GPS控 制网跟数字测图技术设计书

GPS 控制网及数字测图技术设计书GPS 控制网及数字化测图技术设计书 班级: 姓名:* 学号: 目录 一、项目概述 二、测量依据 三、测区概况 四、测绘任务及要求 五、测区现有资料和控制网起算数据 六、GPS 控制网及数字化测图主要技术指标 七、外业作业要求 八、内业处理 九、提交成果资料 一、项目概述 本次教学实习分为两大部分以便我们对 GPS 测量原理及应用和数字化测图课程的进一步加深掌握应用通过这次实习我们应该熟悉 GPS 静态控制网和 RTK 图根控制网的布设方案、观测方法、测量数据处理等基本知识,掌握数字测图的基本原理熟练进行大比例尺 1:500 地形图的测绘提高利用绘图软件对外业数据进行编辑和处理的能力以便更好地适应现代测绘生产的要求。 具体项目实施范围为桂林理工大学雁山校区及周边地区布设 E 级 GPS 静态控制网和 RTK 图根控制网并利用图根控制点作为基本控制点对雁山校区进行 1:500 数字化地形图测绘。 二、测量依据 2.1 GPS 静态测量和 RTK 测量 全球定位系统,GPS,测量规范,GB/T 18314-2001, 全球定位系统城市测量技术规程,CJJ 73-1997, 测绘产品质量评定标准,CH 1003-95, 测绘产品检查验收规定,CH 1002-95, 城市测量规范,CJJ 8-1999, 工程测量规范,GB50026-93, 2.2 数字化测图 1:500、1:1000、1:2000 地形图图式 ,GB/T 20257.1-2007, 1:500、1:1000、1:2000 地形图数字化规范,GB/T171601997, 地籍图图式 ,CH5003-94, 三、测区概况 雁山区位于桂林市南部境内多石山和丘陵其间分布水田、旱地、河流、水库、池塘地形以平地居多其余多为低丘坡地。雁山区地处低纬度气温较高日照充足雨量充沛较多的阴雨天气将导致测绘工作无法进行开展因此实习期间要科学合理的安排实习任务制定实习计划确保实习内容高质量的完成。 测区分为校外 GPS 静态测量和校内数字测图两部分: GPS 静态控制控制点主要位于在校外点位主要分布在桂林理工大学雁山校区、广西师范大学雁山校区及两校周边地区点位离学校较远要注意对交通线路、交通工具、饮食等事项作出合理的规划和安排,同时未知控制点应该均匀的布控在整个测区并保证一定的密度达到相应规范的要求,校内地势较为平坦主要任务是图根控制点的布设、观测以及碎步测图,测区地物主要对象为教学楼、师生住宿楼、植被、各类管线文体设备以及各类主要附属物测区熟悉程度高测量环境良好。 四、测绘任务及要求 4.1 GPS 静态测量 根据现场勘察测区内共有 10 个已知高等级 GPS 控制点应实习要求可选取其中任意 5 个作为已知控制点在测区内均匀合理的布设 10 个未知点以此构建 E 级 GPS 控制网并进行高精度静态测量。 4.2 数字化地形图测绘 利用校内已知控制点使用 RTK 对整个校园布设图根控制点并进行大比例尺1:500 地形图的测绘。 五、测区现有资料和控制网起算数据 1、GPS 与数字化测图实习指导书 2、测区已知坐标和高程数据检核无误可以作为控制网的起算数据具体数据如下: 表 1:已知点坐标和高程 Y(m) H(m) 点名 X(m)E661 2778093.434 427740.491 152.037 E673 2776535.508 427158.028 149.158 E679 2777923.951 426252.880 149.392 E685 2776808.918 429177.851 147.938 E678 2776039.589 426081.406 149.194 E677 2777191.633 430435.61 148.221 E697 2779036.134 428474.299 155.633 E666 2778475.643 429577.115 146.846 E696 2774975.601 427125.2 150.348 E695 2775727.045 428166.695 152.439 表 2:已知点概略坐标 点名 B L E661 25?0625.11“N 110?1705.08“E E673 25?0534.39“N 110?1644.59“E E679 25?0619.35“N 110?1612.02“E E685 25?0543.62“N 110?1756.62“E E678 25?0518.08“N 110?1606.26“E E677 25?0556.26“N 110?1841.43“E E697 25?0655.87“N 110?1731.09“E E666 25?0637.85“N 110?1810.56“E E695 25?0508.29“N 110?1720.73“E E696 25?0443.20“N 110?1643.42“E 六、GPS 控制网及数字化测图主要技术指标 6.1 静态测量 6.1.1 坐标系统和高程系统的选择 ,1,本次测量的平面坐标系统采用的是 1980 西安坐标系3?