E级GPS控制测量关键技术设计项目说明书DOC.doc

E级GPS控制测量技术设计书

XXX建筑工程设计院
二0一四年二月

目 录
1、作业技术步骤
2、技术关键点
2.1准备工作
2.2技术设计
2.4选点埋石
2.5野外观察
2.6数据处理
2.7平差计算
2.8质量检验和自检汇报
2.9技术汇报
3.0结果整理和提交
3、范例

1、作业技术步骤
E级GPS控制测量在地形测量、地籍测量中通常是测区首级平面控制，控制网精度确保是后续其它工序基础。E级GPS控制测量工作时通常按下列步骤进行工作：
准备工作→技术设计→选点埋石→野外观察→数据处理→平差计算→质量检验和自检汇报→技术汇报→结果整理和提交。
2、技术关键点
2.1准备工作
E级GPS控制测量准备工作关键有：熟悉工程协议或协议，了解委托单位对工程特殊要求。搜集和测区相关高等级控制点结果及相关资料，搜集需用地形图资料、技术标准，按规范或委托单位要求制作标石，对参与施工仪器设备按要求进行检验或校验。进行现场踏勘了解测区现实状况和已知高等级控制点保留情况，为技术设计做好准备。准备施工其它后勤保障工作。
2.2 选点埋石
2.2.1 选点
1．选点人员应由熟悉GPS测量技术及地质技术人员负担。选点前必需充足研究专业设计书；充足认知测区地理、地质、水文、气象、验潮等环境信息；熟悉可利用多种设施、位置环境、交通、水电等信息。
2. 选点人员应搜集测区地质资料，实地勘察选定点位。同时考察卫星通视环境和电磁干扰环境，确定可用标石类型、统计点之记相关内容，实地树立标志牌、拍摄照片等。选点（埋石）所占用土地，应得到土地使用者或管理者同意。
3．点位应选择在稳定坚实基岩、岩石、土层、建筑物顶部等能长久保留、满足观察条件地点，并做好选点标识。点位尽可能在地面，城区内应尽可能选在楼顶上，方便于保留和通视。点位应尽可能选在交通便利，方便观察位置。
4．选点时应避开环境改变大，测量标志难以永久保留地点，如易受水淹河床、低地、靠近铁路、公路、已计划易受施工影响有猛烈震动地点。点位离开铁路距离应大于100m，离公路大于50m。
5. 选点时应避开地质环境不稳定地域，如断裂破碎带边缘、易发生洪水、滑坡、岩崩区、局部沉降区，有大量物质搬移矿区、采石场、大量取土、地下水猛烈改变地点。
6．选点时应远离发射功率强大无线发射源、微波信道、高压线等，距离大于200米，应远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50米。并应实地了解发射源和电磁波影响情况，标注在点之记环视图上。
7．选点时应避开多路径环境影响，避免靠近水面、树冠、高大建筑物、低洼潮湿等地点，应确保15°以上无遮挡。50米以内多种固定和改变反射体应标注在点之记环视图上。
8．选点时应设计水准联测路线，对于要联测等级水准GPS控制点，尤其是当点位处于河流、湖泊、水库边缘时，在其位置选择上一定要考虑其水准联测可能性。
9． 选点完成后提交工作总结；及其它相关资料，包含点之记信息、本点和相邻点网图、实地选点方案等。
10．选点结束后，实地选点方案必需经过业主或质检部门检验验收，合格后方可进入埋石阶段。
2.2.2 埋石
2.2.2.1标石类型、规格及制作
1．标石类型：地面采取GB/T 18314-《全球定位系统（GPS）测量规范》中混凝土一般标石（i），楼顶采取建筑物上标石（j）。标石尺寸以下：
① 地面标石：
基 座：长、宽各70cm，厚30cm（现场混凝土浇灌，替换盘石）。
柱 石:下底宽40cm，上底宽20cm，高60cm（预制）。
指示盘(保护井盖)：长、宽各60cm，厚度15cm（预制）；指示盘顶面刻绘“D或E级GPS ×××（点号）；严禁碰动；埋石年月（.01）”。
警示桩：长方体，20×20×60cm（预制）。在警示桩上部30cm范围内竖排分左右两行刻印 “测量标志”及“严禁破坏”字样。
② 楼顶标石：下底30cm，上底20cm，高15cm（现场混凝土浇灌）。
2．中心标志：采取采取长10cm、直径4cm铜质或不锈钢标志。在金属标志正中位置用小钻头凿刻深2.0mm、粗1.0mm小洞作为GPS观察对中点。在标志表面刻印“D或E级GPS点”字样。
3．标石规格
4．标石制作：柱石、保护盖、指示盘、警示桩采取预制，其它为现场浇灌。
2.4.2 标石埋设
标石埋设质量直接关系到结果使用寿命，必需对其质量引发高度重视。
埋石工作应准备工具包含：运输工具、钻孔（打夯）机械，挖、埋坑工具（锹、镐、冲击钻、铁锤、钢钎等）、铁皮板、水桶、皮尺、振捣工具（电动振捣棒等）、修饰工具（建筑用水平尺、抹子等）、指南针、绘制点之记工具（铅笔、格尺、空白点之记等）、数码相机等。
1．地面标石：
标石坑以选点标识为中心挖掘，大小以方便作业为准，深度大于1.20m。基座以土模建造，要求两条土模边和东西向平行，土模高20cm，长宽各70cm。混凝土按其施工要求进行配比，在施工时必需充足搅拌并捣实。基座混凝土浇灌至20cm厚时，在基座正中位置安放柱石，再继续浇灌混凝土10cm，使柱石镶嵌进基座，和混凝土基座牢靠地凝结在一起，十分钟后，柱石周围用细土填埋扎实。柱石上面安置保护盖，保护井内填埋细沙或细土，加盖指示盘。在标石北面1.4m处埋设警示桩，警示桩埋入地下35cm，字面朝向标石。
2．楼顶标石：
楼顶标石建造应使用模具。对建造标石位置必需进行根本清理，除去沥青等防水物，打毛楼面，在四角位置打入水泥钢钉，清洗楼面，浇灌混凝土，安置中心标志。
2.4.3 标石整饰
在标石预制或浇灌时，在标石面上按下图进行整饰，并用油漆描红。

