GPS控制网及数字测图技术设计书

精品文档 1欢迎下载1欢迎下载 GPSGPS 控制网及数字化测图技术设计书控制网及数字化测图技术设计书 班级 测绘班级 测绘 12 212 2 姓名 姓名 学号 学号 31218082 31218082 2015 年 6 月 15 日 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载 目录目录 1 1 项目概述项目概述 二 测量依据二 测量依据 三 测区概况三 测区概况 四 测绘任务及要求四 测绘任务及要求 五 测区现有资料和控制网起算数据五 测区现有资料和控制网起算数据 六 六 GPSGPS 控制网及数字化测图主要技术指标控制网及数字化测图主要技术指标 七 外业作业要求七 外业作业要求 八 内业处理八 内业处理 9 9 提交成果资料提交成果资料 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载 一 项目概述一 项目概述 本次教学实习分为两大部分 以便我们对 GPS 测量原理及应用 和数字化测图课程的进一步加深掌握应用 通过这次实习我们应该 熟悉 GPS 静态控制网和 RTK 图根控制网的布设方案 观测方法 测 量数据处理等基本知识 掌握数字测图的基本原理 熟练进行大比 例尺 1 500 地形图的测绘 提高利用绘图软件对外业数据进行编辑 和处理的能力 以便更好地适应现代测绘生产的要求 具体项目实施范围为桂林理工大学雁山校区及周边地区布设 E 级 GPS 静态控制网和 RTK 图根控制网 并利用图根控制点作为基本 控制点对雁山校区进行 1 500 数字化地形图测绘 二 测量依据二 测量依据 2 1 GPS 静态测量和 RTK 测量 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T 18314 2001 全球定位系统城市测量技术规程 CJJ 73 1997 测绘产品质量评定标准 CH 1003 95 测绘产品检查验收规定 CH 1002 95 城市测量规范 CJJ 8 1999 工程测量规范 GB50026 93 2 2 数字化测图 1 500 1 1000 1 2000 地形图图式 GB T 20257 1 2007 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载 1 500 1 1000 1 2000 地形图数字化规范 GB T17160 1997 地籍图图式 CH5003 94 三 测区概况三 测区概况 雁山区位于桂林市南部 境内多石山和丘陵 其间分布水田 旱地 河流 水库 池塘 地形以平地居多 其余多为低丘坡地 雁山区地处低纬度 气温较高 日照充足 雨量充沛 较多的阴雨 天气 将导致测绘工作无法进行开展 因此实习期间要科学合理的 安排实习任务 制定实习计划 确保实习内容高质量的完成 测区分为校外 GPS 静态测量和校内数字测图两部分 GPS 静态控制 控制点主要位于在校外 点位主要分布在桂林理工大学雁山校区 广西师范大学雁山校区及两校周边地区 点位离学校较远 要注意 对交通线路 交通工具 饮食等事项作出合理的规划和安排 同时 未知控制点应该均匀的布控在整个测区 并保证一定的密度 达到 相应规范的要求 校内地势较为平坦 主要任务是图根控制点的布 设 观测以及碎步测图 测区地物主要对象为教学楼 师生住宿楼 植被 各类管线 文体设备 以及各类主要附属物 测区熟悉程度 高 测量环境良好 四 测绘任务及要求四 测绘任务及要求 4 1 GPS 静态测量 根据现场勘察 测区内共有 10 个已知高等级 GPS 控制点 应实 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载 习要求 可选取其中任意 5 个作为已知控制点 在测区内均匀合理 的布设 10 个未知点 以此构建 E 级 GPS 控制网 