县城区GPSE级控制测量技术设计书

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1、 *县城区县城区 GPS-EGPS-E 级控制测量级控制测量技技术术设设计计书书 编写单位：编写单位：*信息技术有限公司信息技术有限公司编写日期：二编写日期：二一三年八月一三年八月 *县城区县城区 GPS-EGPS-E 级控制测量级控制测量技技 术术 设设 计计 书书测绘任务承担单位（盖章）： 设计负责人：审核意见： 主要设计人：审 核 人： 年 月 日 年 月 日 批准单位或部门（盖章）：审批意见：审 批 人：年 月 日 I目目 录录一、项目及任务概况一、项目及任务概况.1二、采用任意带坐标的建议二、采用任意带坐标的建议.2三、作业依据三、作业依据.2四、已有资料的分析与利用四、已有资料的分

2、析与利用.2五、主要技术指标五、主要技术指标.2六、六、GPS-E 级网选点埋石及布网要求级网选点埋石及布网要求.3七、七、GPS-E 级网观测级网观测.5八、八、GPS 网的数据处理网的数据处理.6九、四等水准测量九、四等水准测量.9十、成果验收十、成果验收.10十、上交资料十、上交资料.10附件一：点之记模板附件一：点之记模板.11附件二：水准仪附件二：水准仪 I 角检校表格角检校表格.12GPS-E 级控制测量项目 技术设计书1*县城区县城区 GPS-EGPS-E 级控制测量级控制测量技术技术设计书设计书一、项目及任务概况一、项目及任务概况为加强土地管理和满足城镇规划建设的需要，受*县国

3、土资源局委托，由*信息技术有公司承接*县城区 GPS-E 级控制测量任务，现根据国家和省有关技术规范 、规程制定本技术设计书。*县，广东省梅州市辖县，革命老区县，地处广东省东北部，韩江上游，是粤东丘陵地带的一部分。测区位于*城区和城区周边水寨、河东、横陂、转水四镇，施测范围由甲方具体划定(详见下图)，面积约 189 平方公里，根据要求施测 GPS-E 级控制点约 32 个。二、二、采用任意带坐标的建议采用任意带坐标的建议从*县城所处的地理坐标位置（11534-11542）来看，正好落在高斯正形投影 3带中央子午线为 117的 39 带西边缘，基本上位于 114（38 带）与 117（39 带）

4、的相交处（11530） ，测区偏离中央子午线西向约 140KM，其长度变形值很大，按理论计算，长度变形约为 27.2CM/KM。根据城市测量规范CJJ82011 规定，当长度变形值大于 2.5CM/KM 时，可采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面可采用城市平均高程面。为确保测区的成图成果质量，也为用图单位在征地、放桩等工程测量中有精度保证，做到平面控制点坐标反算的边长与实量边长尽可能相符，建意测区采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统（80 西安坐标系） ，将中央子午线通过*县城，定为：11545。如本测区所测图幅与原测图幅在技术上有矛盾,可通过平移的办法处理。以上建议供参考，否

5、测按不予边长变形的考虑进行实测。三、三、作业依据作业依据1. 全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18314-20092. 卫星定位城市测量技术规范 CJJ/T 73-20103. 城市测量规范 CJJ/T 8-2011*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 24. 国家三、四等水准测量规范 GB/T 12898-20095. 数字测绘成果质量检查与验收 GB/T 18316-20086. 本项目的技术设计书四、四、已有资料的分析与利用已有资料的分析与利用1. 平面控制资料测区内及周边地区有原国家大地点和军控点，为 1980 年西安坐标系，可作为本次控制测量平面起算点。2. 高程

6、控制资料在测区内及周边地区已有原测高等级水准点，为 1985 国家高程基准，可作为水准测量的起算点。五、五、主要技术指标主要技术指标(1) 平面坐标系统：采用 1980 西安坐标系,中央子午线为 11545。(2) 高程系统：采用 1985 国家高程基准。(3) 测量精度：本次 GPS 测量其精度不低于表 1 的要求。表 1：E 级 GPS 测量的精度要求级别a（mm）b（110-6）相邻点间平均距离(km)最弱边相对中误差最弱点点位中误差（cm）闭合环或附合路线边数E10531/450005.010注：a 为固定误差(mm)；b 为比例误差系数(mm/km)六、六、GPS-EGPS-E 级网

7、选点埋石及布网要求级网选点埋石及布网要求1. E 级控制点编号E 级 GPS 控制点的编号以等级 E 为字头，后续 2 位自然数顺序编号，并保持编号的连续性，不得重号。如 GE01、GE02。2. 选点的技术要求(1) 应便于安装接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物高度角不宜超过 15。(2) 远离大功率无线电发射源（如电视台，电台、微波站等） ，其距离不得小于*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 3200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于 50m。(3) 附近不应有强烈反射卫星信号的物体（如大型建筑物等） 。(4) 交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测

