+1,（j-1）*2+1）=1;

B（（i-1）*2+2,（j-1）*2+2）=1;

end

ifk==99;

a=1;

whilej~=99

i=i+1;

end

s=0;

D=blkdiag（3.904,3.904,2.110,2.110,3.112,3.376,2.321,3.270,1.952,2.532,3.061,2.638,3.482,3.270,1.108,2.954,3.904,2.638,2.216,1.477,3.851,2.479,2.479,2.37）;

s=s+D（i,i）;

q=100+（10+10*s/24）^2;

C=zeros（48,48）;

i=1;

C（（i-1）*2+1,（i-1）*2+1）=100+（10+10*D（i,i））^2;

C（（i-1）*2+2,（i-1）*2+2）=100+（10+10*D（i,i））^2;

Q=C/q;

P=inv（Q）;

BTPB=B'

*P*B;

QXX=inv（BTPB）;

B矩阵

Q:

Qxx：

由该表知1号点和2号点为最弱点，

=2.085cm<

5cm

【一级附和导线】

符合导线：

起始点玉山,终点太山，中间布设21个点，相邻点之间距离平均为450.49481m,且该导线经过主井石红。

详细情况见图:

B:

QXX:

16号点的点位中误差最大。

Qxx=2.5640

最弱点的点位中误差为：

=2.66233cm

根据测量规范及测量任务书，此误差符合限差要求，小于5cm。

matlab代码如下：

clear;

yzds=2;

wzds=21;

gcjs=21;

gcbs=22;

cjzwc=5;

cbzwc=1.45;

cbblwc=0.0;

JKH=[1,-1,2;

2,1,3;

3,2,4;

4,3,5;

5,3,6;

6,5,7;

7,6,8;

8,7,9;

9,8,10;

10,9,11;

11,10,12;

12,11,13;

13,12,14;

14,13,15;

15,14,16;

16,15,17;

17,16,18;

18,17,19;

19,18,20;

20,19,21;

21,20,-2];

JK=[-1,1;

2,3;

3,4;

5,6;

6,7;

7,8;

8,9;

10,11;

11,12;

12,13;

13,14;

14,15;

15,16;

16,17;

17,18;

18,19;

19,20;

20,21;

21,-2];

XYJS=[3793081.17875,6222.93767;

3792631.83417,6164.64960;

3792222.69855,6332.65433;

3791809.45075,6493.79958;

3791435.20284,6532.12580;

3791005.64895,6650.85239;

3790618.03974,6775.18550;

3790142.75376,6641.84246;

3789694.40540,6665.46884;

3789240.96620,6650.85239;

3788762.50062,6751.55912;

3788368.50591,6718.41810;

3788009.65563,6828.13476;

3787643.21735,6944.93473;

3787248.32295,7054.65139;

3786757.27726,7177.48358;

3786582.73781,7602.93406;

3786790.96467,7985.16496;

3786822.74300,8476.57491;

3786692.45447,8991.49275;

3786713.02634,9469.55456;

3793400,6000;

3786800,10250];

B=zeros（gcjs+gcbs,wzds*2）;

ifi==gcjs+1;

j=JKH（i,1）;

k=JKH（i,2）;

h=JKH（i,3）;

ifj<

=0

j=wzds+abs（j）;

ifk<

k=wzds+abs（k）;

ifh<

h=wzds+abs（h）;

dxjk=XYJS（k,1）-XYJS（j,1）;

dyjk=XYJS（k,2）-XYJS（j,2）;

dxjh=XYJS（h,1）-XYJS（j,1）;

dyjh=XYJS（h,2）-XYJS（j,2）;

sjk0=dxjk*dxjk+dyjk*dyjk;

sjh0=dxjh*dxjh+dyjh*dyjh;

j=JKH（i,1）;

=0&

k<

A=0;

k>

B（i,k*2-1）=+ro*dyjk/sjk0;

B（i,k*2）=-ro*dxjk/sjk0;

j>

=0

B（i,j*2-1）=-ro*dyjk/sjk0;

B（i,j*2）=+ro*dxjk/sjk0;

ifk>

B（i,k*2-1）=+ro*dyjk/sjk0;

B（i,k*2）=