GPS控制網(wǎng)及數(shù)字測圖技術(shù)設(shè)計書

1 制網(wǎng)及數(shù)字測圖技術(shù)設(shè)計書 一、項目概述 本次實習(xí)的目的是了解控制測量作業(yè)的全過程，掌握 握數(shù)字測圖的基本原理，熟練大比例尺 1:500 地形圖的測繪，提高操作繪圖軟件的能力，從而鞏固課堂學(xué)習(xí)的理論知識，將理論與實踐有機結(jié)合，提高理論水平與外業(yè)操作能力。 二、測量依據(jù) 1、 態(tài)測量 全球定位系統(tǒng)（ 量規(guī)范（ 全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程（ 城市測量規(guī)范（ 2、數(shù)字測圖 1:500、 1:1000、 1:2000 地形圖圖式（ 1:500、 1:1000、 1:2000 地形圖數(shù)字化規(guī)范（ 17160 1997） 本技術(shù)設(shè)計書 三、測區(qū)概況 （一）、測區(qū)范圍 1、 態(tài)測量 測區(qū)為桂林市七星區(qū)，位于風(fēng)景秀麗的漓江東畔，東經(jīng) 10945 0 、北緯 2418 1 。南起于漓江路，北止于環(huán)城北二路，西起于小東江，東止于普陀路； 2 2、數(shù)字測圖 測區(qū)為桂林理工大學(xué)整個屏風(fēng)校區(qū)。測區(qū)地物主要對象為教學(xué)樓、師生住宿樓、植被、電力及通訊設(shè)備、供、排灌 網(wǎng)絡(luò)，文體設(shè)備等。 （二）、測量任務(wù) 1、 態(tài)測量 測區(qū)內(nèi)共布置有 15 個 制點，其中有三個已知點。需要構(gòu)建一個 D 級 制網(wǎng)，并進(jìn)行測量。其中每個控制點觀測 2個時段，每個時段不低于 2 小時。則 C=15*2/6=5，共需要測 5期。 2、數(shù)字測圖 對桂林理工大學(xué)整個屏風(fēng)校區(qū)的 1:500 地形圖的測繪。 （ 三 ） 、現(xiàn)有資料 測區(qū)有三個已知的國家高等級三角點，分別是羊角山、屏風(fēng)山、三里店廣場。因此，在測量過程中，需要聯(lián)測這三個國家高等級點，將 （ 四 ） 、控制網(wǎng)起算數(shù)據(jù) 因為 本次 制網(wǎng)測量要用到羊角山、屏風(fēng)山和三里店廣場這三個國家高等級點，所以起算數(shù)據(jù)就是這三個點的坐標(biāo)。 四、主要技術(shù)指標(biāo) （一）坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的選擇 1、本次測量的平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用的是 1980 西安坐標(biāo)系，這個系統(tǒng)可滿足本次測圖的要求，其具體參數(shù)如下： 坐標(biāo)系統(tǒng) 橢球名稱 建成年代 橢球類型 a（ m） f 1980西安坐標(biāo)系 克拉索夫斯基 1975年 參考橢球 6378140 1:3 界大地坐標(biāo)系 984年 總地球橢球 6378137 1:央子午線經(jīng)度為東經(jīng) 10624，邊長的高程歸化面為0m ，坐標(biāo)值采用通用值。 2、高程系統(tǒng)采用的是 1985 年國家高程基準(zhǔn)。 （二）基本精度指標(biāo) 1、 態(tài)測量 1997年版全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程 等級 相鄰點平均距 離 （ a（ b（ ） 空間位置精度因子 弱邊相對中誤 差 1010 10 8 1/20000 各級 項目級別 A B C D E 衛(wèi)星高度角（ ） 10 15 15 15 15 有效觀測衛(wèi)星數(shù) 4 4 4 4 4 平均重復(fù)設(shè)站數(shù) 6 4 2 時段長度 （ 靜態(tài) ） （ 540 240 60 45 40 數(shù)據(jù)采樣間隔（靜態(tài)）（ s） 30 