并进行高精度静态 测量 4 2 数字化地形图测绘 利用校内已知控制点 使用 RTK 对整个校园布设图根控制点 并进行大比例尺 1 500 地形图的测绘 五 测区现有资料和控制网起算数据五 测区现有资料和控制网起算数据 1 GPS 与数字化测图实习指导书 2 测区已知坐标和高程数据检核无误 可以作为控制网的起算数据 具体数据如下 表 1 已知点坐标和高程 表 2 已知点概略坐标 点名 BL 点名X m Y m H m E6612778093 434427740 491152 037 E6732776535 508427158 028149 158 E6792777923 951426252 880149 392 E6852776808 918429177 851147 938 E6782776039 589426081 406149 194 E6772777191 633430435 61148 221 E6972779036 134428474 299155 633 E6662778475 643429577 115146 846 E6962774975 601427125 2150 348 E6952775727 045428166 695152 439 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载 E66125 06 25 11 N110 17 05 08 E E67325 05 34 39 N110 16 44 59 E E67925 06 19 35 N110 16 12 02 E E68525 05 43 62 N110 17 56 62 E E67825 05 18 08 N110 16 06 26 E E67725 05 56 26 N110 18 41 43 E E69725 06 55 87 N110 17 31 09 E E66625 06 37 85 N110 18 10 56 E E69525 05 08 29 N110 17 20 73 E E69625 04 43 20 N110 16 43 42 E 六 六 GPSGPS 控制网及数字化测图主要技术指标控制网及数字化测图主要技术指标 6 16 1静态测量静态测量 6 1 1 坐标系统和高程系统的选择 1 本次测量的平面坐标系统采用的是 1980 西安坐标系 3 带高 斯 克吕格投影 中央子午线 111 具体参数如下 坐标系统椭球名称建成年代 椭球类型a m f 1980 西安坐标系克拉索夫斯基 1975 年参考椭球 63781401 298 257 WGS 84 世界大地坐标系 WGS 84 1984 年总地球椭球63781371 298 257 2 高程系统采用的是 1985 年国家高程基准 基本等高距 平地 丘陵 1 米 山地为 2 5 米 同一图幅内基本等高距保持一致 6 1 2 主要技术指标 1 基本原则 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载 各级 GPS 网一般逐级布设 在保证精度 密度等技术要求时可 跨级布设 各级 GPS 网的布设应根据其布设目的 精度要求 卫星 状况 接收机类型和数量 测区已有的资料 测区地形和交通状况 以及作业效率等因素综合考虑 按照优化设计原则进行 2 各级 GPS 网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于表 3 的 规定 表 3 级别BCDE 闭合环或附合路线的边数 条66810 3 GPS 测量规范 2009 中规定 B C D E 级 GPS 网观测的基本 技术规定应符合表 4 的要求 表 4 级 别 项 目 BCDE 卫星截止高度角 10151515 同时观测有效卫星数 14 4 4 4 有效观测卫星总数 20 6 4 4 观测时段数 3 2 1 6 1 6 时段长度 23 h 4 h 