偃师市高龙镇航空摄影测量..doc

摘 要

航空摄影测量【aerial photogrammetry】指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。本文主要介绍了航空摄影测量一系列的工作流程，并结合洛阳市偃师市高龙镇实际地形所进行航空摄影测量，深入了解作业区概况，掌握已有的相关资料，按照作业依据进行基础控制测量，野外像控点的布设，依据精度要求进行控制测量。进行外业的判读，调绘；像控点判刺之后对像片进行整饰，最后进行内业的成图。
关键词：航空摄影测量 基础控制 外业 内业

Abstract
Aerial photography aerial photogrammetry measurement [is] that the aircraft used in aerial equipment on the ground for uptake photograph, with ground control point measurement, for painting and three-dimensional mapping, and other steps to map out topographic map of operations. This paper introduces Photogrammetry a series of work flow, combined with Luoyang city in Yanshi City, the actual terrain of high Longzhen conducted by the aerial photography survey, in-depth understanding of Bin Overview, master has the relevant information, based on work carried out in accordance with the basis of control Measurement, like the wild-point set, based on measurement precision control. Read out to the industry, for painting; thorn-like control points after finishing on a photograph, a final map within the industry.
Key words: Aerial photogrammetry The basis of control
Outside the industry Within the industry

目 录
摘 要 i
Abstract i
第一章 概述 1
第一节 航空摄影测量的基础知识 1
第二节 测区概况 7
第三节 作业依据 8
第四节 投入仪器设备 8
第五节 测区已有资料分析 9
第六节 工作流程 9
第二章 基础控制 10
第一节 布点要求 10
第二节 基础控制点平面联测 14
第三节 基础控制点的高程联测 17
第三章 航测外业工作 21
第一节 像片控制点布设 21
第二节 野外控制测量 25
第三节 像片控制点测量
第四节 像片的判读、调绘及补测 28

第四章 航测内业成图 35
第一节 成图规格及精度 35
第二节 空中三角测量 36
第三节 成图方法 40
第四节 数据采集与图形编辑 41
第五节 地形图缩编 47
第六节 数据转换 49
第七节 图外整饰 50
第五章 质量管理 50
第六章 成交成果资料 51
结束语 52
参考文献 53
致谢 54

iii

阳泉职业技术学院----毕业设计说明书

第一章 概述

第一节 航空摄影测量的基础知识

一、航空摄影测量
航空摄影测量【aerial photogrammetry】指的是在飞机上用航摄仪器对地面连续摄取像片，结合地面控制点测量、调绘和立体测绘等步骤，绘制出地形图的作业。航空摄影测量单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换，立体测图的基本原理是投影过程的几何反转。航空摄影测量是利用摄影像片测绘地形图的一种方法。这种方法可将大量外业测量工作改到室内完成，具有成图快、精度均匀、成本低、不受气候季节限制等优点。1：1万～1：10万国家基本图及工农业部门l：2000、1：5000等大比例尺图均可采用这种方法测制。
航摄像片是采用航空摄影机在飞机上对地面摄影得到的，航摄像片是测图的基本资料。
航摄一般要在晴朗无云的天气进行，按选定的航高在测区内已规划好的航线上飞行，对地面作连续摄影。
航摄像片影像范围的大小叫像幅。通常采用的像幅有18cm×l8cm、23cm×23cm等。航空摄影得到的像片要能覆盖整个测区面积，并有一定的重叠度。所谓重叠度是指两张相邻像片之间重叠影像的长度。

图1-1 航摄像片                 
如图1-1所示，航摄规范规定航向重叠％为60％～65％，旁向重叠q％为15％～30％。航摄负片四周有框标标志，依据框标可以量测出像点坐标。

