测量核心技术设计综合说明书.doc

测量技术设计书
1．前 言
衡阳市是一个在湖南省东南部，拥有五十万人口综合性大城市，供水工程是关系着整个城市政治、经济繁荣发展关键支撑点，为了改善衡阳人民生活及生产用水问题，我企业承接了衡阳市珠晖区东阳渡镇五福堂水库前期综合勘探研究工作，经过野外实地踏堪、地形图测量对该区域进行充足调查研究、评价、估算，对项目建设必需性、经济合理性、技术可行性、实施可能性等方面进行综合性研究论证，为建设该项目标决议和审批提供科学依据。
接到任务后我企业主动组织力量进行现场踏勘，编写技术设计书等。
本测区采取38带坐标。
2．测量依据、标准
1、平面采取1954年北京坐标系，高程采取1956年黄海高程系。
2、《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314—）。
3、《城市测量规范》（CJJ8—99）。
4、《1：500、1：1000、1：地形图图式》(GB/T20257-)。
5、《三、四等水准测量规范》（GB12898-91）国家技术监督局颁布。
6、《大百分比尺地形图机助制图规范》（GB14912-94）国家技术监督局颁布。
7、本工程《技术设计书》。
2．1 测区范围及任务
本测区在东经112°41’、北纬26°47’周围。
本工程在湖南省衡阳市珠晖区东阳渡镇，测区北临中国人民解放军营房，南至衡南县，西有107国道，东和春陵河相依，面积约5.0k㎡；测区为丘陵地域、山地广布、丘谷之间地势起伏延绵，海拔高50 m至120 m。山地多为树林，山上灌木丛生，通视条件较差，给控制测量及地形图测量带来较大困难。
1、范围：依据提供预定方案设定位置（1:1万地形图），根据提供相关资料，和上述范围进行1：500、1:地形图测绘。
2、遵照国家颁布《城市测量规范》进行1：500、1:地形图测量布设E级GPS点及5”导线控制点、IV等水准高程测量。按500米密度进行设置，实地绘制点之记。
3、以上结果要求提供一套数字化地形图电子文件及地形图。
2．2已经有资料
1、本工程搜集到国家二等点大皂山、D级GPS点东阳派出所、二点作为本工程平面控制起算点。
2、本工程搜集到衡韶5一个国家一等水准点，系1956年黄海高程系结果，作为本工程高程控制起算点。
3、委托方提供1：1万地形图，1：1万地形图地物、地貌逼真，取舍合适，为此次测量工作交通、选埋、控制点联测及测图分幅等工作提供了方便。
4) 起算数据列表以下：
点名
标志
纵坐标
横坐标
高程
备 注
大 皂 山
埋 石

