铁路控制测量技术设计书

石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 1 铁路 控制测量技术设计 书 1 目的要求： 根据工程建设的要求，结合测区自然地理条件的特 征，选择最佳布网方案，保证在所规定的期限内完成生产任务。应 委托方石家庄铁路职业技术学院测绘工程系的 要求，布设 等控制网。控制网 要考虑与石家庄市的三个控制点进行 联系，又要考虑 石家庄铁路职业技术学院南校区 的独立性，充分体现布网的高精度和便利性。按设计要求将 在石 设，设计精度为 二 级 ，本次布设二等控制点个数为七个。 2 任务范 围： 任务名称： 测区范围： 任务内容： 收集已有控制测量 资料；进行技术设计和优化；建立测区平面控制网（ 酌情改化与 归算）；建立测区高程控制网（酌情进行概算）。 工期： 2014年 5 月 26日 2014年 6月 11日 一、 测区情况 1 地理概况： 石家庄 市 地处河北省中南部 ，渤海湾经济区， 位于北纬 3727 3847, 东经 11330 11520 之间， 海拔 30米到 100米之间，中心位置经纬度为 北纬 3802 00；东经 114 28 00 东与衡水接壤，南与邢台毗连，西与山西为邻，北与保定 为界。 南北最长 约 里，东西最宽处约 里 ,周边界长 760 公里 ， 辖区总面积 15848 平方公里 。其中石家庄铁路职业技术学院（南校区）位于石家庄北二环处，具体位置是石家庄市建设北大街四水厂路 18 号，占地面积约 300 亩 ,其北面是四水厂，其他三个方向被西古城新区所包围。 由于其是学校，路面基本都属于硬化路面，所以其在进行控制测量时所选道路方便，但是学校内建设设施比较多，绿化范围大，所以在做控制测量时在是否通视等方面困难较大。 2 气候条件： 石家庄市总的气候特点是年平均气温偏高，雨量分布不均， 大部分地区接近常年，日照偏少，春季大风、扬沙天气较多 。总降水量 为 空分布不均 。此次任务实施处于夏季，炎热干旱少雨。 二、 测区已有资料及应用 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 2 委托方石 家庄铁路职业技术学院测绘工程系提供了四个石家庄控制点，点详情见表 1。除此之外还有委托方给出的于 2011年测量的 7个 号由南到北，由西到东分别是 ： 堂门口，国土测绘） ； 生宿舍西北角，国土测绘） ； 育场看台，钉） ； 育场门口，国土测绘） ； 教前井盖附近，国土测绘） ； 棚西南角道路交叉口，钉） ； 门前，停车位附近，国土测绘） 。 点号 2 4 经度（ ） 114 10 114 30 114 15 114 35 纬度（） 37 20 37 25 37 00 37 15 高程（ m） 80 60 70 50 Y(m) 38514770 38544262 38522204 38551753 X(m) 4133520 4142873 4115039 4124417 表 1 对表 1中给出的四个点进行坐标解算，可以直接使用总表转换的软件，可以利用己进行编程，然后通过自己所编程序进行解算， 解算成功之后，利用其中三个点进行加密处理， 加密出两个四等平面控制点， 在精度允许范围内确定一点的坐标和方向。 程序为： a = 6378140 p = 206265 B = ( 60) * 180 L = 100 L = (L - 114) * 6000 = () 2 N = a / - () 2) 60 X = ) * ) - () 3 * ) - () 5 * ) 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 3 X + (N * ) * ) * L 2) / (2 * p 2) + (N * ) * () 3 * (5 - t 2 + 9 * 2 + 4 * 4) * L 4) / (24 * p 4) + (N * ) * () 5 * (61 - 58 * t 2 + t 4) * L 6) / (720 * p 6) * 1000) / 1000 N * ) * L / p + (N * () 3 * (1 - t 2 + 2) * L 3) / (6 * p 3) + N * () 5 * (5 - 18 * t 2 + t 4 + 14 * 2 - 58 * 2 * t 2) * L 5 / (120 * p 5) 500000) * 1000) / 1000 行结果为： 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 4 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 5 选择点，经计算符合要求， 计算如下： 四、 作业依据 1 控制测量规范 （ 2 国家三、四等水准测量规范 （ 3 测绘技术设计规定（ 1004 4 测绘技术总结编写规定 （ 1001 5 测绘产品检查验收规定（ 五、 平面控制测量 进行精密导线测量 ，经过设计和优化，此次导线点一共有七个，其中有两个已知点，一个已知点 是 其方位角 ，并且此次布设的导线是闭合导线。 