园林测量讲义.docx

教学单元一：园林测量的认识(4学时)
一、教学目标：
使学生掌握测量学的定义、学科分类、测量学的任务、和园林测量的主要任务。使学生了解测量学科的历史、发展现状；使学生掌握地面点位的表示方法、基本要素、坐标及高程，使学生对测量工作的基本内容和基本原则有初步的认识。
二、重点难点：
重点：
测量学的基本概念，任务、及在园林建设各阶段的主要任务，测量学科的发展现状；地面点位的确定、地理坐标、平面直角坐标、地面点的高程、。
难点：
各种坐标系的定义及异同。地球曲率对距离和高程的影响
三、教学方法
多媒体教学+自学
四、讲授内容
§1.1园林测量概述
§1.2地面点位的确定
§1.3测量的基本内容与基本原则
知识点概要
§1.1园林测量概述
1、测量的概念与分类
（1）测量学的概念
测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包含空中、地下和海底）点空间位置的一门科学。
（2)测量学的任务
测量的任务可分为两类：测定和测设。
测定：将地面已有的特征点位和界线通过测量手段获得并用规定的符号和一定的比例绘制成图的工作叫测定（测图），供规划设计之用。
测设：将工程建设的设计位置（点位）用测量的方法测设到实地的工作叫测设，作为施工和定界的依据。测设又称施工放样。
（3）测量学的分类
大地测量学：研究地球表面广大地区的点位测定及整个地球的形状、大小和变化及地球重力场测定的理论和方法的学科。由于人造地球卫星和空间技术的利用，测量又分为常规大地测量和卫星大地测量两种。
普通测量学：研究将地球表面局部地区的自然地貌、人工建筑和行政权属界线等测绘成地形图、地籍图的基本理论和方法的学科。
摄影测量学：研究利用航空和航天器对地面摄影或遥感，以获取地物和地貌的影像和光谱，并进行分析处理，从而绘制成地形图的基本理论和方法的学科。
工程测量学：研究工程建设在设计、施工和管理阶段中所需要进行的测量工作的基本理论和方法的学科。包括工程控制测量、土建施工测量、园林工程，设备安装测量、竣工测量和工程变形观测等。
2、园林测量的任务与作用
（1）在工程建设各阶段的主要任务
工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各类工程服务。工程建设一般分为勘测设计、施工建设、运营管理三个阶段，在这三个阶段中测量工作的主要任务是：
勘测设计­阶段 —— 控制，测绘地形图
施工建设阶段 —— 施工放样，竣工测量
运营管理阶段 —— 安全监测，变形观测
（2）园林、园艺专业的学生学习本课程的目的
要求学生达到掌握普通测量学的基本知识和基础理论；能正确使用水准仪、经纬仪等仪器和工具；了解大比例尺地形图的成图原理和方法；在工程设计和施工中，具有正确应用地形图和有关测量资料的能力和进行一般工程施工测设的能力，以便能灵活应用所学测量知识为其专业工作服务。
3、测量学科的发展概况
（1）我国古代测量学的成就
长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——最早的可见的古地图。
北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。
清朝康熙年间，1718年完成了世界上最早的地形图之一《皇兴全图》。
（2）目前测量学发展状况及展望
测量室内外一体化。
GPS（Global positioning system）的发展。
RS（Remote sense）的发展。
GIS（Geographic information system）的发展。
3S技术的结合,和数字地球的概念。
§1.2地面点位的确定
1、地球形状和大小
水准面的特性。参考椭球面。
2、地面点位的表示方法
点位的概念
点的平面位置和高程位置
测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。
（1）天文坐标（λ，φ），大地坐标（L，B），空间直角坐标（X，Y，Z），高斯平面直角坐标（x，y），独立平面直角坐标（x，y）。
高斯投影中计算带号的公式：
计算中央子午线的公式：
（2）地面点的高程。
1985年国家黄海高程基准。高程与高差的关系：
。
（3）用水平面代替水准面的限度。
对距离的影响：
对水平角的影响：
对高差的影响：
§1.3测量的基本内容和原则
测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检核。
测量工作的内容：测角度、测距离、测高差。地形图测绘，施工测量。
五、作业：
1、什么叫测量学，普通测量学的任务有哪些？
2、测量学的研究对象是什么？
3、测定与测设有何区别？
4、大地水准面？它在测量工作中的作用是什么？
5、绝对高程和相对高程？两点之间绝对高程之差和相对高程之差是否相等？
6、测量工作中所用的平面直角坐标系与数学上的有哪些不同之处？
7、高斯平面直角坐标系是怎样建立的？
8、某点的经度为118°50′，试计算它所在的六度带和三度带号，相应的六度带和三度带的中央子午线经度是多少？
9、用水平面代替水准面，对距离、水平角和高程有何影响？
10、测量工作的两个原则及其作用是什么？
11、确定地面点位的三项基本测量工作是什么？
教学单元二：水准仪与高程测量 （ 8学时 ）
一、教学目标
使学生掌握水准测量原理、高程计算、水准路线测量、水准测量产生误差原因及削减方法，了解自动安平水准仪的原理。
二、重点、难点
重点：水准测量的原理、水准测量的实施方法及内业数据处理方法。
难点：水准仪的检验和校正方法。
三、教学方法
多媒体教学以讲授法为主;采用实物或录像片开展教学；实习与实训
四、讲授内容
§2.1水准测量原理）
§2.2水准仪器、工具及其使用
§2.3水准测量方法
§2.4微倾水准仪的检验和校正
知识点概要
1、 水准测量原理。
高差法：前视与后视；仪高法：视线高。转点的概念。
公式：
2、水准仪及其使用
DS3微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。水准管零点，水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。
水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。
视差及其消除方法。
水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。尺垫。
3、精密水准仪
自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。
4、水准测量实施
水准点：永久性水准点。临时性水准点。
水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。水准网，水准结点。普通水准测量的一般要求，施测程序。
公式：
测站检核方法：双仪高法，双尺面法。
公式：
水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。
5、DS3水准仪的检验与校正
水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。
圆水准器轴的检验校正；
水准管轴的检验校正；
十字丝中横丝的检验校正。
6、水准测量误差
仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。
观测误差：水准管气泡居中的误差D，估读水准尺的误差mV，水准尺倾斜的误差Db。
公式：
外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响f，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。
公式：
五、作业
1．视准轴？管水准器轴？
2．水准仪上的圆水准器和管水准器各起什么作用？
3．水准仪上有哪几条轴线？各轴线间应满足什么条件？
4．视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？
5．水准测量中为什么要求前、后视距相等？
6．水准测量时，在哪些立尺点处要放置尺垫？哪些点上不能放置尺垫？
7．视线高程？前视读数和后视读数与高差、视线高程各有什么关系？

