大地测量学课程设计

1、一、任 务 概 述1.1任务目的紫山，也叫紫金山，位于邯郸市西北，距市内30里。在已知二个控制点位的情况下,根据控制测量的需要，应对该该区再施测出四个精度在四等水准测量规范的控制点。1.2 任务要求为了满足城市规划设计、城市建设、城市运行，需要在这三个阶段测绘各种比例尺的地形图、以及各个工业场地施工测量的需要，应在全市建立统一的具有足够精度和密度的平面控制网与高程控制网。1）、范围：在所提供资料（1：50000地形图）范围内，进行水准及高程网的布设。2）、遵照国家颁布的城市测量规范进行四等水准网和高程网的布设。3）、时间要求：要求在接到该通知后三个月内完成技术设计和准备工作，一年内完成建网任务

2、。1.3 任务范围在所提供的1：50000地形图上，在已知三个二等点的基础上，全面布设四等三角网，同时进行水准联测。二、测区自然地理概况2.1 测区的地理特征紫山，又名紫金山、马服山，位于邯郸县三陵乡陈窑村北100米处，距邯郸市内（以市博物馆为终点）20公里。紫山系太行山余脉，面积约20平方公里，主峰海拔4984米，是邯郸县的至高点。其经纬度范围大约在东径 114°17114°22、北纬36°4036°44之间。2.2 测区的气候情况，多年平均降水量558.8mm，多年平均蒸发量1045.3-1200.0mm，干旱指数1.93-3.77，多年平均日照时数

3、2300.0-2749.O小时，无霜期196-215天。2.3 测区交通情况紫山交通不便，测区地处山区，农村占很大的比例，而且大部分山路崎岖，通行不便。2.4 测区居民情况由于近年大批农民涌入县城，使得县城人口集中，在各小街小巷也分布着很多居民，反而农村人口较少。但由于农村地比较多，造成很多村只有十几户人家，比较荒凉。如果进行测量，吃、住会比较困难。由于测区处于汉民族和少数民族交汇，所以这里的居民既有汉民族的优秀品质，也吸收了很多少数民族的优秀品质，所以办事、处事、处人很豪爽、很大气。整个测区内几乎全是汉族人，对于测量工作的开展很方便。2.5 测区的困难类别由于紫山属于太行山，周围全为山区，地

4、势比较陡，对测量行进有很大阻碍，同时对布点及建造觇标造成很大困难。从整个工作角度来看，测区进行测绘工作的难度较大。三、主要技术指标3.1、三角网成果及其精度本次作业所依据的细则为工程测量规范和GB12898-91国家三、四等水准测量规范3.2平面坐标系统和高程系统通过对已有资料的分析及论证，我们决定平面坐标系统采用1980西安国家大地坐标系，而高程系统则采用1985国家高程基准。在图上设计时我们则暂时取图纸的西南角为坐标原点，定出测区内三个二等控制点的坐标，并以此为依据进行水准及高程控制网的设计，及精度估计。待对该测区进行实测和进行工程建设时，只需确定原点在国家80西安坐标系中坐标，即可延展出

5、所需点坐标。四、布网依据原则、方案及起始数据的配置4.1 选点（1）相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物不宜小于1.5m；（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离不小于400m，远离高压输电线200米以上；（3）为避免多路径效应，点附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开大面积水域；（4）交通方便，有利于其他测量手段扩展和联测，基础稳固，便于点的保存。4.2埋石与点之记三角点标点应用混泥土灌制，或用相同规格的花岗岩、青石等坚硬石料代替。4.3 使用仪器外业观测使用华测X90GPS系列产品，DS3水准仪以及相关附属品，必要的有关测绘工具，仪器性能可靠，精度满足设计要求。

6、4.4网的布设结构如下4.5布网依据的原则（1）平面采用1980西安坐标系，高程采用1985高程基准；（）工程测量规范（GB-50026-2007）()ZB A75001 测绘技术设计规定(4)GB12898-91 国家一、二等水准测量规范4.6起始数据的配置方案一的起始数据均是两个二等水平控制点和两个二等水准点，起始数据如下:方案一控制网起算数据列表如下：点名X（m）Y(M)备注14064313.2749516938527696.5711354二等已知点24065805.8273316538528247.8540064二等已知点方案一水准网起算数据列表如下：点名标志H（m）备注1埋石211二

7、等已知点2埋石167二等已知点五、平 面 控 制5.1平面控制网的布设，应遵循下列原则：一、 各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁）。其三角形的内角不应小于30°；当受地形限制时，个别角可放宽，但不应小于 25°。二、 首级控制网的布设，应因地制宜，且适当考虑发展；当与国家坐标系统测时，应同时考虑联测方案。三、 加密的控制网，可采用插网、线形网一、各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁）。其三角形的内或插点等形式。各等级的插点宜采用坚强图形布设。当受条件限制时，单插点对于三等点应有不少于 6 个内外交会方向，其中外交会方向至少应有两个交角为60&#

