北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书.doc

北京市测绘院标准长度检定场建场 技技术术设设计计书书 国家测绘局第一大地测量队 二 六年一月 1 北京市测绘院标准长度检定场建场 技技术术设设计计书书 审批单位 设计单位 北京市测绘院 国家测绘局第一大地测量队 审批意见 审批人 审 批 人 设 计 人 郭赞峰 2006 年 月 日 2006 年 月 日 2 目 录 1 任务概述任务概述 3 2 技术依据和精度指标技术依据和精度指标 3 2 1 技术依据 3 2 2 精度指标 4 3 设计方案设计方案 4 3 1 设计原则 4 3 2 场地要求 4 3 3 设计方案 5 4 观测墩埋设观测墩埋设 6 5 基线测量方案基线测量方案 6 5 1 施测方法和使用仪器 6 5 2 基线测量 7 6 质量控制和上交成果资料质量控制和上交成果资料 9 6 1 质量保障措施及要求 9 6 2 上交成果资料 10 附图一 基线观测墩示意图 附图二 强制对中盘 3 1 任务概述任务概述 随着科学技术的发展 测绘仪器技术也取得长足的进步 自从 电磁波测距仪 尤其是全站仪的出现 使测绘生产效率得到极大提 高 由于国民经济建设 国防安全和科学研究的需要 我国先后引 进了大量的测距仪和全站仪 国内企业如南方公司 苏一光等公司 也积极研发跟进 实现了国产化 使全站仪的使用迅速得到普及 为确保计量法规的严肃性和科学性 计量标准的有效性和可靠 性 北京市测绘院根据行业发展的需要及市场拥有测绘仪器的现状 特委托国家测绘局第一大地测量队 设计并建立 北京市测绘院标 准长度检定场 野外大量值标准长度检定场的建立将可以对多种电磁波测距仪 和全站仪的加 乘常数 综合精度进行测定和检验 对其它外业大 长度量值进行传递和对比等都有着非常重要的现实意义 也为交通 水利 地震 测绘 城建 地质等各部门的基础性科学研究和工程 建设 提供广泛的计量保障 2 技术依据技术依据和精度指标和精度指标 2 1 技术依据技术依据 中华人民共和国国家标准 比长基线测量规范 GB16789 1997 精密工程测量规范 GB T15314 94 北京市测绘设计研究院标准基线工作站及科研楼工程地质灾害 4 危险性评估报告 2 2 精度指标精度指标 比长基线设计丈量精度等于或高于 1 10 6 即 1ppm 3 设计方案设计方案 3 1 设计原则设计原则 比长基线的长度应在 1000 米以上 本基线场长度设计为 1032 米 按 24 米因瓦 INVAR 基线尺的整倍数进行分段 一般分成 7 12 段 应注意基线段的全组合边长一般不能重复 各分段点埋设 具有强制对中标志的观测墩 3 2 场地要求场地要求 选址人员在实地选址前 应收集测区的资料 包括 1 50000 或 更大比例尺地形图等资料 然后在技术设计的基础上 选址员到实 地勘测 了解情况 最后选定场地 场地的基本要求为 场地一般选在交通方便 地质构造稳定 没有断层 便于管理 和长期使用的地方 场地应远离干扰物和反射物 如高压输电线 微波发射塔 无 线电发射塔 雷达站以及其它强电磁波辐射装置地段 场地应选择地势平坦 植被良好 总坡度小于 1 的等倾斜地段 基线两侧附近无湖泊 水塘 沙沟等 离金属网栅栏的距离不 5 小于 3 米 离建筑物不小于 2 米 测线上无干线公路横穿 在基线延长方向上尽量避开高大的建筑物 3 3 设计方案设计方案 基线全长 1032 米 共 10 个观测墩 各段距离设计如下 单位 米 1 23456 72244848120144168 78 192216 910 1 至 10 号各段距离组合为 点号2345678910 124961441923124566248161032 2721201682884326007921008 34896216360528720936 448168312480672888 5120264432624840 6144312504720 7168360576 8192408 9216 1 至 10 点各点设计高程为 点 号地面高程棱镜中心高程棱镜高 墩面高程 棱镜基座底面 墩 高 182 802 84 402 0 2284 182 1 38 282 641 84 091 0 2283 871 1 23 382 266 83 446 0 2283 226 0 96 482 037 83 187 0 2282 967 0 93 581 778 82 958 0 2282 738 0 96 681 000 82 310 0 2282 090 1 09 780 365 81 575 0 2281 355 0 99 6 879 508 80 728 0 2280 508 1 00 978 309 79 779 0 2979 489 1 18 1077 130 78 720 0 2478 480 1 35 4 观测墩埋设观测墩埋设 埋设时使用 TOPCON GTS602 全站仪 LEICA NA20 水准仪精 确放出各观测墩的位置 高程 用合适的放样方法逐一放样各点 埋设时严格按照设计要求进行 埋设放样精度距离达到厘米级 定 向偏差不大于 5 墩顶面高程高程不大于 2 厘米 埋设后的各观测 墩保证高差从北到南按设计要求下降 点点通视 强制对中盘安装 水平 观测墩采用钢筋混凝土结构 外形为圆柱形 圆柱内径为 40 厘米 埋入地下的深度为 2 