摄影测量至今可划分为三个阶段，即模拟摄影测量、解析摄影测量与数字摄影测量。
二、航空摄影机
摄影是按小孔成像原理，在小孔处安装一个摄影物镜，在成像处放置感光材料，物体经摄影物镜成像于感光材料上，感光材料受投影光线的光化作用后，经摄影处理取得景物的光学影像。安装在飞机上对地面能自动地进行连续摄影的摄影机称为航摄机。它是一台结构复杂、具有精密的全自动光学系统及电子机械装置，所摄取的影像能满足量测和判读的要求；它由镜箱（包括物镜）、暗匣、座架以及控制系统的各种设备等组成。航空摄影机除有较高光学性能外，还应具备摄影过程的高度自动化。用于航空摄影测量的航空摄影机，还应使承片框处于固定不变的位置，承片框上四个边的中点各有一机械框标。两两相对的框标连线成正交，其交点为平面坐标系的原点，从而使摄影的像片上构成框标直角坐标系。新型的航空摄影机，则是在四角设定四个光学框标，其目的也是建立像片的直角框标坐标系。摄影机上还具有压平装置。有的还有像移补偿器，以减少像片的压平误差与摄影过程中的像移误差。航空摄影机物镜中心至底片面的距离是固定值，称为航摄机主距，常用表示。它与物镜焦距基本一致。
航空摄影机的特征：⒈像距是一个固定的已知值；⒉摄影机像面框架上有无框标标志；⒊航空摄影机的内方位元素的数值是已知的。
航摄机的像幅有18×18　与23×23 两种，现代摄影机多用后者。摄像机的主距又可分为长焦距（主距≥200mm）、中焦距（主距为100~200mm）和短焦距（主距≤100mm）三种，其对应的像场角又可分为常角（应为75°以下）、宽角（75°~100°）和特宽角（100°以上）三种。这些型号要按不同摄影要求选用。
三、摄影比例尺
严格讲，摄影比例尺是指航摄像片上一线段为与地面上相应线段的水平距L之比。由于摄影像片有倾角，地形有起伏，所以摄影比例尺在像片上处处不相等。我们一般指的摄影比例尺，是把摄影像片当作水平像片，地面取平均高程，这时像片上的一线段与地面上相应线段的水平距L之比，称为摄影比例尺1／ ，即

式中，为航摄机主距，H为平均高程面的航摄高度，称为航高。
摄影比例尺愈大，像片地面分辨率越高，有利影像的翻译与提高成图的精度。但摄影比例尺过大，则要增多费用，增加了工作量，所以摄影比例尺要根据测绘地形图的精度要求与获取地面信息的需要来确定。测绘中比例尺地形图时（1：5万），摄影比例尺越大或接近于测图比例尺，测绘大比例尺地形图时（1：1万或更大），摄影比例尺小于测图比例尺，一般为测图比例尺的3~5倍。具体要求按测图规范进行。
当我们选定了摄影机和摄影比例尺后，即和为已知，航空摄影时就要求按计算的航高H飞行摄影，以获得要求的摄影像片。飞行中很难精确确定航高，但差异一般不得大于5%。同一航线内，各摄影站的航高差不得大于50m。
四、摄影比例尺的选择
摄影比例尺的选取要以成图比例尺、摄影测量内业成图方法和成图精度等因素来考虑选取，另外还要考虑经济性和摄影资料的可使用性。摄影比例尺可分为大、中、小三种比例尺。为充分发挥航摄负片的使用潜力，考虑上述因素，一般都应选择较小的摄影比例尺。航空摄影中摄影比例尺与成图比例尺之间的关系可参照下表。
比例尺类别
航测比例尺
成图比例尺

大比例尺
1：2000——1：3000
1：500
1：4000——1：6000
1：1000
1：8000——1：12000
1：2000
1：5000
中比例尺
1：15000——1：20000（像幅23×23）　　　　
1：10000——1：25000
1：25000——1：35000（像幅23×23）
1：10000
小比例尺
1：20000——1：30000
1：25000
1：35000——1：55000
1：50000
五、航摄像片与地形图的差别
(一)投影方面的差别
地形图是垂直投影(正射投影)，是利用平行光束将地面上的地物、地貌垂直投影到水平面上，缩小后绘制成地形图。因此投影面上任意两点间的距离与相应空间两点间的水平距离之比，是一个常数，即测图比例尺。
航摄像片是中心投影。

图1-2  像片比例尺
如图1-2所示，地面上A点发出的光线通过航摄仪镜头S交底片于a点，镜头节点S到地面的铅垂距离称为航高，以H表示，从节点S到底片的距离为摄影机焦距。
由图可得到像片的比例尺为：

(二)地面起伏引起像点位移
由图1-1及航摄像片比例尺公式可知，只有当地面绝对平坦，并且摄像时像片又能严格水平时，中心投影才与地形图所要求的垂直投影保持一致。由于地面起伏引起像点在像片上的位移所产生的误差，称为投影差。