8、176;-120°；四等点应有不少于 55个内外交会方向，当图形欠佳时，其中至少应有外交会方向。双插点的交会方向数应为上述规定的 22倍，但其中不应包括两待定点间的对向观测方向。当采用边角联合交会时，多余观测数必须与上述各等级插点规定相同。一、二级小三角插点的内外交会方向数不应少于 4 个或外交会方向数不应少于 3 个。四、一、二级小三角的布设，可采用线形锁。线形锁的布设，宜近于直伸。狭长地区布设一条线形锁时，按传距角计算的图形强度的总和值，应以对数六位取值，并不得小于 60°。三角测量的主要技术要求等级平均边长(km)测角中误差()起始边边长相对中误差最弱边边长相对中误差

9、测回数三角形最大闭合差()DJ1DJ2DJ4二等911/2500001/20000123.5三等首级4.51.81/1500001/70000697加密1/120000四等首级22.51/1000001/40000469加密1/700005.2、控制点位的选定要求一、相邻点之间应通视良好，其视线距障碍物的距离，角网二等不宜小于 2m；三和四等不宜小于1.5m；一级及一级以下，宜保证便于观测，以不受旁折光等影响为原则；二、测距边位置的选择，应满足相应测距方法对地形等因素的要求。三、觇标的高度应合理，作业应安全；四、控制点应便于长期保存、加密、扩展和寻找5.3、首级网及加密网等级和布网方式在对该测

10、区进行布网设计时，首级网我们采用国家四等网，按三角网形式布设。加密网在四等基础上布设国家更低级别控制网，布设成三角网形式，由于该测区地理环境比较复杂，给布网设计带来了困难，因此在个别难控制的地区采用导线网的形式。在对测区进行布网设计时，我们充分考虑了日后布设解析图根锁的要求，我们所设计的两种方案在精度方面均达到1/120000，在密度方面，两种方案均在测区布设四等点和原有三个二等点一起三角锁布满整个测区。因此，此网可满足各项工程建设及日后解析图根锁（网）的要求。具体网形及点为见地形图。5.4、控制网精度估算过程及结果（1）对三角网的解算及平差计算我们采用控制测量优化设计与平差软件2.13版。（

11、2）用软件对三角网进行平差后可得两种方案精度结果分别为：网号最弱边相对中误差 最弱边方案一1/157457 1-3其余各边相对中误差及点位误差见附表。5.5、最佳方案的选择5.5-1、方案的设计针对该测区地理环境，我们共设计了两种布网方案方案。方案一：测区共布设四等点5个，其中包括2个国家二等水平控制点，需重新埋石3个.5.5-2、费用预估及精度评定方 案费用标准（元人民币）最弱边相对中误差最大点位误差（mm）方 案 一标石选埋1/15745713.507007觇标费用总计备注：费用的计算以点为单位，工作内容包括：准备工作，选点，埋石，观测，测定气象元素，绘点之记，计算。5.5-3、方案优化设

12、计后的精度统计（其余参数见附表）网形及精度统计表工程名称：邯郸市紫山四等水准及高程网设计网形及精度统计表项目单位数据备注平面已知点数个2平面未知点数个3方向观测设站数站5方向观测总数个9边长观测数条9最大边长m2349.93423-4最小边长m1450.39431-3最大平面点位中误差mm13.507007点名：5最大边长误差mm13.0624-5最大边长比例误差1/1574571-3六、技 术 依 据6.1、技术依据（1）平面采用1980年西安坐标系，高程采用1985年国家高程基准；（2）城市测量规范（CJJ899）；（3）工程测量规范。（GB-50026-2007）；（4）ZB A7500

13、1测绘技术设计规定。6.2、现标及标石规格、材料和埋设方法1）各等级三角点均应建立永久性的测量标志。2）标石是三角点永久性的点位标志，标石中心应嵌入中心标志，中心标志代表三角点的中心位置。3）建造的觇标必须标形端正，标心和圆筒应与铅垂线平行，结构牢固；内架与基板结构密合；基面平整；内外架无接触。觇标的圆筒中心、回光台中心、标石中心应位于同一铅垂线上，其最大偏离以标石中心的铅垂线为准，不得超过0.1m。4）应在橹柱的适当位置用色漆注明三角点的点名、等级、建造单位、建造年月；无外架的墩标，则用红漆写在仪器墩向南的侧面上。5）造标埋石时要将点之记的点位说明，标石断面图的相关高度和有关数据填注清楚。标

14、石采用四等三角点标石。标石材料：三角点标石应用混凝土灌制，或用相同规格的花岗石、青石等坚硬石料代替。标石埋设要求：（1）、盐碱地区埋设混凝土标石，须加涂沥青，以防腐蚀。（2）、在泥土松软、地下水位较高的地区或沼泽地区埋设标石时，除应尽量选择好埋石地点以外，应在盘石下边浇灌混凝土底层。（3）、埋石时，须使各层标石的标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不大于3mm。并用钢尺量取各层标石面间的垂直距离，填记于点之记的标石断面图中，结果取至厘米。七、观 测 纲 要7.1、仪器的选择序号仪器名称仪器型号备注1自动安平水准仪DS3用于水准测量2双面区格式木质标尺用于水准测量3经纬仪DJ2用于跨河水准测量和高