30 1030 1030 1030 接收機選用的技術(shù)要求 等級 接收機 標(biāo)稱精度 觀測量 同步觀測接收機 雙 /單頻 10載波相位 2 閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)的規(guī)定 4 級別 A B C D E 閉合環(huán)或附合線路邊數(shù) 5 6 6 8 10 同步坐標(biāo)分 量及環(huán)線全長相對閉合差限差 （ 1 等級 二 三 四 一級 二級 坐標(biāo)分量相對閉合差 線全長相對閉合差 、數(shù)字測圖 （ 1）界址點精度 界址點相對于鄰近控制點的點位誤差和間距超過 50 米的相鄰界址點的間距誤差不超過下表的規(guī)定；間距未超過 50 米的界址點的間距誤差限差不超過下式 （ 1） 計算結(jié)果。 D= （ 1） 式中： 級界址點的點位中誤差（ 界址點精度及適用范圍 類別 界址點對鄰近圖根點點位誤差（ 界址點間距允許誤差 （ 界址點與鄰近地物點關(guān)系距離允許誤差（ 適用范圍 中誤差 允許誤差 一 5 10 10 10 地價較高地區(qū)、城鎮(zhèn)街坊外圍界址 點及街坊內(nèi)明顯界址點 5 二 15 15 15 地價一般地區(qū)、城鎮(zhèn)街坊內(nèi)隱蔽界 址點及村莊 內(nèi)部界址點 注：界址點對鄰近圖根點點位中誤差系指用解析法勘丈界址點應(yīng)滿足的精度要求；界址點間距允許誤差及界址點與鄰近地物點關(guān)系距離；允許誤差系指各種方法勘丈界址點應(yīng)滿足的精度要求。 （ 2）主要地籍要素點（地物點）精度 主要地籍要素點（地物點）的精度分三級，各級主要地籍要素點（地物點）相對于鄰近控制點的點位誤差和地物點的間距誤差不超過下表的規(guī)定。 主要地籍要素點（地物點）精度 主要地籍要素點 主要地籍要素點相對于鄰近控制點的點位誤差和相鄰主要地籍要素點間的間距誤差 適用范圍 中誤差 （ 限差 （ 一 5 10 大型商住樓、房產(chǎn)價格較高的地物點 二 15 一般住宅樓、房產(chǎn)價格適中的地物點 三 10 20 簡易住宅樓、房產(chǎn)價格較低的地物點 地形圖圖上地物點點位中誤差及地物間距中誤差的要求如下： 地區(qū)分類 點位中誤差（圖上 間距中誤差（圖上 建筑區(qū)和平坦地區(qū) 一般地區(qū) 五、 的網(wǎng)形設(shè)計 此次 臺接收機。 型設(shè)計，應(yīng)該遵循以下原則： （ 1） 中點 與點之間不要求通視，但考慮加密時的應(yīng)用，每點應(yīng)有一個以上的通視方向。 （ 2）在布網(wǎng)設(shè)計中應(yīng)考慮到原有測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，宜采用原有坐標(biāo)系統(tǒng)。對凡是符合 充分利用其標(biāo)石。 6 （ 3） 應(yīng)由一個或若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成，也可采用符合線路形式構(gòu)成。 （ 4）為求得 在地面坐標(biāo)系的坐標(biāo)，應(yīng)在地面坐標(biāo)系選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個。 （ 5）為了求得 進(jìn)行水準(zhǔn)測量的高程聯(lián)測。 因此，這次控制網(wǎng)采用的是邊聯(lián)式的布網(wǎng)形式（控制網(wǎng)圖見后邊） 。 六、選點和埋石 制網(wǎng)點位布設(shè)時，點位的點名取組名，點位編號按 點時應(yīng)遵守如下原則： （ 1）觀測站應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其周圍磁場對 收機與其距離一般不得小于 200m； （ 2）觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷洌ㄎ眨娏业奈矬w，以減弱多路徑效應(yīng)影響； （ 3）測站應(yīng)設(shè)在易于安置接受設(shè)備的地方，且視場開闊。