测绘专业工程测量课程设计

1、工程测量课程设计 1. 1.任务概述任务概述 1.11.1 任务目的任务目的 为了更好的掌握课堂上所学的知识，熟练掌握平面控制测量、高程控制测量、碎 步测量、曲线放样等知识，绘制 1:500 数字化地形图。 1.21.2 任务要求任务要求 （1）完成对支漳河（拦水坝至邯大公路段）的平面控制测量、高程控制测量、 碎部测量等，并绘制 1:500 数字化地形图，根据测得的数据绘制河道横断面图， 最后将工程设计书中的曲线进行 GPS 放样。遵照国家颁布的城市测量规范 进行水准网和控制网的布设。 （2）完成对河北工程大学（包括东校区、主校区、西校区、家属区等部分）的 平面控制测量、高程控制测量、碎部测量

2、，并绘制 1：:1000 数字化地形图。 2. 2.测区整体概况测区整体概况 2.12.1 地理条件地理条件 支漳河分段位于邯郸市南面的支漳河的中华桥到滏西桥段（位臵如图 1） 。测区 长约一千八余百米，宽约二百米，面积约三十六万平方米。 图 1 1 工程测量课程设计 河北工程大学处于邯郸市区南郊（位臵如图 2） ，沿城市外围，沿线地势平坦， 并且植被较少，无不良地质条件，目前河北工程大学占地约 2340 亩，校舍建筑 面积 90.8 万平方米，校舍、宿舍等建筑物较为集中，树木与花圃繁多。 图 2 2.22.2 气候概述气候概述 （1）测区所属的邯郸市暖温带大陆性季风气候，四季分明。春季风多干

3、旱，夏 季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季寒冷干燥，年平均气温13.5，最冷月份（一 月）平均气温-2.3，极端最低气温-19，最热月份（七月）平均气温 26.9， 极端最高气温 42.5，全年无霜期 200 天，年日照 2557 小时降水量在 77197 毫米之间春季降水在时间和空间上分布不均：3 月份月降水量为 327 毫米，大 部分地区较常年偏少；4 月份月降水量为 1039 毫米。四季变化较明显，雨水适 中。秋、春两季短，冬、夏两季长。适宜春、秋季进行测量活动。 2.32.3 交通通讯状况交通通讯状况 测区位于 S313 邯大公路附近，交通比较便利。 如图 3: 2 工程测量课程设计 图

4、3 2.42.4 测区进行测绘困难情况测区进行测绘困难情况 测区距离市区比较近，进行测量工作时交通很方便。测区地势较为单一，通行便 利，又区内视野开阔、地表土壤层厚且实，整体选点，布点及埋设标石方便；测 区内河流为支漳河，水位较深，对我们进行测绘工作时的安全有一定的影响。 3. 3.测量依据的原则测量依据的原则 1 工程测量规范GB50026-2007。 2 城市测量规范 （CJJ8-99） 。 3 全球定位系统城市测量技术规程 。 4. 1:500、1:1000 地形图数字化规范GB/T17160-1997。 5.全球定位系统（GPS）测量规范GBT18314-2001 6.测绘技术设计规定

5、 CH1004-2005 4. 4.测区选点测区选点 本次测量工作的首级网的平面控制测量按照 GPS-D 级网控制测量规范及方法施 测， 其精度需满足 D 级网各项精度指标。在支漳河两侧，埋设 12 个木桩和钢钉， 全局性考虑，既要便于进行导线测量，同时考虑到通视情况良好，便于进行碎步 测量， 并使所选点位构成良好的图形。 选点同时绘制各点点之记， 便于以后找点。 3 工程测量课程设计 4.14.1 选点要求选点要求 1.远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)，其距离不小于 200m。 2.附近不应有强烈反射卫星信号的物体(如大型建筑物等)。 3.点位选在视野开阔，展望良好的地方，

6、障碍物高度角不高于 15,以便于扩展和 加密低等点； 4. 地面基础稳定，便于保存、加密、扩展和寻找； 5.点位离公路，铁路和其他建筑以及高压线等应有一定距离，其距离不得小于 50m。 6.交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测； 7.充分利用符合要求的旧有控制点； 8.选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境 保持一致，以减少气象元素的代表性误差。 4.24.2 标石类型标石类型 GPS-D 级网埋设标石类型如图 4: 图 4 普通标石 4.2.14.2.1 埋石原则埋石原则 1. 各级 GPS 点的标石应用混凝土灌制。其规格应不小于同类标石的规定。 2.埋设天

