高程控制测量优化设计书.doc

高程控制测量优化设计书1 总述 本次测量的任务是根据学校的课程安排，在老师的指导下把班级分成若干的实习小组，以平顶山新城区从市政府至卫生学校的环形测区为主要的实习区域，以四等水准网加一级导线为标准建立平面控制网.控制面积估算为1.54平方公里。因此工作量并不算大，从16日至19日完成控制网设计工作，于20日起草完成技术设计书报告。1.1 设计目的1、 落实控制测量的教学实践环节；2、 全面了解编制技术设计的要求，能够独立编写技术设计；3、 保证布设的控制网既满足质量要求又做到经济合理4、编制指导布设控制网的技术依据（指导生产的技术文件）1.2设计任务和要求1、 平面控制网的技术设计，要求分两级控制：首级为四等网，加密为一级导线；2、 高程控制网的技术设计，要求分两级控制：首级为三等水准网，加密为四等水准路线或四等三角高程网；3、 严格遵守规范要求，精心设计，合理安排；4、 编写具体的布网方案、作业方法、技术要求，选用标石类型、规格及现有成果的联测利用等规定和方法。5、 选用统一的坐标系统和高程系统。2 测区概况2.1测区位置及面积X: 3737828.852m3739141.998m; Y: 424176.726m424947.941m。施测范围呈不规则形状，范围面积约520472.346 m2。详见附图一。附图一2.2地理概况 平顶山市新城区的规划勾画了一条东南西北走向的历史文化和生态发展轴线。新老城区之间通过生态园这条生态廊道相连。新城区的规划范围是北至漯宝铁路，东至姚孟电厂，西至毛营军铁专用线,南至水库，规划共分三个阶段：起步区7.6平方公里，近期规划面积40平方公里，远期规划面积100平方公里。新城区的规划形态是带状，交通流量主要是东西方向，新城区与老城区之间距离10公里，通过6条城市道路和规划的轻轨交通相互联系，十分钟即可到达。向西通过2条公路和郑石（郑州至石人山）高速公路与鲁山县和宝丰县相接，北部的漯平洛高速公路出入口在新区起步区东部2公里处，通过此入口向东南20公里处即可接许平南高速公路。四通八达，快捷顺畅的交通联系对新城区的建设必将起到积极的带动作用。 新城区起步区北依香山,湛河、漯宝铁路、漯平洛高速公路在北面穿过，白龟山水库西干渠纵贯南北。教育科研文化区位于新城区北部和起步区东部的锅底山一带；纬四路南侧从东至西分别为：平顶山市工业学校、平顶山工学院、平顶山卫校、平顶山金世纪高级中学，与纬四路北侧的文化居住用地一起构成新城区的教育文化景观轴线；行政办公、商业金融区位于主干道纬一路以北；居住区主要沿滨水地带布局工业园区位于新城区西北部；新城区的给水、排水、电力、通讯、热力、燃气以及污水处理厂等市政工程规划也充分结合城市的发展需要。3 作业依据 1、国家三、四等水准测量规范(GB1289891)； 2、城市测量规范(CJJ8-99)； 3、1：500、1：1000、1：2000地形图图式(GB/T7929-1995) 4、1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码(GB14804-93)； 5、本技术设计书及相关技术补充规定。4已有资料及利用4.1 平面控制资料平顶山市已有GPS控制点（中央子午线114带高斯平面直角坐标，参考椭球体为克拉索夫斯基参考椭球体）作本期一级导线起算数据,使用时平面坐标表示X（N）加分带号和百公里数，Y（E）省略分带号。4.2 高程控制资料 高程点采用平顶山工学院测量实习基地控制点成果表（按一级闭合导线网的要求施测；导线总长3000m；相对闭合差112000。高程为水准点。）4.3 其他资料 平工西校区总平面图，河南省平顶山市新城区分区规划（2004-2010）土地利用规划图。5 平面控制测量5.1四等导线测量5.1.1 布网 在各等级GPS网（点）的基础上，布设城市一级光电测距导线，沿道路及测区边缘，以多结点网或附合路线的形式布设(详见附图三)，不允许布设闭合导线。结点导线网导线节长度一般不宜大于附合路线规定长度的0.7倍；导线平均边长应控制在300m之内，长短边比不应超过1:3。主要技术指标按表1规定执行。5.1.2选点、埋石 1、城市一级导线点位应选定于便于利用和能长久保存的位置。相邻点之间通视应良好，便于观测及长期保存使用。 2、城市一级导线点应埋设标石，位于高层建筑物顶上的控制点，不得埋设于隔热层上。中心标志（包括水泥、沥青路面）采用特制铸铁标志，测区内已有的埋石标志应尽量利用，避免重复埋石，以防后续使用错误，城乡接合部标石制作及埋设应按规范要求执行。标石规格及埋设要求见附录一。 3、城市一级导线点点号以JMI再加流水编号，如JMI01、JMI02、JMIn。编号在导线节中应尽量做到顺序连号，不得有重号。埋石后，测区检查人员必须对埋石情况予以检查，方可进行观测。5.1.3水平角观测 1、水平角观测采用DJ2型全站仪按方向法观测。观测前，所使用之仪器应按规范第2.3.1条要求进行检验。记录可使用各种电子手簿或人工进行记录。可不作度盘和测微器的位置分配。 2、一个测站观测方向数少于或等于三个方向时，可不归零。 3、在高级点设站时，应尽可能联测二个高级方向进行检查，观测值与原平差角之差应2（式中m1、m2为相应于新、旧成果等级规定的测角中误差）。 4、水平角观测成果的重测和取舍按规范第 2.3.12条执行。水平角观测技术要求按表1执行。5.1.3导线边长测量导线边长测量与测角同步进行,采用电子记录。 