教学单元三：经纬仪与角度测量（8学时）
一、教学目标
使学生掌握水平角、竖直角测量原理、水平角、竖直角观测程序及计算、经纬仪的检验与校核方法、测回法计算，能熟练操作经纬仪。
二、重点、难点
重点：水平角、竖直角的测量与计算方法。
难点：角度测量的误差来源及消减方法
三、教学方法
多媒体教学； 实物演示或录像片
四、讲授内容
§3.1DJ6型光学经纬仪的构造与使用
§3.2 水平角测量
§3.3 竖直角测量
§3.4 经纬仪的检验与矫正
§3.5 角度测量的误差分析及注意事项
知识点概要
1、角度测量原理
水平角的定义，水平角的测量原理。竖直角的定义，仰角，俯角。竖直角的测量原理。
公式：水平角????b–a 0<??<????
2、经纬仪及角度测量
DJ6级光学经纬仪的构造：照准部，水平度盘，基座。视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴垂直于仪器竖轴，望远镜视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴；圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝竖丝垂直于仪器横轴。
分微尺测微装置，度盘格值，复测机构，读数方法。
光学经纬仪使用操作步骤：对中，整平，瞄准（消除视差），读数，记录。
水平角观测（测回法）：安置仪器，盘左观测、盘右观测，方向读数。半测回角值。
公式：
方向观测法：技术要求。
竖直角观测：竖盘部分：竖盘，竖盘指标，竖盘指标水准管，竖盘指标水准管微倾螺旋。盘左、盘右读数规律。
竖直角计算公式
竖盘指标差：

3、经纬仪的检验与校正
经纬仪应满足的条件。
照准部水准管轴的检验校正。望远镜十字丝纵丝的检验校正。望远镜视准轴的检验校正。照准部横轴的检验校正。竖盘指标差的检验校正。光学对中器的检验校正。
4、电子经纬仪与光学经纬仪的区别
读数系统：编码度盘，光栅度盘，格区式度盘。
5、角度测量误差
仪器误差：仪器校正后的残余误差。照准部偏心差、度盘刻划误差。
观测误差：对中误差。标杆倾斜误差，照准误差，读数误差。
外界条件影响。。
五、作业
1．水平角？竖直角？
2.竖盘指标差？如何校正？
3．经纬仪的主要轴线应满足哪几项条件？为什么？
4．用经纬仪测量水平角时为什么要用盘左和盘右两个位置观测？它能消除哪些误差？
5．当仪器存在视准轴误差或横轴误差时，望远镜视准轴划出来的是个什么面？
6．如何进行照准部水准管的检验与校正？
7．竖盘指标差？怎样消除其影响？
教学单元四： 距离测量与直线定向 （ 6学时）
一、教学目标
了解距离测量的光电测距法、直线定向的方法(真方位角、磁方位角法)。理解水平距离、方位角的概念。掌握水平距离测量的精密钢尺量距法及坐标方位角的计算与推算方法。
二、重点、难点
重点：钢尺量距的方法、直线定向、坐标方位角的计算与推算方法。
难点： 视距测量原理、光电测距原理。
三、教学方法
多媒体教学 +实物演示
四、讲授内容
§4.1直线定线 距离丈量的一般方法
§4.2钢尺测量
§4.3视距测量
§4.4直线定向
§4.5红外光电测距仪
知识点概要
1、钢尺量距
丈量工具：钢尺、测钎、垂球、标杆。
直线定线：在两点间定线、两点延长线上定线。
一般精度量距方法：前尺手，后尺手。标点、定点、对点、持平投点。往测、返测。相对误差，相对成果。
公式：
2、钢尺的精密量距
量距工具：钢尺、弹簧秤、温度计、经纬仪、水准仪等。
量距过程：清理现场，经纬仪定线，概量，钉尺段桩，标十字线，尺段丈量。。尺段高差测定。
尺段计算：尺长改正、温度改正、倾斜改正、全长计算。

3、钢尺检定
尺长方程式与钢尺检定的方法。
钢尺量距的误差分析
钢尺误差：尺长误差，检定误差。
观测误差：定线误差、拉力误差、倾斜误差、对点及投点误差。
外界条件影响：垂曲反垂曲误差，温度误差，风力影响。丈量注意事项。
4、视距测量
视距测量的原理，视准轴水平、视准轴倾斜。
公式：

观测方法和步骤。
视距常数测定，视距测量误差分析。
掌握用视距测量的方法进行水平距离和高差的测定。
5、红外光电测距仪
电磁波测距仪的分类：光电测距仪、微波测距仪。光电测距仪：普通光源测距仪、激光测距仪、红外测距仪。
光电测距原理：相位式测距原理。
公式：
ND3000型红外测距仪的工作过程，测距边长改正计算。
6、直线定向
三北方向：真北、轴北、磁北、子午线收敛角、磁偏角。
关系公式：
方位角的概念，标准方向线，真方位角。坐标方位角。磁方位角。磁偏角与子午线收敛角，不同方位角之间的关系。
公式：
坐标方位角的推算公式：

距离方向与地面点直角坐标的关系
坐标正算
△X=Dcosα
△Y=Dsinα
坐标反算：D===

五、作业
1．距离测量有哪几种方法？各有何优缺点？
2．影响视距测量精度的因素有哪些？
教学单元五：测量误差的基本知识（ 2学时）
一、教学目标
使学生掌握测量中测量误差的分类
二、重点、难点
重点： 测量误差的分类； 偶然误差的特性； 观测值及算术平均值中误差
难点：误差传播定律 ； 不等精度观测
三、教学方法
讲授+课堂讨论
四、讲授内容
§5.1测量误差产生的原因及其分类
§5.2 误差的分类
§5.3 衡量精度的标准
知识点概要
1、测量与误差
观测与观测值的分类，误差的定义，测量误差来源，测量误差种类。真值，观测值，真差。
系统误差极其特性，处理系统误差的方法。粗差及其防止。
2、偶然误差及其特性，概率密度函数。处理偶然误差的方法。
公式：
3、衡量观测值精度的指标
中误差及其含义，取值范围。似真差求中误差公式及其证明。极限误差，相对误差。
公式：教学单元六： 经纬仪导线控制测量 （ 6学时）
一、教学目标
掌握导线测量内、外业工作的全部内容。
了解前方交会、后方交会。理解控制测量、导线测量的概念。
二、重点、难点
重点：导线测量内、外业工作。
难点：导线测量内业计算。
三、教学方法
实践教学+讨论 +课堂练习
四、讲授内容
§6.1平面控制测量概述
§6.2导线测量的外业工作
§6.3导线测量的内业计算
知识点概要
1、控制测量概述
控制测量（平面控制测量、高程控制测量）及其布设原则。国家平面控制网布网方式；三角测量、导线测量、GPS测量，精密水准测量。城市控制网及其特点。城市三角测量。城市导线测量。城市平面控制网的等级划分；二、三、四等三角网，一、二级、图根级小三角网，城市高程控制网，城市高程控制测量。工程控制网（施工控制网、变形监测网）。图根控制网，一、二、三级图根点。图根点的作用，图根点密度，图根控制测量。
2、导线测量
导线的种类、导线测量的等级及其技术指标和布设形式（闭合导线、附合导线、支导线）。导线测量的外业工作，导线测量的内业计算，闭合导线，附合导线，全站仪导线。
闭合导线坐标计算：角度闭合差的计算与调整，导线各边坐标方位角的计算，坐标增量的计算，增量闭合差的计算与调整，坐标计算。附合导线坐标计算：角度闭合差的计算与调整，，坐标增量闭合差的计算与调整，坐标反算。
公式：
六、作业
1．为什么要进行控制测量？平面控制测量的常用方法有哪些？
2．导线的布设形式有哪几种？选择导线点应注意哪些事项？导线的外业工作包括哪些内容？
教学单元七：测绘地形图 （ 10学时 ）
一、教学目标
1、了解地形图测绘的各项准备工作和视距测量方法；
2、掌握地形图测绘的经纬仪极坐标法的程序及立尺点的选取方法。
3、掌握全站仪外业观测方法；熟悉利用绘图软件绘制数字化地图的方法
二、重点、难点
重点：1、地形图测绘的经纬仪极坐标法的程序及立尺点的选取方法；
2、全站仪外业观测数据的采集方法
难点：
立尺点的选取方法。利用绘图软件绘制数字化地图
三、教学方法
实践教学
四、讲授内容
§7.1比例尺及其精度
§7.2地形图图式
§7.3测图前的准备工作
§7.4碎部测量的方法
§7.5 地形图拼接、检查与整饰
§7.6 全站仪及其使用
五 、知识点概要
1、地形图的基本知识
地形图的比例尺：定义，比例尺的种类，比例尺的精度。地物符号（比例、非比例、半比例及注记），地貌符号（等高线、等高距和等高线平距、典型地貌的等高线、等高线的分类及等高线的特性）
2、地形图图式
地物符号、地貌符号
3、大比例尺地形图传统测绘方法
测图前的准备工作（图纸准备、绘制坐标方格网、展绘导线点），碎部测量的方法（经纬仪测绘法），地形图的拼接、整饰和检查。
4、数字化测图的概念。
野外数字化数据采集方法（数据采集的作业模式，地形信息的编码，碎部测量的步骤，数字地面模型的建立，地形图的处理应输出）。
5、普通地形图的数字化：手扶跟踪数字化仪及其应用，扫描数字化仪及其应用。
六、作业
1．何谓比例尺精度？
2．地物符号中的比例符号、非比例符号和半比例符号各在什么情况下使用？
3．何谓等高线？等高线有哪些特性？
4．何谓等高距和平距？地面坡度与二者有什么关系？
5．在一幅地形图中，哪些等高线应加粗描绘而成为计曲线？
6．何谓数字化测图？与模拟测图相比有哪些特点？

教学单元八：地形图的阅读与应用 （ 4学时）
一、教学目标
使学生掌握高斯平面直角坐标、地形图的阅读、地形图的应用的基本知识，能看懂地形图，给定任意地区能计算出当地的中央子午线。
二、重点、难点
重点：高斯平面直角坐标；地形图的阅读 ；地形图的应用
难点：地形图的分幅与编号； 地形图的应用
三、教学方法
多媒体教学讲授； 实物教学
四、讲授内容
§8.1概述
§8.2高斯平面直角坐标
§8.3地形图的分幅与编号
§8.4地形图的阅读
§8.5地形图应用的基本知识
§8.6野外使用地形图的基本内容和方法
五 知识点概要
1、高斯投影及高斯平面直角坐标：
投影方法 、投影特点
带、带的投影区别
2、地形图的分幅与编号：
（1）国际分幅法
（2）正方形分幅法
（3）地形图分幅新编号方法
（4）地形图阅读：
地形图阅读的注意事项； 地物、地貌、植被阅读 ；地形图对照阅读
3、地形图应用：
（1）在地形图上如何确定一点的坐标；如何确定某一线段的长度；确定某一线段的方向。
（2）在地形图上如何确定地面的坡度
（3）面积量算：图解法，透明格纸法，平行线法，求积仪法（重点：电子求积仪）
（4）在地形图上绘制某一方向线的纵横断面图：
纵断面图的绘制 ；横断面图的绘制
（5）在地形图上确定汇水面积：
分水线的勾绘 ；汇水面积的量算
（6） 野外使用地形图的基本内容和方法
A、地形图定向 :根据方位物定向 ;用罗盘仪定向
B、在地形图上确定站立点的位置:罗盘仪后方交会法 ;透明纸后方交会法
c、野外填图
六、作业
1． 地形图有哪两种分幅方法？它们各适用于哪些比例尺的地形图？
2． 高斯投影的特性有哪些？高斯平面直角坐标系是怎样建立的？
3．高斯平面直角坐标系中某点的原始坐标与通用坐标有何区别？
4．在地形图中如何找出三北方向线？
5．四川某地的经度为112°08′，纬度为31°42′，试分别写出该地所在1:100万~1:5千地形图的新、老编号。
6．如何用罗盘仪进行地图定向？

教学单元九：园路测量（10学时）
一、教学目标
1．要求学生了解线型工程测量在园林工程中的作用
2．理解园林公路、渠道和管道测量的一般知识
3．掌握园路中线测量、纵横断面测量的方法
二、教学重点、难点：
重点：
1．园路选线、中线测量
2．工程土方石的计算
3．纵横断面测量和纵断面设计
4．掌握线路路基设计
5．纵横断面图的绘制
难点：
1．纵横断面测量和纵断面设计
2．纵横断面图的绘制
三、教学方法：
测量学教材、教学课件、多媒体。
四、讲授内容
§9.1 园路中线测量
§9.2园路纵断面测量
§9.3 园路横断面测量
§9.4 路基设计
§9.5 土石方量计算
知识点概要
9.1园路中线测量
1、园路的种类与功能
2、园路中心线的选定
3、转角测量
4、里程桩的设置
5、圆曲线的测设
9.2园路纵断面测量
1、基平测量
2、中桩抄平
3、纵断面图的绘制
4、纵断面的设计
9.3园路横断面测量
1、横断面方向的测定
2、横断面的测量方法
3、横断面图的绘制
9.4园路路基设计
1、路基表面线的绘制
2、排水沟与边坡线的绘制
3、路基的测设
9.5园路土石方的计算
1、路基横断面面积的求算
2、园路土石方的求算
五、作业
1、名词解释
线路中线，园曲线元素，定线测量，路线纵断面和横断面，基平测量和中平测量。
2、曲线主点的放样过程
3．计算曲线元素和里程：某线路的JD2的里程为0+654.32，转角a右=45°30′，设计半径为80m。求三主点的里程。
教学单元十：园林工程测量（10学时）
一、教学目标
掌握平面点位的测定、测设方法。掌握方格法平整水平地面和一定坡度地面的方法；
了解施工测量、施工控制测量的内容。理解施工控制测量的概念。掌握简单建筑物、构筑物的测设方法。了解假山、水体的施工测量。掌握园林植物测设的方法。

二、重点、难点
重点：
1.建筑物的平面位置定位测设
2.简单建筑物、构筑物的测设方法。
3.点位的确定
4.方格法平整水平地面的方法
5.园林植物的测设
难点：场地平整土方计算；
施工控制网的布设；
坐标的反算；
假山、水体的施工测量。
三、教学方法
多媒体教学+
四、讲授内容
10.1测设的基本工作
10.2平面点位的测设方法
10.3平整土地测量
10.4园林建筑施工测量
10.5堆山、挖湖与地下管道施工测量
10.6园林植物种植测量

知识点概要
1、测设的基本工作
水平距离的测设
水平角的测设
高程的测设
2、平面点位的测设方法
极坐标法
直角坐标法
距离交会法
角度交会法
3.合并平整法、方格网法、断面法、等高面法；
4、园林建筑物的测设
5、其它园林工程测量
堆山施工测量
挖湖施工测量
地下管道施工测量
园林植物种植测量
六、作业
1.测定与测设有何异同点？
2.测设的基本工作有哪些？它们与量距、测角、测高差的区别在哪里？
3.测设点的平面位置主要有哪几种方法？各有何特点？适合于什么场合？
4.测设圆曲线的方法和步骤是怎样的？
§4.2　GPS首级控制测量　
　　GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。
　　根据实习基地的现状（测区已有国家四等三角点三个分布于基地周围，且边长都在3-4km左右，如作为常规导线网的起算边，则边长过长）学校现有设备情况（现有加拿大Smart3100I静态GPS4台，2″全站仪3台，5″全站仪4台），结合生产一线单位目前普遍采用GPS布设首级控制网。故实习基地首级控制拟采用GPS进行。一级导线则在GPS首级控制的基础上用2″全站仪进行测量。一、GPS施测注意事项
　　GPS控制点位置选择与常规导线网的不同之处是不需要每个方向都通视，但需要注意的是GPS选点应满足以下要求：
　　1、为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10°~15°高度角以上不能有成片的障碍物。
　　2、为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。
　　3、为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、盐碱地带、大面积的水面附近。
二、GPS网的布网方案、布网形式及作业方式
　　1、布网方案
　　建立GPS首级控制点，平均边长1km，最短边不小于500m,联测测区已有国家四等三角点磨盘山、大坪子等，静态同步观测45分钟以上。观测时段≥1.6（至少60%测站需再观测1时段）。
　　2、布网形式
　　布网形式采用同步图形扩展式，所谓同步图形扩展式的布网形式，就是多台接收机在不同测站上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，又迁移到其它的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成。
　　其特点是同步图形扩展式的布网形式具有扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单的优点。同步图形扩展式是布设GPS网时最常用的一种布网形式。
　　3、作业方式
　　本测区拟采用边连式作业方式对GPS基线向量网进行观测，边连式观测作业方式具有较好的图形强度和较高的作业效率。所谓边连式就是在观测作业时，相邻的同步图形间有一条边（即两个公共点）相连。这样，当有台仪器共同同作业时，每观测一个时段，就可以测得个新点，当这些仪器观测观测了个时段后，就可以测得个点。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 边连式
三、GPS测量的基本步骤
　　1、测前准备
　　①仪器检测
　　GPS在使用前必须进行配套检视、通电检验、实测检验，以确保仪器使用时能处于正常状态
　　②GPS内存数据容量检查；
　　③认真了解各GPS点所处的环境，运用GPS软件预测点的最佳观测时间；
　　④检查GPS的各项设置：静态或动态、高度截止角、数据采样率、天线类型、天线量测方式。　　2、GPS网观测
　　GPS观测严格按照《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314-2001）执行。具体要求如下:
　　①使用的仪器：加拿大Smart3100I静态GPS
　　②GPS测量各等级的点位几何图形强度因子PDOP值小于6。
　　③ 城市GPS测量可不观测气象要素，但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。
　　④量测天线高：各种GPS量测天线高的方式是不一样的，同一种GPS也有几种不同的量测方式，一定要记清楚自己用的是哪种方式；此外GPS天线高的量测一般都是量的斜高，不要人为地改为垂直高；要对称量测几个方向，然后取平均值；
观测开始时，只需按下电源开关。此时应记录好测点名、开机时间、开机时天线高；
　　⑤观测结束时，不要马上拆机，应首先关闭电源，量测天线高（以判断观测过程中仪器是否移动过）。
四、GPS数据传输
　　1、在传输GPS数据前，应先查看仪器里每个时段里所记录的数据量是否大小相近，并将由于开关电源所引起的无效记录删除；
　　2、通信参数设置(打开Spectrum survey软件进行仪器型号、通信端口、波特率等相关设置，选择保存路径点击下载即可)。
五、GPS数据处理
　　1、计算参数（采用1954年北京坐标系参考椭球的几何参数）
　　①椭球长半轴a：6378245m　　短半轴b:6356863.0188m
　　②椭球扁率：1/298.3
　　③X加常数：0
　　④Y加常数：500000m
　　⑤中央纬度：25°30′
　　⑥中央子午线：102°30′
　　⑦投影高程面：1780m
　　2、GPS点采用随机配置的软件（Spectrum survey）进行平差应注意以下事项：
　　①基线向量解算时，可根据是解算部分基线还是解算全部基线的不同情况进行设置，之后软件自动解算；
　　②基线向量解算后，可初步检查一下评判各基线的置信参数，检查同步环、异步环等闭合差，检查不同时段同一条边的较差，查出超限原因，剔除有粗差的基线；
　　③若发现有问题的基线，可以查看各点接收到的卫星状况及其它有关因素以查找原因，确定此基线是否重新解算还是重测；
　　3、平差计算
　　GPS定位成果属于WGS—84大地坐标系，而实际应用的测量成果属于国家坐标系或地方坐标系，因此必须解决成果的坐标转换问题。
　　１、GPS基线向量网的平差分为三种类型：
　　①无约束平差
　　GPS网的无约束平差指的是在平差时不引入会造成GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。常见的GPS网的无约束平差，一般是在平差时没有起算数据或没有多余的起算数据。
　　②约束平差
　　GPS网的约束平差指的是平差时所采用的观测值完全是GPS观测值（即GPS基线向量），而且，在平差时引入了使得GPS网产生由非观测量所引起的变形的外部起算数据。
　　③联合平差
　　GPS网的联合平差指的是平差时所采用的观测值除了GPS观测值以外，还采用了地面常规观测值，这些地面常规观测值包括边长、方向、角度等观测值等。
　　2、GPS基线向量网成果的内精度分析：根据无约束平差成果分析，主要考察基线向量观测值改正数、各点坐标中误差、点位中误差、GPS基线向量边的方位和边长相对精度，若发现有明显粗差，则要在联合平差前剔除；
　　 3、联合平差或约束平差成果的精度分析：主要考察各类观测值的改正数的分布是否有明显粗差，平差坐标、点位误差、转换参数、单位权中误差是否通过统计检验，边长相对精度是否满足设计的精度要求。
六、Spectrum survey GPS数据处理软件的使用
　　1、打开软件
　　双计桌面快捷图标
　　打开软件会出现一个友好对话框，如图4-1所示。通过该对话框可以新建一个项目，也可以打开已有的项目。

