控制测量技术设计书模版.doc

湖南安全技术职业学院控制测量课程设计设计题目： 班级名称： 学生姓名： 指导教师： 2010年06月*控制测量技术设计书1、总述1.1测区概况1.2作业依据1.3已有测绘资料及分析2、平面控制网布设方案及论证按照城市一级导线要求设计控制网方案3、高程控制网布设方案及论证按照三等水准要求设计控制网方案4、技术依据及作业方法5、作业组织及工作进程计划6、上交资料成果附： 控制网技术设计书示例工程控制网技术设计一、总述工学院测量系测绘工程专业级实习队于年月经省局介绍，与煤电集团洽商。决定承担该矿区控制网的施测任务。5月上旬开始控制网设计工作，由实习队指导教师执笔，并经集团公司、矿有关技术人员讨论编写了技术设计说明书。5月中旬造标埋石，下旬开始施测，7月上旬正式提交全部成果。集团行政隶属省县，其地理位置为东经、北纬。集团下分五个生产工区，在测区内，尚有地、县、乡属的几个小矿。据“矿区地质勘探最终报告”记载，本矿区已有50余年的开采史，老矿甚多，而测绘资料全无。解放后，于一九五六年曾施测过19.1平方公里的15000地形图，并布设过一独立的四等三角锁。一九六三年煤田地质局修测、重测、增测了11.1平方公里15000地形图。至今二十多年来，矿区生产有很大发展，而原三角点多在采空区上方，并已有明显的移动。随着矿区范围的不断扩大，工程设施的不断增多，“三下”采矿重大课题的提出，原有控制网的精度、密度已远远不能满足实际生产的要求，因此，目前重建矿区统一的控制网，显得非常必要。（一）测区概况根据矿山当前生产及今后之发展远景，由煤电集团公司、矿和实习队三方有关技术人员初步商定，经矿长、主任工程师同意，圈定控制网范围内，东起，南达，西近，北至。控制面积按ns2（n=19为三角点数；S为平均边长：2.3公里）估算为100余平方公里，按0.85，实算为89.2平方公里。测区地理属低山丘陵区，北高南低，测区内最高海拔近320米，最大比高约为80米，地势起伏不大，山头多种有稀疏松树，尚未成材，通视条件良好。测区属大陆性气候，五到月为雨季，七月至十月旱季。年最高气温不超过39，冬季下雪时间颇短，冻土深度一般为5厘米。测区交通极为便利，有铁路和公路穿越矿区。测区内居民点较多，人口多为汉族，亦有少量回族，工农关系尚好。（二）作业依据：根据矿区范围之大小、工程建设之需要以及矿区大比例尺测图的精度。确定矿区首级平面控制网（主网）的等级为四等网。为顾及今后“三下”采矿对高程的要求，确定矿区首级高程控制为三等。为便于矿山能及时使用，在首级平面、高程控制网的基础上，在矿属五个主要生产工区，适当用5级加密网，布设近井点，用四等水准加密高程控制点。矿区首级平面、高程控制分别按国家测绘总局一九七四年颁布的“国家三角测量和精密导线测量规范”和“国家水准测量规范”执行。矿区平面、高程加密网按国家测绘总局一九七九年颁发的“地形测量规范”执行。（三）起算数据之来源：平面控制网之起算坐标和坐标方位角采用矿区东部的国家一等基线网两端点：基北和基南联测至矿区，起算边长由光电测距仪直接测定。高程控制网由二等水准点（线）13。15起算。高程坐标采用正常高高程系统，为一九五六年黄海高程系统。平面坐标系统为一九五四年北京坐标系，平差计算投影到30带高斯平面上进行。二、平面控制网（一）测区原有平面控制成果分析测区东部正处于国家一等三角锁“”、“”的交会处，布设有一等基线网。基线两端点：基北位于五工区东部约500米之稻田中，基南位于县东南约3公里，基线网的一次扩大点位于测区内，该网由总参测绘局于一九五六年施测，一九五六年平差。施测时，基南、基北均设有近30米的双层钢标，因年久失修，保管欠妥，基北钢标于一九七九年到塌，基南钢标内架尚好，外架因下部部分横梁、拉材被盗，今已摇摇欲坠，急待修复，但两端点标石仍保存完好。一次扩大点，原设有3米之寻常标，但经实地踏勘询问，发现标架早坏，上部标石已破坏。后至省测绘局调查，该点系埋设三层标石，今下部尚有混凝土结块，因受工具限制，当时未能全部挖开验实。测区南端还有长江流域规划办公室于一九五三年至一九六年施测的等点姚家岭，经实地踏勘，标石已毁。