II等三角点
东阳派出所
埋 石

D级GPS点
衡 韶 5
埋 石

73.363

一等水准
2．3 坐标系统、高程系统和基础等高距、图幅分幅
1) 平面采取1954年北京坐标系、高程采取1956年黄海高程系。
2) 基础等高距1:500为0.5米、1:为2.0米。
3)测区地球平均曲率半径R=6365500m，大气折光系数K=0.14。
4）1:500图幅采取自由分幅，1:图幅采取50*50正规分幅；图幅号采取图幅西南角坐标X，Y千米数表示，X坐标在前，Y坐标在后，1:500、1:中间以短线相联；图号由西往东、由北往南用阿拉伯数字按次序编号,即1、2、3、……；图幅内有显著地形、地物名应标注图名。
5）图幅编辑时；图名、图号、图幅号应按上下次序排列在图幅上方正中；图幅上方右侧标注工程名称；图幅左下方标注测绘单位名称。
2. 4 施工质量、进度确保及技术难点解答
1）经过实地踏勘，本测区在丘陵地域、测区内山地广布、丘谷之间地势起伏延绵，这些全部给测绘工作带来了一定困难。为了确保生产质量、施工进度及后继工程服务，我企业组织专业技术小组进行踏勘、搜集资料、编写设计书，严格按ISO9000质量管理体系操作运行。
2）组织了以黄秋亮、王少军等5名工程师，5名专业技术员， 8名测工FALDY组成共4小组队伍。
3）组织了下列关键测绘仪器：阿什泰克全球定位接收机6台、杰科FALDY-7i型全站仪1台（尼康2”级）、拓普康211D全站仪1台（5”级）、索佳BS3自动安平水准仪1台、西安光学仪器厂产大平板仪4台套、东芝便携式手提电脑1台、方正1800A台式电脑1台，佳能4650型喷墨式打印机1台、摩托罗拉GP88型对讲机6台、PCE500S计算机1台及各对应配套设备。
4）企业实施质量责任终生制，对以后质量跟踪、后继服务等起到一定保障。
5）为了确保工程顺利进行，企业组织了各小组对本工程可预见技术难点、工程质量及进度、安全生产等问题进行了讨论，本工程是块状地形约5.0平方公里，经讨论决定平面位置采取全球定位系统，联测高等级控制点，以边连式、点连式推进布设E级GPS点四个，高程测量因为通常四等附合水准路线控制路线不长，路线过长时最弱点中误差难以确保，故决定采取布设四等水准网方法进行施测，以确保四等水准高程精度，平差时按结点网进行严密平差，在施测过程中，和三角高程进行比较发觉问题便立即处理。
3．控制测量
3．1 平面控制
1．GPS网关键技术要求。
等级 等级
平均距离(KM)
A(mm)
B(1*10-6)
最弱边相对中误差
三 等
5
≤10
≤5
1/80000
四 等
2
≤10
≤10
1/45000
注：当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm。
当GPS网世界大地坐标系统转换成1954年北京坐标系统时，应满足投影长度变形值小于2.5cm/km；当长度变形值小于2.5cm/km时，采取高斯正形投影统一3º带平面直角坐标系统；当长度变形值大于2.5cm/km时，可采取投影于抵偿高程面上高斯正形投影3º带平面直角坐标系统或高斯正形投影任意带平面直角坐标系统。
2．布网标准和设计
1） GPS网应依据测区实际需要和布网情况进行设计。GPS网点应有二点以上点相互通视，有利于常规测量施测时应用。
2） 在布网设计中应顾及原有测绘结果和多种大百分比尺地形图沿用。
3） 为求定GPS点在地面坐标系坐标，应和周围国家高级控制点联测，联测点数不应少于2个。
4） GPS网应由一个或若干个独立观察环组成，也可采取附合线路形式组成。各等级GPS网中每个闭合环或附合线路中边数应符合下表要求：
等级
三等
四等
一级
闭合环或附合路线边数（条）
≤8
≤10
≤10
3．GPS选点和标石埋设
1) 选点前应搜集和工程相关各项资料：测区1：1万地形图；原有控制测量资料，包含点平面坐标、高程、坐标系统、技术总结等相关资料，和其它测绘部门所布设控制测量结果资料。
2) GPS点位选择应符合技术要求，有利于使用其它测量方法进行联测；点位基础应坚定稳固，易于长久保留，并有利于安全作业； 点位应便于安置接收设备和操作，视野开阔，被测卫星地平高度角应大于15。；点位应远离大功率无线点发射源（如电视台、微波站等），其距离不得小于200m,并应远离高压输电线，其距离不得小于50m；点位周围不应有强烈干扰接收卫星信号物体。
3) 各等级GPS点均需埋设永久性标石，标石埋设采取混凝土预制桩埋设，也可采取现场灌制标石。
4．仪器设备技术要求
1)  接收机选择
等级
项目

三等
四等
一级
接收机类型
双频或单频
双频或单频
双频或单频
标称精度
≤(10mm+5ppmp*d)
≤(10mm+5ppm*d)
≤(10mm+5ppm*d)
观察量
载波相位
载波相位
载波相位
同时观察
接收机数
≥3
≥2
≥2
2．外业观察
1) 基础技术要求
等级
项目
观察方
卫星高
有效观察
时段长
数据采集
PDOP
四等
静态
≥15
≥4