图1-2 投影差  
如图1-2所示，A、B为两个地面点，它们对基准面的高差为+和，和为地面点在基准面上的垂直投影点，为地面点在像片上的投影，线段、即为地面起伏引起的在中心投影像片上产生的像点位移，亦称为投影差。
投影差的大小与地面点对基准面的高差成正比，高差越大投影误差越大。在基准面上的地面点，投影误差为零。由此可见，投影误差可随选择基准面高度的不同而改变。
因此，在航测内业中，可根据少量的地面已知高程点，采取分层投影的方法，将投影误差限制在一定的范围内，使之不影响地形图的精度。
(三)航摄像片倾斜误差
由于像片倾斜引起像点位移所产生的误差称为倾斜误差。如图8—23所示，当航摄像片倾斜时，本来在水平像片上的四个点，由于倾斜误差的存在会使像片各处的比例尺不一致。对此，航测内业中可利用少量的地面已知控制点，采取像片纠正的方法予以消除。

                   图1-3倾斜误差
(四)表示方法和表示内容不同
 在表示方法上，地形图是按成图比例尺所规定的地形图符号来表示地物和地貌的，而像片则是反映实地的影像，它是由影像的大小、形状、色调来反映地物和地貌的。
在表示的内容上，地形图常用注记符号对地物符号和地貌符号作补充说明，如村名、房屋类型、道路等级、河流的深度和流向、地面的高程等，而这些在像片上是表示不出来的。
因此，对航空像片必须进行航测外业的调绘工作。利用像片上的影像进行判读、调查和综合取舍，然后按统一规定的图式符号，把各类地形元素真实而准确地描绘在像片上。
所谓像片判读，就是在航摄像片上根据物体的成像规律和特征，识别出地面上相应物体的性质、位置和大小。
六、航测成图过程简介
航测成图，包括航空摄影、控制测量与调绘、测图三个基本过程。
(一)航空摄影
摄影前，需做一系列的准备工作，如制定飞行计划，在地图上标出航线，检验摄影仪，租用飞机等。然后进行空中摄影，摄取地面的影像，经过显影、定影、水洗和晒干等工序获得底片，晒印成正片后，供各作业部门使用。
(二)控制测量与调绘
把像片制成地形图是以地面控制点为基础的，因此，必须具有足够数量的控制点。这些控制点，在已有的大地控制点的基础上进行加密，其步骤分为野外控制测量和室内控制加密。
1.野外控制测量
携带仪器和航空像片到野外，根据已知大地控制点，用第6章所讲的控制测量方法，测定像片控制点的平面坐标和高程，并对照实地将所测点的位置，精确地刺到像片上。这项工作也称像片联测。
2.室内控制加密
由于野外测定的控制点数量还不够，需要在室内进一步加密。可根据野外测定的像片控制点，用解析法、图解法来加密。近年来，由于计算机技术的发展，解析法空中三角测量进行室内加密控制点的方法被广泛应用。
3.像片调绘
就是利用航摄像片进行调查和绘图。具体来说，就是利用像片到实地识别像片上各种影像所反映的地物、地貌，根据用图的要求进行适当的综合取舍，按图式规定的符号将地物、地貌元素描绘在相应的影像上。同时，还要调查地形图上所必须注记的各种资料，并补测地形图上必须有而像片上未能显示出的地物，最后进行室内整饰和着墨。
(三)测图
由于地形的不同和测图要求的不同，目前采用以下三种主要的成图方法。
1.综合法   
在室内利用航摄像片确定地物的平面位置，其名称和类别等通过外业调绘确定，等高线则在野外用常规方法测绘。它综合了航测和地形测量两种方法，故称综合法。此法适用于平坦地区作业。
2.微分法
在野外控制测量和调绘工作完成后，在室内进行控制点的加密。然后在室内用立体测量仪测定等高线，再通过分带投影转绘的方法确定地物的平面位置。因为立体测量仪的解算公式是建立在微小变量的基础上，所以称为微分法。又因为确定平面位置和高程分别在不同的仪器上进行，故又称为分工法。微分法采用的仪器比较简单，此法适用于丘陵地区。
3.全能法
在完成野外控制测量和像片调绘后，利用具有重叠的航摄像片，在全能型的仪器(如多倍仪和各种精密的立体测图仪等)上建立地形立体模型，并在模型上作立体观察，测绘地物和地貌，经着墨、整饰而得地形图。此法适用于山区或高山区，成图质量比较高，但仪器价格比较昂贵。