在矿属的一、二、三、四生产工区范围内，于一九五六年由测绘大队第分队为施测15000地形图曾布设的一独立四等三角锁。该锁平面坐标由天文点起算，天文观测用T2仪器，4个星对，用60等高方法观测两组确定其概略经纬度，其测定精度为m=0.98，m=0.01。起算方位角（）用北极星任意时角法测定其天文方位角，其精度为m=0.61。锁之两端布设二条基线，用三条钢质线尺同时丈量，计算中加入了倾斜改正，重力变化改正及悬链线不对称改正、投影改正。基线网用T2仪器观测12测回，两扩大边之相对中误差分别为137.4万、1/8万；方向中误差分别为：0.55、1.93，三角锁共有15个三角点，用T2仪器观测9测回。平差后测角中误差为1.51，最弱边（）之相对中误差为1/10.8万。一九六二年煤田地质局队进行补充勘探时，为增测、重测部分1/5000地形图，是在上述三角锁的基础上，局部进行加密，以满足测图需要。上述有关独立四等三角锁的资料均系由地质报告中摘取。由于资料中存在着最弱边的精度高于起算边的精度之错误（五七年、六五年两次地质报告中均同），至今时隔二十余年，单位多次变改，资料几经周折，无法详查。现省煤田地质勘探公司队仅有点之坐标。经实地踏勘，目前尚有6点三角标石保存完好。标石虽存，但标志已破坏，不能使用。且上述各点多在采空区上方，部分点位已有明显移动。在踏勘选点时，发现尚有一些来源不明的标石，如埋设有标记为N-104字样的标石一座，因时间关系，未能予以详细调查。综上所述，为了便于使矿区现有之测绘资料统一于国家系统，在设计时顾及到尽量利用原有而且标石完好的老点，是完全必要的，特别是有些老点虽然位于采空区上方，但现已开采多年，且日逐稳定，因而利用这些老点也是可行的。（二）选点、选标、埋石工作根据本矿生产工区主要集中于西部这一特点，矿区控制网布设为西部有二排中点多边形三角锁。在进行实地踏勘选点时，采用多组平行作业。由于测区内地势起伏不大，东南部多为海拔270米左右的小山丘，小山丘多建有茶场，新建的职工宿舍有的高达三层，因而使原设计方案不得不予以实地变动、修改。如原设计的三角点“”与三角点“”方向因青年茶场、光华茶场三层楼职工宿舍所挡而无法通视，造成三角形无法传递过来。若建造高标，显然极不经济，因而只好放弃。而该点点位只好改选在寨独立山包上。测区东部，起算点基北，地势低，联测需通过县城，因而于实地经多方案比较，将、等点变动为百货店四楼平台、等处。选点精度详见附表一。三角点选点精度统计表 表一三角网等级三角点点数图形个数边长（KM）最小之求距角最弱边图形权倒数新点旧点单三角形大 地四边形中 点多边形最大最小平均1360064.11.62.3297.2根据矿方要求在、建造6米钢标共6座。钢标由实习队提供图纸，矿机修厂加工，于实地整架安装。其余各点均采用直径为5厘米、高为3米之木质花杆作照准目标。对于边长较大，背景较差的、三点，花杆上套以高为0.8米，直径为0.15米的照准园筒，用红纸表糊作为照准目标。基北点位埋设较深，观测时，晚稻正处扬花季节，竖立之三米花杆仅高出禾苗1米多，视线遮光影响很大，而且背景很差。因此，基北花杆采用下部安装平板脚架，用垂球对点，在脚架上竖立花杆，用两层钢丝拉紧（花杆顶部仍套住圆筒），多方向用垂球线检查花杆的对中和铅直，以达到提高基北照准圆筒的高度，效果亦较为理想。本网利用旧有标石之点位有：、等。其余各点均埋设规格为153065的一层柱石。（三）起始边测量：本网依矿方要求，布设了三条基线，用BJC-1型激光测距仪直接测定。作业前，对仪器经过鉴定，在两条基线边上进行比测，确定仪器常数。仪器所用晶振用E323A校准至标准值，频率误差小于110-7。空盒气压计和通风干湿温度计分别与水银气压计及一级温度计对比并校正好。仪器于测前、测后皆与基线进行比对，测前与测后所测基线与原基线长度相比，分别相差2毫米0.5毫米。起始边观测均选择早晚前后大气状态比较稳定时间进行，每边观测四测回，观测质量良好。起始边观测精度鉴定表 表二测距边名称一测回观测中误差平均值中误差边长相对中误差5.9mm3.0mm1/7800008.6mm4.3mm1/4800003.4mm1.7mm1/9200002.3mm1.2mm1/1640000（四）外业观测工作外业观测按国家规范执行。