≥45

10~60
≤6
一级
静态
≥15
≥4
≥5
≥45
≥15
10~60
≤6
2）观察作业要求：每时段采集数据前，作业员应量取天线高，统计此时段接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、故障情况；一个时段观察过程中不得进行关闭接收机又重新开启、进行接收机初始化（发觉故障除外）、改变卫星高度角、改变数据采集间隔、改变天线位置；观察员在作业期间不得私自离开测站，并应预防仪器受震动和被移动，预防人和其它物体靠近仪器、以免遮挡卫星信号；观察时不应在接收机旁使用手机和对讲机，避免干扰卫星信号；在观察过程中应确保接收机正常工作，数据统计正确，天天观察结束后，应立即将数据输出到计算机硬、软盘上，确保观察数据不会丢失。
3．数据处理
1）基线解算质量检验：不管采取单基线模式或多基线模式解算基线，全部应在整个GPS网中选择一组完全独立基线组成独立环，各独立环全长闭合差应满足 W≤2*¶*SQR(3*n) ,W为环闭合差，n为独立环中边数，¶为标称精度； 复测基线长度较差，不宜超出 ds≤2*¶*SQR(2).
2）复测和重测：不管何种原因造成一个控制点不能和两条合格独立基线相联结，则在该点上必需补测或重测不得少于一条独立基线。
3）GPS网平差处理：无约束平差中，基线向量更正数（VDx、VDy、VDz）绝对值应满足VDx≤3*¶ VDy≤3*¶ VDz≤3*¶，当超限时，可认为该基线或其周围存在粗差基线，应采取软件提供或人为方法剔除一些误差较大基线值，直至符合要求； 约束平差中，基线向量更正数和剔除粗差后无约束平差结果同名基线对应更正数较差（dVDx、dVDy、dVDz）应符合dVDx≤2*¶ dVDy≤2*¶ dVDz≤2*¶，当超限时，可认为作为约束已知坐标、距离、已知方位和GPS网不兼容，应采取软件提供或人为方法剔除一些误差较大约束值，直至符合要求。
3．1．3一级导线控制
1．一级导线点在GPS控制点基础上，布设成单一附合导线或导线网。
1)   导线测量技术要求：
等

级
附合导线长度(km)
平均

边长(m)
测距

测回
水平角测回
测角中
误差
( " )
测距中误差（mm)
方位角
闭合差
(” )
全长相对
闭合差

J2
J6
一级
4.0
400
2
2
4
±5
±15
10Ön
1/15000
2) 导线水平角均采取方向观察法，水平角观察技术要求按《工程测量规范 GB 50026-》2.3.1~2.3.10实施。
3) 光电测距导线边采取单向或往返观察，导线边长均观察2测回，一测回内读数较差应小于5mm,单程测回间较差应小于10mm。
3．2 高程控制
1）本测区以国家高等级水准点作为高程控制起算点，布设四等水准网，作为首级高程控制，，以满足测区高程控制发展需要。
2）等外水准、测距高程导线，自四等水准联测点起发展不得超出2次。
3)四等水准观察采取DS3以上型号水准仪，三丝法读数，观察次序为后-前-前-后，各测段测站为偶数站。作业前须对水准仪和水准尺进行检校，DS1型水准仪视准轴和水准管轴夹角i£15"，DS3型i£20"。
4)水准观察关键技术要求以下表（仪器采取DS3型水准仪）：
等

级
附合路线长度（km）
高 程
闭合差（m）
最大视
距长度
（m）
前后
视距差
（m）
前后视
距累积
差（m）
黑红面
读数之
差（mm）
黑红面所测高
差之差（mm）
四
等
≤16
≤20ÖL
100
≤5
≤10
≤3.0
≤5.0
等
外