60 min 40 min 采样间隔 s 30 10 305 155 15 注1 计算有效观测卫星总数时 应将各时段的有效观测卫星数扣除其问的重复卫星数 注2 观测时段长度 应为开始记录数据到结束记录的时间段 注3 观测时段数 1 6 指采用网观测模式时 每站至少观测一时段 其中二次设站点数 应不少于GPS网总点数的60 注4 采用基于卫星定位连续运行基准站点观测模式时 可连续观测 但观测时闾应不低 于表中规定的各时段观测时间的和 4 接收机选用 精品文档 8欢迎下载8欢迎下载 GPS 测量规范 2009 中规定 B C D E 级 GPS 网按表 5 规定执行 表 5 级别 BC D E 单频 双频双频 全波长双频 全波长双频或单频 观测量至少有L1 L2载波相位L1 L2载波相位L1载波相位 同步观测接收机数 4 3 2 6 26 2 RTKRTK 测量及图根控制网布控测量及图根控制网布控 RTK 控制点平面坐标测量时 流动站采集卫星观测数据 并通 过数据链接收来自基准站的数据 在系统内组成差分观测值进行实 时处理 通过坐标转换方法将观测得到的地心坐标转换为指定坐标 系中的平面坐标 6 2 1 RTK 平面控制点测量主要技术要求应符合表 6 规定 表 6 RTK 平面控制点测量主要技术要求 等 级 相邻点间平 均 边长 m 点位中误差 cm 边长相对 中误差 与基准站的 距离 km 观测次数起算点等级 一级 500 5 1 20000 5 4 四等及以上 二级 300 5 1 10000 5 3 一级及以上 三级 200 5 1 6000 5 2 二级及以上 注 1 点位中误差指控制点相对于最近基准站的误差 2 采用单基准站 RTK 测量一级控制点需至少更换一次基准站进行观测 每站观测次数不少于 2 次 3 采用网络 RTK 测量各级平面控制点可不受流动站到基准站距离的限制 但应在网络有效服务范围内 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载 4 相临点间距离不宜小于该等级平均边长的 1 2 6 2 2 RTK 平面控制点测量基准站的技术要求应满足 1 采用网络 RTK 测量时 基准站网点的设立要求按 CH T 2008 的 要求 2 自设基准站如需长期和经常使用 宜埋设有强制对中的观测 墩 3 自设基准站应选择在高一级控制点上 4 用电台进行数据传输时 基准站宜选择在测区相对较高的位置 5 用移动通信进行数据传输时 基准站必须选择在测区有移动通 信接收信号的位置 6 选择无线电台通信方法时 应按约定的工作频率进行数据链设 置 以避免串频 7 应正确设置随机软件中对应的仪器类型 电台类型 电台频率 天线类型 数据端口 蓝牙端口等 8 应正确设置基准站坐标 数据单位 尺度因子 投影参数和接 收机天线高等参数 6 2 3 RTK 平面控制点测量流动站的技术要求应满足 1 网络 RTK 测量的流动站获得系统服务的授权 2 网络 RTK 测量流动站应在 CORS 网的有效服务区域内进行 并 实现数据与服务控制中心的数据通讯 3 用数据采集器设置流动站坐标系统转换参数 设置与基准站的 精品文档 10欢迎下载10欢迎下载 通信 4 RTK 测量流动站不宜在隐蔽地带 成片水域和强电磁波干扰源 附近观测 5 观测开始前应对仪器进行初始化 并得到固定解 当长时间不 能获得固定解时 宜断开通信链路 再次进行初始化操作 6 每次观测之间流动站应重新初始化 7 作业过程中 如出现卫星信号失锁 应重新初始化 并经重合 点测量检测合格后 方能继续作业 8 每次作业开始前或重新架设基准站后 均应进行至少一个同等 级或高等级已知点的的检核 平面坐标较差不应大于 7cm 9 RTK 平面控制点测量平面坐标转换残差应 2cm 10 数据采集器设置控制点的单次观测的平面收敛精度应 2cm 11 RTK 平面控制点测量流动站观测时应采用三角架对中 整平 每次观测历元数应不少于 20 