如表 2所示为导线 测量 主要技术要求， 测角主要限差 为 同一方 向值的 23秒；上下半测回方向值之差不大于 9秒；两测回同一方向值之差不在于 9秒（一级导线才有此项限差）；如果方向多于 3 个，则归零差不大天 8 秒，各记录员必须记牢，在一测站结束后必须算完限差，如果各项结果在限差范围之内，才能搬站，否则要重测 。 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 6 表 2 导线测量实施过程： 1测量所需要的一起是：全站仪一台，脚架三个，棱镜两个， 记录板一个。 2选点： 导线控制点的选择控制点一般选择视野较开阔的较高地势处；每个控制点要和其前后控制点通视；控制点的选择要易于查找 。 相邻点之间必须通视，点位能长期保存；便于加密 、扩展和寻找；观测视线超越（或旁离）障碍物应在 上；平面控制点位置应沿路线布设，距路中心的位置宜大于 50m 且小于 300m，同时应便于测角、测距及地形测量和定测放线；路线平面控制点的设计，应考虑沿线桥梁、隧道等构造物布设控制网的要求。在大型构造物的两侧应分别布设一对平面控制点。 本次选点一共选择了 7个点，其中两个是已知点。 3在已知点架设仪器，对中、整平后用光学瞄准器大致瞄准测钎 。 4 先调整目镜，使十字丝清晰，再调整调焦透镜，使目标像清晰 (即目标像落在十字丝网面上 )，则视差被消除。 5 使用全站仪进行角 度和距离测量，并且记录在表中。 6记录无误后，进行方位角闭合差和导线全长相对闭合差计算，如果合格进行下一步，否则检查记录或重测。 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 7 7水平角方向观测的作业要求： 水平角观测方向数不多于 3个时可不归零。各测回应均匀地分配在度盘和测微器的不同位置上。 水平角方向观测应在通视良好、成像清晰稳定时进行。全部测回宜在一个时间段内测完。 观测过程中，气泡中心位置偏离不得超过 1格；气泡偏离接近 1格时，应在测回间重新整置仪器。 8 平差计算： 在平差计算过程中利用科傻软件进行平差。 注：外业观测记录见附表 1，附表 2，附表 3，附 表 4。 9 计算过程：在 对已知的三点进行解算，下角） 上角） 这两个点坐标符合精度要求。 由于只需一点和这一点的方向值，假设需要右下角的点和右下角的点到左上角的点的方向值，所以计算 得 两点的方向值是 131度 2分 23秒。令 右 下角的点坐标等同于点 31度 2分 23秒 。 利用石家庄已知三点解算两点的 ，利用科傻软件平差后的平面控 制网图见附图 2。 科傻软件平面平差结果见附件 1。 内业编写的文件为： 5,2,2 ,L,0 ,S, ,0 C,L,S, ,0 B,L,L,家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 8 B,S,S, C,L,0 A,L,S,S, ,0 B,L,22,S,S, C,L,0 ,22,S,S,22 1,L,0 A,L,S,S,差后的结果为： 似坐标 X(m) Y(m) 22 向平差结果 M( V( 家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 9 L C L A L L L B L 1 L C L A L L B L L C L L 22 1 L 22 A L 向最小多余观测分 量 : 方向最大多余观测分量 : B) 方向平均多余观测分量 :向多余观测数总和 : 离平差结果 m) M( V( m) C S S A S B S 1 S A S S S 边长最小多余观测分量 : A) 边长最大多余观测分量 : 1- 边长平均多余观测分量 :长多余观测数总和 : 位角 平差结果 M( V( 家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 10 A 差坐标及其精度 X(m) Y(m) MX( MY(MP(E( F( T( 22 弱点及其精度 X(m) Y(m) MX( MY(MP(E( F( T( 点间边长、方位角及其相对精度 A( MA( S(m) MS( S/ E( F(T( C 10000 18000 A 12000 18000 B 10000 1 10000 10000 A 12000 C 10000 8000 B 12000 12000 25000 C 10000 22 1 25000 22 A 8000 弱边及其精度 家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 11 A( MA( S(m) MS( S/ E( F(T(A 8000 位权中误差和改正数带权平方和 验单位权中误差 :验单位权中误差 :余观测值总数 :6 平均多余观测值数 : 面水准 已知点数 : 1 未知点数 : 6 方向角数 : 1 固定边数 : 0 方向观测值数 : 16 边长观测值数 : 8 面闭合差计算结果： 闭合环号 :1 线路点名 : A B C 角度闭合差 : ( 非常好 ! 限差 : (边长闭合差 : (M) 总长度 : (相对精度 : 1 : 24087 = 闭合环号 :2 线路点名 : 1 C B A 角度闭合差 : ( 非常好 ! 