东营区城镇GPS测量技术设计书

1 东营区 城镇 量技术设计书 一 、测区概况： 东营 市 位于 山东省 东北部， 黄河 三角洲腹地。地跨东经1181242 1185952 ，北纬 371413 373157 。东濒渤海，西依黄河，南与广饶县、 博兴县 接壤，北与 垦利 县毗邻。东西最大横距 里，南北最大纵距 里，总面积 区北距垦利县城 15公里，西距利津县城 20公里，南距广饶县城 50 公里，西南到省会济南 220公里，西北到首都北京 450公里。 测区街道布设不规则，居民住宅密集，多为老城 区居民居住区。用地类别除部分机关、商业、服务业、工业用地、军事用地外多为居民用地。制测量，碎部测量均较困难。 二、 测量依据原则 三、基础控制网布设方案 1、已有控制点资料的评价 本次图根平面控制，采用 量手段， 量时将基准站设在已知点上，利用已有四等点进行点位较正，其坐标差最大 X 2.1 Y 1.3 测量时对部分一级导线点进行了检测，其平面位置 2 观测图根导线时，对部分一级导线点点间边长进行了检测， 其坐标反算值与测量值最大相差 度良好。 2、控制网布设 测区图根控制主要是采用利用 有在试点村采用 目的主要是检测 图根点是测定界址点、地形、地物各要素的依据，图根点的布设最大限度地满足碎部测量的要求。 在卢沟桥试点四个村，布设二级光电测距导线 2 条，测设二级导线点 19 个；布设图根结点导线网 1 个，测设图根导线点 62 个；加密附合图根导线 1条，测设图根导线点 9 个。 当测区四 等点密度不能满足 用静态 量手段加密了一级导线点。在不同时间、不同工作区域，测区共加密一级网五个，二级网一个。 （ 1）在东营区的试点过程中，采用中海达 台套进行静态测量，布设 8个。平差计算利 用随机 （ 2）试点结束后，在东营区利用南方天王星 9600 收机四台套 (标称精度为 (51 10测一级点 2 个。平差计算采用南方测绘 据处理平差软件。 利用 700三台套接受机施测二级点 1个， 用随机 处理软件平差计算。 3 （ 3）在东城、西城、新区，利用南方天王星 9600 收机四台套 (标称精度为 (51 10施测一级点 8 个。平差计算采用南方测绘 据处理平差软件。 （ 4）在利津、垦利：利用南方天王星 9600 测一级点 8 个。平差计算采用南方测绘 据处理平差软件。 利用天宝 700 静态 收机 5 台，标称精度为（ 51D）。施测一级点 37 个。平差计算采用 四、施测方案 1、 选点 1）选点前应收集与工程相关的各项资料：原有控制测量资料，包括点的平面坐标、高程、坐标系统、技术总结等有关资料，以及其他测绘部门所布设的控制测量成果资料。 2） 位的选择应符合技术要求，有利于使用其他测量方法进行联测。 选点工作还应遵守一下原则： 点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上。 点位目标要显著，视场周围 15以上不应有障碍物，以减小号被遮挡或障碍物吸收。 点位应远 离大功率无线点发射源（如电视台、微波站等）其距离不小于 200m;运离高压输电线，其距离不得小于 50m。以避免电磁场对 4 点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。 点位应选在交通方便，有利于其它观测手段扩展与联测的地方。 地面基础稳定，易于点位的保存。 选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。 网形应有利于同步观测边、点联结。 当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。 当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性 ，以及目标的是否安全可用作一检查，符合要求方可利用。 3） 点一般应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位，点的标石和标志必须稳定。