在視場內(nèi)周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般應(yīng)小于 10； （ 4）觀測站應(yīng)選在交通便利的地方，并且便于其他觀測手段 聯(lián)測和擴展； （ 5）對于基線較長的 ，還應(yīng)考慮測站附近應(yīng)具有良好的通訊設(shè)備和電力供應(yīng)，以供觀測站之間的聯(lián)系和設(shè)備用電； （ 6）點位選定后，均應(yīng)規(guī)定繪制點之記，其主要內(nèi)容應(yīng)包括，點位及點位略圖，點位的交通情況以及選點情況。 （ 7） 在建立點位標(biāo)志時點的標(biāo)石和標(biāo)志必須穩(wěn)定、堅固，易于長期保存和利用，并有利于安全作業(yè)。 七、外業(yè)觀測 （一） 業(yè)觀測 1、外業(yè)觀測的方法 D 級 球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程的要求進(jìn)行，其內(nèi)容如上表觀測技術(shù)要求。 7 2、外業(yè)觀測要求 觀測組應(yīng)嚴(yán)格按作業(yè)調(diào)度 表規(guī)定的時間進(jìn)行作業(yè)，保證同步觀測同一衛(wèi)星組，當(dāng)情況有變化時應(yīng)經(jīng)作業(yè)隊負(fù)責(zé)人同意，觀測組不得擅自更改計劃。 每一時段開機前后應(yīng)各自量取一次天線高，兩次量得的天線高不大于 1平均值作為最后天線高，取平均值作為最后結(jié)果，并及時輸入測站名，觀測時段號等信息，接收機方向還應(yīng)當(dāng)一致，儀器正常工作后，作業(yè)人員及時逐項填寫測量手簿中的各項內(nèi)容。 觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并應(yīng)防止儀器受到震動和被移動，防止人為和其它物體靠近天線遮擋衛(wèi)星信號。 接收機在觀測的過程中不應(yīng)在接收機近旁使用對講機；雷雨過境時應(yīng) 關(guān)機停測，并取下天線，以防雷電。 每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到計算機上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失，同時應(yīng)進(jìn)行當(dāng)天的基線計算，記錄雨，晴，陰，云等天氣情況。 觀測人員應(yīng)嚴(yán)格按手薄內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)記載，不得錯記，不得漏記，嚴(yán)禁偽造。 （二）數(shù)字測圖數(shù)據(jù)采集 地形圖測繪采用全站儀進(jìn)行全野外數(shù)據(jù)采集數(shù)字化成圖法，主要用全站儀測定地形要素的坐標(biāo)和高程，對于部分隱蔽點則采取皮尺丈量邊長，用邊長交會方法求得其坐標(biāo)，也可采用方向交會法測定地物點的位置。 為盡量減少數(shù)據(jù)粗差，數(shù)據(jù)記錄應(yīng)充分利用全站儀內(nèi)存，實現(xiàn)全站儀自動記錄。 1、測站檢查 在控制點上設(shè)站后，觀測之前必須進(jìn)行以下檢查： a）儀器參數(shù)檢查。儀器高、目標(biāo)高、氣象改正數(shù)、棱鏡參數(shù)、數(shù)據(jù)格式和單位等所有相關(guān)設(shè)置必須正確； b）儀器對中整平檢查。儀器對中的偏差，不應(yīng)大于 5 毫米；儀器管氣泡不應(yīng)偏離一格； c）視準(zhǔn)差和指標(biāo)差檢查。角度測量儀器 2c 和 2i，其絕對值不大于 8 40 ，才能作業(yè)，否則儀器必須進(jìn)行檢校； d）定向檢查。以較遠(yuǎn)的控制點定向，并用附近其他較近的控制點進(jìn)行檢核，角度檢核值與原有值之差不應(yīng)大于 40 ，高程檢核值與原值之差不應(yīng)大于 ，邊長（或坐標(biāo)）檢核值與原 值之差不應(yīng)大于 在較遠(yuǎn)處選擇一個明顯鉛垂標(biāo)志（如避雷針、旗桿等）作為參考方向。