毕业设计（论文）-白马湖弃土区生态保护工程测量设计方案.doc

本 科 毕 业 设 计 (论 文)白马湖弃土区生态保护工程测量设计方案Ecological Protection Project BaiMaHu spoil area measuring program design学 院： 测绘工程学院 专业班级： 测绘工程 测绘122 学生姓名： 学 号：指导教师： 2016年 5月淮海工学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书 1.本人郑重承诺所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师的指导下完成并取得的成果，同时严格遵守校、院毕业设计（论文）的规章制度。2.本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3.本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究过程中没有抄袭他人成果和伪造相关数据等行为。4.在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 毕业设计（论文）作者签名： 年 月 日 毕业设计（论文）中文摘要白马湖弃土区生态保护工程测量设计方案摘 要：近年来白马湖水体污染日益严重，迫切需要对白马湖弃土区周边进行生态保护工程测量。因此我们在工程测量施工之前制定出一套完整的工程测量方案设计，工程测量方案设计需要对施工现场场地内及场地周围进行现场勘测，然后根据项目设计要求和工程测量规范设计控制网，控制网的设计要符合工程测量规范的要求，并且对设计出的网型进行精度分析，检验精度是否符合规范要求。控制网建立完成后，按照项目设计对弃土区周边护坡进行施工放样，使用全站仪按照设计图只要求在堤岸放样出木桩的具体位置，并控制打桩的高程和位置是否偏差。关键词：控制网；精度分析；工程放样毕业设计（论文）外文摘要Ecological Protection Project BaiMaHu spoil area measuring program designAbstract: In recent years the White Horse Lake water pollution is worsening, so the need for the surrounding area Baimahu spoil ecological protection engineering surveys.Before construction engineering survey to develop a complete set of design engineering survey design, engineering survey and design needs of the surrounding space within the construction site site site survey and design requirements according to the project design and engineering survey control network, control network designed to meet the requirements of engineering survey and design of the network type were precision analysis, testing accuracy meets regulatory requirements. After the control network is created, according to the project design to spoil the surrounding area revetment construction lofting by using total station in accordance with the requirements of the design only in bank stakes staked out the exact location, elevation and position control and piling whether the deviation.Keywords: control network;accuracy analysis; engineering lofting目 录1 绪论12 工程概况12.1 任务来源13 测区概况23.1 测区地理位置23.2 测区气候条件23.3 测区交通条件24 已有资料收集24.1 测区平面图24.2 测区控制点35 作业依据36 平面控制测量36.2 精度及技术指标56.3 网型设计66.4 施测方案157 高程控制测量197.1 高程基准选择197.2 布网原则197.3 精度等级及技术指标197.4 施测方案218 施工放样278.1 作业准备278.2 放样前准备288.3 放样方法298.4 放样步骤298.5 注意事项308.6 放样流程图319 工作进度与经费概预算329.1 工作进度329.2 经费概预算32结 论34致 谢35参考文献 36 第 38 页 共 37 页淮海工学院二一六届本科毕业设计（论文）1绪论近年来白马湖周边由于工业发展导致水体污染日益严重，淮安市政府根据当地实际情况，决定对其周边进行生态保护，因此委托淮安市水利建设公司对白马湖弃土区进行生态保护工程测量。