7、线墩、基岩标石、基本标石时，应现场浇灌混凝土。普通标石可预 先制作，然后运往各点埋设。 4 工程测量课程设计 3.埋设标石，须使各层标志中心严格在同一铅垂线上，基偏差不得大于2mm。强 制对中装臵的对中精度不得大于 1/mm。 4. 当利用旧点时，应首先确认该点标石完好，并符合同级 GPS 点埋石要求，且 能长期保存。必要时需要挖开标石侧面查看标石情况。如遇到标石被破坏，可以 下标石为准，重埋上标石。 5. 方位点应埋设普通标石，并加适当标注，以便与 GPS 点相区分。 6.GPS 点埋石所占土地，应经土地使用者或管理部门同意，并办理相应手续。 4.2.24.2.2 标石埋设的要求标石埋设的要

8、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 2mm。 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。 5. 5.仪器的选择仪器的选择 序号 1 2 3 4 仪器名称 科力达全站仪 棱镜 GPS 接收机 DSZ1 水准仪 型号 KTR440r - 华测 X-90 DSZ1 备注 用于控制和碎步测量 用于控制和碎步测量 曲线放和 RTK 图根控制测量 水准测量 6. 6.

9、 支漳河分段测区支漳河分段测区 6.16.1 平面控制测量平面控制测量 首级控制网采用 GPS-D 级测量精度。采用 GPS 静态测量的方法进行实测。 精度分析：固定误差：10mm；比例误差系数：10 在设计图上应标出新设计的 GPS 点的点位、点名、点号和级别，还应标出相 5 工程测量课程设计 关的各类测量站点、水准路线及主要的交通路线、水系和居民地等 6.1.16.1.1 网布设原则网布设原则 网的布设应视其目的、要求的精度、卫星状况、接收机类型和数量、测区已 有资料、测区地形和交通状况以及作业效率综合考虑，按照优化设计原则进行。 1.D 级 GPS 网可布设成多边形或附合路线。 2.最简

10、单的独立闭合环或附和路线边数的规定。 D 级 GPS 网中每个闭合环或附 合线路中的边数应符合表 6-1 的规定。 级 别 闭合环或附合线路边数（条） 3.GPS 网中相邻点之间的平均距离 5-10km 4.为求定 GPS 点在某一参考坐标系中坐标， 应与该参考坐标系中的原有控制点 联测，联测的总点数不得少于 1 点。 5.在需用常规测量方法加密控制网的地区，C D E 级 GPS 网点应有 1 2 方向 通视。 6.为求得 GPS 网点的正常高，应根据需要适当进行高程联测。D 级与 E 级网 可依具体情况确定联测高程的点数。 7.C D E 级 GPS 点按,GB 12898 四等水准或与其

11、精度相当的方法进行高程联 测。 D 级 8 6.1.26.1.2 网形设计的基本要求网形设计的基本要求 GPS 快速静态定位网的布设，除应满足上述有关规定外，还应满足下列要求： 1.相邻地区两个观测单元之间的流动站的重合点数：C 和 D 级不应少于 2 点， E 级不应少于 1 点； 2.相邻点的距离大于 20km 时，应采用 GPS 静态定位法施测 3.当网中相邻点间距离小于该级别所要求的相邻点间最小距离时，两相邻点必 须直接进行同步观测； 4.对于双参考站作业方式，不同观测单元的基准基线宜相互联结，以构成整个 网的骨架； 6 工程测量课程设计 5.D 和 E 级 GPS 网可采用单参考站作

12、业方式，对相邻观测单元的一些流动测 站点必须进行二次设站观测。 6.1.3 D6.1.3 D 级级 GPSGPS 测量技术规定测量技术规定 项目级别D 级 15 4 4 1.6 静态 双频+P(Y) 时段长度（min） 快速静态双频全波 单频或双频半波 静态 采样间隔(s) 快速静态 静态 时段中任意卫星有效 观测时间(min)快速静态 双频+P(Y) 双频全波 单频或双频半波 点位几何图形强度因子 PDOP 515 15 1 3 5 6 10 20 1030 45 5 卫星截止高度角（） 同时观测有效卫星总数 有效观测卫星总数 观测时段数 注：1.计算有效观测卫星总数时，应将各时段的有效观测