原則上待測點至測站的距離不應(yīng)大于定向邊的距離，個別測站有困難時，應(yīng)提高儀器對中精度和有效減弱定向目標(biāo)偏心誤差的影響，此時待測點至測站的距離也不應(yīng)大于定向邊距離的 2 倍； e）歸零檢查（度盤檢查）。測圖過程中，每測 20 50 個點和在測站結(jié)束時檢查一次定向方向（或參考方向），每站歸零差不應(yīng)大于 40 ； 2、讀數(shù)、視距要求 經(jīng)過測站檢查后，用全站儀施測地物點、地形點時，距離、水平角和垂直角（或坐標(biāo) X， Y， H）可按半測回一次讀數(shù) 施測。 測站至界址點、地物碎部點的距離一般不超過 120 米，測站至地貌碎部點的距離一般不超過 200米，高程點間隔一般不大于 15 米。 3、野外數(shù)據(jù)采集要求 （ 1）居民地的各類建筑物、構(gòu)筑物及主要附屬設(shè)施應(yīng)準(zhǔn)確測繪實地外圍輪廓和如實反映建筑結(jié)構(gòu)特征；房屋的輪廓應(yīng)以墻基外角為準(zhǔn)，房屋應(yīng)逐棟表示，并按建筑材料和性質(zhì)分類，注記層數(shù)。 （ 2） 建（構(gòu)）筑物及其它設(shè)施依比例尺表示的，應(yīng)實測其外部輪廓，并配置符號或按圖式規(guī)定用依比例尺符號表示；不依比例尺表示的，應(yīng)準(zhǔn)確測定其定位點或定位線，用不依比例尺符號表示。 4、地形圖要素 的表示 地物、地貌要素的表示方法和取舍原則，除應(yīng)按現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn) 1500、 1 1000、 1 2000地形圖圖式 行外，還應(yīng)符合以下規(guī)定（ 1）居民地的各類建筑物、構(gòu)筑物及主要附屬設(shè)施應(yīng)準(zhǔn)確測繪實地外圍輪廓和如實反映建筑結(jié)構(gòu)特征。建（構(gòu)）筑物和圍墻輪廓凸凹小于 單房屋凸凹小于 用直線連接。 （ 2） 房屋以墻基外角為準(zhǔn)，房屋應(yīng)逐個測量表示。臨時性的房屋（煤 9 渣磚、石棉瓦頂用簡單房屋表示，民工的工棚可不表示），但用地類界繪出，并注 “ 工棚區(qū) ” 。房屋根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和層 數(shù)不同要分開表示（分層線用實線表示，一層的可不注層數(shù)）?；斐梢惑w的建筑物，層數(shù)比較清楚的應(yīng)盡量分層測繪，分層表示困難時，以主體建筑層數(shù)注記；層數(shù)相近而又較難分割的，以占地面積較大的層數(shù)注記，對綜合性的大樓和裙樓，建筑物與地面交線用實線表示，最外飄出部分的投影線以及主體與裙樓分層用虛線表示；裙樓層數(shù)以面積大的注記，主體樓層以最高層數(shù)注記。 （ 3） 飄出部分應(yīng)分飄樓（吊樓）或陽臺。若第二層為飄樓，以上各層為陽臺時，則表示最外一層的飄樓或陽臺，投影到一樓以上的，飄樓和陽臺不表示，當(dāng)兩種交替變換頻繁時，短的一種歸入長 的一種綜合表示（ “ 短 ” 是指長度小于 2 米）。 5、房屋附屬設(shè)施實測的內(nèi)容和表示方法： 柱廊以外線投影為準(zhǔn)，用虛線表示，四角或轉(zhuǎn)角處的支柱應(yīng)實測； 落地陽臺以欄桿外圍為準(zhǔn)，用實線表示，其內(nèi)部的墻基線用虛線表示：懸空陽臺和飄樓（吊樓）均用虛線表示，為了在圖上有所區(qū)別規(guī)定飄樓（吊樓）加注層數(shù)，一層吊樓也要注 “1” ，但不注結(jié)構(gòu)。當(dāng)又有陽臺又有吊樓時，以多的一種表示，兩者一樣多時，陽臺綜合進(jìn)吊樓一起計為吊樓的層數(shù)表示。 門廊以頂蓋投影為準(zhǔn)，用虛線繪出，柱的位置要實測； 大門的門頂以頂蓋為準(zhǔn)，用虛線繪好，柱的位置應(yīng)實測； 門墩以墩外圍為準(zhǔn)，墩的位置應(yīng)實測； 室外樓梯應(yīng)實測表示，但有兩種情況，一種是與房子連成一體而且是露天的，另一種是與房子不連成一體獨立的，而且是有蓋頂?shù)?