限差 : (边长闭合差 : (M) 总长度 : (相对精度 : 1 : 1000000 最后生成表格报表见附图 3 六、 高程控制测量 高程控制测量是建立在二等水准的情况下实施的。 已知 过二等水准测量其他六个点的高程。 二等水准的技术要求详见表 3和表 4。经过设计和优化，此次二等水准测量为闭合水准，已知一个点的高程，求其他六个点的高程，此次水准需要布设十站 来进行测量 。 等级 仪器型号 视线长度 前后视距差 任一测站上前后视距差累积 视线高度 （下丝读数） 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 12 二级 50m 3 等级 上下丝读数平均值与中丝读数的差 基辅分划读数的差 基辅分划所测高差的差 检测间歇点高差的差 二级 4 二等水准测量实施过程： 1测量所需的仪器是：精密水准仪一台， 标尺一套，尺垫两个， 三角架一个。 2二等水准测量过程中采用如下的观测程序： 往测奇数站的观测程序为：后前前后 往测偶数站的观测程序为：前后后前 返测奇数站的观测程序为：前后后前 返测偶数站的 观测程序为：后前前后 3观测操作程序： 首先将仪器整平； 照准后视水准尺，将望远镜调制最清晰，再按测量键，记录之； 旋转望远镜照准后视水准尺，将望远镜调制最清晰，再按测量键，记录之； 4一测站的操作程序如下 ： （）、首先将仪器整平。 （）、望远镜对准后视水准标尺，转动倾斜螺旋使符合水准气泡两端影像分离不得大于 3上、下视距丝平分水准标尺的相应基本分划读取视距。读数时标尺分划的位数和测微器的第一位数共四个数字要连贯出。 （）、接着转动倾斜螺旋使气泡影像精密符合，并转动测微螺旋使楔形丝照准基本分划， 读分划线三位数和测微器二位数。 （）、旋转望远镜照准前视水准尺，使气泡精密居中，用楔形丝照准基本分划并读数，然后按下、上丝视距丝读取视距。 （）、用楔形丝对准辅助分划进行读数。 （）、再转向后视标尺，转动倾斜螺旋使气泡影像精密符合，进行辅助分划的读数。至此一个测站的观测工作结束。以上为奇数的后前前后观测程序，偶数站的观测程序为前后后前。 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 13 5符合计算： 高差闭合差的计算： 4 L= 成果合格。 6注意事项： 在观测中，不允 许为通过限差规定而凑数，以免成果失去真实性 ； 记录员除了记录和计算外，还必须检查观测条件是否合乎规定，限差是否满足要求，否 则应及时通知观测员重测； 记录员必须牢记观测程序，注意不要记录错误。字迹要整齐清晰，不 得涂改，更不允许描字和就字改字； 在一个测站上应等计算和检查完毕，确信无误后才可搬站 ； 扶尺员在观测之前必须将标尺立直扶稳，严禁双手脱开标尺，以防摔坏标尺的事故发生； 量距要保证通视，前、后视距相等和一定的视线高度，并尽量使仪器和前后标尺在一直线上。 7 已知 的高程是 500 米。二等水准外业观测 数据见附表 5 和附表 6。利用科傻软件进行平差。 科傻的文本文件如下： ,1,22,A,B,A,差后的高程如下： o. m) 石家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 14 C 1 A B o. m) F o. m) C C 1 1 A A C B B A o. m) Mh( C 1 A B o. m) V( 家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 15 1 C C 1 1 A A C B B A 2 s= 7 8 闭合差计算结果如下 高差闭合差计算结果 闭合环号 :1 线路点号 : A 1 C B 高差闭合差 : M) 总长度 : M) 平原限差 : M) 闭合环号 :2 线路点号 : C B A 高差闭合差 : M) 总长度 : M) 平原限差 : M) 由闭合差计算的 观测值精度 每公里高程测量的高差中误差 : (M) 多边形个数 : 2 生成高差观测成果表如下：见附录 4 七、提交成果资料 通过四等水准测量进行平面控制，通过二等水准进行高程控制， 已知 =程是 G=500 m。则得出其他点的坐标和高程如下所示： X= Y= G=2X= Y= G=家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 16 A: X= Y= G=: X= Y= G=: X= Y= G=: X= Y= G=他成果表见附录 1 至附录 5。 八、附图、附表、附录 附表 1距离测量记录手簿 观测者 张孟 仪 器 全站仪 日期 天气 晴 记录者 王颖 开始时间 结束时间 5:30 观测方向 读 数（ m） 测回平均读数 （ m） 草图 起点 终点 往测 反测 1 2 B C 家庄铁路职业技术学院测绘工程教育 实验班 17 附表 2方向法观测水平角记录手簿 观测者 张孟 仪 器 全站仪 日期 天气 晴 记录者 王颖 开始时间 3 结束时间 5:30 测 站 测回数 目 标 度 盘 读 数 2 C 测回平均 读 数 归 零 方向值 各测回 平均值 盘 左 盘 右 C 1 0 00 00 179 59 43 +17 359 59 52 0 00 00 0 00 00 B 72 33 36 25