13、卫星数扣除其间的重复 卫星数。 2.在时段中测量时间符合表中第七项规定的卫星，为有效观测卫星。 7 工程测量课程设计 3.观测时段长度，应为开始记录数据到结束记录的时间段。 观测时段数1.6，指每站观测一时段，至少 60%测站再观测一时段。 6.1.4 GPS6.1.4 GPS 静态观测作业的要求静态观测作业的要求 1各测站的观测员应按计划规定的时间作业，确保同步观测，同时确保接收机 存储器有足够存储空间。 2接收机开始记录数据后，观测员可查看测站信息、接收卫星数，如发现异常 情况或未预料到的情况， 应记录在测量手簿的备注栏内， 并及时报告调度组织者。 3观测过程中应注意查看测站信息、接收到的

14、卫星数量、卫星号、各通道信噪 比、 相位测量残差、 实时定位的结果及其变化和存储介质记录等情况。 一般来讲， 主要注意 DOP 值的变化，如 DOP 值偏高（GDOP 一般不应高于 6） ，应及时与 其他测站观测员取得联系，适当延长观测时间。 4每时段观测开始和结束应各量取天线高一次，且两次量高之差不大于 3 ， 取平均值作为最后天线高。若互差超限，应查明原因，否则需要重新测量。 5同一观测时段中，接收机不得关闭或重启，不得改变采样率、截止高度角等 参数；将每测段信息如实记录在 GPS 测量手簿上。 6.进行长距离高等级 GPS 测量时，要将气象元素，空气湿度等如实记录，每隔一 小时或两小时记

15、录一次。 7经认真检查，所有规定作业项目均已全面完成，并符合要求，记录与资料完 整无误，且将点位和觇标恢复原状后，方可迁站。 6.1.5 GPS6.1.5 GPS 外业观测的步骤外业观测的步骤 1.调度计划，确定每台接收机观测的测站，开机时间，搬站情况。 2.观测组按调度表规定的时间进行作业，保证同步观测同一卫星组。 3.各时段开机前，作业员量取天线高，并及时记录测站名、年月日、时段号、天 线高等信息。关机后再量取一次天线高作校核，两次量取天线高互差不得大于 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，记入 测量手簿。 8 工程测量课程设计 6.1.66.1.6 数据处

16、理数据处理 静态观测结束，立即将数据传入计算机中，为了获得 GPS 观测基线向量并对观 测成果进行质量检核，首先进行数据预处理，以确保是否达到预期精度。 利用 TGO 对数据进行处理，GPS 数据处理分为基线解算、网平差计算。 6.1.76.1.7 提交资料成果提交资料成果 1.测量任务书，专业设计书； 2.点之记、环视图和测量标志委托保管书； 3.观测计划； 4.外业观测记录（包括原始记录的存储介质及其备份） 、测量手簿及其他记录； 5.接收设备、气象及其他仪器的检验资料； 6.外业观测数据质量分析及野外检核计算资料； 7.数据加工处理中生成的文件（含磁盘文件） 、资料和成果表； 8.GPS

17、 网展点图； 9.技术总结和成果验收报告。 6.26.2 高程控制测量高程控制测量 6.2.16.2.1 准备工作准备工作 使用仪器：DSZ2 水准仪 1 台，双面水准尺 2 个，尺垫 2 个，三脚架 1 个。 测量等级：四等水准 测量方法：双面尺法 采用水准测量的方法，建立四等水准高程控制网。 6.2.26.2.2 四等水准测量的技术要求四等水准测量的技术要求 等仪器标准 视前 后 视前 后 视黑红面读黑红面所监测间歇点视线 距 累 积数差/mm /m 测高差之高 差 之 差高度 差/mm/mm 级类型线长 度距差/m /m 9 工程测量课程设计 四DSZ80m5.0m10.0m3.0mm5