工程测量在施工之前，需要制定出符合精度要求的设计方案，所以说工程测量设计方案是施工的依据和基础。我们在制定测量设计方案的时候不能凭空随便想象，需要有一定的理论和数据的依据，并且只有当这些数据经过处理验证后，能够满足测量精度要求，这样的设计方案才能作为施工的依据。本次施工的设计方案主要是制定平面控制网、高程控制网和测量设计方案。控制网是工程测量的施工依据，平面控制网的建立是为了平面坐标的确定，而高程控制网是为了控制高程的精度。平面坐标加上高程就可以构成一个三维坐标，才能为施工测量作为依据。控制网设计的时候要从多角度多方面的考虑，选择出一个最优化的控制网。控制网是进行各种测量的前提工作，控制网的精度指标将直接影响后续测量工作的效率和数据的准确度，布置好控制网可以说是后续测量工作提高效率得到正确数据的第一步。控制网建立完成之后我们才可以进行工程测量，此次设计的工程测量主要是针对弃土区周围的户坡进行施工放样，然后在对应的放样点位上打入5m的木桩，我们在设计的时候也要考虑到施工进行过程中对放样精度的检验，只有施工达到精度要求这样的施工才是有用的，否则就要重新来过，既影响施工精度，又浪费人力、物力。工程测量与建筑工程密切联系，工程测量的理论和技术发展随着国家经济的发展，逐渐往数字化信息发展，比如数字化测图、全站仪测量和GPS数字化放样等，使我们测量工作人员从传统的测量工作中解放出来，同时高新技术的应用也使得工程测量愈来愈科学化、技术化，这些测量技术的改变不仅方便了测量工作的进行，也提高了工作效率。2工程概况2.1任务来源淮安市白马湖弃土区生态保护工程施工程（合同编号HABMH-QTBH-01），位于淮安区境内，本次设计主要是服务于工程测量的施工进行，因此在设计的同时我们也要考虑到现场施工的方便性，根据进行现场实地勘测进行控制网网型设计，数据审查复核无误后方可使用，测量精度按国家测绘标准执行，然后再由现场施工人员进行施工放样。3测区概况3.1测区地理位置 淮安市位于江苏省的中北，江淮平原的东面，白马湖弃土区生态保护工程测区处于北纬33303331，东经1190611908的位置，地理位置位于淮安市的东南方向，位于白马湖的西北角，弃土区距离淮安市城区大概30公里，测区为长方形的平地，区域优势明显。3.2测区气候条件 白马湖弃土区所在区域属北亚热带湿润季风气候区，他的气候特征为:四个季节的气候有明显区别，降雨量充足，雨热同期，全年平均气温17.117.8。另外由于附近洪泽湖水体的影响，气温在7月份最热，一月份最冷。降水年内变化明显，夏半年降水集中。另外测区所在范围内地貌特征为江淮湖洼平原，地势低洼，总体的地形趋势是西北高东南低。3.3测区交通条件白马湖弃土区地区位于淮安市境东南边缘，距淮安市主城区直线距离约30公里，至盐城市、扬州市90公里，至南京市130公里。弃土区周围交通方便，附近京沪高速、宁连高速、盐徐高速环绕。4已有资料收集4.1测区平面图图4-1 测区平面图4.2测区控制点表4-1 测区已知控制点点名X(m)Y(m)H(m)QTI3687453.226506135.3079.00QT23687004.865506130.2728.90QT33686491.816507812.4788.96QT43687009.541507852.3698.835作业依据（1） 工程测量规范（CJJ899）；（2） 一、二、三、四等三角测量细则；（3）全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T183142001）；（4）国家三角测量和精密导线测量规范； （5）三、四等水准测量规范（GB12898-91）（6）城市测量规范（CJJ8-85）；（7）项目部的工程设计书；6平面控制测量6.1平面基准选择 控制测量中，地球表示为地球椭球，我们在地球椭球上实际测得一个点的位置后，计算测量数据时，是不能在地面上进行的，需要建立一个参考椭球面作为测量计算的基准面。但是椭球面任然不是一个平面，观测数据的计算必须是在平面上进行的，因此我们要把椭球面上的元素按照一定的数学法则投影到平面上方便计算。但是当椭球面上的元素投影到平面上时，会和原来的元素产生一定的差异，这一差异即为投影变形。投影变形包括角度变形、长度变形和面积变形。白马湖弃土区生态保护工程位于北纬33303331，东经1190611908。本次设计的投影变形差异主要是长度变行。