第二节 测区概况

洛阳市位于河南省西部，黄河中游南部，北依邙山，南临洛水，东起偃师市，西到新安县、宜阳县，是豫西政治经济文化中心。陇海铁路、310国道与焦枝铁路、207国道交会于此。连霍高速公路在北边通过。地处豫西黄土丘陵环抱的河谷盆地，地形总趋势是北、西、南三面高，中部低。偃师市位于洛阳东部，地理坐标介于东经112°26′15″～113°00′00″和北纬34°27′30″～34°50′00″之间。全市东西长约44 km，南北宽约34 km，总面积948.43 km2。偃师市南北高中间低，地貌景观略呈槽形，地表形态复杂多样，大体可分为山地、丘陵、坡地、平原四种类型。航摄范围东起白马寺东310国道收费站，西至磁涧和延秋西，南起龙门风景区南，北至机场路和连霍高速公路。北纬34°32′05″-34°45′05″ 东经112°14′57″ –112°39′49″。

第三节 作业依据

一、GB/T 18314-2001 《全球定位系统（GPS）测量规范》
二、GB 12898-91《国家三、四等水准测量规范》
三、-87 《1：500、1：1000、1：2000 地形图航空摄影测量内业规范》CJJ 8-99 《城市测量规范》
四、 GB/T 7929-1995 《1：500、1：1000、1：2000 地形图图式》
五、 GB 7931-87 《1：500、1：1000、1：2000 地形图航空摄影测量外业规范》
六、GB 7930-87 《1：500、1：1000、1：2000 地形图航空摄影测量内业规范》
七、GB15967-1997 《1：500、1：1000、1：2000 地形图航空摄影测量数字化测图规范》
八、GB 14804-93 《1：500、1：1000、1：2000 地形图要素分类分类与代码》
九、CH 1002-95 《测绘产品检查验收规定》
十、CH 1003-95 《测绘产品质量评定标准》
十一、GB/T 18316-2001 《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》
十二、《河南省城镇地籍更新调查调查规程》2006.1
十三、《河南省洛阳市市区地籍更新调查技术方案》2006.1
十四、 GB12343-90 《1：25000、1：50000地形图编绘规范》
十五、GB/T 5791-93 《1：5000、1：10000地形图图式》
十六、GB12342-90 《1：25000、1：100000地形图图式》

第四节 投入仪器设备

双频（RTK）GPS 八台套（美国产天宝5700三台，4600五台）
S 型水准仪 两台
工具车 三辆
笔记本电脑 两台
台式电脑 二十台
扫描仪 两台
RSI摄影测量系统 五台
DMS摄影测量工作站 六台

第五节 测区已有资料分析

一、 摄区范围
东至白马寺东 G310 国道收费站，西至磁涧和延秋，南至龙门风景区南，北至机场路和连霍高速公路
二、 已有资料及分析
（一）1：5万地形图总参测绘局1977年版。
（二） 1：5千地形图河南测绘局1982年版72幅。
（三）1：1000地形图煤航1998年成图，350平方公里。上述资料1：5万图可作为航摄和布点计划用，其他资料可用作为参考。
（四）测区原有C及点30个D级点120个，C级点最弱点点位中误差1.5㎝，边长中误差1/40万，可作为本次补充基础控制的起算点，由于城市扩建破坏50%，本次补充140个D级点，利用原C级点作为起算数据进行联网观测。
（五）二等水准点 115个，三等水准点13个，二等水准每公里高差中误差±0.92㎜二等水准最大中误差 ±3.92㎜，三等水准最大中误差±3.12㎜。
（六）坐标系统：1980（洛阳）西安坐标系，3度带高斯-克吕格正形投影，中央子午线 112°30′。X值去掉3000公里,Y坐标加50公里。
（七）高程系统：1985国家高程基准。
基本等高距1：500、1：1000地形图 平丘地 ：0.5米 山地：1米。
1：5000、1：10000地形图 平丘地 ：2.5米 山地：5米。
1：20000地形图 等高距 5米。