坚固以利长久保存和利用。在基岩露头地区，也可直接在基岩上嵌入金属标志。 2、埋石 （ 1）一、二级点埋石 一、二级导线 点位 点的埋设在 通视条件良好，易于利用和保存的地方， 在埋石困难的沥青或水泥地面时打入刻有十字的钢桩代替标石，标石、钢桩规格如下： 建筑物顶上设置标石，标石和建筑物顶面牢固连接。 5 坚硬地面设金属钢钉标桩，钉帽为 80缺形，中间圆孔为点 位标志。钢钉为 25纹钢，长 240工时钉帽和钢钉满焊并垂直，钉桩时要求钉帽卧入地面，帽顶与地面持平或略高于地面。 （ 2）图根点埋石 图根点埋石数量按照细则补充规定要求每平方公里不少于 20 个（农村空旷地段可减半）。 在埋石困难的沥青或水泥地面时打入刻有十字的 2 号钢桩。测区图根点埋石数量总计 1887个。 3、 业 观测 1）所做 E 级 制网应符合以下要求： 边长： 2 5 每对点之间 2000m 相邻两个点 5相对中误差 1/45000 2） E 级控制网采用 测方 法，使用南方 频型接收机 6 按静态法进行观测，在观测前对所使用的 收机进行必要的检视，主机与配件是否齐全完好。观测的主要技术要求如下： 卫星高度角（） 有效观测卫星数 平均重复设站数 时段长度 据采集间隔 s 闭合环或附合路线边数 6 15 4 60（ D） 45（ E） 10 6（ D） 8（ E） 3）观测 天线安置：包括整平、对中基座、安置天线并将定向标志线指向正北（应顾及到当地磁偏角的影响），以便减弱相位中心偏差的影响，天线定向误差依定位精 度不同而异，一般不应超过 3 5 20的三个方向分别量取天线高，三次测量结果之差不应超过 3其三次结果的平均值记入测量手簿中，天线高记录取值 量气象参数。 开机观测：天线安置完成后，在离开天线适当位置的地面上安放 收机，接通接收机与电源、天线、控制器的联接电缆，启动接收机进行观测。接收机锁定卫星并开始记录数据后，观测员可按照仪器随机提供操作手册进行输入和查询操作，在未掌握有关操作系统之前，不要随意按键和输入，在正常接收过程中禁止更改任何设置参 数。 观测、 平差计算、精度 二级光电测距导线 7 加密二级导线 2条，测设二级导线点 19 个，导线网总长 均边长 短边 长边 （ 1）使用仪器：南方 全站仪 (23 （ 2）观测方法：采用三脚架联测法，水平角观测一测回，竖直角观测 2测回，边长测量采用单程往测，每边观测斜距 1 个测回，每测回读数 2 次。 （ 3）平差计算：采用清华山维平差软件进行严密平差计算。 （ 4）精度指标统计 平均边长为 S 允 =200m； 相邻边最大比例为 3； 方位角最小闭合差： W 允 = 方位角最大闭合差： W 允 = 最弱点位中误差为 允 = 网中各单一导线的各项目精度指标如下表 几何条件 路径 总长 (均长 （ m） 方位角闭合差 m) 导线全长 相对闭合差 观测( ) 允许() 1 附合导线 C1569 C1584 5 66 1566 C1584 1566C1569 ：对于二级导线规范规定 W 允 = ，导线全长相对中误差1/10000，光电测距二级导线的总长可放长至 ，其绝对闭合差不应大于 26 图根导线 加密图根导线网 1个，测设图根点 62个，导线总长 均边长 加密图根导线 1条，测设图根点 9 个，导线总长 均边长 （ 1）使用仪器： 全站仪 (23 （ 2）观测方法：采用三脚架联测法，水平角观测 2 测回，竖直角观测 2测回，边长测量采用往返测，每边往返观测斜距各 1 测回，每测回读数 2 次。 （ 3）平差计算：采用清华山维平差软件进行整体严密平差计算。 （ 4）精度指标统计 图根导线结点网精度统计 平均边长为 S 允 =156m； 相邻边最大比例为 3； 方位角最小闭合差： W 允 = 9 方位角最大 闭合差： W 允 = 最弱点位中误差为 允 = 图根导线精度统计： 平均边长为 S 允 =156m； 相邻边最大比例为 3； 方位角最小闭合差： W 允 = 方位角最大闭合差： W 允 = 最弱点位中误差为 允 = 根测量技术要求 a、点位选在视野开阔处 ,视场内障碍物的高度角不宜超过 15 度。 