毕业设计:**新区GPS平面控制测量、高程控制测量的技术方案设计


    摘 要 本设计为大连金州新区GPS平面控制测量、高程控制测量的技术方案设计。控制网测量方案中,平面控制网分两级布设,首级为C级控制网,二级为E级控制网。C级控制网构成涵盖金州新区的骨架控制网,E级控制网均匀分布于金州新区主要街区路段,为金州新区的建设提供最有利的保障。高程控制网分两级布设,首先利用国家一等水准点布设金州新区三等水准网,然后在三等水准网基础上进行四等水准测量,最后将水准高程作为高程约束点,统一平差GPS控制网,进行高程拟合,提高GPS拟合高程的精度,也方便施工测量使用。期间,通过GPS拟合高程及四等水准高程对控制点高程进行检核,避免粗差和错误的出现,保证了成果的可靠性。 关键词:C、E级GPS网控制测量;高程控制;水准测量;精度分析;拟合高程 Abstract The design for the design of technology scheme of Dalian Jinzhou District GPS plane control surveying, elevation control survey. Control network measurement scheme, plane control network is divided into two level layout, the C control network, the two level is E control network. C control network to form the framework of control network covers Jinzhou area, E grade control network distributed uniformly in the Jinzhou New District Main Street Road, offers the best guarantee for the construction of the Jinzhou new district. Gao Cheng control network at two level arrangement, the three leveling national leveling point layout of Jinzhou New District, then the four leveling in three leveling network basis, the level of Gao Cheng as Gao Cheng constraint point, adjustment of GPS control network, Gao Cheng fitting, GPS fitting Gao Cheng precision, it is convenient to use the construction survey. During the period, through the GPS elevation fitting and four level elevation check on the control point elevation, to avoid errors and errors, to ensure the reliability of the results. Keywords:C、E class GPS network control measurement; vertical control; Leveling; Accuracy analysis ;The fitting of Gao Cheng 目 录 1 绪 论 1 1.1 项目概况 1 1.2 测区概况 1 1.3 主要工作内容 2 1.4 作业技术依据 3 1.5 平面基准 3 1.6 高程基准 3 2 平面控制测量 4 2.1 已有资料的分析利用 4 2.2 布网原则 4 2.3 各等级GPS控制网技术要求 4 2.4 选点原则 5 2.5 GPS外业测量及检核 6 2.5.1 C级GPS控制网网形 6 2.5.2 E级GPS控制网网形 7 2.5.3 选点 8 2.5.4 标志埋设 8 2.5.5 GPS外业测量 9 2.5.6 观测数据的预处理 10 2.5.7 观测成果的外业检核 10 2.6 野外返工 12 2.7 GPS内业数据处理 12 2.8 GPS高程计算 12 2.9 GPS精度检查 13 2.9.1 GPS平面精度检查 13 2.9.2 高程精度检查 13 3 高程控制测量 14 3.1 一般规定 14 3.2 水准网布设 14 3.3 选点和埋石 15 3.3.1 选点 15 3.3.2 埋石 16 3.4 水准仪的检验 16 3.5 水准测量外业观测实施 17 3.6 水准测量的数据处理 18 4 质量检查 20 5 提交成果 21 5.1 文档资料 21 5.2 图件 21 专题 22 总结 28 致谢 29 参考文献 30 1 绪 论 1.1 项目概况 为更好的适应大连经济发展,大连市政府启动新城区管理政策,对原行政区划进行调整,将原金州区和开发区合并组建金州新区,同时将金州区原有的三十里堡和石河街道调整到普湾新区;二十里堡和亮甲店街道调整到保税区。由于行政区划的大幅度调整及原有测绘资料的陈旧,为金州新区制作统一的基础测绘地理信息资料成为当务之急。 基于此,金州新区城市建设规划管理局决定完善金州新区基础地理信息资料,开展制作包括基础控制网(C级GPS网及E级GPS网及三等水准网)、1:2000比例尺彩色正射影像图(DOM)以及数字线划图(DLG)在内的基础地理信息工作。