第六节 工作流程

一、基础控制测量
野外控制点是航测内业加密控制点和测图的依据，所以要先进行基础控制测量。平面坐标系统沿用洛阳市现在使用的1980（洛阳）西安坐标系。相关参数为：1975年国际椭球体、投影面171.9米、中央子午线112°30′、投影带1.5°补偿带，首级平面控制采用D级GPS控制网；高程系统采用1985国家高程基准；D级GPS点联测四等水准，设在建筑物上的GPS点，地面上在该点附近设一水准点；D级GPS从洛阳市C级GPS点起算，起算点4个以上。四等水准从洛阳市二等水准起算。
二、航测外业的组织与实施
（一）布设像控点，按要求在像片上刺点，像片刺点是像片控制测量中的关键，所以必须做好像片刺点工作，严格要求，判对刺准。用GPS进行像控点测量。
（二）然后进行像片判读和调绘。像片调绘是航测外业的主要工作之一，它通常是与野外控制测量工作同时或穿插进行的。
三、航测内业成图
图形数据采集和数据编辑均在计算机网络环境中进行，使用完全一致的工作标准，资源共享，保证数据质量。
采用软、硬件系统，参照调绘片，按模型采集地形特征线、断裂线、等高线、碎部点、散点及所有地物地貌元素。
数据采集完成后，再进行数据编辑和数据转换。

第二章 基础控制

第一节 布点要求

一、任务要求
（一） D级GPS网作为城市的基本控制框架，是本次城镇地籍更新调查的控制基础。覆盖范围为700km2的航测范围，D级GPS控制网总观测点数170个。
（二） D级GPS点联测四等水准。设在建筑物上的GPS点，地面上在该点附近设一水准点。
（三） D级GPS从洛阳市C级GPS点起算。起算点4个以上。
（四） 四等水准从洛阳市二等水准起算。
（五） 建立1980（洛阳）西安坐标系与国家1980西安坐标系之间的转换关系，以满足管理和资料相互衔接与转换的需要。
二、坐标系统和高程系统
坐标系统沿用洛阳市现在使用的1980（洛阳）西安坐标系。相关参数为：1975年国际椭球体、投影面171.9米、中央子午线112°30′、投影带1.5°补偿带。
高程系统采用1985国家高程基准。
三、资料利用
（一）测区内C级点由32个点组成，为西安煤航现代测绘工程公司1987年测设，起算于3个国家一等三角点（龙门山、切坡、诸坟岭），采用1980（洛阳）西安坐标系。平均点位误差1.0cm，相对误差1.0ppm最弱点（C27）中误差1.5㎝，最弱边（C23-C24）边长相对误差2.5ppm（1/40万）。
D级GPS网预计采用6～8个C级点作为起算点，其他C级点按D级点进行计算，成果与原有C级点成果比较，作为检核。
（二）洛阳市二等水准为2004年观测资料，是洛阳市的首级高程控制。二等水准有124个水准点、 1个基岩标、2个基岩点，观测点总数198个，形成40个闭合环、70个结点，测段总数237，路线总长327.15km。覆盖洛阳市现有建成区，控制面积约400km2。二等水准网资料完整，由闭合差计算出的每公里高程测量的高差中误差为1.27mm，网平差后单位权中误差1.32mm，最弱点高程中误差为4.5mm，在1/2限差以下的闭合环个数占全部环数的87.5%。
（三）保存完好的原有城市等级控制点约50个，主要是城市各个时期建立的各种三角点和水准点，埋石稳定可靠，其中一部分已被原C、D级GPS网采用，本次经重新清理调查，部分点位用作新D级GPS点埋石。
四、选点与埋石
（一）D级GPS控制网在已有的洛阳市C、D级GPS控制网基础上进行加密改造。应尽可能多地利用原有埋石，新埋石应充分考虑洛阳市的整体发展和建设需要，点位分布、密度等科学、合理，覆盖面广，便于保存和使用方便。
（二）原C、D级点埋石损坏时，在该点附近重新选点，按D级点埋石和观测。D级GPS应尽可能选在使用方便的地面，选择便于扩展，利于保存，通视良好，没有高大建筑物遮当，交通便利等条件好的地方，每点最少有一个通视方向。
（三）利用旧点时，应检查标石的完整性和稳固性，必要时要进行加固。
（四）尽可能多地利用二等水准点埋石，使GPS网具有较多的三维功能，达到资源的综合利用。
（五）埋在建筑物顶部的点位应特别注意使用方便，标石采用混凝土浇筑，保证与原建筑物结合紧密，牢固稳定。
在建筑物附近下方埋设水准点表示，在土质地上标石与其它标石一致，在水泥地面上嵌入直径20mm长70mm钢筋，标志高于地面5mm以利于水准观测。
（六）标石规格：
地面标石规格：上宽×下宽×高＝14 cm×24 cm×50cm。见图6.1.a、b。
房顶标石规格：上宽×下宽×高＝20 cm×30 cm×15cm。见图6.1.c。
GPS选点后应绘制点之记（见表6.1），选点工作完成后绘制1：5万布点图，并撰写选点与埋石工作技术总结。