b、点位应远离大功率的无线电发射源和高压输电线，离高压线不少于 50m,离发射源距离不少于 200m。 c、 大辐射半径为 10 d、 收机技术指标应为；双频接收机，标称精度（ 10D），观测量为载波相位。 980坐标系的转换参数，所选参考点覆盖待测点的整个测区，转换后各点的残差分量小于 5 测采用单基站的方式，观测时流动点的架设应稳固，流动站与基准站之间不得存在大功率的信号干扰区。 测的采样率为 1s，每次测量的历元数小于 10 个。每点观测时 间不低于 3 分钟，观测的平面精度 2须联测周边已有同等级以上的控制点。检测高等级控制点时，其点位互差 5测同等级控制点时，其点位互差 7 测结束后应按照 装规格输出 外手簿报表，并装订成册。 静态 10 五、数据处理 1、观测 （ 1）一、二级控制点，分别利用中海达 台套、 9600 接收机五台套、天宝 700 静态 收机 5台套仪器，采用静态方式观测。 （ 2）基本技术要求 测量方法 卫星 高度角( ) 有效观测卫星数 平均重复设站数 时间 长度 （ 数据采样间隔 (s) 几何 强度 因子 态 15 4 45 10 6 外业观测时间长度应根据同步观测点间距离，观测条件等适当调整。 （ 3）观测前编制 见性预报表，并制定工作计划； （ 4）出发前检查电池电量、接收机内存或磁盘容量是否充足； （ 5）天线基座应严格对中置平，定向标志应指向正北，误差不宜超过 5；天线得高度应在测前、测后各量测一次，较差应 3中数使用，量取方法应符合全球定位系统（ 量规范（ 18314录 G)； 11 （ 6）接收机在观测期间应防止震动，移动，防止人和物体靠近天线； （ 7）测量手簿按作业程序认真逐项填写，要清晰、整洁，不允许事后补记或追记； （ 8）接收机在观测期间，不在旁边使用对讲机；雷雨过境时关机停测，并卸下天线以防雷击； （ 9）观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，及时将数据转存至计算机硬盘、软盘上，确保观测数据不丢失。接收机内存数据文件在卸到外存介质时，不得进行任何删除或删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。 2、 数据处理 （ 1） 基线解算及检核 （ a）采用双差相位观测值进行基线解算，采用双差固定解作为最终结果，当基线长度超过 30，可采用三差相位观测值； （ b）同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差 (全长相对闭合差 (满足下式的规定： 3 /5 3 /5 3 /5 3 /5 = b d 10 12 其中： a 为固定误差， a10 b 为比例误差因子， b2 d 为网的实际平均边长，以 单位； （ c）复测基线的 d 的较差 满足下式： 2 2 以实际平均边长计算。 （ d）若干个独立基线构成独立闭合环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定： 3 3 3 3 3 n 为闭合环边数；以实际平均边长计算。 （ e）可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，保证舍弃基线后的独立环所含基线数 10。 （ 2）平差处理 （ a） 当各项质量检验符合要求后，应以所有独立基线组成闭合环图形，以三维基线向量及其相应方差阵 作为观测信息，以一个点的 84三维坐标作为起算依据，进行 的无约束平差。无约束平差应提供各控制点在 84 系下的三维坐标，各基线向量三个坐标差观测值总改正数，基线边长以及点位和边长的精度信息。 （ b） 在无约束平差确定的有效观测的基础上，进行三维约 13 束平差或二维约束平差。平差结果应输出在北京地方坐标系中的三维或二维坐标，基线向量改正数，基线长、方位以及坐标、基线长、方位的精度信息；转换参数及精度信息。 （ c） 无约束平差中，基线向量的改正数（ V x、 V y、 V z）绝对值应满足下式要求： V x 3 V y 3 V z 3 （ d） 约束平差中，基线向量的改正数与剔出粗差后无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（ x、 y、 z）应符合下式要求： x 2 y 2 z 2 3、精度 在不同时间、不同工作区域，测区共加密一级网五个，二级网一个。共计施测一级控制点 55 点，二级控制点 21 点。精度均符合规范要求。 4、 提交资料 制网测量结束后，编写技术总结，提交以下资料： （ 1） 技术报告书； 14 （ 2） 仪器鉴定资料和使用软件的鉴定资料或证明 材料； （ 3） 卫星可见性预报表和观测计划； （ 4） 外业观测记录； （ 5） 数据处理报告及成果表； （ 6） 展点图； （ 7） 点之记； （ 8） 技术总结及成果验收报告。 六、高程控制的观测与计算 本次高程基础控制网布设为三等水准，并埋设三座永久性水准标石，作为测区今后的高程基准点，主要是联测 E 级 。用于工程测量的高程起算。本次水准测出 60点的高程，其余用 程拟合求出高程。 水准测量按三等要求作业，水准网应布设成闭合或附合环、或网状形式。 1、 三等水准测量的一般规定 为了消除或减弱水准测量误差的影响，水准测量作业时应遵循以下规定。 1）工作开始前半小时，将水准仪置于露天阴影下，使仪器和空气温度一致，观测时用大白布伞遮蔽阳光，迁站时用白绸罩罩住仪器，以减小 2）对微倾式水准仪：观测前应测出倾斜螺旋的置平零点（标准位置 ） ,并作标记：观测中随着气温变化，应随时调整零点位置。 15 在每一测站上，仪器距前、后水准标尺的距离应尽可能相等，这样就可以消除或减弱与距离有关的误差影响，例如 i 角误差、地球弯曲及折光差。 3)观测时仪器三脚架的两腿应放置在乎行于水准路线的方向，另一腿则交替地在前进方向的左边和右边，以消除交叉误差的影响 。 在相邻两测站上要变换观测程序，即一站的观测程序为后、前、前、后，另一站的观测程序为前、后、后、前：每一测段应进行往返测，往返测沿同二条路线，采用同样的尺承，以减弱仪器脚架和尺台（或尺桩）升沉的影响。并可望在往返高差中数内得到进一步的减弱。 4)为了消除折光误差的影响，测段的往测和返测要分别在上午和下午进行。观测必须在日出后至少半个小时开始，日落前至少半个小时结束，中午前后约 时内不得进行观测：但可根据地区季节及气象情况适当增减中午间歇的时间。观测时视线离地面要有一定高度。 5)一个测段（即两个相邻 水准标石之间的水准路线）应设置偶数测站，这样就可以消除一对水准标尺的零点不等差对高差的影响。 2、基本技术要求（ 等级 每千米高差中数中误差 (最弱点高程中误差 测段、路线往返测高差不符值 附合路线或环线闭合差 检测已测测段高差之差 M 等 3 6 20 12 L s 12 L 30 L i 16 测段长度， L 为附合路线长度， 检测测段长度，均以。当检测测段长度小于 1，按 1算。 3、观测 1）观测前应对使用的水准仪及标尺进行常规的检验，三等不大于 20，三等采用区格式木质标尺每米真长之差不应大于 制定好观测网图及路线走向。 2）三等水准测量采用中丝读数法，直读距离，观测顺序为后 前 前 后，必须偶数站上已知点。 观测要求如下： 等 级 项 目 仪器类型 标尺类型 视线长度m 前后视距差 m 前后视距累积差 m 视线高度 m 基、辅或红黑面读数差 差 之差 等 面 80 丝能读数 成像清晰、稳定时，三等水准视线长度可放长 20。 17 3）观测记录：外业观测数据必须在现场直接记录于手簿中，所有观测数据的记录文字、数字要清晰、端正，不得潦草模糊，原始记录不得擦去和涂改。 4）外业验算：当外业测量结束后应进行外业验算，主要是外业高差和概略高差的推算，每公里水准测量偶然中误差的计算，附（闭）合路线闭合差的计算，每公里中误差的计算。 