E级GPS ×××
. ×××

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开县建筑工程设计院

2.4.4 埋石关键过程照片拍摄
1．在埋石关键阶段，应拍摄照片反应埋石客观过程。拍照使用分辨率不低于100万像素数码像机，文件大小以1兆左右为宜。照片为6寸彩色，地面标石3张，楼顶标石2张。照片应含以下内容：
①标石坑照片，应能反应出标石坑形状和尺寸；
② 标石整饰后照片，应能反应出标石整饰是否规范；
③标石埋设位置照片（远景、近景），应能反应出标石埋设位置地貌。
④照片张贴式样见附录6。
2．对于地面标石：在挖好标石坑、完成标石装配（未填土，在基座上平行放置长度为70cm白底黑刻划尺子及字大为5×5cm点号（白底黑字））、埋石工作完成，三阶段分别拍摄照片。
对于楼顶标石：在完成准备工作并钉好钢钉、埋石工作完成并拆除模具（在楼面平行于标石放置白底黑刻划尺子及字大为5×5cm点号（白底黑字）），二阶段分别拍摄照片。
3．照片及数据文件按要求整理后作为资料上交。
2.4.5 点之记和测量标志委托保管书绘制
在埋石工作完成后按GB/T 18314-《全球定位系统（GPS）测量规范》附录B格式用“Word”对点之记进行绘制和整理，采取标准A4纸张打印输出，确保点之记内容完整、格式统一、整齐美观。
点之记中交通路线图、交通情况、点位略图及点位说明要尽可能多地增加找点信息，方便查找点位，并努力争取简单明了、语言精练。
当点位周围有高于地平仰角15度以上障碍物或大面积水域时，需在现场绘制点位环视图。
全部D或E级GPS点（新点和利用旧点）均需按要求制作测量标志委托保管书一式三份，一份交保管单位，上交和存档各一份。
2.4.6 选点埋石结束后应提交资料
1．D或E级GPS点点之记。
2．D或E级GPS网选点网图。
3．测量标志委托保管书。
4．选点和埋石工作技术总结。
2.5 野外观察
2.5.1 野外观察准备工作
1．仪器设备
E级GPS控制网野外观察仪器应满足下表要求：
等级
接收机类型
观察量
同时观察接收机数
标称精度
D级
单频或双频
L1载波相位
≥3
≤（10mm+5×10-6×d）
E级
单频或双频
L1载波相位
≥2
2．GPS接收机应经省级测绘仪器设备检验判定机构校准合格，持证投入生产。开工前还应对GPS接收机按GB/T 18314-《全球定位系统（GPS）测量规范》9.1-9，4要求进行检视、检验、校验。
3．作业前应事先编制GPS卫星可见性预报表，并依据作业接收机台数，E级GPS控制网设计编制作业调度表，其内容应包含观察时间、测站号、测站名称及接收机号等。
2.5.2 野外观察基础技术要求
E级GPS控制网野外观察基础技术要求应符合下表要求：
项目 等级
D 级
E 级
卫星截止高度角（°）
15
15
同时观察有效卫星数
≥4
≥4
有效观察卫星总数
≥4
≥4
观察时段数
≥1.6*
≥1.6*
时段长度 min
静态
≥45