15、程导线测量4全站仪KTR440r用于平面控制7.2、水平角观测（一）、水平角观测所用的光学经纬仪，在作业前，应进行下列项目的检验： (1) 、照准部旋转轴正确，各位置气泡读数较差， DJ1型仪器不应超过二格， DJ2 型仪器不应超过一格；(2)、 光学测微器行差及隙动差， DJ1 型仪器不应大于 1， DJ2 型仪器不应大于 2 ；(3)、 水平轴不垂直于垂直轴之差，DJ1 型仪器不应超过 10 ， DJ2 型仪器不应超过15(4 )、 垂直微动螺旋使用时，视准轴在水平方向上不产生偏移；(5)、 仪器的底部在照准部旋转时，无明显位移；(6)、 光学对点器的对中误差，不应大于 1mm。（二）、水

16、平角观测前或观测后，应测定归心元素。测定时，投影示误三角形的最长边，对于标石、仪器中心的投影不应大于 5mm；对于照准圆筒中心的投影不应大于 10mm。投影完毕后，除标石中心外，其他各投影中心均应描绘两个观测方向。角度元素应量至15，长度元素应量至 1mm。（三）、水平角观测宜采用方向观测法。当方向数不多于3个时，可不归零。各测回间度盘和测微器位置的变换，应按规范执行。 二等三角点水平角观测可采用全组合测角法。（四）、当测站的方向总数超过 6个时，可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向（其中一个为共同零方向）。其两组观测角值之差，不应大于同等级测角中误差的 2倍。分组观测的最后结果，应按等

17、权分组观测进行测站平差。（五）、水平角观测过程中，气泡中心位置偏离整置中心不宜超过 1格。四等以上的水平角观测，当观测方向的垂直角超过±3 °的范围时，宜在测回间重新整置气泡位置。7.3、水准观测（一）、水准测量的主要技术要求，应符合表有关的规定。（二）、水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：（1）、水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1 型不应超过 15；,DS3型不应超过20；（2）、水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过 0.15mm，对于双面水准尺，不应超过 0.5mm；（3）、 水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。墙水准

18、点应选设于稳定的建筑物上，点位应便于寻找、保存和引测。八、工 作 进 程 计 划 表工作过程测 量 进 程（天）123456789101112准备工作选点埋石观测测定气象元素绘点之记、计算九、上 交 资 料 清 单1、1：25000地形图2张（上附有所设计控制及水准网）2、技术设计书3、测量原始数据 附页一 方案一网形及精度统计表项目单位数据备注平面已知点数个2平面未知点数个3方向观测设站数站5方向观测总数个9边长观测数条9最大边长m 2349.9342 3-4最小边长m 1450.3943 1-3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mm13.507007点名：5最

19、大平面相邻点间误差mm最大方位角误差"最大边长误差mm13.0624-5最大边长比例误差1/1574571-3高程已知点数个2高程未知点数个3高差观测数段7验后高程单位权中误差mm最大高程中误差mm最大高程相邻点间误差mm优化设计模拟数据精度表点号坐标中误差(mm)点位中误差i(mm)边长中误差si(mm)边长(m)边长相对中误差3 x36.1729712.688953 S139.21131450.3943 1/157457 y39.06201S149.25101500.53161/1622014 x48.1496712.998523S1510.8961740.42851/15973

20、5 y49.01945S238.76472106.18671/2403015 x54.5603113.507007S2510.872341.32541/215388 y56.86647S3412.0982349.9342 1/194241S4513.0622042.55771/156374 改正数方程系数阵B:x3y3x4y4x5y50000-81.84477651432.597680709000028.73184160 75.2399069630000-110.57661811-42.64222625400-39.505977446-92.935367268-71.07064066950.2

21、9314101400-75.555628106114.83182801110.5766181142.64222625400115.06160555-21.896460739-39.505977446-92.93536726835.4068879113.46869673675.5556281064-114.8318280100-53.012394514-73.733726046-82.39449339730.26502930900-82.39449339730.2650293096.838865290184.5667986980035.406887911-43.468696737000038.5

22、7903503390.013963193000096.827852878-46.5452664560000-0.30565890.95214106 0.00000000 0.00000000.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.83538911 -0.5496590.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000 0.35980776 -0.93302646 -0.9191390 0.39393329 0.00000000 0.0000000 0.00000000

23、 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000 -0.3700180 -0.92902456 0.34479402 0.93867837 -0.34479402 -0.938678 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.92030081 0.3912114 0.92030081 -0.39121148 法方程系数阵NBB:22970.521558-1035.53673274001.1485192-12638.10748700-1035.536732718523.7040216301.4926378-70.479697904004001492637827375.441959-10077.182601-10092.622399-15902.019489-12638.107487-70.479697904-10077.18