18、.0mm5.0mm三丝 能读等2 6.2.36.2.3 一测站的操作程序一测站的操作程序 a.首先整平仪器竖轴至垂直位臵（望远镜绕竖轴旋转时，水准气泡两端分离，不 得超过 1cm） ； b.将望远镜对准后视标尺黑面，用倾斜螺旋调整水准气泡准确居中，按视距丝和 中丝精确度定标尺读数（四等观测可直接读距离） ； c.旋转望远镜照准前视尺面黑面，按 b 款操作； d.照准前视尺面红面，按 b 款操作，此时只读中丝读数； e.旋转望远镜照准后视尺面红面，按 b 款操作。 使用单排分划的因瓦尺观测时，对单排分划进行两次读数，代替基辅分划读数。 6.2.46.2.4 注意事项注意事项 ） 水准测量路线中需

19、在设臵转点处放一尺垫，防止观测过程中立尺点下沉而影 响正确读数。 ）在测量员读数时一定要将尺子竖直，读数完成之后可稍做休息。 ）记录人员写清红黑面尺和两尺的零点差，便于计算红黑面尺高差之差等。 ）观测间歇时，最好能在水准点上结束观测，间歇后应对间歇点进行检测，比 较任意两转折点间歇前后所测高差。 ）前后视距相等（在限差以内）； ）从后视转为前视（或相反）望远镜不能重新调焦； ）观测间歇时，最好能在水准点上结束观测，间歇后应对间歇点进行检测，若 有超限，则应重测该站。 6.2.56.2.5 内业计算内业计算 1.计算高差闭合差 2.计算容许高差闭合差 3.闭合差调整 10 工程测量课程设计 4.

20、计算改正后高差 5.推算各待定点高程 6.36.3 地形图测量地形图测量 野外测绘工作一般采用草图测记法，需先绘出测区草图，将各碎部测量点上的点 号记录在草图的相应位臵上，并注记地物地貌，并测绘 1:1000 地形图 1.建站。首先将全站仪架好并对中整平，量出仪器高度，测量温度、气压、凌镜 高，一并输入到全站仪中。 2.测量。先定后视，然后将棱镜臵于所测地物上，用全站仪照准棱镜，按下测量， 之后按下记录。依次测量测区内的所有地物地貌。 3.注意事项。(1)全站仪不能在强光下长期工作，应架上太阳伞保护全站仪。(2) 为了方便测量如果用多个棱镜同时测量碎部时，其各棱镜高一定要一致， 当某一 点需要

21、变棱镜高时，一定要重新输入该点的棱镜高。 (3)司仪人员要及时与草图 记录人员沟通， 校对仪器记录的点号是否与草图上记录的点号一致。 (4)每建一仪 器站时一定要弄清该站的点号、后视的点号，一旦出错所有在该站测的碎部点将 全部报废，所以测站建好后要先测一个已知点的坐标，进行对比，如误差不大, 再继续进行测量。 4.数据传输及成图。测量完后，把全站仪内存中的数据文件传到计算机中，然后 将数据在 CASS 软件中展开，根据草图进行绘制。 6.46.4 纵横断面测量纵横断面测量 1)纵断面：使用全站仪对河道进行纵断面的实测成图。纵断面图以中华北大桥 为起点，其桩号为 0+000，绘制 1:500 的

22、纵断面图。 2) 使用全站仪对河道进行横断面的实测成图。横断面图以河道中心线为原点， 沿河流方向左为正，右为负，每间隔 50 米绘制一幅 1:100 的纵断面图，必要处需 要加绘断面地图。 6.56.5 曲线放样曲线放样 放样就是要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标 定出来，过去采用的常规放样方法很多，如经纬仪交会放样、全站仪的边角放样 11 工程测量课程设计 等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要 2 -3 人配 合操作。同时在放样过程中还要求点间通视情况良好。如果采用 RTK 技术放样 时， 仅需把设计好的点位坐标输人到电子手簿中， 放样点的位臵

23、， 既迅速又方便， 由于 RTK 是通过坐标来直接放样的，而且精度很高很均匀，因而在外业放样中 效率会大大提高，且只需一个人操作即可。 6.5.16.5.1 放样计算放样计算 根据施工要求，将河道南面分段设计成一段带有缓和曲线的圆曲线。公式如下： 式中：m 为切垂距；P 为全曲线内移值； 0 为缓和曲线的切线角；且 m，P， 0 分别可由下式求的： 缓和曲线要素图如下： 12 工程测量课程设计 由以上公式算出圆曲线切线长、曲线长、曲线外失距。并根据起始坐标推算出 ZH、HY、QZ、YH、HZ、JD 各点坐标，然后进行 RTK 放样。 6.5.26.5.2 测量核实测量核实 工程的施工测量放线完