长度投影变形的产生来源于两个过程：一个是地球椭球上实际测量的观测长度转换到参考椭球面上元素时产生的变形，第二个是将参考椭球面上的长度投影元素转换到高斯平面元素上产生的变形。其公式分别为： （4-1） （4-2） 式中：H为观测长度所在高程面相对该椭球面的高差；为观测长度所在的法截面上的查考椭球的曲率半径；为实地测量长度；为两端点横坐标的平均值；R为参考椭球平均曲率半径；S为规划到参考椭球面上的长度。将式（4-1）、（4-2）相加，并令=R=6371km，即可计算长度投影变形比m，即： （4-3）式中：、应以公里为单位。白马湖弃土区测区为长方形的平地，地势都较为平坦，地区平均高程H约8.92m。测区经纬度：北纬33303331，东经1190611908将实地长度归化到国家统一参考椭球面，高斯投影平面上的长度与地面真实长度之差为长度综合变形，计算过程如下： =（11906+11908）/2=11907 (4-4) B=（3330+3331）/2=3330.5 (4-5)53 (4-6)=25.324 (4-7)将其代入公式（4-3）得：将上面结果代入长度投影变形公式得： (4-8)高斯投影相对长度变形大于1/40000，不符合国家坐标系选用标准，因此要另选坐标系统。（2）投影面选择抵偿高程面，以国家统一坐标系中的3带中央子午线作投影带的中央子午线，测区中央子午线为东经1190611908。 (4-9) (4-10) (4-11) (4-12)将其代入公式（4-3）得：将上面结果代入长度投影变形公式得： (4-13)测区范围北纬33303331，东经1190611908，位于国家统一坐标系投影带的边缘，且测区平均高程为10.755m，长度变形超过容许变形值，测区坐标系选择独立坐标系。 （3）以测区平均高程面作投影面，以通过测区中心子午线为投影带的中央子午线，测区中央子午线为东经11930。 (4-14) (4-15)将其代入公式（4-3）得：将上面结果代入长度投影变形公式得： (4-16)长度变形在范围内。利用测区范围内的经纬度进行投影变形考虑，依据当地的中央子午线和纬度计算所得到在变形范围内。所以使用地方独立坐标系。6.2精度及技术指标 表6-1 GPS网的精度指标等级平均距离（km）a(mm)b(ppm)最弱边中误差二等91021/120000三等510101/80000四等510101/45000一级 110101/20000二级 BMH2) 方案一边长最大多余观测分量:1.00(QT1- QT2) 方案一边长平均多余观测分量:0.80 方案一边长多余观测数总和:10.34表6-5方案一坐标点位和精度分析点名坐标(m)点位误差(cm)XYMxMyMpBMH13686795.4046 506689.1850 0.180.210.27BMH23686681.4321 507218.1093 0.170.200.26BMH33687160.6097 507393.3297 0.160.210.26BMH4 3687286.9075 506822.2964 0.180.210.27 Mx均值: 0.17 My均值: 0.21 Mp均值: 0.27表6-6方案一边长、方位角的相对精度成果起点终点方位角中误差边长中误差相对中误差A（）Ma（）S（m）Ms（cm）S/MsQT1BMH4103.3633550.51706.83540.21339000QT2BMH1110.3239060.60596.87310.21282000QT2BMH467.4933890.52747.29220.20381000QT3BMH2287.4137590.56623.88180.20307000QT4BMH2242.3849280.54714.10140.19386000QT4BMH3288.1258490.67483.25860.21232000BMH1QT2290.3239060.60596.87310.21282000BMH1BMH415.0913070.76509.20890.19270000BMH1BMH362.3511240.52793.21780.21382000BMH2BMH1282.0936550.59541.06430.23240000BMH2BMH320.0509240.76510.20910.18285000BMH2QT462.3849280.54714.10140.19386000BMH2QT3107.4137590.56623.88180.20307000BMH3BMH4282.2817650.56584.83340.23258000BMH3BMH2200.0509240.76510.20910.18285000BMH3BMH1242.3511240.52793.21780.21382000BMH3QT4108.1258490.67483.25860.21232000BMH4QT1283.3633550.51706.83540.21339000BMH4BMH1195.0913070.56509.20890.19270000BMH4QT2247.4933890.52747.29220.20381000BMH4BMH3102.2817650.56584.83340.23258000表6-7 