1、一级导线边长以经鉴定后的电子全站仪单程测定二测回（每测回二个读数记录，但在记录之前应先预测几次，边长稳定后再作记录），测距一测回内读数较差应5mm，测回间较差应7mm。测距时温度气压只在测站读取，温度读至0.5，气压读至1Hpa。仪器加乘常数，气象常数可直接置入全站仪自动改正。 2、导线边长改平，垂直角采用与测角测边同型号全站仪按中丝法与测边同向观测二测回，技术要求按表1执行。 3、测距仪器高、反光镜高直接量至0.001m。所测边长经仪器常数、气象改正后应投影到城市高程面0m后，再归算到高斯平面，测区平均经度为114,测区平均曲率半径R=6364245m。6 一级导线、水准测量的方案图形及分析：方案 g9，g11为已知点，K1.K2.K15为四等控制网点，1，2.11为加密网点具体参数详见 表三 形及精度统计表7技术总结用CAD设计控制网一.设置。打开CAD，在“格式(Format)”菜单下设置点类型(Point Style)为一种可见样式如圆形，设置字体样式(Text Style)及合适的字高，在“捕捉”设置中设置捕捉节点（Node）。二.绘已知点。1.建立图层：层名“已知点”，设定颜色（如红色），以与未知点相区别。2.使用POINT命令，分别输入已知点的Y、X、H，如果不需高程，则可不输H，由于CAD中的坐标X、Y与测量的X、Y相反，请勿必先输Y再输X。以单行文本(TEXT)命令在靠近该点的右边写上点名。点名不能换行。如果高程为0，程序读入时将默认为没有输入高程，如果恰巧有已知点的高程为0，则需要在读入程序后的已知数据表内填入0。3.重复第二步输完所有已知点。可以自定义命令以简化输入。4.可以先将所有点制作成.dat的文件，再在cass7.0里展开。三.导入地形图。 如果已有测区小比例尺的地形图，则导入地形图，用对齐(AL)命令将地形图上的控制点与已知点对齐。调整显示顺序（DR）使地形图显示最后。四.绘未知点。1.建立图层：层名“未知点”。设定与已知点层不同的颜色，可以一目了然看出控制点与点名是否确实位于同一图层。2.使用POINT命令，用鼠标在图形中点取未知点位置。以单行文本(TEXT)命令在靠近该点右边写上点名。3.重复第二步输完所有已知点。五.观测数据。1.方向：建立图层，层名“方向”，以“直线”(L)命令连接测站与各照准点(使用捕捉)。注意方向别反了。请选择可以指示出方向的线型，可以自定义线型。2.边长：建立图层，层名“边长”，关闭“方向”层（以避免混淆），用“直线”(L)命令连接观测边的两端点(注意要使用捕捉)。3.高差：建立图层，层名“高差”，关闭“边长”层（以避免混淆），用“直线”(L)命令连接观测高差的两端点(注意要使用捕捉)。技巧：如果层名设为“方向边长”，则在此层以Line连接的直线代表这两点间即观测了方向又观测了边长，同样层名设为“边长高差”，则在此层以Line连接的直线代表这两点间即观测了边长又观测了高差，以此类推。为各图层设定不同的颜色，以方便判断直线、点、文字等是否确实位于该图层。六.需评定点间误差的不相邻点。建立图层，层名“点间”，以“直线”(L)命令连接该两点。则该两点将评定相对点位误差。七.读入程序 在本程序的图形窗口中按“读入CAD图形”命令读入该图形，设置先验误差后即可计算。如果成果超限，则移动未知点位或增删观测数据。如果图形读取出错则可能的原因有：1.所有的控制点均应以point命令输入了点。并且所有点都在“已知点”或“未知点”层中。高程恰巧为0的已知点其高程应在程序中重新输入。2.所有点都应以单行文本命令（TEXT）在右边写上点名，不能以多行文本（MT）写入，而且点名与对应的点必须同图层，当设置了合适的图层颜色后，可以通过颜色看出控制点与点名是否确实位于同一图层。而且该点名的起始点与其对应点的距离必须比其它文字都要近。3.所有直线都必须是“直线”（Line）命令绘制的，不能是多义线。直线两端点必须捕捉在控制点上。所有直线必须位于正确的图层上。当要移动未知点时可以使用“伸展”（Stretch）命令同时移动该点及拉伸与该点相连的直线。8附表、附件。附表1 电磁波测距导线主要技术要求 级别 项目一级二级图根一级图根二级DJ2DJ2DJ6DJ2DJ6DJ6水平角测回数213121测微器两次重合读数差（）331831818半测回归零差（）881881824一测回内2C互差（）131313同一方向值测回互差（）92424附合路线长度（km）4.02.81.51.0最长边长（m）450300200120平均边长（m）35020010080测边中误差（mm）15151515测角中误差（）581220方位角闭合差（）10162440导线全长相对闭合差1/160001/120001/60001/4000导线全长绝对闭合差(m)0.260.220.22垂直角测回数（中丝法）22211垂直角指标差互差（）1515251525垂直角互差（）15三角高程路线同一边往返测高差之差（m）0.1S0.4S高程路线闭合差（m）0.050.04 导线网中最弱点点位中误差（相对于起算点）（cm）5备 注1.N为导线折角数，S、D为边长（以km为单位）；2.首级附合路线长度短于规定长度1/3时，导线全长绝对闭合差0.13米。