本次设计主要分析了基础控制网设计及测量实测部分。 1.2 测区概况 测区位于辽东半岛南端,东临黄海,西接渤海,北部为保税区和普湾新区,南端与大连市甘井子区相连,总面积约1040平方公里,人口约100万。测区有金州区和开发区两个建成区,建筑物比较密集,其他区域为城乡结合部。沈海、丹大、大窑湾等高速公路及G201、G202国道贯穿测区,交通比较便利。测区以丘陵山地为主,平均坡度6°~25°,部分地区为山地,平均高差约150米,最高海拔660米,落差比较大。 测区具体情况见图1.1: 图1.1 大连金州新区地理位置示意图 1.3 主要工作内容 表1.1 工作主要内容列表 序号 任务 工作项目 1 标石埋设 C级GPS控制点(普通标石)选埋 三等水准点(普通标石)埋设 E级GPS控制点(标志)埋设 2 观测 C级GPS控制网观测 E级GPS控制网观测 三等水准网观测 四等水准网检测 3 平差计算 C级GPS控制网平差计算 E级GPS网平差计算 三等水准网平差计算 四等水准网平差计算 1.4 作业技术依据 1.《城市测量规范》 CJJ 8—99 2.《卫星定位城市测量技术规范》 CJJ/T 73-2010 3.《国家三、四等水准测量规范》 GB/T 12897-2009 4.《测绘成果质量检查与验收》 GB/T 24356-2009 5.《数字测绘成果质量检查与验收》 GB/T18316/2008 6.《全球定位系统(GPS)测量规范》 GBT 18314-2009 1.5 平面基准 采用大连城建坐标系(1.5度带,中央子午线121°30′) 其参考椭球基本几何参数为: 长半轴:6378245m 扁率: 1/298.3 1.6 高程基准 1985国家高程基准。 2 平面控制测量 2.1 已有资料的分析利用 测区内有大连市勘察测绘研究院在2002年完成的大连市GPS-B级控制网,经过外业踏勘与内业分析,其中15个点保存完好,点位稳定、可靠,作为本次GPS网测量的起算点、检核点。 高程资料有国家一等水准测量成果,经过外业踏勘与内业分析,其中5个点保存完好,点位稳定、可靠,起算点为“旅丹24”、“盖金42”、“旅丹31-1”、“旅丹33”、“旅丹35”。 2.2 布网原则 为增强GPS控制网的强度,提高成果精度,本次GPS网采用跨级布网的原则,首先布设C级网,然后在C级网基础上加密E级网。C级GPS控制网布设前,对原有控制点进行了普查,凡原有控制点标志保存完好、点位稳定、可靠,符合本次测量要求的控制点,均直接利用并保留原点名,这样即保证了测区内原有控制点的延续性。 水准采用逐级布网的原则,首级为三等水准网,然后在三等基础上测设四等水准。在三等水准网施测时将部分C级、E级GPS点点位纳入水准线路进行观测,统一平差,增加水准点密度,使更多的GPS水准联测点参与高程拟合计算,提高了GPS高程的精度。最后采用四等水准测量方法对部分E级GPS控制点拟合高程进行检测,检测成果满足限差要求后将全部四等水准高程的检测点也参与到GPS高程拟合计算中,进一步提高GPS高程的精度。 2.3 各等级GPS控制网技术要求 各等级GPS网相邻点间弦长精度按公式 (2.1) 计算。 式中: 为标准差(基线向量的弦长中误差mm) 为固定误差(mm) 为比例误差(ppm) 为相邻点间距离(km) 各等级GPS网的主要技术要求符合表2.1和2.2的规定。相邻点最小距离应为平均距离的1/2~1/3;最大距离为平均距离的2~3倍。 表2.1 GPS网的主要技术要求表 等级 平均距离(mm) a(mm) b(1×10-6▪D) 最弱边相对中误差 C级 20 ≤10 ≤5 1/80000 E级 3 ≤10 ≤10-20 1/20000 表2.2 闭合环或附合路线边数的规定 等级 C级 E级 异步环或附合路线边数(条) ≤6 ≤10 2.4 选点原则 1.GPS点根据测区实际需要进行布设,并均匀分布在测区内。C级GPS网的点与点间可不要求通视,平均边长10公里,E级GPS网的控制点要成组布设,每组一般为3个控制点,点与点间需有1~2个点通视,且至少有一个通视方向,平均边长1公里,以保证常规测量仪器能够使用。 2.E级GPS控制点主要沿G201、滨海公路以及金州、开发区内等主要道路布设,方便安置设备和安全操作并考虑点位稳定和易于保存的地方。 3.点位远离大功率无线电发射源,其距离大于200m,并远离高压输电线,其距离大于50m。 4.GPS标石类型:对C级GPS点进行埋石,E级GPS点使用20cm长不锈钢标志。 5.C级GPS点编号自3GA01起,自然顺序依次递增,点名选取用:(1)单位名 (2)建筑物名(3)街道名。同一网中不得取同名点。点名不得超过六个汉字,且言简意赅具有代表性,尽量采用缩写名称。例如:3GA01、3GA02、3GA03…,其中3代表C级,GA代表GPS点,01、02代表点序号。E级GPS点编号自IA001起,自然顺序依次递增。例如:IA001、IA002、IA003…,其中IA代表E级,001、002代表点序号。 6.各级点均现场绘制点之记。 埋设完毕后现场绘制点之记,为便于寻找,要用红油漆标注不少于三个均匀方向的尺寸,点之记底稿要在现场描绘,三个撑距要量注准确(到厘米位)。内业采用CAD绘制另一份,工作结束后,应上交全部点的点之记和CAD点之记电子件。 7.埋石时应与建筑物所属单位协商,不得有遗留问题。 2.5 GPS外业测量及检核 2.5.1 C级GPS控制网网形 按照《全球定位系统(GPS)测量规范》中C级GPS网精度要求进行测量,整个金州新区测区全网共由16个点组成,其中已知GPS点4个,点名为“大孤山”、“高速公路”、“庙山”、“葛家屯”,新选C级点12个(新点埋设标石5个、利用旧点位7个)。 大连金州新区GPS控制网采用边连式布设。 