作业前，对参加作业的9台J2级光学经纬仪（T2一台、010三台、苏光J2型五台）之照准部旋转是否正确、光学测微器行差的大小、垂直微动螺旋使用之正确性、照准部旋转时仪器底座位移而产生的系统差大小、以及水平轴不垂直于垂直轴之差值大小等五项都进行了检验测定，其结果证明仪器性能良好。作业时，水平角观测9测回。连接方位点基南的水平角联测单独进行，仍观测9测回，垂直角均用三丝法观测2测回。各项限差均符合规范要求。根据教学要求，每一同学均参加了作业，每一三角点均有两套以上成果，故在观测手簿中有的虽完全符合要求而未予采用的均全部划掉。全网重测数为方向测回，占总方向测回数%，远低于规范限差。设有钢标之三角点，均进行了归心投影，归心元素之测定均采用三方向图解法，投影质量均符合要求。三角高程网由等水准点联测至和作为高程起算点。三角网外业观测结果质量统计表 表三三角网名称三角形个数三角形闭合差条件式自由项011222.52.53.53.5557基线条件极条件计算值允许值计算值允许值矿四等网237715301360.9132.790.1028.926.4928.9025.5727.471.4721.3311.4924.120.2423.960.8423.07三角高程网观测精度统计表 表四网名及等级地质特征边长三角形个数三角形高差闭合差分 布一公里高差中误差（mm）几何水准点之高差闭合差最大最小平均00.10.10.20.20.3边 数计算值(cm)允许值（cm）丘陵4.121.592.282322101.84-326（五）平差计算平面三角网采用分组平差法进行。共有条件式37个，其中图形条件23个，圆周条件，极条件各6个，基线条件2个。为满足教学要求，学生都独立进行计算。平差后，测角中误差为1.46，最弱边（）权倒数为（以对数第六位为单位）7.21，相对中误差为1/106000。三角高程网采用多边形平差法进行。平差前对各对向观测边进行了验算。全网共23个条件式，平差后一公里的单位权中误差为：m。三角形平差后质量鉴定表 表五等级观测角度改正数平差后测角中误差权倒数相对中误差边名备注011223344W最大值4619400-2.31.467.211/106000最弱边1.141/220000三、三四等水准测量（一）测区原有高程控制情况：测区及其附近有“至”（线）二等水准点四个（64、13、14、15），系省水利厅于一九五七年施测，属黄海高程系统。经实地踏勘，发现14、64两点标石已毁，13水准点原处旱地，现已改为水田，标石完好，15埋设在屋前，保存完好。一九五六年测绘大队第分队在布设独立四等三角锁之同时，曾敷设过四等水准环形线两条，因无点之记，无法寻取。仅了解到矿区附近有“地质局4024”水准点一个（属吴松口高程系统），位于水稻田中，标石尚好。（二）水准网布设情况在二等水准点“13”和“15”之间沿公路布设一条三等水准附合路线，由二工区至四工区布设一条三等水准支线，三等水准路线全长14.2公里，共埋设三等水准标石7座。一工区、发电厂布设四等水准支线各一条，二、三、四工区布设四等附合线一条，并将“地质局4024”四等水准点联测，以便了解在本区两高程系统之关系，五工区布设四等闭合环，四等水准线全长25.3公里，共埋设等水准标石8个。三、四等水准标石采用304040厘米普通混凝土，瓷质标志同一规格，仅以注记区分。（三）外业观测三、四等水准测量均采用DS3型水准仪配合区格式木质水准标尺进行观测。作业前对水准标尺进行了标尺的垂直性、零点差和红黑面常数差的测定，作业前后对水准仪均进行了水准轴与视准轴不平行性的测定和检校。三等水准测量采用中丝读数法进行往返或双向观测，四等支线采用单向往返观测，四等闭合环，符合线均采用单程观测。（四）平差计算计算水准点概略高程时，取水准路线各测段之往返或双程观测值之平均值作为最终观测值，并加入了水准标尺一米间隔真长之改正及路线闭合差改正，鉴于测区水准路线不长，纬差甚小（约1左右），海拔不高，正常水准面不平行的改正完全可以忽略不计，故未加入。