方案二方向平差结果FROMTOTYPE VALUE(dms)M(sec) V(sec)RESULT(dms)QT1QT2L 0.0000001.00 0.430.000043QT1BMH3L272.3904701.00 -0.43272.390427QT2QT1L0.0000001.00 0.360.000036QT2BMH1L109.5402901.00 -0.11109.540279QT2BMH3L67.4336941.00 -0.2567.433669QT3QT4L0.0000001.00 -0.04-0.000004QT3BMH2L283.1716321.00 -0.06283.171626QT3BMH3L318.0553691.00 0.10318.055379QT4QT3L0.0000001.00 -0.74-0.000074QT4BMH3L113.2351191.00 0.74113.235193BMH1QT2L0.0000001.00 0.330.000033BMH1BMH3L104.5816081.00 0.47104.581655BMH1BMH2L171.3659181.00 -0.80171.365838BMH2BMH1L0.0000001.00 0.020.000002BMH2BMH3L69.5339041.00 0.7469.533978BMH2QT3L185.3201891.00 -0.77185.320112BMH3QT1L0.0000001.00 0.400.000040BMH3QT2L335.0432961.00 -0.08335.043288BMH3BMH1L302.1314611.00 0.59302.131520BMH3BMH2L258.4537821.00 -1.03258.453679BMH3QT3L229.1235241.00 0.42229.123566BMH3QT4L204.3034781.00 -0.30204.303448方案二方向最小多余观测分量:0.29( BMH2- QT3)方案二方向最大多余观测分量:0.75( BMH3- QT3)方案二方向平均多余观测分量:0.52方案二方向多余观测数总和:11.34表6-8 方案二距离平差结果 FROM TO TYPE VALUE(m)M(cm)V(cm) RESULT(m)QT1 QT2 S 448.3895 0.39 -0.02448.3893 QT1 BMH3 S984.6101 0.50-0.34984.6066QT2 BMH1 S596.8750 0.41 -0.10596.8740 QT2 BMH3 S1062.8524 0.520.351062.8559QT3 QT4 S519.2570 0.400.25519.2595 QT3 BMH2 S623.8861 0.42 -0.30623.8831 QT3 BMH3 S1140.4423 0.54 0.241140.4447 QT4 BMH3 S829.8939 0.46 0.08829.8947 BMH1 BMH3 S738.6618 0.44 -0.52738.6567BMH1 BMH2 S541.0656 0.40 -0.38541.0618 BMH2 BMH3 S722.14180.44 0.07722.1425 方案二边长最小多余观测分量:0.57( BMH1- BMH2)方案二边长最大多余观测分量:1.00( QT1- QT2)方案二边长平均多余观测分量:0.79方案二边长多余观测数总和: 8.66表6-9方案二坐标点位和精度分析点名坐标(m)点位误差(cm)XYMxMyMpBMH13686795.4054 506689.1864 0.190.25 0.31 BMH2 3686681.4331507218.1081 0.19 0.24 0.31BMH3 3687396.6431507118.28640.180.210.28 Mx均值: 0.19 My均值: 0.23 Mp均值: 0.30 表6-10 方案二边长、方位角的相对精度成果起点终点方位角中误差边长中误差相对中误差A（）Ma（）S（m）Ms（cm）S/MsQT1 BMH3 93.174005 0.38 984.6066 0.21 459000 QT2 BMH1 110.323864 0.63596.87400.25 238000 QT2 BMH3 68.221254 0.38 1062.8559 0.20 523000QT3 BMH2 287.413778 0.60623.8831 0.25249000 QT3 BMH3 322.301531 0.351140.4447 0.20 559000 QT4 BMH3 297.481414 0.45 829.8947 0.21 386000 BMH1 QT2290.323864 0.63 596.8740 