C级网图形如图2.1所示,基线边28条,最短边5.3km,最长边29.8km,平均边长20km。 网点数:16;观测时段数:10;同步环数:10;重复设站数:2.5;独立环数:1;独立环边数:6; 图2.1 大连金州新区C级GPS控制网网形图 2.5.2 E级GPS控制网网形 按照《全球定位系统(GPS)测量规范》中E级GPS网精度要求进行测量,E级网根据跨级加密的原则,按工程标段将E级GPS网分为一标段、二标段两大部分,其中一标段根据地理分布情况分东、西两部分。本次设计只负责一标段西部分的E级网加密。 图2.2 测区分段示意图 一标段西部分E级GPS控制网见图2.3: 图2.3 金州新区E级GPS控制网网形图 E级网网形分析:全网共18个点,其中3GA01、3GA10、3GA11、3GA12和3GA13为首级C级网GPS点,观测时段9个,一个独立观测环,平均边长1.2km,重复设站数2。 2.5.3 选点 1.C级控制网点一般布设在土质坚实、便于埋石、观测、易于保存的地方;选取时为保证原有控制点的延续性,利用了符合本次技术要求的原有控制点点位。 2.E级GPS控制点一般布设在路口、主要街道上,方便施工和城市规划测量,并且有尽量多的通视方向。 3.控制点选取时,做到远离大功率发射源,如电视塔、传呼台、电台、变电所等,其距离不小于200m,并远离高压输电线和微波无线电信号传送通道,其距离不得小于50m,以避免电磁场对GPS信号的干扰。 4.点位目标要显著,视场周围15°以上不应有障碍物,以减小GPS信号被遮挡或被吸收。 5.点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接受的物体,以减弱多路径效应的影响。 6.点位应使网形有利于同步观测边、点联测。 2.5.4 标志埋设 1.本次新埋设的C、E级GPS控制点均埋设了永久性标志。 2.本次控制点标芯采用统一定制的标芯,标心采用直径为16mm的不锈钢柱,钢柱顶部打磨成圆头,并在中心钻直径2mm、深5mm的孔或中心有十字刻划。标芯上标注“GPS C级”、“GPS E级”、“水准点”。如下图2.4和2.5所示: 图2.4 C级普通标石 图2.5 E级普通标石 3.标石埋设完毕后现场绘制点之记,为便于寻找标注了三个方向的尺寸。内业采用CAD绘制,标石类型填写普通标石。 4.GPS控制点点名统一编号,点名格式为:3GA**(C级GPS点)、IA***(E级GPS点)。 2.5.5 GPS外业测量 1.观测采用4台中海达V30 GPS接收机(其标称精度均为:2.5mm+1ppm),并全部检定合格。 2.光学对点器、三脚架、观测前重新检定。 3.C级网观测时采用4台中海达V30型GPS接收机同步进行,观测有效时间120分钟。E级控制网测量,采用4台中海达V30 GPS接收机同步观测,有效观测时间60分钟。 4.测前、测后均需测定天线高(三方向)6个数据,测前、测后天线高互差应小于3mm,取其平均值作为最后结果,且应用2H铅笔记录手簿。 5.对中误差不大于1mm。 6.外业完成后,应及时计算基线,同步环、异步环闭合差、重复基线较差,而且均应符合规范和设计的限差要求,否则应重测该时段。 7.重复基线数不得少于总基线数的八分之一,且均匀分布于网中。 8.如遇雷雨,应立即中断观测,以保证人身和仪器安全。 9.观测时应符合下表2.3的基本技术要求。 表2.3 GPS测量作业的基本技术要求 项目 要求 接收机类型 双频 接收机标称精度 ≤(5㎜+1×10-6×D) 卫星高度角 ≥15° 同步接收机标 ≥5 有效观测卫星数(颗) ≥4 C级GPS网平均重复设站数(次) ≥2 E级GPS网平均重复设站数(次) ≥1.6 C级GPS网有效观测时间 ≥60 E级GPS网有效观测时间 ≥40 数据采样间隔 10秒 点位几何图形强度因子PDOP ≤6 2.5.6 观测数据的预处理 为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核,首先要进行GPS数据的预处理。根据预处理结果对观测数据的质量进行分析并作出评价,以确保观测成果和定位结果的预期精度。首先选择数据处理的软件然后应用软件进行基线解算,为进一步平差计算做准备。 2.5.7 观测成果的外业检核 1.每个时段同步观测数据检核 2.重复观测边的检核 对于重复观测边的任意两个时段的成果互差,均应小于相应等级规定精度(按平均边长计算)的倍。 3.GPS控制网外业观测的全部数据应经同步环、独立环及复测边检核,并应满足下列要求: (1)同步环各坐标分量及全长闭合差应满足下列各式要求: (2.2) (2.3) (2.4) (2.5) (2.7) (2.6) 式中 N——同步环中基线边的个数; W——环闭合差; ——标准差,即基线向量的弦长中误差(mm); ——固定误差(mm); ——比例误差系数(ppm); ——GPS控制网中相邻点间的平均距离(km)。 (2)独立基线构成的独立环各坐标分量及全长闭合差应满足下列各式要求: (2.8) (2.9) (2.10) (2.11) n——独立环中基线边的个数。 (3)复测基线的长度应满足下式的要求: ≤ 2 (2.12) n——同一边复测的次数,通常等于2。 2.6 野外返工 对经过检核超限的基线在充分分析的基础上,进行野外返工观测。 2.7 GPS内业数据处理 在WGS84坐标系、大连城建坐标系中分别平差,选择不同起算点组对约束平差,各种方案进行优化后,选择一套最佳成果打印上交提供使用。基线解算、网平差、各种试算过程应全部上交,不得删除文件。 1.基线解算采用中海达HDS2003软件,平差使用南方平差易解算软件。 2.平差计算时基线采用双差固定解,否则重测基线。 3.