三四等水准测量精度统计表 表六路线名称等 级路线总长度一测段最大测站数一测段往返最大不符值或闭合环不符值（mm）平差后一公里观测中误差（mm）实测值允许值等线14.238+14.319.72.1等符合线8.928-24.059.78.1等闭合线12.432+2.070.41.3等支线4.020+10.626.03.5四、5级加密网为满足矿山工程之需要和局部地区1/2000地形测图的要求，在五个生产矿区、矿部，在四等网的基础上用5级小三角点精密导线进行加密。一工区采用大地四边形，二、四工区、矿部采用线形三角形，三工区采用精密导线，五工区采用固定角插入一点。为旧网老点，地势较高，矿区原有资料使用较多，仍采用三角网内插一点进行施测。各生产工区至井口附近都建立了5三角点。5级三角点在各工区之近井点都由工区测量人员埋设，标石规格采用102040厘米普通混凝土，铁质标志，建筑物上之5点采用混凝土固结铁芯作为标志。5级三角点观测与主网分别进行，水平角用J2级经纬仪观测三测回。垂直角三丝法观测一测回。5级加密网均采用严密平差法进行。5级加密网精度表 表七网锁名称角度改正数平差后测角中误差点位中误差或相对中误差0|22|44|66|8以上精度点边名称三角形内插一点7200固定角内插一点32003.5cm-11大地四边形51103.743.8cm-8线形三角锁118103.981/38000庵堂山5五、提交成果一览表1.1/25000平面控制网高程控制展点图1份2.水准点点之记1本3.三角点水平角观测手簿（四等点17本，5点10本）27本4.三角点垂直观测手簿（四等点14本，5点6本）20本5.三四等水准测量观测手簿（三等3本，四等6本）9本6.光电边观测手簿1本7.三角点归心投影资料1本8.J2级光学经纬仪检定资料4本9.DS3型水准仪检定资料1本10.区格区木质水准标尺检定资料2本11.三角测量 概算资料1本12.三角网平差计算资料1本13.5加密网概算，平差计算资料1本14.三四等水准测量概算高程计算资料1本15.三角高程验算、平差计算资料1本16.三角点成果表5本17.水准点成果表5本18.技术总结报告1本灯湖矿区控制测量技术设计书班级：测绘022班 姓名：赵卫 学号：40240072 （一）作业任务及测区概况 1作业目的及任务范围灯湖矿区位于广州市灯湖煤田东北域，煤藏量为10000亿吨。要求于2005年XX月之前，完成建网任务和提交阳春一矿的54 的1：2000和23 11000地形图。在全矿区建立统一的具有足够精度密度的平面控制网与高程控制网。另外，为贯通工程需布设一个专用控制网，要求两近井点横向相对中误差小于30mm。灯湖矿区的测图总面积为77km2。 2测区概况 测区地处华东近海地区，玉山东南方向；大牛山以北的地区。面积约为77平方千米，行政律属广州市。测区内的主要的城镇有马林，史庄，白马村，小刘庄，广兴镇，广平庄，五店，王家屯，大北望，小北望等分散列式的农庄。灯湖地区有海拔在80米到300米的玉山，大广山，太山，广山，大牛山等低山。测区的地势比较崎岖。测区内的主要的交通状况有铁路支线通过，村间的大道可以行使汽车，交通比较方便。测区位于华东地区，气候宜人。全年的降雨量为1040毫米，雨量主要集中在6，7，8月。全年的平均气温在+15摄氏度，夏季的气候较高，一般在30摄氏度左右，冬季有雪，但不寒冷，最低的温度为-5摄氏度，冻土线深度为0.1米。全年的风力为23级，夏季略受台风的影响。(二)已有测绘资料及分析 1平面控制部分测区内有国家二等网中的控制点三个：玉山，太山，广具山。系1959年由西安科技大学测绘队实测。采用的是1954年北京坐标系。平差后网的精度：测角中误差为0.91秒，最弱边边长的相对的中误差为1：17000。造标的情况良好。经勘测标石的质量良好，可以应用。 2高程控制部分本测区内有三个二等的水准点，但依点之记只找到其中的两个：II2，II-4，且标石的质量良好。系由1979年西安科技大学测绘队实测。测绘的精度埋石的情况与质量均符合现行的规范要求。为1956年黄海高程系统。本次高程控制网采用了这两个点。 (三)坐标系统的确定因为该矿区位于3带第四十带内，其中央子午线为120，矿区中心处的横坐标值以 ,地面平均高程值 。