，均以室外樓梯表示，以落地的范圍實測，室外樓梯，寬度小于圖上 1 （實地 不表示。 與房屋相連的臺階按投影測繪，但圖上不足繪三級符號的（實地長度小于 可不表示。建筑物門前的有行車通道的雨蓬（罩），無論有柱無柱，均應(yīng)按投影測出（用虛線繪出）。 10 6、 房屋結(jié)構(gòu)圖式規(guī)定 表示，即注 “ 砼 ” 、 “ 混 ” 、 “ 磚 ” 等。以磚為墻體，樓板不是鋼盤混凝土結(jié)構(gòu)的瓦、鐵 皮、石棉瓦蓋頂?shù)姆课菥?“ 磚 n” 表示；樓板是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的瓦頂房或者平頂房均以 “ 混 n” 表示；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的房屋以 “ 砼 n” 表示，當(dāng)墻面已裝修無法判定為框架結(jié)構(gòu)時，統(tǒng)一規(guī)定 8 層（含 8 層）以上用 “ 砼 n” 表示，以下用 “ 混 n” 表示（ n 表示層數(shù)）。附在其它房屋或靠圍墻搭建并以木板或其他簡單材料為蓋頂?shù)碾s物房和搭建在江邊、魚塘邊、水面上的茶樓、房屋以簡單房屋表示；以鋼柱或鋼筋混凝土柱為支撐，四周以鐵皮為墻體，鐵皮或石棉瓦為頂蓋的車間、工廠也以簡單房屋表示，面積較大時注其用途。 7、圍墻 等 圍墻、柵欄、欄桿、籬笆和 鐵絲網(wǎng)等圍護(hù)物，均應(yīng)實測。在墻基 1米以上（含 1 米）構(gòu)筑欄桿的按圍墻表示， 1米以下的以柵欄表示，實測位置以墻基為準(zhǔn)。 房屋內(nèi)部天井原則上應(yīng)表示（小于 4平方米可不表示）。 八、內(nèi)業(yè)處理 （一） 線向量的計算及檢核 1、基線解算 基線數(shù)據(jù)解算采用 件求解，基線解算采用消電離層的雙差浮點解或加點離層改正的雙差整數(shù)解（固定解），其主要技術(shù)參數(shù)如下： 衛(wèi)星截止高度角 15 度；電離層模型為： 型；對流層模型為 型；星歷為廣播星歷或精密星歷；采用 或 2、基線解算質(zhì)量檢核 （ 1）同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率 10% （ 2）由完全的獨立基線構(gòu)成的獨立環(huán)，各獨立環(huán)的坐標(biāo)分量閉合差和全長閉合差應(yīng)符合下式規(guī)定： nnn 11 （ 3） 預(yù)期精度 當(dāng)基線長度 3于 3 當(dāng)基線長度 3，優(yōu)于 1/100萬。 數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)寫出技術(shù)總結(jié)，要求按 3、 平差 的平差計算應(yīng)用 件在 間直角坐標(biāo)系下進(jìn)行三維無約束平差，以檢查本次 的 內(nèi)符合精度。同時為將標(biāo)系下的 線觀測值投影到高斯平面上，并轉(zhuǎn)換到 1980西安坐標(biāo)系中，采用 件包或 軟件包進(jìn)行二維約束平差。 4、外業(yè)成果檢核的主要內(nèi)容 （ 1）、同步邊觀測數(shù)據(jù)的檢核，對其檢核的內(nèi)容包括：觀測數(shù)據(jù)的剔除率，觀測殘差分析，計算同步邊平差值的中誤差和相對中誤差。 （ 2） 、重復(fù)觀測邊的檢核： a、計算不同時段觀測成果的互差，該差值應(yīng)于相應(yīng)級別規(guī)定精度的倍； b、同一條邊若有三個時段以上的觀測成果，則應(yīng)計算各時段結(jié)果的平差值。 其中任一時段的結(jié)果與其平差值之差，應(yīng)不超過相應(yīng)的規(guī)定精度。 （ 3） 、獨立邊構(gòu)成的環(huán)閉合差檢核； （ 4） 、同步環(huán)閉合差的檢驗 （二 ） 數(shù)字成圖 這次繪圖采用廣西第一測繪院的 圖軟件或者南方 圖軟件進(jìn)行屏風(fēng)校區(qū) 1:500地形圖的繪制。 九、提交成果 量任務(wù)完成后，需上交的資料： 1、技術(shù)設(shè)計書； 2