个 采样间隔 2s 5s 各次测量的平 面坐标较差应不大于 4cm 12 应取各次测量的平面坐标中数作为最终结果 13 进行后处理动态测量时 流动站应先在静止状态下观测 10 15min 然后在不丢失初始化状态的前提下进行动态测量 6 2 4 RTK 高程控制点测量主要技术要求应符合表 7 规定 表 7 RTK 高程控制点测量主要技术要求 大地高中误差与基准站的距离 km 观测次数起算点等级 3cm 5 3 四等及以上水准 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载 注 1 大地高中误差指控制点大地高相对于最近起算点的误差 2 网络 RTK 高程控制测量可不受流动站到基准站距离的限制 但应在网络有效服务范围内 6 2 5 RTK 地形测量 RTK 地形测量适用于外业数字测图 内容分为图根点测量和碎 部点测量 RTK 地形测量主要技术要求应符合表 8 规定 表 8 RTK 地形测量主要技术要求 等 级 图上点位中误差 mm 高程中误差 与基准站的距离 km 观测次数起算点等级 图根点 0 1 1 10 等高距 7 2 平面三级 高 程等外以上 碎部点 0 5 符合相应比例尺 成图要求 10 1 平面图根 高 程图根以上 注 1 点位中误差指控制点相对于最近基准站的误差 2 用网络 RTK 测量可不受流动站到基准站间距离的限制 但宜在网络覆盖的有效服务范围内 6 2 6 图根控制点 包括高级控制点 的密度 应以满足测图需要 为原则 一般不低于表 9 的规定 表 9 图根控制点的密度 测图比例尺 1 5001 10001 2000 图根控制点的密度 点数 KM 264164 6 36 3 数字化测图数字化测图 6 3 1 采用基准和投影方式 数字测图平面控制测量的坐标应采用投影平面直角坐标系 并 满足全测区长度变形不大于 2 5cm km 坐标系统采用 1980 西安坐 标系 高程基准采用 1985 国家高程基准 成图比例尺为 1 500 精品文档 12欢迎下载12欢迎下载 图幅规格为 50 50cm 正方形分幅 测图方法中简码测图 草图法 各占一半 测区为整个雁山校园 6 3 2 地形图的精度 A 平面精度 1 四等以上平面控制网中最弱相邻点的点位误差不得超过 5cm 2 四等以下平面控制网最弱点 相对于起算点 的点位中误差不 得超过 5cm 3 测站点相对于邻近图根点的点位中误差不得大于 15 0cm 4 地形图实地地物点相对于邻近控制点及地物点间距中误差按表 10 执行 表 10 间距中误差表 单位 图上 mm 地区类别地区类别点位中误差点位中误差邻近地物点间距中误差邻近地物点间距中误差 建城区 平地 丘陵地 0 2 0 3 山地 高山地 0 4 0 5 注 树林隐蔽 陡石山等特殊困难地区可按上表放宽 0 5 倍 B 高程精度 1 高程精度按表 11 规定执行 表 11 高程精度表 单位 m 项 目建成区平地丘陵地山地高山地 一 二级控制点相对于起算点 0 02 图根控制点相对于起算点 0 05 测站点 0 07 0 07 0 10 0 15 0 15 高程注记点 0 15 0 20 0 36 0 50 75 等高线插求点 等高距 1 31 22 31 精品文档 13欢迎下载13欢迎下载 2 地形特征点必须测注高程点 高程注记点间隔一般不大于 15 米 3 建筑区 道路中心适当测注高程点 6 3 3 高程注记点的密度 地图制图产品中高程注记点密度为图上每 100cm 内 5 20 个 2 一般选择明显地物点或地形特征点 6 3 4 地形类别的划分 1 平地 绝大部分地形坡度在 2 以下的地区 2 丘陵地 绝大部分地形坡度在 2 6 之间的地区 3 山地 绝大部分地形坡度在 6 25 之间的地区 4 高山地 绝大部分地形坡度在 25 以上的地区 6 3 5 地形图的基本等高距 一个测区内同一比例尺地形图宜采用相同基本等高距 当基本 等高距不能显示地貌特征时 