北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书.doc

北京市测绘院标准长度检定场建场 技技术术设设计计书书 国家测绘局第一大地测量队 二六年一月 北京市测绘院标准长度检定场建场 技技术术设设计计书书 审批单位： 设计单位： 北京市测绘院 国家测绘局第一大地测量队 审批意见： 审批人： 审 批 人： 设 计 人：郭赞峰 2006 年 月 日 2006 年 月 日 目 录 1 任务概述任务概述 3 2 技术依据和精度指标技术依据和精度指标 .3 2.1 技术依据.3 2.2 精度指标.4 3 设计方案设计方案 4 3.1 设计原则.4 3.2 场地要求.4 3.3 设计方案.5 4 观测墩埋设观测墩埋设 6 5 基线测量方案基线测量方案 6 5.1 施测方法和使用仪器.6 5.2 基线测量.7 6 质量控制和上交成果资料质量控制和上交成果资料 .9 6.1 质量保障措施及要求.9 6.2 上交成果资料.10 附图一：基线观测墩示意图 附图二：强制对中盘 1 任务概述任务概述 随着科学技术的发展，测绘仪器技术也取得长足的进步。自从 电磁波测距仪，尤其是全站仪的出现，使测绘生产效率得到极大提 高。由于国民经济建设、国防安全和科学研究的需要，我国先后引 进了大量的测距仪和全站仪。国内企业如南方公司、苏一光等公司 也积极研发跟进，实现了国产化，使全站仪的使用迅速得到普及。 为确保计量法规的严肃性和科学性、计量标准的有效性和可靠 性，北京市测绘院根据行业发展的需要及市场拥有测绘仪器的现状， 特委托国家测绘局第一大地测量队，设计并建立“北京市测绘院标 准长度检定场” 。 野外大量值标准长度检定场的建立将可以对多种电磁波测距仪 和全站仪的加、乘常数、综合精度进行测定和检验；对其它外业大 长度量值进行传递和对比等都有着非常重要的现实意义；也为交通、 水利、地震、测绘、城建、地质等各部门的基础性科学研究和工程 建设，提供广泛的计量保障。 2 技术依据技术依据和精度指标和精度指标 2.1 技术依据技术依据 中华人民共和国国家标准比长基线测量规范GB16789- 1997； 精密工程测量规范GB/T15314- 94。 北京市测绘设计研究院标准基线工作站及科研楼工程地质灾害 危险性评估报告 。 2.2 精度指标精度指标 比长基线设计丈量精度等于或高于 110-6 （即 1ppm） 。 3 设计方案设计方案 3.1 设计原则设计原则 比长基线的长度应在 1000 米以上，本基线场长度设计为 1032 米。按 24 米因瓦（INVAR）基线尺的整倍数进行分段，一般分成 7-12 段。应注意基线段的全组合边长一般不能重复。各分段点埋设 具有强制对中标志的观测墩。 3.2 场地要求场地要求 选址人员在实地选址前，应收集测区的资料，包括 1:50000 或 更大比例尺地形图等资料。然后在技术设计的基础上，选址员到实 地勘测，了解情况，最后选定场地。场地的基本要求为： 场地一般选在交通方便、地质构造稳定、没有断层，便于管理 和长期使用的地方； 场地应远离干扰物和反射物，如高压输电线、微波发射塔、无 线电发射塔、雷达站以及其它强电磁波辐射装置地段； 场地应选择地势平坦、植被良好、总坡度小于 1 的等倾斜地段； 基线两侧附近无湖泊、水塘、沙沟等，离金属网栅栏的距离不 小于 3 米，离建筑物不小于 2 米，测线上无干线公路横穿； 在基线延长方向上尽量避开高大的建筑物。 3.3 设计方案设计方案 基线全长 1032 米，共 10 个观测墩，各段距离设计如下： 单位： 米 1 23456 72244848120144168 78 192216 910 1 至 10 号各段距离组合为： 点号2345678910 124961441923124566248161032 2721201682884326007921008 34896216360528720936 448168312480672888 5120264432624840 6144312504720 7168360576 8192408 9216 1 至 10 点各点设计高程为： 点 号地面高程棱镜中心高程棱镜高 墩面高程 （棱镜基座底面） 墩 高 182.802 84.402 0.2284.182 1.38 282.641 84.091 0.2283.871 1.23 382.266 83.446 0.2283.226 0.96 482.037 83.187 0.2282.967 0.93 581.778 82.958 0.2282.738 0.96 681.000 82.310 0.2282.090 1.09 780.365 81.575 0.2281.355 0.99 879.508 80.728 0.2280.508 1.00 978.309 79.779 0.2979.489 1.18 1077.130 78.720 0.2478.480 1.35 4 观测墩埋设观测墩埋设 埋设时使用 TOPCON GTS602 全站仪、LEICA NA20 水准仪精 确放出各观测墩的位置、高程，用合适的放样方法逐一放样各点。 埋设时严格按照设计要求进行，埋设放样精度距离达到厘米级，定 向偏差不大于 5“，墩顶面高程高程不大于 2 厘米。埋设后的各观测 墩保证高差从北到南按设计要求下降，点点通视，强制对中盘安装 水平。 观测墩采用钢筋混凝土结构，外形为圆柱形，圆柱内径为 40 厘米，埋入地下的深度为 2 米。