24、毕后，及时对所有相关内容进行审验，另外要随时检查建 筑物的放线，还应将所有标记和标线保持清晰。 从以下几个方面进行核实工作： 1.进行所有必要的计算，数据表达清楚，结果精确，以备核实之用。 2.裸露出被盖住的水准点。 3.从需要的标线上移走机械和障碍物。 4.进行仪器观测时应关闭所有的机器，停止打桩和其他引起地面振动的作业，以 免影响清晰的视域或引起折射。 5 清除所有妨碍测量的积水。 6.采取所有必要的安全措施。 7.当现有资料不能满足工程的准确测量时，应提供补充的测量和计算资料。 6.66.6 土方量计算和放样土方量计算和放样 利用横断面图与设计曲线应用 cass7.0、Excel 和工程

25、测量学知识计算土方的挖方 和填方。 土方明挖之前先进行纵横断面测量。从本标段起点开始量距，沿轴线每隔50m 13 工程测量课程设计 钉一木桩（里程桩） ，地形变化较大的地方加设木桩，用红漆在木桩侧面标上桩 号。 由横断面设计开挖图，计算出左右两侧边桩与轴线桩的水平距离，用钢尺量距， 钉立边桩。根据相邻断面同侧边桩的连线，用石灰撒出灰线。采取同样办法将河 道底脚线放出。开挖坡比采用水平拉尺、立标尺的方法确定。 基坑开挖至设计基底高程上 20cm 时，停止机械开挖，将水准仪移入基坑，人工 跟进抄平。土方回填前实测出基槽开挖后的平剖面地形资料。 开挖过程中，我方将随时校核测量开挖平面位臵、水平标高、

26、控制桩号、水准点 和边坡坡度等是否符合施工图纸要求。 总方量 根据计算出的各横断面面积，利用下列公式计算出总的土方量： 式中 V 为总土方量； S 1 为第一个横断面面积； S n 为最后一个横断面面积； L 为 相邻断面间的距离。 计算填方量 根据公式计算，其中 S 为各断面填方面积。 计算挖方量 根据公式计算，其中 S 为各断面挖方面积。 检核：总方量理论上等于填挖方量之和。 6.76.7 提交资料成果提交资料成果 1.支漳河分段地形图 2.支漳河纵横断面图 3.土方量计算成果 4.缓和曲线计算成果 14 工程测量课程设计 5.GPS 观测手簿 6.86.8 工工 作作 计计 划划 1.准

27、备工作：1-2 天（包括方案设计等） 2.选点：1 天 3.观测：5-7 天 4.内业：3-4 天 5.总结报告：1-2 天 7. 7. 河北工程大学测区河北工程大学测区 7.17.1 平面控制测量平面控制测量 河北工程大学测区包括东校区、主校区、西校区、家属区、附属中学、附属小学。 测区面积较大，且建筑物与树木较集中。利用河北工程大学 CORS 基站，采用 GPS- RTK 模式直接进行图根控制测量，对于建筑物较密集区，配合全站仪进行 图根加密。 下图为河北工程大学测区示意图， 其中各红线区域为每个小组的实习 区域。 15 工程测量课程设计 7.1.17.1.1 平面控制网的布设，应遵循下列

28、原则平面控制网的布设，应遵循下列原则 对于采用 GPS-RTK 测图的测区，在控制网的布设中应考虑参考站点的分布及位 臵。 1.首级控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理确定。 2.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。 3.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。 4.一、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。 5.加密控制网，可越级布设或同等级扩展。 6.加密的控制网，可采用插网、线形网或插点等形式。 7.三、四等网作为加密网时，起始边边长相对中误差分别为：1/120000、 1/70000 7.1.2 GPS RTK7.1.2 GPS RTK作业要求作业要求 1.远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)，其距离不小于 200m。 2.附近不应有强烈反射卫星信号的物体(如大型建筑物等)。 3.点位