应加绘半距等高线 平坦地区和城市 建筑区 根据用途的需要 也可以不绘等高线 只用高程注记点表 示 表 12 地形图基本等高距 单位 m 地形类别 比例尺 平地丘陵地山地高山地 1 500 0 5 1 0 0 5 1 01 0 注 括号内的等高距依用途需要选用 七 外业作业要求七 外业作业要求 精品文档 14欢迎下载14欢迎下载 7 1 GPS 控制点的选取和埋石 GPS 控制网点位布设时 点位编号按 GPS Y 点位的布 控做到科学合理经济实用 选点时应遵守如下原则 1 观测站应远离大功率的无线电发射台和高压输电线 以避免其 周围磁场对 GPS 卫星信号的干扰 接收机与其距离一般不得小于 200m 2 观测站附近不应有大面积的水域 或对电磁波反射 吸收 强 烈的物体 以减弱多路径效应影响 3 测站应设在易于安置接受设备的地方 且视场开阔 在视场内 周围障碍物的高度角 根据情况一般应小于 10 15 度 4 观测站应选在交通便利的地方 并且便于其他观测手段联测和 扩展 5 对于基线较长的 GPS 网 还应考虑测站附近应具有良好的通讯 设备和电力供应 以供观测站之间的联系和设备用电 6 点位选定后 均应规定绘制点之记 其主要内容应包括 点位 及点位略图 点位的交通情况以及选点情况 7 在建立点位标志时点的标石和标志必须稳定 坚固 易于长期保 存和利用 并有利于安全作业 7 2 GPS 网的网形设计 此次 GPS 静态测量共有 12 台接收机 GPS 网型设计 应该遵循 以下原则 1 GPS 应根据测区需要和交通进行设计 GPS 网中点与点之间不 精品文档 15欢迎下载15欢迎下载 要求通视 但考虑加密时的应用 每点应有一个以上的通视方向 2 在布网设计中应考虑到原有测绘成果资料以及各种大比例尺地 形图的沿用 宜采用原有坐标系统 对凡是符合 GPS 网布点要求的 旧有控制点 应充分利用其标石 3 GPS 网应由一个或若干个独立观测环构成 也可采用符合线路 形式构成 4 为求得 GPS 点在地面坐标系的坐标 应在地面坐标系选定起算 数据和联测原有地方控制点若干个 因此 要求控制网采用的是网联式的布网形式 要求 11 台接收 机按照同样的参数设置 同时开机 同时关机 具体情况按调度执 行 7 3 GPS 外业观测 1 在观测前应根据使用的接收机数量 进行 GPS 网形设计及编制 作业调度表 其内容包括观测时间 测站号 测站名称 接收机编 号及观测人员等 观测人员测前应做好准备 检查仪器设备和相关 配件的完好性 检查电池容量是否充足 观测组应严格按调度表规 定的时间进行作业 保证同步观测 当情况有变化需修改调度计划时 应经作业负责人同意 观测组不得擅自更改计划 2 每时段开机前 作业员应量取天线高 并及时在手薄中记载测 站名 观测日期 时段号 天线高等信息 关机后再量一次天线高 以作校核 两次量高互差不得超过 3mm 取平均值作为最后结果 若互差超限 应查明原因 提出处理意见并记入手薄 精品文档 16欢迎下载16欢迎下载 3 观测员在作业过程中不得擅自离开测站并应防止仪器受振动和 被移动防止他人和其他物体靠近天线遮挡卫星信号 4 观测员在作业过程中不应在接收机旁 5 米范围内使用手机或者 对讲机 雷电过境时应关机停测摘机并装箱 5 通讯联系时 通讯设备应低于接收机天线 并尽可能与测站保 持 5 米以上的距离 6 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 应及时将数据存至计算机软盘 硬盘上 确保观测数据不丢失 7 观测人员应严格按手薄内容进行详细记载 不得错记 不得漏 记 严禁伪造 7 4 RTK 外业测量 图根点可以直接利用 RTK 布设 单点测量平面位置误差不大于 2 5cm 高程误差不大于 5cm 测量时 杆高不小于测量人员身高并 尽可能不大于 2 0 米 以减小测杆倾斜误差的影响 采用测量控制 点模式测量 要求两次初始化测量 每次初始化得到固定解时开始 