≤30ÖL
100
大致相等
≤20
≤4.0
≤6.0
注：L以km为单位
5)光电测距三角高程导线关键技术要求：
等 级

项 目
平 均边 长（m）
边数
垂 直 角
测 回 数
垂直角指
标差较差
往 返 高
差 较 差（m）
闭 合 差

（m）
J2
J6
J2
J6
Ⅰ 级
400
12
2
2
15
25
±0.01S

注：S为边长，以百米为单位；n为测站数。
4．平差计算和资料整理
1）各等级GPS控制网解算及平差计算采取厂家提供随机软件，导线网平差采取武汉测绘科技大学编写《导线网相关程序》，《单导线按条件法严密平差》和《水准网平差程序》。
2）平面坐标结果等级点取至0.001m,图根点取至0.01m。水准联测高程结果取至0.001m,三角高程取至0.01m。
3）全部等级控制点（包含全部用到起算点）和埋石图根点结果装订成册，并在备注栏中写出该点点位。经四等水准联测等级点应在结果表备注栏中注明“四等水准”。
5．地形图测绘
伴随电子科技不停发展，地理信息系统（GIS）不停完善，电子文件地形图已逐步替换了手工清绘图。且电子文件地形图以坐标方法统计图形要素几何位置，以编码方法统计图形要素属性，给设计人员提供了极大方便。本工程成图时使用“广州开思ScsG软件”依据矢量化图进行编图、网格注记、图幅整饰及坐标系转换，将修改好地形图使用HP—450C绘图仪将地形图打印出来，刻录成光盘提供给用户使用。
1、地形测图所使用测绘仪器必需经过检验校正，视距常数在100±0.1以内；垂直度盘指标差不超出2’；百分比尺尺长不超出0.2mm；量角器半径大于10cm，其偏心差小于0.2mm；坐标展点器刻划误差不超出0.2mm。
2、图根控制点应依据地形复杂程度，在满足测图要求前提下，1:地形图每平方公里控制点大于20个；1:500地形图每平方公里控制点大于180个。图根点在高级控制点基础上发展，其发展次数通常为2次，困难地域，可再附合一次。图根导线以测距导线施测。图根点精度，相对于临近控制点点位中误差不应大于2cm。当图根点不能满足测图需要时，可测设支点或测距支导线。支导线边不得超出三条边，且不能连续发展。图根点高程采取光电三角高程施测，高程中误差小于10cm。
3、地形图测绘方法、要求，和内容取舍按《工程测量规范 GB50026-》第四章实施，独立地物能按百分比尺表示，应实测外廓，填绘符号；不能按百分比尺表示，按《1:500、1:1000、1:地形图图式》正确表示其点位；高程注记点每格不得小于10个；等高线计曲线必需标注高程。
1、碎部测量关键技术要求：
1）居民地是高等级公路测图关键地物要素，各类建筑物、构筑物及关键隶属设施应按实地轮廓正确测绘。
房屋以墙基为准，并按建筑材料和质量分类，房屋通常不综合，应分间表示，临时性建筑物可舍去。房屋和建筑物轮廓在图上小于0.4mm、简单房屋在图上小于0.6mm可用直线连接。图上6mm2以下天井可不表示。
2）、地下光缆、地下电缆标志桩、检修井，必需实测，并用对应符号表示和连接。
3）独立地物是判定方位、确定位置、指示目标关键标志，必需正确测绘和按要求符号正确地加以表示。
4）永久性电力线、通讯线均需表示，电杆、电塔位置必需实测，同一条杆上有多个线路时，表示其关键线路，图面上多种线路走向应连贯、类别分明。
建筑区内电力线、通讯线不连线，在杆架处绘出线路方向。
地面及架空管线均需表示，并注记输送物质，地下管线检测井等均需测绘。
围墙、永久性广告牌、栅栏、栏杆、篱笆和活树篱笆等均应测绘。
5）铁路、公路、大车路、乡村路均应测绘。铁路铁轨、公路路中及交叉处、桥面、里程碑等应测绘高程注记点、涵洞应测注底面高程。
公路及其它双线道路在图上均按实际宽度依百分比尺表示。公路及街道按其路面材料划分为水泥、沥青、碎石、硬砖、砂砾和土路等，以文字注记在图上。等级公路应注明等级、代码和编号。铺装材料改变处应用点线分隔，关键道路须注明走向。国道路面、路肩应绘制四条线条，路面线不得中止。
铁路和公路或其它道路在平面相交时，铁路符号不中止，而将另一道路符号中止。不一样水平相交道路交叉点，应绘以对应桥梁、通道符号。
