北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书

北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书技术设计书国家测绘局第一大地测量队二〇〇六年一月北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书审批单位：设计单位：北京市测绘院国家测绘局第一大地测量队2006年月日2006年月日目录1任务概述 32技术依据和精度指标 32.1技术依据 32.2精度指标 43设计方案 43.1设计原则 43.2场地要求 43.3设计方案 54观测墩埋设 65基线测量方案 65.1施测方法和使用仪器 65.2基线测量 76质量操纵和上交成果资料 96.1质量保证措施及要求 96.2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 1任务概述随着科学技术的进展，测绘仪器技术也取得长足的进步。自从电磁波测距仪，专门是全站仪的显现，使测绘生产效率得到极大提升。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、苏一光等公司也主动研发跟进，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，北京市测绘院按照行业进展的需要及市场拥有测绘仪器的现状，特托付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能够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专门重要的现实意义；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，提供广泛的计量保证。2技术依据和精度指标2.1技术依据=1\*GB2⑴．中华人民共和国国家标准《比长基线测量规范》GB16789-1997；=2\*GB2⑵．《周密工程测量规范》GB/T15314-94。=3\*GB2⑶．《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难危险性评估报告》。2.2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3.1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，一样分成7-12段。应注意基线段的全组合边长一样不能重复。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或更大比例尺地势图等资料。然后在技术设计的基础上，选址员到实地勘测，了解情形，最后选定场地。场地的差不多要求为：=1\*GB2⑴．场地一样选在交通方便、地质构造稳固、没有断层，便于治理和长期使用的地点；=2\*GB2⑵．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；=3\*GB2⑶．场地应选择地势平坦、植被良好、总坡度小于1º的等倾斜地段；=4\*GB2⑷．基线两侧邻近无湖泊、水塘、沙沟等，离金属网栅栏的距离不小于3米，离建筑物不小于2米，测线上无干线公路横穿；=5\*GB2⑸．在基线延长方向上尽量躲开高大的建筑物。3.3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至10号各段距离组合为：点号2345678910124961441923124566248161032272120168288432600792100834896216360528720936448168312480672888512026443262484061443125047207168360576819240892161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182.80284.4020.2284.1821.38282.64184.0910.2283.8711.23382.26683.4460.2283.2260.96482.03783.1870.2282.9670.93581.77882.9580.2282.7380.96681.00082.3100.2282.0901.09780.36581.5750.2281.3550.99879.50880.7280.2280.5081.00978.30979.7790.2979.4891.181077.13078.7200.2478.4801.354观测墩埋设埋设时使用TOPCONGTS602全站仪、LEICANA20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。观测墩采纳钢筋混凝土结构，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，其上盖绝缘板爱护盖。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，待混凝土差不多干透，在观测墩外粉刷防水外墙涂料。5基线测量方案5.1施测方法和使用仪器按照标准长度检定场的精度要求，测量工作拟采纳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米因瓦基线尺，轴杆头水准测量使用国家一、二等水准测量使用的周密水准仪和1.5米的双面标尺，如Ni007等。丈量中使用的各种仪器均通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。第一整置轴杆架，相邻两轴杆架架距离与24米之差一样不大于3厘米。安置轴杆架时，应使其中两脚与基线方向平行，而第三脚分不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，按照黑、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。按照每一根因瓦基线尺算得的段长，其互差应符合下式：式中：Δ，为段长互差，mm；l为段长，km。野外测量终止后按照规范第8节要求进行数据处理，第一按每根因瓦基线尺分不运算各段长度（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量。上述改正用到的公式如下：温度改正公式为：式中Δt为温度改正数，单位为μm；t为测量时温度，摄氏度；α、β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：Δl，Δl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：EQ，mm=1\*GB2⑴或，m=2\*GB2⑵式中Δh为倾斜改正数，h为高差，单位m，L为斜距，在=1\*GB2⑴式中为km，在=2\*GB2⑵式中为m；分划尺改正公式为：，mm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：式中ΔP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式中：n为跨距数；g1为因瓦基线尺检定处的重力加速度；g2为基线场所在地的重力加速度。精度估量用到的公式如下：基线测量本身的误差式中δ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式中∑Δh为倾斜改正数，mm；因瓦基线尺温度系数的测定误差式中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阻碍式中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。6质量操纵和上交成果资料6.1质量保证措施及要求生产按ISO9001：2000质量治理体系要求运行，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