8、。(5) 地面基础稳固，易于标石的长期保存，并应有利于安全作业。(6) 充分利用符合要求的已有控制点，并应在点之记中注明。(7) 选站时应尽可能使测站附近的局部环境（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。3. 标石的规格(1) 普通混凝土标石E 级 GPS 点一般需要埋设普通混凝土标石。普通混凝土标石的标石顶面中心安置中心标志。E 级 GPS 点标石规格为：上部 12cm12cm，底部为 20cm20cm，高60cm。普通混凝土标石的规格详见图 1：(2) 建筑物上标志当地面上不宜选点埋石的时候，可以在坚固的建筑物房顶设置楼顶标志。楼顶标志规格为：上部 20c

9、m20cm，底部为 30cm30cm，高 15cm。建筑物上的标石严禁在隔热板上、沥清面上浇灌，衔接处要打毛，并清理干净，以确保将两层面牢固连接。建筑物上标志规格详见图 2：(3) 路面凿刻标志当地面上有稳固且能长久保存的坚硬路面时，E 级 GPS 点也可设置路面凿刻标志。标志规格为：25cm25cm 的方框。现场进行凿刻，将 GPS 点中心标志（不锈钢钉）从方框中心钉入，要确保牢固。路面凿刻标志规格详见图 3：*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 4图 1普通混凝土标石规格单位:CM图 2楼顶标规格单位:CM图 3路面凿刻标志的规格单位:CM(4) 标石面整饰详见图 4:图 4G

10、E X X国 土E 级点标石面4. 布网要求(1) GPS 网观测方法采用多个同步观测环为基本组成的网观测模式。其同步环之间，应以边连接或点连接的方式进行网的构建。E 级 GPS 网最简异步观测环或附合线路中的边数不应超过 10 条。(2) E 级 GPS 控制网平面应联测高等级控制点不少于 3 点。(3) 选取 30%左右的 E 级点进行四等水准联测，作为控制网高程拟合的起算点，联测的 E 级点要求分布均匀，能够控制整个范围。七、七、GPS-EGPS-E 级网观测级网观测GPS 作业时应采用静态模式(常规静态或快速静态)观测。1. 接收机的选用E 级 GPS 网测量采用的 GPS 接收机的选

11、用按表 2 规定执行。表 2： E 级 GPS 网测量采用的 GPS 接收机性能*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 5等级E 级单频/双频双频观测量至少有L1 载波相位同步观测接收机数3注：GPS 接收机应满足：其标称精度优于（10mm+510-6d） 。2. GPS 网观测基本技术要求GPS-E 级网观测应遵照下表 3 的相关指标执行。表 3： GPS-E 级网观测基本技术指标等 级项 目E 级卫星截止高度角（）15同时观测有效卫星数4有效观测卫星总数4观测时段数1.6时段长度40min数据采样间隔/s5153. 观测要求(1) 观测组必须执行调度计划，按规定的时间进行同步观测作

12、业。当情况有变化需修改调度计划时，非经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。(2) 每点的观测作业均必须量取仪器高，于开机前后各一次，并记录于观测手簿中，两次读数不应大于 3mm，并取平均值作为最后结果输入 GPS 接收机中。此外，还需及时输入测站名等信息。(3) 观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号。(4) 接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机；雷雨过境时应关机停测，并取下天线，以防雷击。(5) 经检查所有规定作业项目均已全部完成，并符合要求，记录完整无误后方可迁站。*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 6

13、(6) 每日观测结束后，应及时将数据从 GPS 接收机转存到计算机上，确保观测数据不丢失，并拷贝备份由专人保管。同时应进行当天的基线计算。接收机内所存数据文件卸载到外存介质上时，不应进行剔除、删改或编辑。八、八、GPSGPS 网的数据处理网的数据处理1. 数据处理软件的选用本项目 GPS-E 级控制网的基线解算及平差计算软件可采用 GPS 随机商用软件。2. 基线向量解算基线解算的起算值：基线解算应以测区内的高等级控制点 WGS-84 坐标作为起算，基线解算要求一级往下一级传递 WGS-84 坐标的原则，不允许对个别基线的解算采用精度不够的单点定位结果作为基线解算的起算值，提高 GPS 观测基

14、线的内符合精度。基线解算模型应采取双差固定解。3. 相邻点间弦长精度GPS 网中相邻点间弦长精度应按以下公式计算：22)(Dba式中 标准差（基线向量的弦长中误差 mm） ； 固定误差（mm） ；a 比例误差系数（1.0） ；b610 相邻点间的距离(km)。D本测区作业中、的取值详见表一。ab4. 外业数据质量检核(1) E 级 GPS 网同一时段观测值的数据剔除率不宜大于 10。(2) E 级 GPS 网复测基线的长度较差应满足下式要求：dS22dS(3) E 级 GPS 网三边同步环闭合差不宜超过下列公式的要求：53XW*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 753YW53ZW(

15、4) D、E 级 GPS 网外业基线处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差和各坐标分量闭合差（、）应满足下列公式的要求：SWXWYWZWn3XWn3YWn3ZW3n3SW222ZYXSWWWW式中 环闭合差；SWn 为闭合环边数。5. 基线向量网及平差(1) 基线向量组网和环检验整网观测结束基线解算工作结束后，可通过 GPS 接收机随机商用软件进行组网和环检验。可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数10，否则应重测该基线或有关同步图形。(2) 无约束平差当各项质量检验符合要求时，以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量