异步环、重复基线相对闭合差超过10ppm者,应认真查找超限基线,分析超限原因应重测超限基线。其它各项限差应符合各种坐标系统的规定及规范和设计要求。 4.检核点坐标较差在5mm之内时,符合要求;否则应认真分析其原因,采取措施。 5.平差后当个别点位中误差超限时,在该点增加观测时段;当个别边长相对中误差超限时,增加该边的直接观测边;然后重新进行平差,进行两点或多点组合平差,选择最优成果提供使用。 6.GPS控制网的主要技术指标应符合下表2.4规定: 表2.4 GPS控制网主要技术要求 等级 平均边长(km) 最弱点的点位中误差(mm) 最弱边的相对中误差 与原有控制点的坐标较差(mm) C级 20 ±10 1/80000 <50 E级 3 ±12 1/20000 <50 2.8 GPS高程计算 在控制网中选取GPS/水准联测点作为高程拟合点,拟合点在控制网中均匀分布且不少于10个控制点,高程计算采用中海达HDS2003软件。 2.9 GPS精度检查 2.9.1 GPS平面精度检查 GPS解算完成后,在E级控制网中均匀选择GPS边,采用2″级或更高等级的全站仪检测GPS边长,检验其外符合精度。当GPS边长和测距边长在限差内时,证明其精度良好,否则应分析其原因,重新平差或外业测量。 2.9.2 高程精度检查 GPS高程精度解算完成后,在E级控制网中选取15%的拟合控制点,采用四等水准测量的方法进行高程检测。当GPS高程和检测高程在限差内时,证明其精度良好,否则应分析其原因,重新平差或外业测量。 3 高程控制测量 3.1 一般规定 1.本工程三等水准网是在国家一等水准点基础上布设,三等水准网总长200公里,水准点平均间距为4公里左右布设一个水准标石,施测时将部分C级、E级GPS点纳入水准线路进行观测,统一平差增加水准点密度,方便施工测量使用。 2.三等水准网沿测区主要道路布设成附合线路、闭合线路。 3.三等水准测量的主要技术要求应不低于下表3.1和3.2的规定。 表3.1 三等水准测量的主要技术要求 每千米高差中数中误差(mm) 附合水准路线平均长度(km) 水准仪 等级 水准尺 附合路线或环线闭合差(mm) 偶然中误差M 全中误差M ±3 ±6 100~150 DS1 因瓦尺 ±12 表3.2 水准测量的指标要求 单位:(mm) 等级 每千米偶然中误差 每千米全中误差 三 ≤±3.0 ≤±6.0 四 ≤±5.0 ≤±10.0 3.2 水准网布设 1.本工程水准网分两个等级布设:首先利用国家一等水准点加密三等水准网,施测时将部分C级点点位纳入水准线路进行观测。其次在三等水准网基础上施测四等水准,以三等水准网点为起算点进行统一平差。 2.三等水准网沿金州新区主要街道布设成附合线路、闭合线路(详见水准路线图3.1)。 四等水准在三等水准基础上施测,路线按符合路线、闭合路线或支线进行施测。 图3.1 金州新区三等水准网路线图 3.3 选点和埋石 3.3.1 选点 1.水准点点位主要选在地基坚实稳定、安全僻静,并利于长期保存于观测的地方。点位应选在机关、学校、医院、工厂等单位的大门内外的僻静处,避开基建场地,尽量要远离公路和铁路,不能选在易积水的低洼地,确保点位土质坚硬,能长期保存,使用方便。不得在易受水淹、潮湿、地下水位较高的地点及易发生滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地区选埋点位,地形隐蔽不便观测和短期内进行建设或拆迁的地点也不得选点。 2.选定水准路线应尽量沿坡度较小的公路、大路,避开土质松软的地段和路段。 3.路线上的水准点,自该起始水准点起,以数字1,2,3……顺序编号。 4.水准点命名采取“JZS01”、“JZS02”、“JZS03”和“中山公园”、“民族学院”等具有代表性的点名。起止地名的顺序为“起北止南”。 5.利用旧点时,可使用旧点名,若重新编定时,应在新名号后以括号注明该点埋设时的旧名号。 3.3.2 埋石 1.本次埋设普通水准标石,坑底用灰土夯实,底盘石为现场浇灌,厚度不少于0.4米,灰砂石比例为1:2:2,上柱石采用(高×上底×下底)80×30×40(公分)混凝土预制,镶有不锈钢质水准点标志,标石外侧夯实,采用方(或圆)护框加护盖,(护框不得压标石),护框要与地平面持平。 2.在一些开阔场地上,采用方护框加护盖(护框不得压标石),方盖(40×40×10)(公分)盖牢,(坑底处理及底盘同上),上柱石亦同上,盖上面刻有“测量标志,勿动”字样。如图3.2所示: 图3.2 普通水准标石 3.点之记绘制和现场标注尺寸:点之记底稿要在现场绘制,三个撑距要量注准确(至厘米),并采用红油漆在现场明显处标注撑距尺寸和点名,便于寻找;内业采用CAD绘制另一份,工作结束后,应上交全部点的点之记和CAD点之记电子件,标石类型填写普通标石或墙上标志。 3.4 水准仪的检验 1.水准仪的检验项目和方法,均完全执行国家等级水准测量规范的要求。 2.对于新出厂的仪器、作业前的仪器、经过修理和校正后的仪器,应根据规范要求的不同,进行必要项目的检验。 3.i角检验:作业开始后一周内,每天检校一次,若i角保持在15″以内时,以后可每10天检校一次和作业结束后检校一次。 3.5 水准测量外业观测实施 1.观测方式 (1) 三等水准测量采用单程双转点观测。四等水准测量在附合、闭合路线采用单程观测,支线采用单程双转点观测。 (2)每测站照准标尺分划的顺序为:后前前后。 (3)观测前找到水准点标志,并确认水准点的准确性、完好性和稳固性后方可测量。 (4)观测前30分钟,应将仪器置于露天阴影下,使仪器与外界气温趋于一致。 (5)观测前由量距员和打桩员量好距和打好桩并做好标记。量距员应准确量距,C级视距不大于75m;并使前后距离一致,前后距离之差C级不大于2.0m。