路堤、路堑均按实地宽度绘出边界，并在其坡顶、坡脚合适注记高程。
公路、大车路、铁路经过居民地不宜中止，应按真实位置绘出； 小路可中止在进出口处； 市区街道应将永久性安全岛、人行道、绿化带及街心花园等绘出。
有围墙栏栅公园、工厂、机关、学校等内部道路；除通行汽车主
要道路、全部按内部道路测绘。
6）河流、溪流、湖泊、水库、池塘等全部应测绘，沟宽在图上小于1mm
以单线表示。水涯线按测图时水位测定并标注测绘时间。
水渠应测渠道边和渠底高程、堤坝应测注顶部及坡脚高程，泉、井应测
注泉出水面及井台高程；池塘应测注塘底高程。
7）石堆、土堆、陡崖、坑穴、冲沟、山洞、石灰岩溶斗、崩岩、滑坡等特殊地貌和人工修筑梯田、陡坎、斜坡等用对应符号表示。冲沟底部应测注高程点，较大可用符号和等高线配合表示。
梯田坡坎顶及坡脚宽度在图上大于2mm时，应实测至坡脚。
多种天然形成和人工修筑坡坎，其坡度在70°以上时，可表示为陡坎，
70°以下表示为斜坡。斜坡在图上投影小于2mm时也可用陡坎表示。坡坎比高小于1/2等高距或在图上短于5mm时能够舍去。
坡度在70°以下石山和天然陡坎，可用等高线配合符号表示。
露岩地、独立石、倒石堆、坑穴、陡坎、斜坡、梯田坎等应在上下分别
注记高程或比高。
8）地形图表示多种树木名称、苗圃、灌木丛、散树、独立树、行树、
竹林、经济林等，应正确反应分布情况，芦苇地、花圃、草地、沼泽地应表示；树林要标注树种类、高度。
农业用地分稻田、旱地、菜地、经济作物和水生经济作物地等，表示作
物以夏季作物为准
地形图田埂宽度在图上大于1mm用双线表示，田块内应测注有代表性高程点。水田田埂不分大小均须测出。
山地应测出多种特征点山顶、山脊、山梁、山谷、鞍部全部必需正确测出其位置及标注高程,山顶、洼地底部应绘示坡线
9）地理名称及多种注记是地形图关键内容之一，是判读地形图直接依据。图上全部居民地、大工厂、商店、道路（包含市、镇、街巷）、山岭、沟谷、河流等自然地理名称，均需进行调查核实、正确注记。
10）每幅图接边均应测出图廓外5mm，自由边在测绘过程中应加以检验，确保无误。
11）行政区境界线、矿场矿物、料场材料应注明。
12）地形图中应注记导线点、水准点编号及其高程，和在测图范围内国家三角点和水准点等位置及其注记。
6．结果检验和评定
地形图拼接和检验按《工程测量规范 GB50026-》相关章节实施。为确保测绘产品质量，设专职检验员，层层把关，上道工序未验收合格不得进行下道工序。检验工作实施以下要求：
1、各等级点应进行100%检验，并作好统计。
2、观察手簿、平差计算结果应认真、具体检验。
3、每幅图应做到控制点展点100%检验，图面内业100%检验，外业100% 巡视，30%设站检验。测区抽检15%。
4、严格检验各项技术要求和测图范围是否达成规范和设计书要求。
5、经检验员检验后并评为质量合格以上地形图，如经主管部门验收出现质量事故，检验员应负相互责任。
6、质量标准：测量结果、成图，经验收并对存在问题和错误进行更正后，按质量标准分优、良、合格3级评定。
优：总分85分以上，且每个项目质量得分均占该项标准总分3/4以上；
良：总分71~85分之间，且每个项目质量得分均占该项标准总分2/3以上；
及格：总分60~70分之间，每个项目质量得分均占该项标准总分1/2以上；
① 起算数据采取合理、正确，作业程序及操作方法符合规范要求（20分）
② 仪器、工具检验项目齐全，结果精度合符要求（15分）
③ 测量标志牢靠、显著。工程点编号方法合理，统计、手簿记载真实、清楚，注记完善、格式统一（10分）；
④ 结果资料精度和内容符合规范、图式及设计要求、各项关键测量误差较小（优：各项关键误差有60%小于限差1/2；良：各项关键误差有60%小于限差2/3，其它误差不超限）， 各控制点、联测点、工程点密度满足工程需要（30分）；
⑤ 资料齐全、数据正确、书写工整正规、注记完善，整饰美观，检验量达成要求（25分）。
7．提交结果资料
1、技术设计书
2、仪器检验校正资料
3、控制网网图
4、控制测量外业资料
5、控制测量计算及结果资料
6、全部测量结果及图件电子文件
7、技术总结汇报