记录测量结果 平滑采集 120s 两次初始化测量结果的较差要求平 面坐标 3cm 高程 5cm 超限重测 仪器设置 HRMS 小于 3cm VRMS 小于 5cm 7 5 外业数据采集 地形图测绘采用全站仪进行全野外数据采集数字化成图法 主 要用全站仪测定地形要素的坐标和高程 对于部分隐蔽点则采取皮 尺丈量边长 用边长交会方法求得其坐标 也可采用方向交会法测 精品文档 17欢迎下载17欢迎下载 定地物点的位置 为尽量减少数据粗差 数据记录应充分利用全站 仪内存 实现全站仪自动记录 7 5 1 准备工作 1 测区开始施测前 应做好测区内标准分幅图的图幅号编制 并 建立测区分幅信息 如图幅号 图廓点坐标范围 测图比例尺等 2 每日施测前 应对控制点数据进行检核 并应对全站仪与电子 手薄或电子平板的连接 测图软件或数据采集软件及其全部的通讯 连接进行试运行检查 确保无误后方可使用 3 一般应在每日施测前 后记录有关的元数据 7 5 2 仪器设置及测站定向检查 在控制点上设站后 观测之前必须进行以下检查 1 仪器参数检查 仪器高 目标高 气象改正数 棱镜参数 数据格式和单位等所有相关设置必须正确 2 仪器对中整平检查 仪器对中的偏差 不应大于 5 毫米 仪 器管气泡不应偏离一格 3 定向检查 以较远的控制点定向 并用附近其他较近的控制 点进行检核 角度检核值与原有值之差不应大于 40 高程检核值 与原值之差不应大于 0 05 米 边长 或坐标 检核值与原值之差不 应大于 0 03 米 并在较远处选择一个明显铅垂标志 如避雷针 旗 杆等 作为参考方向 原则上待测点至测站的距离不应大于定向边 的距离 个别测站有困难时 应提高仪器对中精度和有效减弱定向 目标偏心误差的影响 此时待测点至测站的距离也不应大于定向边 精品文档 18欢迎下载18欢迎下载 距离的 2 倍 4 归零检查 度盘检查 测图过程中 每测 20 50 个点和在 测站结束时检查一次定向方向 或参考方向 每站归零差不应大于 40 5 读数 视距要求经过测站检查后 用全站仪施测地物点 地形 点时 距离 水平角和垂直角 或坐标 X Y H 可按半测回一次 读数施测 测站至界址点 地物碎部点的距离一般不超过 120 米 测站至地貌碎部点的距离一般不超过 200 米 高程点间隔一般不大 于 15 米 7 5 3 数据采集时 按照以下要求完成 1 居民地的各类建筑物 构筑物及主要附属设施应准确测绘实地 外围轮廓和如实反映建筑结构特征 房屋的轮廓应以墙基外角为准 房屋应逐栋表示 并按建筑材料和性质分类 注记层数 2 建 构 筑物及其它设施依比例尺表示的 应实测其外部轮廓 并配置符号或按图式规定用依比例尺符号表示 不依比例尺表示的 应准确测定其定位点或定位线 用不依比例尺符号表示 3 交通及附属设施的测绘 图上应准确反映陆地道路的类别和等 级 附属设施的结构和关系 正确处理道路的相交关系及与其它要 素的关系 公路与其它双线道路在图上均应按实宽依比例尺表示 公路应在图上每隔 15 20cm 注出公路技术等级代码 如 G 107 公路 街道按其铺面材料分为水泥 沥青 砾石 条石或石板 硬 砖 碎石和土路等 应分别以砼 沥 砾 石 砖 碴 土等注记 精品文档 19欢迎下载19欢迎下载 于图中路面上 铺面材料改变处应用点线分开 跨河或谷地等的桥 梁 应实测桥头 桥身和桥墩位置 加注建筑结构 4 永久性的电力线 电信线均应准确表示 电杆 铁塔位置应 实测 当多种线路在同一杆架上或交叉时 只表示主要的 但应交 接清楚 各种线路应做到线类分明 走向连贯 各种电杆均要连线 架空的 地面上的 有管堤的管道均应实测 分别用相应符号表示 并注记传输物质的名称 当架空管道直线部分的支架密集时 可适 当取舍 地物 地貌要素的表示方法和取舍原则 除应按现行的国家标准 1 500 1 1000 1 2000 地形图图式 GB T 20257 1 2007 执 行 八 内业处理八 内业处理 8 18