打桩员打好桩后,应将尺桩顶部擦干净并检查尺桩是否稳固。 (6)扶尺员扶尺时,应使标尺上的水准气泡严格居中,并使标尺保持稳定。 (7)观测员在扶尺员扶好尺后方可照准读数,读数应清晰、准确,一站内不得两次调焦。 2.观测的时间和气象条件 水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。以下情况不得进行观测: (1)日出后与日落前30min内; (2)标尺分划线的影像跳动而难于照准时; (3)气温突变时; (4)风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。 3.设置测站 三等水准观测,须根据路线土质选用尺桩、铁钉或尺台作转站台,特殊地段可采用大帽钉。 4. 观测时视线高度、长度、前后视距差应按下表3.3执行。 表3.3 水准测量限差 等级 标准视线 长度(m) 后前视距 差(m) 后前视距 差累积(m) 黑红面读数差(mm) 黑红面所测高差之差(mm) 检测间歇点高差之差(mm) 视线高度下丝读数(mm) 三 75 2.0 5.0 2.0 3.0 3.0 0.3 四 100 3.0 10.0 3.0 5.0 5.0 0.3 5.观测中应注意的事项 (1)对于自动安平水准仪的圆水准器,观测前须严格置平; (2)在连续各测站上安置水准仪的三角架时,应使其中两脚与水准路线的方向平行,而第三脚轮换置于路线方向的左侧或右侧; (3)禁止为了增加标尺读数,而把尺桩(台)安置在壕坑中; (4)每一条路线区段或分段观测结束后,要及时计算测段、区段、路线高差不符值、附合(或环)路线闭合差等。 (5)观测记录:按规范要求进行正规手工记录,作正式成果上交,不允许用计算机打印。 (6)观测员负责仪器的安全,特别是在行车时,仪器箱要平稳放在软坐垫上,预防仪器颠簸碰撞,每天应及时充电,严守操作规程。 (7)观测间歇时,一般应选择坚固、稳定、可靠的固定点;无固定点时,可用三个大尺桩作为转点尺承,妥善保护作为间歇点,接测时必须先检测,符合要求后方可进行下步工作。 3.6 水准测量的数据处理 1.水准网的数据处理采用“清华三维智能平差软件NASEW”按严密平差方法进行水准网整体平差。 2.每天外业结束后,作业员、检查员对观测电子记录手簿进行全面检查,检查无误后将当天观测数据传入计算机预处理,检查各项指标是否符合规范要求,对超限部分及时提出外业补测。为确保计算正确,测段高差摘入阶段必须由两人分别抄录、检查后,再由组专职检查员检查复核无误后,进入平差计算。 表3.4 水准测量的主要精度要求如下: 单位: (mm) 水准测量等级 每千米水准测量偶然中误差M△ 每千米水准测量全中误差Mw 附合水准路线平均长度(km) 水准仪等级 水准尺 观测 次数 往返较差、附和或环线闭合差 三等 ±3.0 ±6.0 100~150 DS1 条码尺 单程双转点 注: L为附合路线长度,单位为千米(km); 3.本水准网中测段较短,正常水准面不平行改正的改正很小(一般在0.03mm),故该项改正忽略不计。 4 质量检查 各工序成果实行二级检查制度。在作业人员(组)提交成果前,作业员(组)必须认真自查、自校,确认无误后方可上交成果。由部门实施检查,各级检查不可替代,并认真填写检查记录,部门检查后进行质量评定。公司质检部门对各工序成果进行抽样检查。作业单位内业检查100%,外业按照规定进行抽样检查。须提交检查记录和精度统计表。并形成质检报告。 实行一级验收制度。公司质检部门对各工序成果进行抽样检查和验收合格后,提交验收单位验收,最终评审产品质量。 5 提交成果 5.1 文档资料 (1)技术总结 (2)GPS、水准测量成果表 (3)外业观测数据(GPS观测数据、水准高差统计表) (4)金州新区控制测量成果表 (5)仪器鉴定证书 (6)点之记 5.2 图件 (1)GPS选点通视图 (2)GPS网图(展点) (3)水准网图(三、四等水准网图) 专题 控制测量中的GPS高程拟合 GPS用于高精度的平面控制已在中国各测绘行业得到了广泛的应用,然而作为GPS测量的大地高信息却未能得到很好的应用,一方面GPS大地高精度较平面精度低,另一方面中国采用的是正常高系统,而GPS大地高与正常高之间并没有固定的数学和物理联系。与此同时,国内外科研、生产实践均表明,在一定条件下,采用GPS高程拟合,可得出令人满意的正常高成果。 1.1 GPS高程概述 由于GPS相对定位得到的三维基线向量,通过GPS网平差,可以得到高精度的大地高差。如果网中有一点或多点具有精确的WGS-84大地坐标系的大地高程,则在GPS网平差后,可求的各GPS点的WGS-84大地高。但在实际应用中,地面点的高程采用正常高系统。地面点的正常高是地面点沿铅垂线至似大地水准面的距离,这种高程是通过水准测量来确定的。这就有必要找出GPS点的大地高与正常高的关系,并用一定的方法将转换为。如图所示大地高与正常高之间的关系,其中,表示似大地水准面至椭球面间的高差,叫做高程异常。显然,如果知道了各GPS点的高程异常值,就可由大地高求得各GPS点的正常高。GPS高程拟合实际上就是求出大地高与正常高之间的高程异常。 (专1) 图专1 大地高与正常高的关系 1.2 高程拟合基本原理 我国国家高程系统采用的是正常高系统,即地面点垂线至似大地水准面的距离,它通过水准测量来确。而GPS测量中地面点的高程是采用WGS84坐标中的大地高。因此对于GPS高程测量,如何将转换为是GPS高程应用于测量生产的关键。但是由于各GPS点上的高程异常值无法直接获得,目前还无法直接将大地高精确地换为正常高,所以GPS高程异常的确定就成为GPS高程测量的关键问题。因此应用GPS高程拟合法求解高程异常是一个在生产实际中广泛采用的方法。