5）水准网图 七、 平面控制测量 （一） . 坐标系统的选择 测区原有首 级控制是 * 省测绘局于 * 年 * 月建立的 * 等三角网，城区控制网是在四等三角网的基础加密的一级导线网。除城区拆迁区外，一级控制点保存基础完好。坐标系统采用独立坐标系统。并与国家点联测，取测区平均高程 H=* 为边长的归算面。 ( 二 ). 控制网布设方案 1 、网布设原则和方案 根据测区情况，考虑到城镇规划面积的控制，在原有一级导线网的基础上拟定采用分级布网的原则，即在已有控制网的基础上依据全球定位系统城市测量技术规程 ( 以下简称为 程 ) 先 制网的 要求进行加密，然后在此基础上依据城市测量规范 18 (建设部 1985 年颁 ) 布设城市 * 级导线网，最后根据测图需要布设地籍图根控制测量图根导线。分级布网如图 2 加密 加密 一级导线网 四等 三级导线网 图 2 各级控制网的主要技术规定见表 1 表 5 表 1 四等 对定位测量的主要技术规定 平均边长 D/收机性能 测量量 接受机标称精度优于 /同步观测 接收数量 2 双频 ( 或单频 ) 载波相位 10+310 2 表 2 四等 对定位测量的主要技术规定 卫星高度角 15 有效观测卫星数 4 时段中任一卫星有效观测时间 /15 19 观测时间段 2 观测时段长度 /60 数据采样间隔 1560 卫星观测值象限分布 2 4 点位几何图形强度因子 /10 表 3 同步环 闭合环或附合路线的边数 ( 条 ) 最弱边相对中误差 坐标分量相对闭合差 环线全长相对 闭合差 10 1/45000 表 4 地籍控制测量二级测距导线的主要技术规定 平均边长 ( 附合导线长度 ( 各边测距中误差 ( 测角中差 () 导线全长相对闭合差 测回数 方位角闭合差 () 1/10000 1 3 表 5 地籍图根控制测量导线的主要技术规定 级别 导线长度 平均边长 (m) 测回数 测回差 () 方位角闭合差 导线全长相对坐标闭合差 20 ( () 闭合差 () 一级 120 1 2 18 1/5000 二级 70 1 1/3000 （三） . 使用仪器和观测方法 1. 使用仪器： 使用全站仪，仪器标称精度 (3，检测精度 (，测角精度为 2 。 （ 1 ） 测方法 业数据采集使用 3 台南方静态 接收机 ( 标称精度为 (510 进行。外业观测依据 程中有关的作业要求采用静态边连式的观测方案，每测段同步观测视不同边长一般为 60 150接收机的其他参数设置为：卫星截止高度角为 15 ；数据采样率为 15S ；卫星图形强度因子 同步接收卫星的个数不少于 5 颗。接收机的对准用光学对准器对准；天线高度用钢尺在不同方向上量测二次，其差值不超过 4，最后平均值。 （ 2 ）全站仪观测 21 1 ）水平角观测 使用南 方 全站仪，采用方向观测法，其技术要求见表 4 和表 6 。 表 6 方向观测法的各项限差 项 目 使用仪器：南方 同一方向各测回互差 9 一测回各方向值 2C 互差 13 2) 水平距离的观测 水平距离的观测用全站仪来完成，采用单程测量，测回数为 1 测回。 一、二级导线的主要技术要求见下列各表： 表 7 测距仪测距的各项限差 项 目 使用仪器： * 全站仪 同一测回读数间互差（ 5( 四 ) 内业平差 计算 1. 制网 平差计算使用南方数据处理软件 在微机上进行，依次按自由网平差 (3 维无约束平差 ) 、 2 维约束平差二项进行。 22 (1)自由网平差 3 维无约束平差在 标系中进行，其目的在于检验 线向量网本身的内部符合精度以及基线向量之间有无明显系统误差和粗差。自由网平差结果提供各控制点在 下的三维坐标（经度、纬度、大地高），各基线向量三个坐标差观测值的总改正数，基线边长以及点位边长的精度信息。 (2)维约束 平差 2 维约束平差是以原一级导线控制点作为基准点 ( 起算点 ) 约束下进行的，坐标系统为北京 54 坐标系，中央子午线经度为 105 。 2 对外业观测成果和起算数据均进行 100% 的自检和作业组间的互检后。平差用南