16、及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的 WGS-84 系三维坐标作为起算依据，进行 GPS 网的无约束平差，以检验空间向量网的内符合精度,再次检验组网基线是否存在粗差。在无约束平差中，基线向量的改正数绝对值应满足下式要求：*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 8无约束平差中，基线向量的改正数绝对值（、）应满足如下条件：XVYVZV3XV3YV3ZV当超限时，可认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的分析功能进行分析，找出粗差并予以剔除，或采取相应的补救措施，重新进行无约束平差，直至符合上式要求。(3) 约束平差1980 西安坐标系下的二维平面成果可以通过二维约束平差方法

17、得到。在无约束平差确定的有效观测基础上, 固定联测的起算点平面坐标进行平面网的二维约束平差，从而获得 1980 西安坐标系下的二维平面成果。约束平差中，基线向量改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线，相应改正数较差的绝对值（、）应满足如下要求：XdVYdVZdV2XdV2YdV2ZdV当超限时，可认为作为起算的约束数据与 GPS 网不兼容，应采取相应的方法和补救措施对其进行改进，重新进行平差，直至符合上式要求。(4) 高程拟合GPS-E 级控制网采用四等水准联测 30%左右的 E 级点作为该网高程拟合的起算点，联测的 E 级点要求分布均匀，能够控制整个范围。高程拟合采用二次曲面拟合方

18、法计算出各控制点高程，拟合计算应进行内符合和外符合检核计算，如检核数据误差过大，应查明原因，改进拟合精度，最终的高程拟合精度应满足高程精度要求。*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 9九、四等水准测量九、四等水准测量1. 水准测量主要技术要求对于四等水准测量，每公里水准测量的偶然中误差和全中误差，以及往返MwM测高差不符值与环线闭合差限差，不得超过表 4 规定的数值。 表 4 水准测量的主要技术要求 单位:mm等级偶然中误差M全中误差wM测段、路线往返测高差不符值附合路线或环线闭合差检测已测测段高差之差四等51020K平原:20L山区:25L30R注：表中 K 为路线或测段的长度，L

19、 为附合路线（环线）的长度，R 为检测测段长度，单位均以 km 计 。当测段长度小于 1km 时，K 按 1km 计算。山区指高程超过 1000 米或路线中最大高差超过 400 米的地区。四等水准观测的主要技术要求按表 5 执行。表 5 水准测量观测的主要技术要求等级视距(m)前后视距差(m)前后视距累积差(m)红黑面读数差(mm)黑红面所测高差之差(mm)四等1003103.05.0注: 为附合路线长度，以公里为单位。L2. 水准网观测单独的四等水准附合路线，长度应不超过 80 KM；环线周长应不超过 100KM；同级网中结点间距应不超过 30KM。施测前应按照规范要求对所使用仪器和标尺进行

20、检验。四等水准的观测采用中丝读数法，直读视距，单程观测，观测顺序为后一后一前一前，每测段的测站数应为偶数。观测间歇时，最好能在水准点上结束观测。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前在最后两测站的转点处打入带有帽钉的木桩作为间歇点。间歇后应对间歇点进行检测，符合要求后方可继续工作。四等水准观测采用电子手簿记录，各项限差均按国家三、四等水准测量规范规定在程序中预先设定。观测结束后应及时整理和检查外业观测手薄。检查手薄计算是否正确、观测成果是否满足各项要求。*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 103. 水准网平差计算水

21、准测量平差计算采用南方平差易 2005严密平差程序进行，平差后各项精度指标应符合表 4 的规定。十、成果验收十、成果验收1. 交送验收的成果资料，内容与数量必须齐全、完整无损；2. 技术方案是否符合规范要求；3. 数据处理的软件是否符合要求，处理的项目是否齐全，起算数据是否正确；4. 各项技术、精度指标是否达到规范要求。十、上交资料十、上交资料1. 技术设计书；2. 仪器设备检定资料；3. 技术总结和检查报告；4. 控制网观测、平差计算资料(含网图)；5. 控制点点之记、成果表。以上所提交资料的数据光盘。 *信息技术有限公司 2013 年 8 月*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 11附件一：点之记模板附件一：点之记模板*城区 GPS-E 级控制测量项目 技术设计书 12附件二：水准仪附件二：水准仪 i i 角检校表格角检校表格水准仪水准仪i i角检校角检校仪器： 方法： 观测者： 日期： 标尺： 记录者： 时间： 呈像： 检查者： 仪器距近标尺D1= m 仪器距远标尺D2= m仪器站I1I2观测次序A尺读数 a1B尺读数 b1A尺读数 a2B尺读数 b21234中数高差（a-b）,mm=(a2-b2)-(a1-b1)/2= =)(1061. 1 21512DDDDpiA Ba2b2a1b1I1I2 D1 D2