图a. 地面GPS点埋石

图b. 地面GPS点埋石

图c 房顶GPS点埋石
（七） GPS点周围有高于10°的障碍物时，应绘制环视图。环视图形式参见《全球定位系统（GPS）测量规范》附录B（18页）。
（八）新作D级GPS点编号从D121开始，按自然数递增。点名取用居民地名或实地标记名。新旧点重合时，应采用原旧点名，与水准点重合时，应在括弧内附注水准点等级、编号。
（九）在空旷地方无明显地物时GPS埋石点应作指示桩。
五、 主要技术要求
（一）D级GPS基础控制网精度应符合下表：
等级
相邻点间的平均距离km
固定误差a，mm
比例误差系数ppm
D
5～10
≤10
≤10
注：相邻点最小距离可为平均距离1/3～1/2；最大距离可为平均距离的2～3倍。
（二）D级点布设分为两类：
1.按国家D级GPS点布设35个，采用国家C级点为起算点，国家1980西安坐标系，边长控制在5～10公里，至少要有1个通视方向，按GPS全面网埋设。
2.按洛阳市D级GPS点布设170个左右，按边长2～5公里埋设，采用洛阳C级点为起算点，1980（洛阳）西安坐标系。
最弱边相对中误差≤1/45000。
根据实际观测值进行比较，建立1980（洛阳）西安坐标系与国家1980西安坐标系之间的转换关系。

第二节 基础控制点平面联测

一、 接收机
采用检定合格的6台“南方北极星”GPS接收机。使用前进行全面检视和必要的检验。
二、 GPS网观测
（一）本测区建立的洛阳市D级GPS控制网中应包含河南省遥感测绘院提供的35个省级D级GPS点，并根据实测结果推算一套准确的1980（洛阳）西安坐标系与国家1980西安坐标系之间的转换关系，以满足管理和资料相互衔接与转换的需要。
（二） GPS网采用双基准站法进行联测。保证每条基线都有检核，防止粗差出现。

（三）选择分布均匀、构成图形强度大和观测条件好的起始点进行观测。
（四）采用边传递的形式，以独立GPS基线向量边（独立观测边）构成闭合的三角形和四边形，提高控制网的可靠性。
（五）GPS网点应由一个或若干个独立环构成，也可以采用附合路线形式，每个环或附合路线的边数不应超过8条，一般采用边连接。
（六）观测工作包括：安置天线、观测作业和观测记录。观测作业前编制《GPS测量作业调度表》。
（七）采用4台GPS接收机进行同步观测，2台GPS接收机作为周转仪器进行流动，以缩短迁站时间，增加有效工作时间，从而提高工效。记录格式执行规范 C、D、E级测量手簿记录格式。
（八） 观测时根据星历预报，选取可接收卫星较多的时间段进行观测， GPS点观测要求：
卫星高度角≥15°
有效卫星个数≥4
GDOP＜6
数据采样率15″
天线设置误差≤3㎜
观测时段长度≥45′
GPS接收机数量≥4
重复设站数≥1.6
（九）观测时严格对中，天线高从三个方向于观测前、后两次量取结果取中数，精确到1mm，确保对中和量高的精度。
（十）接收机工作正常后，作业员应及时逐项填写测量手薄中各项内容。一个时段观测过程中不得进行以下操作：关机、重新启动仪器、改变参数、关闭文件、删除文件。
（十一）观测过程中注意观察仪器情况，保证接收机正常工作，维护仪器安全。各测站观测时间必须保证，并随时注意图形强度和卫星状况，记录所有应记录的事项。
三、数据处理
（一） 观测成果分析
GPS基线处理采用仪器厂家提供的软件“GPSADJ”。每条基线都采用固定双差解的最优成果，方差比＞3。根据网中GPS基线向量构成的异步环闭合差对观测结果进行精度评定。
相邻点弦长中误差：σ=
式中：σ—标准差（mm）；
a — 固定误差（mm）；
b — 比例误差系数（1×10-6）；
d — 相邻点间的距离（km）；
GPS网外业基线预处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差，应满足：
WX≤3·σ
WY≤3·σ
Wz≤3·σ
WS≤3·σ
式中： n —闭合环边数；
σ—相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。
环闭合差按下式计算：
Ws＝
（二）平差
采用南方公司提供的GPS数据处理软件“GPSADJ” 进行GPS网平差。
计算时先使用随机处理软件，解求独立基线，先在WGS84坐标系中进行无约束平差，利用无约束平差的可靠成果，再在1980（洛阳）西安坐标系和1980西安坐标系中进行三维约束平差，对认为可靠的、固定不变的点，可以强制约束，也可以加权约束。
约束平差中，基线分量的改正数与经过粗差剔除后的无约束平差结果的同一条基线相应改正数较差的绝对值应满足下式：
dV△X≤2σ, dV△Y≤2σ, dV△Z≤2σ
式中σ为相应等级基线的规定精度。如不满足，则认为已知点坐标存在较大误差，应予调整剔除这些误差较大的约束值。
同步观测环检核：三边同步环中只有两个同步边成果可以视为独立的成果，第三边成果应为其余两边的代数和。由于模型误差和处理软件的内在缺陷，第三边处理结果与前两边的代数和不为零，其差值应小于下列数值：
WX≤·σ
WY≤·σ
Wz≤·σ
式中： σ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。
对于四站以上同步观测时段应解算6条独立基线，在处理完各边观测值后，应检查一切可能的三边环闭合差。
网平差成果：各点大地坐标及其中误差、空间直角坐标及其中误差、误差椭圆元素、平面坐标及其中误差、点位中误差及误差椭圆元素、平面边长与坐标方位角及其中误差、GPS观测值及其改正数和平差值。
主要精度指标统计：平均点位中误差、平均方位中误差、平均边长相对中误差、最弱点位中误差、最弱方位中误差、最弱边长相对中误差。

第三节 基础控制点的高程联测

一、技术要求
（一）所有C、D级GPS控制点都要进行四等水准联测，设在建筑物上的点，地面上在该点附近有一个水准点，联测时注意不要漏掉。
（二）起算点应不低于三等水准点，一般采用附合路线或闭合路线，在距离超限时也可以采用水准网或结点水准路线，注意起点至结点间和结点至结点间距离不超过30公里。
（三）城市外围周边区域地形起伏较大时，可采用四等光电高程导线测量代替四等水准测量，高程成果的主要技术指标应满足四等水准精度要求。
（四）四等水准主要精度指标应符合下表：
表A 四等水准主要精度指标 单位：（mm）
每千米高差中数
全中误差
测段往返测
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
≤±10
≤±20

≤±20

≤±30

注：L为路线长度的公里数。
（五）四等三角高程主要技术要求：
以高程导线附合路线的形式布设，可以连成闭合环或三角高程网。
采用全站仪测站法对向观测，边长≤1km，最大路线长度≤15km。主要精度指标同四等水准要求。
二、作业仪器
四等水准采用瑞士产wild N2水准仪、双面区格式木质标尺观测；四等高程导线采用TOPCON GTS-311全站仪观测。(测量仪器应检验合格)
三、水准观测
（一）四等水准测量采用中丝读数法进行观测。观测顺序后—后—前—前。
（二）当水准路线为附合路线或闭合环时采用单程测量，水准支线应进行往返观测或单程双转点法观测。
（三） 四等水准执行GB 12898-91《国家三、四等水准测量规范》及《城市测量规范》，四等水准测量主要技术要求见表B、表C。

表B 四等水准观测的技术要求(m)
项目
等级
标尺
类型
视线长度
前后
视距差
任一测站上前后
视距累积差
视线高度
仪器类型
视距
四等
双面
DS3
≤80
≤5.0
≤10.0
三丝能读数

表C 四等水准测量的测站观测限差（mm）
项目
等级
基辅分划或黑
红面读数的差
基辅分划、黑红面或
两次高差的差
单程双转点法观测
左、右路线转点差
检测间歇点
高差的差
四等
3.0
5.0
4.0
5.0
（四）水准作业前按规范对水准仪和水准尺进行必要的鉴定。水准尺弯曲差大于8.0mm的应施加改正；一对标尺零点差不等差大于1.0mm时应予以调整；水准仪i角大于20″时应进行校正，否则禁用。
（五）作业过程中应按规范要求检测仪器i角，并随时检查仪器和标尺的质量情况，按要求做好检查记录。作业前后应按规范要求进行必要的标尺检验。
（ 六 ）水准视线高度应保证三丝能读数。水准测量按规范规定格式记录，或采用电子记录，当天小结，发现问题及时处理。
（七）水准按始末路线或观测时间记录表头内容，须记录观测日期、时间、天气、成像、路线始末点号、距离、高差，不能漏项。路线应尽量连续，工作间歇时应尽量在水准点上。需要设置间歇点时，应注意进行检测，检测高差不予采用。
（八）环线或符合于高级点间水准路线的单独的水准附合路线，长度不超过80公里，环线周长不超过100公里，同级网中结点间距离不超过30公里；水准网中最弱点中误差（相对于起算点）不得大于±20mm；
（九平差完成，制作水准联测路线图，评定精度，整理成果。
四、高程导线测量
（一）观测方法
1.四等光电测距高程导线测量采用全站仪（2mm+2ppm）往返观测各一测回。观测时，平距和竖直角分别测量以保证观测精度。
2.实测高程导线前，应沿路线选定测站，视线长度一般不大于700m，最长不得超过1km，视线垂直角不得超过15°，视线高度和离开障碍物的距离不得小于1.5m。
3.采用每点设站，对向观测。
4.应在成像清晰、信号稳定时进行斜距和垂直角的观测，并遵守下列要求：
a.斜距观测2测回（每测回照准1次，读数4次），各次读数互差和测回中数之间的互差为10mm和15mm，每站需量取气温、气压值；
b.垂直角观测采用中丝法观测4个测回，测回差和指标差互差，均不得超过5″；
c.仪器高、觇标高应在测前和测后用经过检验的量杆各量测1次，2次互差不得超过2mm。
5. 观测读数和计算数值取位按下表：
表D 观测读数和计算数值（mm）
项目
斜距
垂直角（″）
仪器高
觇标高
气温℃
气压Pa
测站高差
测段高差
观测值
1
1
1
1
100
－
－
计算值
1
0.1
0.1
－
－
0.1
1
6. 当水准点或其他高程点无法设置测站时，可用几何水准方法引测至合适的高程点后，在按高程导线施测。
（二）高差计算
1.观测斜距应施加加常数和乘常数改正、气象改正。
2.每点设站时，相邻测站间单向观测高差h按下式计算：
h＝S· sinα＋（1－k）＋（i－v）
式中，h — 高程导线边两端点的高差（m）；
S — 经过改正高程导线边的斜距（m）；
α — 观测垂直角（″）；
k — 大气折光系数（洛阳地区经验值0.13）；
R — 地球平均曲率半径，采用6 369 000m；
i — 仪器高（m）;
v — 觇标高（m）。
相邻测站间对向观测高差中数h12按下式计算：
H12＝（h1－ h2）/2
3.由高程导线测定的水准点或其他固定点的高差，应加入正常水准面不平行改正，计算方法与四等水准测量相同。
4. 每点设站高程导线测量限差按下表规定：
表E 四等高程导线测量限差（mm）
对向观测高差不符值
附合路线或环线闭合差
检测已测测段的高差的差
±45
同四等水准限差
五、成果整理
（一）每一水准路线（或高程导线）观测结束，经全面检查确认无误后，编算外业高差和概略高程表，绘制平差略图，进行概算和精度统计。满足要求后再输入计算机进行平差计算。
（二）计算水准点概略高程时，所用的高差加入下列三项改正：
a.水准标尺长度误差改正；
b.正常水准面不平行的改正；
c.路（环）线闭合差的改正。
（三）每公里水准测量全中误差计算公式：
MW＝±
式中，W —