米 捣固层为 1 2 米 1 2 米 0 3 米 地平基座为 1 2 米 1 2 米 0 25 米 具体见附图一 圆柱顶面安装 不锈钢强制对中盘 其上盖绝缘板保护盖 安装时 强制对中装置 应用置平工具安平 其表面最大倾斜度应小于 8 强制对中装置 样式见附图二 观测墩埋设以后 待混凝土基本干透 在观测墩外粉刷防水外 墙涂料 5 基线测量方案基线测量方案 5 1 施测方法施测方法和使用仪器和使用仪器 根据标准长度检定场的精度要求 测量工作拟采用因瓦长度基 线尺配合水准测量方法进行 基线尺使用法国巴黎制造的 24 米因瓦 7 基线尺 轴杆头水准测量使用国家一 二等水准测量使用的精密水 准仪和 1 5 米的双面标尺 如 Ni007 等 丈量中使用的各种仪器均 经过国家法定计量检定部门检定合格 24 米因瓦基线尺的长度可由 中国计量科学研究院溯源至法国巴黎国际度量衡局 5 2 基线测量基线测量 基线测量实施步骤 方法和各种限差按照 比长基线测量规范 GB16789 1997 的第 7 节要求进行 首先整置轴杆架 相邻两轴杆架 架距离与 24 米之差一般不大于 3 厘米 安置轴杆架时 应使其中两 脚与基线方向平行 而第三脚分别交替安置于基线方向的左右两侧 并使其牢固插入土中 拧紧所有螺旋 轴杆头应垂直 十字丝应有 一线与基线同向 轴杆头水准测量的程序和长度测量一样 按一样的分节作往返 测量 往测在长度测量往测之前进行 返测在长度测量返测之后进 行 每一轴杆架上标尺黑 红面读数经划算后 其差值不得超过 2 毫米 根据黑 红面所得高差 其互差不得大于 2 毫米 长度测量使用 6 根因瓦基线尺丈量 基线分成大致相等的 3 节 每一节用四根因瓦基线尺测量 其中两根用于往侧 另两根用于返 测 每根尺读数 前 后 互差不得大于 0 2 毫米 在每一尺段上 两基线尺所测长度互差不得大于 0 2 毫米 根据每一根因瓦基线尺 算得的段长 其互差应符合下式 l3 8 式中 为段长互差 mm l 为段长 km 野外测量结束后按照规范第 8 节要求进行数据处理 首先按每 根因瓦基线尺分别计算各段长度 加温度改正 尺长改正 倾斜改 正 分划尺改正 再加入悬链线不对称改正 重力改正后即为各段 最后长度 各段相加即为基线全长 最后按规范进行基线测量的各 项精度估计 上述改正用到的公式如下 温度改正公式为 20 t20 tt 22 式中 t 为温度改正数 单位为 m t 为测量时温度 摄 氏度 为温度增加 1 度时 因瓦基线尺全长之温度系数 尺长改正为 l l 为温度为 20 时因瓦基线尺的改正数 由检定时给出 单位 mm 倾斜改正公式为 mm 或 m 3 42 8L h 2L h h 22 hLh 式中 h 为倾斜改正数 h 为高差 单位 m L 为斜距 在 式中为 km 在 式中为 m 分划尺改正公式为 mm ab 215 0 ab 式中 b a 为因瓦基线尺前后端分划尺的读数差 m 悬链线不对称改正数公式为 23 h10993 2P 式中 P 为悬链线不对称改正数 单位 mm h 为相邻两轴杆头 的高差 单位 m 重力变化改正数公式为 mm g gg n02 7 g 112 式中 n 为跨距数 g1为因瓦基线尺检定处的重力加速度 g2 9 为基线场所在地的重力加速度 精度估计用到的公式如下 基线测量本身的误差 1n n E1 式中 为四个长度的中数与每个长度的差 n 为基线尺的数目 等于 4 轴杆头水准测量的误差h0137 0 E2 式中 h 为倾斜改正数 mm 因瓦基线尺温度系数的测定误差n tt 7 0E 0m3 式中 tm为基线测量时的平均温度 t0为测定因瓦基线尺温度膨 胀时的平均温度 n 为尺段数 用于检验因瓦基线尺和长度的标准杆长度的误差4n 6 E4 式中 n 为基线各段 节及全长的 24 米整尺段数 因瓦基线尺的检定误差及因瓦基线尺长度变化的影响 n 4w ddE5 式中 d 因瓦基线尺两次检定结果的差值 w 用于量线的因瓦基 线尺数目 n 为尺段数 检验最后长度总的误差 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 EEEEEE 建好的标准长度检定场启用前 应连续三年进行复测 启用后 每三年复测一次 10 6 质量控制和上交成果资料质量控制和上交成果资料 6 1 质量保障措施及要求质量保障措施及要求 生产按 ISO9001 2000 质量管理体系要求运行 保证产品质量 符合规定的要求 对选址 埋石工作成果实行三级检查 一级验收的 三检一验 制度 即作业员 200 的自查互校 中队检查 100 然后大队检查 最后是委托单位组织的验收 检查 验收过程应有记录 专检和验 收结束后编写检查 验收 报告 检查验收执行 测绘产品检查验收规定 CH1002 95 和 测绘 产品质量评定标准 CH1003 95 6 2 上交成果资料上交成果资料 技术设计书 铟瓦长度基线尺测量记录手簿 计算资料和成果表 外业施测仪器的检定资料 技术总结 11 200 300 最深冻土线 40 16强制对中螺孔 mm 300强制对中盘 mm 3011030 120 120 单位 cm 40cm 1 墩体顶部平面图 2 墩体侧面图 地面 附图一 基线观测墩示意图 12 A A 40 M16 18 36 3mm 2mm 比例尺 1 2 比例尺 1 1 20mm 螺孔护盖 2 M16 17mm 支脚 紧配盒 盘 3mm 注 1 盘