带高斯-克吕格投影中央子午线 111?具体参数如下: 坐标系统 椭球名称 建成年代 椭球类型 a(m) f 1980 西安坐标系 克拉索夫斯基 1975 年 参考椭球 6378140 1:298.257 WGS-84 世界大地坐标系 WGS-84 1984年 总地球椭球 6378137 1:298.257 ,2,高程系统采用的是 1985 年国家高程基准基本等高距:平地、丘陵 1 米山地为 2.5 米同一图幅内基本等高距保持一致。 6.1.2 主要技术指标 ,1,基本原则 各级 GPS 网一般逐级布设在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设。各级GPS 网的布设应根据其布设目的、精度要求、卫星状况、接收机类型和数量、测区已有的资料、测区地形和交通状况以及作业效率等因素综合考虑按照优化设计原则进行。 ,2,各级 GPS 网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于表 3 的规定 表 3 级别 B C D E 闭合环或附合路线的边数,条 6 6 8 10 ,3, GPS 测量规范 2009中规定B、C、D、E 级 GPS 网观测的基本技术规定应符合表 4 的要求: 表 4 级 别 项 目 B C D E 卫星截止高度角,10 15 15 15 (?) 同时观测有效卫星数 14 ?4 ?4 ?4 有效观测卫星总数 ?20 ?6 ?4 ?4 观测时段数 ?3 ?2 ?1.6 ?1.6 时段长度 ?23 h ?4 h ?60 min ?40 min 采样间隔,s 30 10,30 5,15 5,15 注 1:计算有效观测卫星总数时，应将各时段的有效观测卫星数扣除其问的重复卫星数( 注 2:观测时段长度，应为开始记录数据到结束记录的时间段。 注 3:观测时段数?1.6，指采用网观测模式时，每站至少观测一时段，其中二次设站点数应不少于 GPS 网总点数的 60,( 注 4:采用基于卫星定位连续运行基准站点观测模式时，可连续观测，但观测时闾应不低于表中规定的各时段观测时间的和。 ,4,接收机选用 GPS 测量规范 2009 中规定 B、C、D、E 级 GPS 网按表 5 规定执行: 表 5 级别 B C D、E 单频,双频 双频,全波长 双频,全波长 双频或单频 观测量至少有 L1、L2 载波相位 L1、L2 载波相位 L1 载波相位 同步观测接收机数 ?4 ?3 ?2 6.2 RTK 测量及图根控制网布控 RTK 控制点平面坐标测量时流动站采集卫星观测数据并通过数据链接收来自基准站的数据在系统内组成差分观测值进行实时处理通过坐标转换方法将观测得到的地心坐标转换为指定坐标系中的平面坐标。 6.2.1 RTK 平面控制点测量主要技术要求应符合表 6 规定: 表 6 RTK 平面控制点测量主要技术要求 相邻点间平点位中误差边长相对 与基准站的 等 级 均 边长观测次数 起算点等级 (cm) 中误差 距离(km) (m) ?1/20000 一级 500 ?5 ?5 ?4 四等及以上 二级 300 ?5 ?1/10000 ?5 ?3 一级及以上 三级 200 ?5 ?1/6000 ?5 ?2 二级及以上 注:1.点位中误差指控制点相对于最近基准站的误差。 2.采用单基准站 RTK 测量一级控制点需至少更换一次基准站进行观测，每站观测次数不少于 2 次。 3.采用网络 RTK 测量各级平面控制点可不受流动站到基准站距离的限制，但应在网络有效服务范围内。 4.相临点间距离不宜小于该等级平均边长的 1/2。 6.2.2 RTK 平面控制点测量基准站的技术要求应满足: ,1,采用网络 RTK 测量时基准站网点的设立要求按 CH/T 2008 的要求。 ,2, 自设基准站如需长期和经常使用宜埋设有强制对中的观测墩。 ,3,自设基准站应选择在高一级控制点上。 ,4,用电台进行数据传输时基准站宜选择在测区相对较高的位臵。 ,5,用移动通信进行数据传输时基准站必须选择在测区有移动通信接收信号的位臵。 ,6,选择无线电台通信方法时应按约定的工作频率进行数据链设臵以避免串频。 ,7,应正确设臵随机软件中对应的仪器类型、电台类型、电台频率、天线类型、数据端口、蓝牙端口等。 ,8,应正确设臵基准站坐标、数据单位、尺度因子、投影参数和接收机天线高等参数。 6.2.3 RTK 平面控制点测量流动站的技术要求应满足: ,1,网络 RTK 测量的流动站获得系统服务的授权。 ,2,网络 RTK 测量流动站应在 CORS 网的有效服务区域内进行并实现数据与服务控制中心的数据通讯。 ,3,用数据采集器设臵流动站坐标系统转换参数设臵与基准站的通信。 ,4,RTK 测量流动站不宜在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近观测。 ,5,观测开始前应对仪器进行初始化并得到固定解当长时间不能获得固定解时宜断开通信链路再次进行初始化操作。 ,6,每次观测之间流动站应重新初始化。 ,7,作业过程中如出现卫星信号失锁应重新初始化并经重合点测量检测合格后方能继续作业。 ,8,每次作业开始前或重新架设基准站后均应进行至少一个同等级或高等级已知点的的检核平面坐标较差不应大于 7cm。 ,9,RTK 平面控制点测量平面坐标转换残差应?2cm。 ,10,数据采集器设臵控制点的单次观测的平面收敛精度应?2cm。 ,11,RTK 平面控制点测量流动站观测时应采用三角架对中、整平每次观测历元数应不少于 20 个采样间隔 2s，5s各次测量的平面坐标较差应不大于?4cm, ,12,应取各次测量的平面坐标中数作为最终结果。 ,13,进行后处理动态测量时流动站应先在静止状态下观测 10-15min然后在不丢失初始化状态的前提下进行动态测量。 6.2.4 RTK 高程控制点测量主要技术要求应符合表 7 规定: 表 7 RTK 高程控制点测量主要技术要求 大地高中误差 与基准站的距离(km) 观测次数 起算点等级 ?3cm ?5 ?3 四等及以上水准 注:1.大地高中误差指控制点大地高相对于最近起算点的误差。 2.网络 RTK 高程控制测量可不受流动站到基准站距离的限制，但应在网络有效服务范围内。 6.2.5 RTK 地形测量 RTK 地形测量适用于外业数字测图内容分为图根点测量和碎部点测量。RTK地形测量主要技术要求应符合表 8 规定: 表 8 RTK 地形测量主要技术要求 图上点位中误差与基准站的距离等 级 高程中误差 观测次数 起算点等级 (mm) (km) 平面三级、高图根点 ?0.1 ?1/10 等高距 ?7 ?2 程等外以上 符合相应比例尺平面图根、高碎部点 ?0.5 ?10 ?1 成图要求 程图根以上 注:1.点位中误差指控制点相对于最近基准站的误差。 2.用网络 RTK 测量可不受流动站到基准站间距离的限制，但宜在网络覆盖的有效服务范围内。 6.2.6 图根控制点,包括高级控制点,的密度应以满足测图需要为原则一般不低于表 9 的规定。 表 9 图根控制点的密度 测图比例尺 1:500 1:1000 1:2000 图根控制点的密度(点64 16 4 2 数/KM) 6.3 数字化测图 6.3.1 采用基准和投影方式 数字测图平面控制测量的坐标应采用投影平面直角坐标系并满足全测区长度变形不大于 2.5cm/km。坐标系统采用 1980 西安坐标系高程基准采用 1985 国家高程基准。成图比例尺为 1:500图幅规格为 50*50cm 正方形分幅。测图方法中简码测图、草图法、各占一半。测区为整个雁山校园。 6.3.2 地形图的精度 A、平面精度 ,1,四等以上平面控制网中最弱相邻点的点位误差不得超过?5cm。 ,2,四等以下平面控制网最弱点,相对于起算点,的点位中误差不得超过?5cm。 ,3,测站点相对于邻近图根点的点位中误差不得大于?15.0cm。 ,4,地形图实地地物点相对于邻近控制点及地物点间距中误差按表 10 执行。 表 10 间距中误差表:,单位:图上 mm, 地区类别 点位中误差 邻近地物点间距中误差 建城区、平地、丘陵地 ?0.2 ?0.3 山地、高山地 ?0.4 ?0.5 注:树林隐蔽、陡石山等特殊困难地区可按上表放宽 0.5 倍。 B、高程精度 ,1,高程精度按表 11 规定执行: