测量技术设计.doc

xxxxxxxx测量
技 术 设 计 书

xxxxxx勘察院
二○○六年五月

目 录

一、概况 1
二、已有资料的分析利用 1
三、作业依据 1
四、拟采用的坐标及高程系统 1
五、使用的主要仪器设备 1
六、预计完成工作量 2
七、作业方法及精度要求 2
1.四级GPS控制测量 2
2.一级控制测量 3
3.四等水准测量 4
4.1:2000带状地形测图 7
八、提交资料 10

一、概况
为配合104国道改线建设，受泰安市公路局设计院的委托，我院承担了泰安市国道104线绕城公路界首——满庄段工程测量任务，该工程位于泰安市东岳区西北，设计方案有两个，路段重合约三分之一，其中起点开始约9km，终点约5km，线路总长约50㎞。
二、已有资料的分析利用
已收集到泰安市C级GPS控制点4个和国家Ⅲ等水准点5个。经分析，4个GPS点均为2004年成果，1980西安坐标系，5个水准点均为1995年成果，1985国家高程基准，标石保护均完好无损，可以作为本工程的起算资料，精度完全可以满足本次测量需要。
三、作业依据
1. 《公路勘测规范》 JTJ061-99；
2. 《公路全球定位系统（GPS）测量规范》 JTJ/T 066—98；
3. 《工程测量规范》 GB 50026-93；
4. 《1:500 1:100 1:2000地形图图式》 GB/T 7929-1995；
5.《测绘产品检查验收规定》 CH1002-95；
6. 本项目技术设计书
四、采用的坐标及高程系统
平面坐标采用1980西安坐标系，高程采用1985国家高程基准。
五、使用的主要仪器设备
1.南方测绘公司产天王星9800型双频GPS接收机5台套（标称精度平面静态5mm+1PPm×D,动态20mm+2PP×D,高程优于50mm+2PPm×D）；
2.日本产拓普康GTS－311、GTS－311S、GTS－332W、日本产索佳SET21D、SET22D全站仪共计5台套（标称精度3mm+2PPm×D）；
3.国产DS03型水准仪2台；
4.微机5台；
5.工作用车2辆。
六、预计完成工作量
根据测区实际情况，该区首级平面控制网利用静态GPS接收机,布设三级GPS点约70个,其编号为沿公路前进方向顺序编号,如GPSK001、GPSK002……，当新点与原有点重合时，应采用原有点名。GPS点均应埋设标石或刻石，并做点之记以备查。若不能满足测图需要，再加密图根控制点，图根点可用铁钉或木桩进行标识。
高程控制以收集到的5个Ⅲ等水准点为高程起算点，按四等水准测量精度施测所有GPS点，四等水准路线网总长度约100km。
1:2000带状地形图测量自中心线向两侧各延伸150米宽，其中，起点、终点和立交桥处向两侧各延伸300米，总面积约16km2。
七、作业方法及精度要求
1.四级GPS控制测量
（1） 布设方案
以已有四个C级GPS点为基础，沿线路布设四级GPS控制网，平均边长应控制在0.7～1km左右。控制网应尽量布设成边连式，如布设成点连式，须有必要的多余观测，并起闭于已知点上。GPS相邻点之间应尽可能通视，若受条件限制不能相互通视时，则至少要与下一等级点通视。
选点:GPS点的点位应选在基础稳定，并易于保存的地点；点位应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内不应有高度角大于15度的成片障碍物；点位附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，点位距大功率无线电发射源的距离应不小于400米，距220kV以上的电力线路的距离应不小于50米；点位应利于公路勘测放线与施工放样，且距路线中心线的距离应在50米至200米之内（含50米和200米）。选点的点位应标注与1:10000的地形图上，并绘制GPS控制网选点图，填写GPS点之记，点之记格式见附录A。
埋石:所有GPS点的标石均应设有中心标志。中心标志用直径不小于14mm的钢筋制作，并用清晰、精细的十字线刻成直径小于1mm的中心点。标石表面应有GPS点名及施测单位名称;GPS点的标石可按附录B预制，也可现场浇制，埋设时坑底应填以砂石并捣固密实，或现浇20cm厚的混凝土，埋设的GPS点应待沉降稳定后方可使用；GPS点位于耕作地区时，应埋设于非耕种地上，并露出地面少许，当必须埋设于耕地时，标石顶面应埋设于耕种表土层以下，对冰冻地区，埋深应大于该地区的冰冻深度；当有牢固永久性建筑物可用以设置标石时，可在建筑物上凿孔埋入中心标志并浇灌混凝土，其顶端外形尺寸应符合附录B的规定；利用原有控制点时，应确认标石完好，并符合本级GPS点观测与埋石要求，且能长期保存；所有GPS点在埋石处均应设置明显的指向标志，并现场绘制交通路线略图，填写点之记。
（2） 观测、计算及精度要求
四级GPS控制测量采用静态GPS接收机施测。各项技术要求见附表1。
项目 级别
三级
四级
卫星高度角（°）
≥15
≥15
数据采集间隔（s）
≥15
≥15
观测时间
静态定位（min）
≥45
≥40
快速定位（min）
≥15
≥10
点位几何图形强度因子（GDOP）
≤8
≤8
重复测量的最少基线数（%）
≥5
≥5
施测时段数
≥1
≥1
有效观测卫星总数
4
4
附表1
天线安置要严格对中，其对点误差不应大于1mm，每时段观测前后各量取天线高一次，取至毫米，两次较差不应大于3mm，取中数作为其天线高；观测时应防止人员或其他物体触动天线或遮挡信号；接收机开始记录数据后，应随时注意卫星信号和信息存储情况，当接收机或存储出现异常时，应随时进行调整，必要时应及时通知其他接收机以调整观测计划；现场应按规定作业顺序填写观测手簿，不得事后补记；经查所有规定作业项目全部完成，且记录完整无误后方可迁站；每日观测结束后，应将外业数据文件及时转到磁盘上，不得做任何剔除或删改。磁盘应贴好标签，并妥善保存。
数据处理采用随机软件进行。基线解算按同步观测时段为单位进行。其同步环闭合差和异步环闭合差均不应大于11mm；
GPS网平差处理采用南方测绘公司研制的平差软件进行平差。以所有独立基线组成GPS空间向量网，并在WGS—84地球椭球上进行三维无约束平差。平差中基线向量的改正数绝对值应符合《GPS测量规范》中的规定。然后在无约束平差确定的有效观测量基础上，在1980西安坐标系中进行三维约束平差或二维约束平差。平差后求得的最弱点中误差不应大于5cm，最弱边边长相对中误差不应大于1/4.5万。
2.四等水准测量
以已有5个三等水准点为起算点，按四等水准精度联测测区内所有三级GPS点及一级控制点。水准点间或与高级点间的水准路线长度应小于16km。四等水准测量主要技术要求见附表2。
附表2
等级
每Km高差中数中误差
（mm）
往返较差、附合或环线闭合差(mm)
检测已测测段高 差 之 差（mm）
偶然中误差
M△
全中误差
MW
四等
±5
±10
±20
±30
注：计算往返较差时，L为水准点间的路线长度（km）；计算附合或环线闭合差时，L为附合或环线的路线长度（km）。Li为检测测段长度（km）。

（1） 水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合以下规定：
① 水准仪视准轴与水准管轴的夹角i，在作业开始的第一周内应每天测定一次，i角稳定后可每隔15天测定一次，其值不得大于20″；
② 水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于线条式因瓦标尺不应大于0.10mm，对于区格式木制标尺不应大于0.5mm。
水准测量的观测方法见附表3，技术要求见附表4。
附表3
等级
仪器类型
水准尺类型
观测方法
观测顺序
四等
DS3
双面
中丝读数法
往返、往
后-后-前-前
附表4
等级
水准仪
型 号
视线长度
（m）
前 后 视
较差（m）
前后视累积
差（m）
视线离地面最低高度（m）
黑红面
读数差
（mm）
黑红面
高差较差（mm）
四等
DS3
100
5
10
0.2
3.0
5.0

（2） 观测结果的重测及取舍
① 观测结果超限必须进行重测；
② 测站观测限差超限必须立即重测，否则从水准点或间隙点起重测；
③ 测段往返测高差较差超限必须重测，重测后应选用往返合格的成果，如重测结果与原测结果分别比较，较差均不超限时，取三次结果的平均值；
④ 每条水准路线按测段往返测高差较差，或附合路线的环线闭合差在计算高差中误差M△或高差中数的全中误差MW超限时，应先对路线上闭合差较大的测段进行重测。
M△和MW按下式计算：
M△=±
MW=±
式中：△——测段往返高差不符值（mm）；
R——测段长（km）；
n——测段数；
W——水准路线经过各项修正后的环线闭合差（mm）；
N——水准环数；
F——水准环线周长（km）。
（3）当水准路线跨越江河（或湖塘、宽沟、洼地、山谷等），视线长度在200m以内时，可用一般观测方法进行。但在测站上应变换一次仪器高度，观测两次，两次高差之差应不超过7mm，取两次结果的中数。若视线长度超过200m时，应根据跨河宽度和仪器设备等情况，选用相应等级的光电测距三角高程测量或跨河水准测量方法进行观测。
（4） 外业成果的整理
① 水准测量观测结束经全面检查确认无误后，编制高差表，计算正常位水准面不平行改正数、水准路线（或环线）闭合差、1km水准测量高差中数的偶然中误差M△和1km水准测量中数的全中误差MW。
② 水准网的计算，应采用条件观测平差或间接观测平差，平差后应求出最弱点相对于起算点的高程中误差。也可采用等权代替法、逐渐趋近法、多边形法等方法进行平差，并做出精度评定。
③ 水准测量计算时的数字取位见附表5。
附表5
等级
往 返 测
距离总和
（km）
往 返 测
距离中数
（km）
各测站
高 差
（mm）
往 返 测
高差总和
（mm）
往 返 测
高差中数
（mm）
高程
（mm）
四等
0.1
0.1
0.1
0.1
1
1
3.1:2000带状地形测图
（1）图根控制测量
图根平面控制测量可采用图根导线或光电测距仪极坐标法施测，当条件受限制时，也可布设支导线。图根导线测量的精度要求见附表6。
附表6
附和导线长度（m）
测回数
测角中误差
方位角闭合差
导线相对闭合差
≤1.5M
1
±30
±20
≤1/2000
注：1、M为测图比例尺的分母，n为测站数
2、隐蔽或施测困难地区导线相对闭合差可放宽，但不应大于1/1000

图根导线的边长，可采用全站仪直读平距进行；图根导线布设成支导线时，平均边长不应超过测图最大视距长度，边数不应多于4条。边长应往返测量，角度应分别测左、右角各一测回，其圆周角闭合差不应超过40″；当采用极坐标法布设图根点时，水平角及边长测量采用一测回，并应进行本站校核，方向较差不应超过40″，高程较差不应大于0.2m，测距较差不应超过0.2m，变长不得超过测图最大视距长度。当控制点的密度不能满足测图需要时，可增补少量的视距支点，图根点上可支出一个视距支点，支点边长不应大于地形点最大视距长度的2/3，并应往返测定，其较差不应大于1/150。
图根高程采用光电测距三角高程测量，其路线应起闭于高级控制点，其边数不应超过12条。可采用全站仪直读高差和平距往返进行观测，仪器高、觇标高应量取至1mm，三角高程附合或环线闭合差不应大于40mm（D为光电测距边长度，以km计）。图根三角高程测量应起讫于不低于图根水准精度的高程点上。其主要技术要求见附表7。

附表7
边长（km）
仪器
测回数
对向观测高差较差（mm）
附合或环线闭合差（m）
≤0.5
JD6
1
≤400S
0.1Hd
注 : 1、S为边长（km）；
2、Hd为基本等高距（m），n为边数；
3、边长大于400m时，应考虑地球曲率和折光差的影响。
图根控制测量一般采用近似平差的方法，成果取位至1cm，图根点的精度应不大于图上0.1mm，高程中误差应不大于0.1m；图中控制点的密度应满足测距最大长度不超过700米。
（2）地形图采用50cm×50cm正方形分幅，等高距为1m，高程点注记至0.1m，图廓格网线绘制和控制点的展绘误差不应大于0.2mm，图廓格网的对角线、图根点间的长度误差不应大于0.3mm；高程点的密度一般为50m，根据实际可适当增加或减少，但主要地形、地物点须注记高程。
（3） 地形图的精度要求见附表8。
附表8
图上地物点位置中误差（mm）
等高线的高程中误差（mm）
主要地物
一般地物
平原区
微丘区
±0.6
±0.8
Hd
Hd

（4） 采用全野外数字测图法，即用全站仪在一控制点上设站，以另一控制点定向，检查无误后，直接测量各地形、地物点的坐标和高程，存入仪器内存，并对照实地绘制草图。内业把数据传入微机，用南方CASS5.1绘图软件进行数字化成图。
需要注意的是：野外数据采集后的数据传送、检查与存贮，应将当天或一个阶段采集的数据，应使用通讯的方式将其传送到计算机，进行预处理，并对照草图进行检查，超限的数据必须重测，丢漏的数据应及时补测；经检查修改后的数据应及时存盘；数据存贮后，仪器内存的数据应及时清除。
地形测图的具体技术要求见附表9 。
附表9
比例尺
等高距（m）
测距最大长度（m）
高程注记点间距(m)
1:2000
1.0
700
50

（5） 地形测绘内容与取舍
地形图应标示居民地、独立地物、管线及境界、公路、水系、植被等各项地物、地貌要素以及各类控制点、地理名称等，并突出公路规划、设计、建设、管理等有关各项要素。其标示方法和取舍原则除应符合现行国家测绘局制定的图式以外，还应遵循以下规定：
① 应展绘或测出各等级三角点（含各等级平面控制点）、图根点、水准控制点等测量控制点，并按规定符号标示；
② 各类建筑物、构筑物及其主要附属设施均应进行测绘，房屋外轮廓可以墙角为准，居民区房屋应详细测绘，房屋应加注层数及建筑材料，建筑物、构筑物轮廓凸凹在图上小于0.5mm时，可用直线连接；独立地物能按比例尺标示的应实测外廓，填绘符号；不能按比例尺标示的，应准确表示其定位点或定位线；
③ 管线、高低压线等现状地物应实测其支架或电杆的位置，高压线路应注明千伏安，同高压线交叉时，应实测其悬垂线与地面的最小垂直距离，线路密集或居民区的低压电线、通讯线可根据用途需要测绘，管线转角均应实测，测区范围内有重要的通讯电缆等地下管线是，必须详细测定其位置；
④ 公路及其附属物应按实际形状测绘。测绘已建公路应施测路肩边缘，并标注路面类型；公路里程碑应实测其点位，并注明里程数；公路交叉口处应注明每条公路的走向；人行小道可视情况需要测绘；铁路应标注轨面高程，曲线段标注外轨面高程；铁路与公路图应在图上分别每约0.1m及起伏变换处、桥隧建筑物等处测注高程点；
⑤ 水系及其附属物应按实际形状测绘。水渠应测注水渠底及渠顶边的高程，堤坝测注顶部及坡脚高程，水井测注井台高程，水塘应测注塘顶边及塘顶高程，河沟、水渠在地形图上的宽度小于1mm时，可用单线表示；
⑥ 地貌以等高线表示为主，明显的特征地貌（如陡崖、冲沟等）以符号表示，从零米起算每四根首曲线应绘一根计曲线，并在计曲线上注记高程，山顶、鞍部凹地以及斜坡方向不易判读的等高线上，应加绘示坡线；居民区内除大片自然地表外，可不绘等高线，当等高线密集，两根计曲线间距在图上小于2mm时，首曲线可略去不绘；露岩、独立石、土堆、冲沟坑穴、陡坎等应分别测注高程或比高；冲沟、雨裂沟底宽在图上小于3mm时用单点线表示沟中心，大于3mm时应分别测出坡脚，其间距大于10mm时应勾绘沟底等高线；
⑦ 植被的测绘应按其经济价值和面积大小适当取舍。农业用地施测时按实地作物类别绘示在地形图上；地界类与线状地物重合时应绘现状地物符号；梯田坎等地物、地貌，其水平投影在图上大于2mm时，应实测坎脚，小于2mm时可注比高。当两坎间距图上小于5mm时或坎高小于1/2等高距时可适当取舍，当两坎间距在图上大于20mm时应绘等高线；水田应测代表性高程，田埂宽在图上小于1mm时可用单线表示；居民地、厂矿、机关、学校、医院、山岭、水库、河流和道路干线等应按现有的名称注记。
八、提交的资料
1. 本项目技术设计书；
2. 本项目技术总结；
3. 1:2000地形图（含光盘）；
4. 1:2000地形图图幅接合表；
5. 控制点点之记；
6. 水准网路线图；
7. 控制点分布图。
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