0.25238000BMH1 BMH3 35.305486 0.67738.6567 0.21 347000 BMH1 BMH2 102.093668 0.63 541.06180.26 206000 BMH2 BMH1 282.093668 0.63 541.0618 0.26 206000 BMH2 BMH3 352.0316440.65 722.1425 0.22 335000 BMH2 QT3 107.4137780.60 623.8831 0.25249000 BMH3 QT1 273.1740050.38984.60660.21 459000 BMH3 QT2 248.2212540.381062.85590.20523000 BMH3 BMH1215.3054860.67738.6567 0.21 347000 BMH3 BMH2 172.031644 0.65 722.1425 0.22 335000 BMH3 QT3 142.3015310.35 1140.44470.20 559000 BMH3 QT4 117.4814140.45829.8947 0.21386000 方案一距离误差为0.42，方案二距离误差为0.48.通过方案一和方案二的距离误差对比，我们发现方案一的精度明显高于方案二的精度，所以本次设计我们采用方案一的设计。表6-11最弱边及其精度起点终点方位角中误差边长中误差相对对中误差A（）Ma（）S（m）Ms（cm）S/MsQT4 BMH3 288.125849 0.67 483.25860.21 232000 我们选择方案一之后就要考虑方案一的测量精度是否符合测量精度要求。通过平差计算我们知道，最弱边中误差1/232000小于1/45000符合E等级控制网的精度要求。6.4施测方案GPS外业作业包括选点、埋石、观测、数据传输和处理等6.4.1选点在进行选点埋石之前，我们应该根据项目需要对测区内及测区周边进行现场勘测，了解和研究测区内的相关情况，比如交通、通信、供电、气象等情况。然后根据项目任务书或合同书在图上进行设计，标绘出计划设站的区域。在进行选点的时候应该注意以下要求：（1）测站视野开阔，高角度15以上不允许存在遮挡物，不然会遮挡信号，影响数据的准确性；（2）远离大功率的无线电信号发射源比如电台、发电箱等，这些无线电信号发射源会损坏接收机天线，也会影响信号的接受与发送；（3）测站应远离房屋、围墙等信号反射物，会影响信号的接受；（4）测站周围尽量避免存在大面积平静水面(湖泊)以减弱多路径效应的影响；（5）测站点尽量选择土质比较坚固，易于保护的地发；（6）测站点选择在交通比较方便，容易到达的地点，降低观测难度；（7）A级GPS点点位应符合CH/T 2008的有关规定6.4.2埋石 GPS选点完成后，为了保证点位能够长久使用，我们需要在控制点上设置具有中心标志的标石，表示的选择必须稳定、坚固。在进行GPS点埋设的时候要注意以下要求：（1） GPS控制点的标石一般采用混凝土灌制，但是由于工程条件的不同和现场材料的不同的，也可以用花岗岩、青石等坚硬石料凿制；（2） 埋设标石时，各层标志中心线应严格位于同一铅垂线上，其偏差不得大于2mm;（3） 如果旧点的标石完好且符合同级GPS点埋石要求，则可以利用该旧点。（4） 方位点上不仅需要埋设普通的标石，还应该加以标记；（5） 新旧GPS点都需要在实地按规范绘制点之记。图6-5水准点标石表6-12 GPS点点之记 日期： 年 月 日 记录着： 绘图者： 校对者：点名及种类GPS点名土质号相邻点（名、号、里程、通视否）标石说明（单、双层、类型）旧点所在地旧点名交通路线所在图幅号概略位置X YL B（略图）备注6.4.3观测步骤 进行GPS外业观测的数据采集时，我们采用的是静态相对定位模式,要求使用3台或3台以上的接收机同一时间操作GPS进行进行观测数据采集，从而组成同步环。具体操作步骤如下：（1）首先各个观测小组到达指定点，在基准站上架设好三角架，安置GPS，对中、整平；（2）观测人员将GPS天线安置在基座上，方向为北方向，并且固定好；（3）量取仪器的斜高，可作点之记，将观测的日期、天气状况、点号、点名以及接收机号进行记录并且记录在观测手簿里；（4）等到全部接收机都准备好了以后，由项目部发布信号，统一开机后，记录开机时间，这样就可以进行同步观测；（5）观测时间为45分钟到一小时左右，数据采集结束后统一关机，记录关机时间，在此期间；（6）根据设计的网形，迁站或者继续等待下一次开机命令，进行下一时段的观测。图6-6 GPS静态观测7高程控制测量 高程表示地球上一点的空间位置的量值之一，他和平面坐标合起来表达了点的位置所有的水准测量都是依据在高程控制网的基础上进行的。7.1高程基准选择 建立高程控制网之前必须确定一个高程基准面，只有确定了高程基准面，才能确定地面统一的起算面。目前我们国家主要使用高程系统是1985国家高程基准。所以本次设计选用1985国家高程基准。7.2布网原则水准网的布设必须按照水准网的布设原则要求来，根据项目需要以及测区实际情况，明确水准网等级，按