现算出在地面上的长度投影变形比为可见，在国家的统一的坐标的系统里，矿区的投影长度变形并未超过1/4万的要求，故采用国家统一的坐标系。 (四)平面控制网布设方案及论证 根据矿区控制网布设原理及原则，拟设以下两个方案： 1方案以玉山，太山，广具山等国家的二等控制点为起算得点，在全区里布设三等的导线网，设平均的边长为3000米，导线的全长15千米的要求。然后再需测1；2000地形图的地区，布设用于测图的导线，同理，在需测1：1000的地区也要布设用于其测图的导线。该方案的布网略图见图1-1，精度情况见表1-7(最弱边精度估算过程从略)，导线网的经费统计表见表1-8。表 1-7 精 度 统 计 表（对导线网）网名等级点 数已知方位角导线总长度(km)边长（km）方向角闭合差导线全长最大相对闭合差最弱点点位中误差巳知未知最长最短最大最小平均最大最小灯湖矿区三等3个7个011.17.83.12.02.66秒4.2秒1/600002.14表1-8线网的经费统计项目等级个数费用待定点的平均费用测方向三等1157750/N=10128元人民币测边三等11 15277待定点三等88000总费用81027元人民币图1-1 方案1的布网略图2方案以玉山，太山，广具山等国家的二等控制点为起算得点，在全区里布设四等的导线网，设平均的边长为2000米，导线的全长10千米的要求，起算方位角的误差为1.5秒。如图1-2所示，精度统计见表1-8(估算过程从略)，以及经费的统计见表1-10。表 1-9精 度 统 计 表（对导线网）网名等级点 数已知方位角导线总长度(km)边长（km）方向角闭合差导线全长最大相对闭合差最弱点点位中误差巳知未知最长最短最大最小平均最大最小灯湖矿区四等3个18个0107.72.41.21.79.8秒8秒1/40002.69表1-10的经费统计项目等级个数费用待定点的平均费用测方向四等2323000/N=5555元人民币测边四等2369000待定点四等1818000总费用100000元人民币图1-2 方案2的布网略图 3方案对比 方案I首级网精度高，点位分布均匀，利于分区分期进行加密，加密网的密度和精度能依工程要求灵活确定，先期工作量不大，二次性投资较少。方案虽可一次获得布满全测区的控制点，分布比较均匀，但工作量大，一次性投资多，首级网精度偏低。综合对比，决定选取方案I。 根据测区的需要，在石红和上村间布设专用的贯通控制网，采用独立的坐标系统。它的经费的预算如下表。专题网的布网略图见图1-3.项目等级个数费用测方向356944测边314500总经费6944+4500=11444元人民币图1-3 专题网的布网略图 （五）高程控制网布设方案以国家二等水准点II-2,II-4起始点，布设一条三等水准附合路线，作为矿区高程首级控制网。一条自陈楼点起，经路窝，沿村镇大路附合到白马村，长11km。另一条从白马村出发，沿小刘庄，经李花村三元里，小南望附合到陈楼，长14.8km。 然后在急需测图地区，以四等水准进行加密，并以四等水准支线将高程引测到四等的导线点上，作为高程网的起算点.见图1-4。图1-4 专题网的布设略图三等水准路线中高程的最弱点为-9点，其精度按下式估算(估算路线见图1-3)：P1=1/L1=1/9.5=0.105P2=1/L2=1/9=0.111P=P1+P2=0.216MIII-5=M1/P=3.01/0.216=6.5mm (六)技术依据及作业方法 l技术依据 考虑到灯湖矿区在未来的发展前景，控制网的布设依据为城市测量规范和国家三角测量和精密导线测量规范、国家水准测量规范。 2觇标、中心标石、水准标石的类型和规格 根据本测区地形及地质情况，三等导线控制点均选用角钢制作的4.5m钢寻常标，具体规格见城市测量规范附录三。 三等导线点的中心标石用混凝土灌注，具体规格及埋石的要求见城市测量规范附录二。 三等水准标石采用混凝土普通水准标石，规格及埋石的要求见城市测量规范附录二十三。 3仪器选择及检验要求 三等水准测量选用J2型的经纬仪三台，测距仪两台，S1的水准三台和因瓦钢尺一对。 各类仪器的检验的项目均按“规范要求进行。 4观测方法及限差 三等导线测量采