图4-1　选择新建以后，出现一个工程设定对话框，在此对话框里有4项内容，分别如上：

　　　　　图4-2 在工程设定里面一般项设置， 可以输入工程名字，用户名字和日期

图4-3 在工程设定的坐标系统/时间对话框里可以选择坐标系统时间格式有3种选择：GPS时间，UTC时间和当地时间

图4-4　在工程设定的平差菜单里面我们可以根据控制网的大小来设计观测网的精度，其他设置按默认

图4-5　在工程设定的边界检测里面是一些警告信息，按默认即可，请仔细阅读，如果在解算的时候出现警告，可能就是该处的警告信息。
　　2、数据输入
点击图5中的 OK后，开始输入数据。可以从硬盘输入，也可以从接收机输入，如图6所示。

图4-6　下载文件是从接收机里面下载数据。从磁盘中导入数据是从电脑的硬盘中导入数据。
　　①从主机中下载数据
　　首先用电缆把3100IS接收机与电脑的com口连接起来，打开接收机电源，同时打开我们的后处理软件，点击下载文件选项，会出现如图7所示的对话框。

图4-7　在设备类型里面首先我们要选择接收机的类型，然后点设置来进行com口的设置，最后点击连接。

图4-8 点击连接后文件将从主机中下载下来，选中要复制到电脑中的文件名，然后点击中间的一个左方向箭头，该文件复制到电脑中。关闭即可，同时要记住文件存放的路径，导入数据时应从该路径导入。 从磁盘中导入数据，选中该按钮后，如图4-9所示：

　　　 图4-9 在文件类型里面选择要导入的文件类型，在搜寻里面寻找要导入的数据路径。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4-10
注意：在导入数据时如果两个点距离小于50m会出现一个警告；如果是两个点，请选择No,如果是同一个点的不同时段观测，选择Yes。 　
3、基线解算
　　数据输入完毕之后，网图会在屏幕上显示出来，点击右键可以对网图放大。基线计算前网图为红颜色，解算后变为绿色。编辑菜单下的点编辑或者点击右键对点进行编辑。

图4-11　在点编辑器信息栏里：点名里面我们选择要编辑的点名，也可以对点名进行重新命名。在GPS项里面我们可以手工选择一个点作为参考站，也可以让软件自动选择一个参考站。在正高里面输入点的高程。 　　　　　　　　
　　在点编辑器观测栏里：天线模型我们选择自己所用的天线类型，Slant表示斜高，Vert表示垂高，然后把天线高输进去。如果下拉栏里面没有该天线类型，我们可以点击天线量测与气象量测中部的按钮，增加该类型。
　　点编辑完后，在菜单栏选择工具里的处理数据进行基线处理，处理完后我们看一下基线解算报告中解算类型是否固定，如果不固定则查看分析菜单里面原始观测值的各点的卫星与时段状况，在编辑菜单中处理参数里进行卫星的删除与高度角的调整、时段的选择。

图4-13　如果有的基线不合格，我们选择编辑菜单的基线向量编辑器，对基线进行编辑，如图13所示：

图4-14　在基线里面我们可以选择要进行编辑的基线，在开始时间与结束时间里面可以对时段进行编辑。
　　选中下面的参数栏，可以删除卫星，改变高度角及采样间隔，如图4-14所示：
　　在处理参数栏“基本”的里面把使用缺省的处理参数前面的ˇ去掉，选择合适的高度角再解算。

图4-15　在处理参数栏“卫星”里面把使用缺省的处理参数前面的ˇ去掉，选择删除的卫星即可。图4-15所示：

图4-16　在处理参数栏“高级”里面把使用缺省的处理参数前面的ˇ去掉，处理间隔里面选择合适的间隔。如图4-16所示：
4、网平差
首先，按图4-17所示对网平差的参数进行编辑。

图4-17　其次，输入控制点的坐标，在编辑菜单选择坐标系统里添加Local Grid和TM,在Local Grid里选择两个控制点，然后输入坐标。
　　然后Computer一下,查看高级里的比例因子是否与1接近。在TM里输入当地中央子午线，在TM里右下角选择坐标系统，比例因子和Y坐标加常数500000。

图4-18　在图4-18所示的坐标系统选择里面有一个默认的GEO,在右边的增加选项，可以添加TM与LCLGRID　Local Grid

图4-19 在中央子午线里面输入当地的中央子午线即可，其他参数按默认的即可。

图4-20　增加一个Local　Grid界面如上图示，选择导入如图4-20所示：

图4-21　选中作为控制点的两个点导入，然后关闭对话框。界面如图4-21所示
　　注意：在输入坐标的时候，X与Y要互换一下。输完坐标后，点击计算，然后查看高级，看比例因子是多少，应该在1附近，如果差的太多，查明原因。点右键把要作为控制点的点进行水平固定和垂直固定，然后选择所有的向量进行网平差（工具里面的完全平差）。最后查看报告，报告中有VF值要介于报告中两个值之间，如果不合，要调整网平差参数。同时查看点位精度，相对精度，最后会出现是否达到设计精度要求的提示！