GPS高程拟合就是采用拟合法,对GPS点进行几何水准的联测,同一点的大地高减去正常高得该点的高程异常,把测区的似大地水准面假定为平面、多项式曲面或其他数学曲面去拟合已知高程异常的点,根据拟合的曲面内插将GPS测得的大地高转换为各点的正常高。 1.3 GPS高程拟合方法 确定高程异常的方法可分为直接法和拟合法。高程异常是地球重力场的一个参数,利用地球重力场模型,根据点位信息,可直接得该点的高程异常值,此为直接法。对于高程精度要求不高或不能进行水准测量的极其困难地区,可采用直接法。但直接法需要足够的重力测量资料数据,在数据不足时,选择合适的数学模型,通过计算的方法也可以得到较高精度的结果。如果在GPS网中的一些点上同时测定水准高程(通常称这些点为重合点),结合GPS测量和水准测量资料,采用内插技术获得其他各点的高程异常,即为拟合法。如果在一个测区内有几个点并且它们的大地高风由GPS测得,正常高由水准联测而得,那么就可利用高精度的GPS大地高采用地表拟合法(几何拟合法)模拟出局部大地水准面与椭球面的波动值。把GPS测量和水准测量资料结合起来,建立模拟高程异常的数学模型,根据网点的位置参数,便可计算出测区内任一点的高程异常。即如果在布设一个区域性的GPS网时能有意识地使少数GPS点与水准点重合,或通过水准联测使少数GPS点具有水准高程,那么这些重合点上的高程异常就可求得。 目前,国内外用于GPS大地高转换为正常高的各种方法有:绘制等值线图法、解析内插法(包括曲线内插和曲面内插)、曲面拟合法、移动曲面法、地球重力场模型拟合法等。当GPS点布设成面状时。一般采用曲面拟合法。 1.绘等值线图法 这是最直接求出高程异常的方法。这种方法就是绘制高程异常的等值线图,然后采用内插法来确定未知点的高程异常值。这种方法只适用于地形相对平坦的地方,若测区内地形相对复杂内插出的高程异常值就不准确,虽简单,但拟合的精度却不高。 2.解析内插法 作为高程拟合最常用的方法,其原理是根据测线上已知点平面坐标和高程异常,用数值拟合的方法,拟合出测线方向的似大地水准面曲线,再内插出待求点的高程异常,从而求出正常高。这种方法计算出的高程异常值的精度是由所采用的数值模型和似大地水准面的拟合程度所决定的。其中用来拟合线状分布的GPS高程的内插法可采用多项式曲线拟合法和三次样条曲线拟合法。 3.曲面拟合法 当GPS点布设成一定区域面时,可以应用数学曲面拟合法求待定点的正常高。其原理是,根据测区中已知点的平面坐标和高程异常值,用数值拟合法,拟合出测区似大地水准面,在内插出待求点的高程异常值,从而求得正常高。常见的拟合方法有多项式曲面拟合法、多面函数法和曲面样条拟合法。 4.移动曲面法 此方法是一种局部逼近法,是以每一个内差点为中心,利用内差点周围数据点的值,建立一个拟合曲面。使其到各个数据点的距离之加权平方和为极小,而这个曲面在内插点上的值就是所求的内插值,进而求得所求内插值的高程异常值。 5.地球重力场模型拟合法 GPS重力高程是用重力资料求待定点的高程异常,结合GPS求出的大地高,再求出点的正常高。由物理大地测量学知道,地面点P的挠动位T与该点引力位V和正常引力位U之间的关系为 ,而地面点P的高程异常 式中为地面点P的正常重力值。因为和U可以正确的计算出,所以只要求出P点的V即可求出P点的高程异常。但从我国实际情况来看,GPS重力高程的精度低于GPS水准高程。故采用重力场模型和GPS水准相结合的方法是一条有效的途径。 1.4 拟合实例方法分析 根据测区的情况和已有资料数据分析,本次设计的项目可采用地球重力场模型拟合法,也可采用GPS水准联测进行高程拟合。下面据两种方法进行阐述与分析。 1.地球重力场模型拟合法 使用TBC软件,加载EGM2008全球超高阶地球重力场模型,进行GPS高程拟合。 首先利用TBC软件解算的合格基线,进行无约束平差,再次检查基线的解算质量并查看高程测量精度。 在无约束平差合格的基础上,进行约束平差,约束平差时,将三等水准成果作为高程约束点进行平差计算。 平差后利用四等水准点进行检测,检测结果应满足城市测量规范要求()。 2.GPS水准联测法 用GPS水准法测得高程,是目前GPS作业中最常用的一种方法。目前国内外用于GPS水准高程计算的主要有曲线拟合法、多项式曲面拟合法、移动法、地形改正法等。各种拟合方法都有各自的特性和规律,当GPS点沿道路、管线等线状地物布设成测线形式时,宜采用多项式曲线拟合法;当测线长、点数多、高程异常变化大时,宜采用三次样条曲线拟合法,精度会更高。从大连金州新区测区实际看,控制点呈面状分布,不适宜采用曲线拟合法,而应采用曲面拟合法。 当前在我国GPS高程拟合中,多项式曲面拟合法应用最为广泛。多项式曲面拟合函数是利用拟合区域内多个重合点(GPS/水准点),建立两个不同基准的地面曲面模型并充分考虑曲面拟合模型所含各种误差改正,采用一个多项式曲面来拟合出区域的似大地水准面。单点的高程异常值和坐标(X,y)之间函数关系如下: (专2) 其中,为中趋势值,为误差。 (专3) 从拟合的数学模型分析,在一定的拟合范围内至少需要6个重合点,而且要均匀分布在拟合范围。但有多个重合点时,组成联解方程式,在最小二乘法准则条件下,解出各系数,求出拟合范围内待求点的高程异常值,进而计算出GPS点的正常高,这就是GPS水准法。 1.5 拟合过程中的建议 1.应用GPS高程拟合方法可以取得与传统水准测量相当精度的高程,既满足测图要求,又减少工作量,地提高了工作效率。 2.已知点的选取对拟合精度影响很大,已知点应尽量选在测区的外围。 3.应采用多于3个已知点进行拟合,当采用5个以上已知点进行拟合时,要特别注意点位的分布和选取,要注意检核,并非已知点越多拟合精度就越高。 4.重合点要有足够点数,分布要均匀;二是重合点的几何水准高程精度,几何水准高程是解求转换参数的依据。