捣固层为 1.2 米1.2 米0.3 米， 地平基座为 1.2 米1.2 米0.25 米，具体见附图一。圆柱顶面安装 不锈钢强制对中盘，其上盖绝缘板保护盖。安装时，强制对中装置 应用置平工具安平。其表面最大倾斜度应小于 8。强制对中装置 样式见附图二。 观测墩埋设以后，待混凝土基本干透，在观测墩外粉刷防水外 墙涂料。 5 基线测量方案基线测量方案 5.1 施测方法施测方法和使用仪器和使用仪器 根据标准长度检定场的精度要求，测量工作拟采用因瓦长度基 线尺配合水准测量方法进行。基线尺使用法国巴黎制造的 24 米因瓦 基线尺，轴杆头水准测量使用国家一、二等水准测量使用的精密水 准仪和 1.5 米的双面标尺，如 Ni007 等。丈量中使用的各种仪器均 经过国家法定计量检定部门检定合格。24 米因瓦基线尺的长度可由 中国计量科学研究院溯源至法国巴黎国际度量衡局。 5.2 基线测量基线测量 基线测量实施步骤，方法和各种限差按照比长基线测量规范 GB16789-1997 的第 7 节要求进行。首先整置轴杆架，相邻两轴杆架 架距离与 24 米之差一般不大于 3 厘米。安置轴杆架时，应使其中两 脚与基线方向平行，而第三脚分别交替安置于基线方向的左右两侧， 并使其牢固插入土中，拧紧所有螺旋。轴杆头应垂直，十字丝应有 一线与基线同向。 轴杆头水准测量的程序和长度测量一样，按一样的分节作往返 测量。往测在长度测量往测之前进行，返测在长度测量返测之后进 行。每一轴杆架上标尺黑、红面读数经划算后，其差值不得超过 2 毫米，根据黑、红面所得高差，其互差不得大于 2 毫米。 长度测量使用 6 根因瓦基线尺丈量。基线分成大致相等的 3 节， 每一节用四根因瓦基线尺测量（其中两根用于往侧，另两根用于返 测） 。每根尺读数“前-后”互差不得大于 0.2 毫米。在每一尺段上， 两基线尺所测长度互差不得大于 0.2 毫米。根据每一根因瓦基线尺 算得的段长，其互差应符合下式： l3 式中：，为段长互差，mm；l 为段长，km。 野外测量结束后按照规范第 8 节要求进行数据处理，首先按每 根因瓦基线尺分别计算各段长度（加温度改正、尺长改正、倾斜改 正、分划尺改正） ，再加入悬链线不对称改正、重力改正后即为各段 最后长度，各段相加即为基线全长。最后按规范进行基线测量的各 项精度估计。 上述改正用到的公式如下： 温度改正公式为： )20(t20)-(tt 22 式中 t 为温度改正数，单位为 m；t 为测量时温度，摄 氏度；、 为温度增加 1 度时，因瓦基线尺全长之温度系数； 尺长改正为：l，l 为温度为 20时因瓦基线尺的改正数， 由检定时给出，单位 mm； 倾斜改正公式为：，mm或，m 3 42 8L h 2L h h 22 hLh 式中 h 为倾斜改正数，h 为高差，单位 m，L 为斜距，在 式中为 km，在式中为 m； 分划尺改正公式为：，mm )ab(215 . 0 )ab( 式中（b-a）为因瓦基线尺前后端分划尺的读数差，m； 悬链线不对称改正数公式为： 23 h10993. 2P 式中 P 为悬链线不对称改正数，单位 mm，h 为相邻两轴杆头 的高差，单位 m； 重力变化改正数公式为：，mm)g/ )gg(n02 . 7 g 112 式中：n 为跨距数；g1为因瓦基线尺检定处的重力加速度；g2 为基线场所在地的重力加速度。 精度估计用到的公式如下： 基线测量本身的误差) 1n(n/E1 式中 为四个长度的中数与每个长度的差；n 为基线尺的数目， 等于 4； 轴杆头水准测量的误差h0137 . 0 E2 式中h 为倾斜改正数，mm； 因瓦基线尺温度系数的测定误差n)tt (7 . 0E 0m3 式中 tm为基线测量时的平均温度，t0为测定因瓦基线尺温度膨 胀时的平均温度，n 为尺段数； 用于检验因瓦基线尺和长度的标准杆长度的误差4n . 6 E4 式中 n 为基线各段、节及全长的 24 米整尺段数； 因瓦基线尺的检定误差及因瓦基线尺长度变化的影响 n*4w/ddE5 式中 d 因瓦基线尺两次检定结果的差值；w 用于量线的因瓦基 线尺数目，n 为尺段数； 检验最后长度总的误差 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 EEEEEE 建好的标准长度检定场启用前，应连续三年进行复测。启用后， 每三年复测一次。 6 质量控制和上交成果资料质量控制和上交成果资料 6.1 质量保障措施及要求质量保障措施及要求 生产按 ISO9001：2000 质量管理体系要求运行，保证产品质量 符合规定的要求。 对选址、埋石工作成果实行三级检查、一级验收的“三检一验” 制度，即作业员 200%的自查互校，中队检查 100%，然后大队检查， 最后是委托单位组织的验收。检查、验收过程应有记录，专检和验 收结束后编写检查（验收）报告。 检查验收执行测绘产品检查验收规定CH100295 和测绘 产品质量评定标准CH100395。 6.2 上交成果资料上交成果资料 技术设计书； 铟瓦长度基线尺测量记录手簿、计算资料和成果表； 外业施测仪器的检定资料； 技术总结。 200300 最深冻土线 40 16强制对中螺孔(mm) 300强制对中盘(mm) 3011030 120 120 单位：cm 40cm 1、墩体顶部平面图 2、墩体侧面图 地面 附图一：基线观测墩示意图 A-A # 40 M16 18 36 3mm 2mm 比例尺： 1:2 比例尺： 1:1 20mm 螺孔护盖 2 M16 17mm 支脚 紧配盒 盘 3mm 注：