附表2 四等水准观测的主要技术要求 级 别 项 目三等水准四等水准附合路线长度（km）4515支线路线长度（km）10结点间路线长度（km）3010最大视距长度（m）80100前后视距差（m）3.05.0前后视距累积差（m）6.010.0黑红面读数差（mm）23黑红面所测高差之差（mm）35检测间歇点高差之差（mm）35路线或环线闭合差（mm）1220支线往返高差不符值（mm）1220测站高差取位（mm）0.10.1高差取位（mm）11检测已测测段高差之差（mm）2030备 注L、R以km为单位，不足1km按1km计算附表3网形及精度统计表项目单位数据备注平面已知点数个17平面未知点数个11方向观测设站数站27方向观测总数个62边长观测数条17最大边长m450.74454最小边长m34.36210k9验后平面单位权中误差验后测角中误差最大平面点位中误差mm9.14点名：11最大平面相邻点间误差mm6.5711k9最大方位角误差4.493k11最大边长误差mm4.7276最大边长比例误差1/2812710k9高程已知点数个7高程未知点数个21高差观测数段30验后高程单位权中误差mm最大高程中误差mm11.88点名：k15最大高程相邻点间误差mm6.76k8k9附表4优化设计模拟数据精度表测站照准点方位角中误差()边长中误差(mm)边长相对中误差k5k60.00k5k40.00k523.32k6k70.00k673.554.401/ 48917k683.374.331/ 48279k6k50.00k7k80.00k7k60.00k8k90.00k8k70.00k9k100.00k9k80.00k9103.51k10k110.00k10k90.00k11k120.00k11k100.00k1134.261/43630k12k130.00k12k110.00k13k140.00k13k120.00k14k150.00k14k130.00k15k10.00k15k140.00k1g110.00k1k150.00g11k20.00g11g90.00k2g110.00k2k30.00k3k20.00k3k40.00k313.981/52313k4k30.00k4k50.001k121.823.971/411651k33.27343.314.121/408283k115.49423.344.371/41684433.31451.812k53.324.321/52602243.34763.884.721/474357k63.55653.214.541/51788673.88541.814.351/ 64550592.964.201/54229563.215113.42892.824.301/532698k63.379103.073.811/57506982.82952.9610k93.514.231/ 481271093.0711k94.844.471/459781153.424.701/48906附表5优化设计模拟控制点成果表点名坐标高程( m )备注X( m )Y( m )g939032.944423847.802153.050g1139143.081423681.608152.831k638321.171424147.322k738281.601424641.341k837834.912424653.167k937834.631424125.932107.621k1037832.573423644.804107.906k1138086.859423260.068107.906k1238375.342422939.315106.076k1338542.722422749.618k1438848.839422881.985k1539330.998422923.169k139298.512423301.562k238821.006423173.320k338564.260423105.604121.869k438345.192423251.284k538302.304423515.820138492.430423053.323338065.269423314.036438068.425423482.066238205.429423503.097538063.585423932.783638299.093423938.973738298.580424115.226838290.352424165.567938061.537424160.5921037842.230424159.4431137836.742423922.284附表6点位误差点名坐标误差误差椭圆参数高程中误差(mm)Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度 分)k64.45k77.73k86.03k134.68k146.34k1511.88k15.66k24.30k44.23k54.3413.232.724.223.991.40 38 482.4032.004.074.544.271.53108 422.2843.563.194.783.713.02 28 293.6524.291.674.604.321.57 8 024.3053.693.785.293.913.55 52 033.8464.825.256.925.383.48 51 434.9272.583.634.454.400.67 55 064.6483.772.204.374.330.58150 214.5193.883.255.063.883.25 1 323.74101.214.094.274.230.57 75 161.79117.397.