在一个GPS控制网内,重合点的几何水准高程要采用一个等级联测 1.6 GPS高程拟合的技术措施 1.外业观测技术措施 (1)严格保证GPS天线高的量测和每个观测时段的数据质量; (2)使用同一种GPS接收机和同一种天线,观测时天线指北误差<5°,以消除和削弱天线相位中心对大地高的影响; (3)与已知水准点联测的拟合点须保证重复设站率≥2,并保证测点能较好地接收卫星信号; (4)已知水准点的高程分布与拟合点的高差不宜>35m,当不能保证时应采取直接水准引测; (5)保证每隔2-3km联测一个已知水准点,同时每个网的两端应有已知水准点; (6)全网所有待定点应保证联测50个左右分布均匀的四等高程点,作为解算和外部符合检验。 2.内业技术措施 (1)对天线高进行改正,改化到天线的相位中心。 (2)按已知水准点和拟合点的分布情况,为保证各测区内数学拟合模型的正确性和简洁性,将全区划分区间进行拟合计算。 (3)采用专业软件进行基线解算。 1.6 精度评定 1.内部符合精度 求拟合残差,然后按计算出拟合的内部符合精度。 式中:为内部符合精度;为已知点个数;为已知点的高程异常; 为拟合的高程异常。 2.外部符合精度 根据检核点的和拟合出的 求出拟合残差,然后计算出GPS 水准拟合计算的外符合精度( n为检核点的个数)。 3.可靠性检验 按“多项式曲面拟合”求出协方差阵,并对其进行检验,当检验合格后,把检核点的残差与相应等级的水准测量相比较,分析GPS高程拟合的精度情况。 总结 本次控制网测量方案考虑周全、设计严密,平面控制测量采取两级布网,即首先在测区内布设C级GPS控制网,然后在C级GPS控制网基础上加密E级GPS点,并在三等水准网施测时将部分C级、E级GPS点点位纳入水准线路进行观测,统一平差,增加水准点密度,使更多的GPS水准联测点参与高程拟合计算,以方便规划、施工测量的使用。最后采用四等水准测量方法对E级GPS控制点拟合高程进行检测。由于本工程工作量比较大,为保证本次测量工作能在较短的时间内完成,在各分项测量工作采取交叉作业,进行科学组织、合理安排、克服种种困难,并严格按照测量的规范和精度的要求进行测量,保证了工程的完成进度,确保了测量成果的精确完善。 但值得提出的是由于控制点基本埋设在路面、山上,经过雨季沉降、冬季冻胀、车辆碾压等外界因素的影响,点位将有不同程度的位移,提醒使用单位在使用时应加强检查工作。 致谢 本次设计是在老师的悉心教导和耐心帮助下完成的。从设计的选题、搜集资料、基本设计、具体修改,到最后成型,期间遇到很多问题,老师都细心的指出问题所在,并耐心的讲解该如何更改,更是把许多知识穿联着让我更加清楚设计过程中的关键。所以整个设计的顺利完成凝聚着老师的无微指正和教导。在此由衷地感谢老师对我的帮助。 同时也感谢测绘专业全体老师,在这四年的学习生活当中对我的帮助与教导,使我不仅储备了许多知识,更学会了学习当中做人做事的方式与态度,这会使我在今后的人生道路上更有信心。在此向各位老师表示由衷的感谢。 还要感谢xxx公司,不但给我创造了实习的环境和机会,还提供了我许多有利用价值的信息和资料,让我在锻炼自己的能力同时了解了许多相关知识。 在此还要感谢测绘09级的全体同学,四年同窗,倍感欣慰,有你们的关心和帮助,让我在这四年的成长中变的更加成熟、稳重,是你们让我深刻理解了团队精神,让我感受到了一个集体的温暖。 参考文献 [1] 孔祥元,梅是义. 控制测量学(上册)[M].第二版. 武汉:武汉大学出版社,2002,203-247. [2] 孔祥元,梅是义. 控制测量学(下册)[M].第二版. 武汉:武汉大学出版社,2002,179-208. [3] 孔祥元,郭继明,刘宗泉. 大地测量学基础[M]. 武汉:武汉大学出版社,2005,27-38. [4] 周忠谟,易杰军,等. GPS卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,1997,35-54. [5] 徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民. GPS测量原理及应用[M].第三版. 武汉:武汉大学出版社,2008,115-179. [6] 李征航,黄劲松. GPS测量与数据处理[M]. 武汉:武汉大学出版社,2005,1-22. [7] 武汉大学测绘学院测量平差学科组.误差理论与测量平差基础[M]. 武汉:武汉大学出版社,2003,75-157. [8] 梁振英,董鸿闻,姬恒炼. 精密水准测量的理论和实践[M]. 北京:测绘出版社, 2004,14-28. [9] 高志强,王洪祥. GPS拟合高程在测量工程中的试验研究[J].测绘与空间地理信息, 2006. [10] 乔仰文,辛久志,王晓辉.GPS高程拟合的常用方法[J].东北测绘,1999. [11] 管泽霖,宁津生. 地球重力场在工程测量中的应用[M]. 北京:测绘出版社,1990,35-59. [12] 徐绍铨,李振洪,吴云孙.GPS高程拟合系统研究[J].武汉测绘科技大学学报,1999. [13] Chen Y. Some Test Resulte for Software Geotracer GPS [J]. Internal Repor nt to Geotronics, 1996. 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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    3年前   
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    2016年控制测量实习总结

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    4年前   
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    控制测量学实习报告

    控制测量学实习报告  一、实习目的  1、掌握测区控制网的建立方法(四等平面网、三角高程网、二等水准网);  2、掌握和熟练全站仪和水准仪的基本功能和观测方法;  3、掌握仪器检较的基本原理和...

    9年前   
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     编号: QP/MS13 程 序 文 件 版号: A 标题: 成本(费用)测量与控制程序 页码: 1/2 1.0目的 把公司的经营成本控制在可能...

    4年前   
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      GPS RTK技术在土地整理项目竣工验收测量中的应用 ——以**市高流镇三岔村等六个村基本农田整理项目竣工测量为例 王  欣 ( **市金图测绘科技有限公司,江苏 **22140...

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    质量控制流程-建筑施工测量质量控制流程

    建筑施工测量质量控制的工作流程 确认有差错 大型建筑、建筑群 不合格 一般建筑房屋直接进行定位放线 不同意 不合格或未送检定 不合格或未送检定 测量仪器及钢尺的检定情况 承包...

    7年前   
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    浅谈《零件测量与质量控制技术》的教学研究与实践

    本文主要研究了《零件测量与质量控制技术》这门课程的教学现状及存在的问题,结合我校实际开展了以项目为载体、以实际工作任务为导向的理实一体化模式在实际教学中的实践,并对理实一体化模式在实际教学中实践...

    2年前   
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    全站仪三角高程测量新方法

    使用跟踪杆配合全站仪测量高程的新方法越来越普及,使用传统的三角高程测量方法已经显示出了他的局限性。这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点,又减少了三角高程测量的误差来源,同时每次测量时还不必量...

    2年前   
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    隧洞洞内控制测量的探析

    摘  要:本文探析为了保证隧洞的贯通精度而进行的洞内控制测量的设计、精度估算及提高贯通精度的测量方法。 关键词:控制测量、设计、精度估算、方法 一、引言     对隧洞工程的开挖,在各种...

    2年前   
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    论桥梁桩基工程施工测量的质量控制

      论桥梁桩基工程施工测量的质量控制       摘要:桩基础是工业与民用建筑工程一种常用的基础形式,是深基础的一种。按桩材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等,按受力分类为摩擦桩和端...

    6年前   
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    监视测量设备控制程序

    医疗投资有限公司文件编号XXX-QP7.6-2016版本号B/0文件名称监视和测量装置控制程序页 数21目的 保证监视、测量、设备的准确性,对监视、测量设备进行有效的控制,使其始终...

    2个月前   
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    测量与监控设备控制程序

    1. 目的 為使量具、檢測儀器設備之運用與保管達到管理制度化、系統化,藉以確保各類儀器(具)精度,從而保證產品質量。 2. 範圍 所有與產品品質相關之量具、檢測儀器設備之校驗、維修、報廢...

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