≥40
快速静态
≥20
≥15
采样间隔 s
静态
10-30
10-30
快速静态
5-15
5-15
时段中任一卫星有
效观察时间 min
静态
≥15
≥15
快速静态
≥5
≥5
* 观察时段≥1.6，指每站观察一时段，最少要有60%测站再观察一时段。
2.5.3 天线安置应符合下列要求：
1．用三脚架安置天线时一定要严格整平、对中，对中误差不应大于3mm，天线定向线应指向磁北，定向误差不得大于±5º。
2．天线高量测时，应量测互为120º天线三个位置，当互差小于3mm后，取中数采取，不然，应重新架设、整平仪器，量取天线高。在每时段观察前后应各量测一次天线高，读数正确至1mm。
3．GPS接收机开机经检验相关指示灯和仪表显示正常后，方可进行自测试并输入测站、观察单元和时段等控制信息。
4．观察期间，不得在天线周围50m以内使用电台，严禁10m以内使用对讲机和手机。
2.6 数据处理
2.6.1 外业观察数据处理
E级GPS控制网野外数据处理宜利用GPS接收机随机软件，按原码采取双差相位观察值进行基线解算，采取双差固定解作为最终止果。
外业观察采集数据经过随机软件PC-CDU通入计算机内，应转成RINEX格式进行备份。
2.6.2外业观察数据质量检核
1．相邻点间基线长度精度用下式表示：
σ = ±
式中： σ —标准差（基线向量弦长中误差mm）
a —固定误差=10mm
b —百分比误差系数=5ppm
d —相邻点间距离（km）
2．同一时段观察值得数据剔出率，其值宜小于10%。
3．同时环闭合差应满足以下要求：
Wx≤σ Wy≤σ Wz≤σ
σ—对应等级要求精度（按网实际平均边长计算）。
4．独立闭合环或闭合路线坐标闭合差应满足：
Wx≤3σ Wy≤3σ Wz≤3σ Ws≤3σ
式中：n为闭合环边数； Ws=
σ—对应等级要求精度（按网实际平均边长计算）。
5．复测基线长度较差ds，两两比较应满足：
ds≤2σ
σ—对应等级要求精度（按网实际平均边长计算）。
2.7平差计算
在基线向量检验符合要求后，根据GB/T 18314—《全球定位系统（GPS）测量规范》要求，进行GPS网无约束平差和约束平差。平差计算可使用随机商用软件，但必需确保数据正确性。
2.7.1 无约束平差
无约束平差以三维基线向量及其对应方差—协方差阵作为观察信息，以一个点WGS-84系三维坐标为起算依据，进行GPS网无约束平差。平差结果须提供各点在WGS-84系下三维坐标、各基线向量及其更正数和其精度信息。
无约束平差中，各基线分量更正数绝对值应满足：
V△x≤ 3σ；V△y≤ 3σ；V△z≤ 3σ
σ—对应等级要求精度（按网实际平均边长计算）。
2.7.2 约束平差
利用无约束平差后可靠观察量，可选择WGS-84坐标系（必需时）、国家坐标系（或地方独立坐标系）下进行三维约束平差或二维约束平差。平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，能够强制约束，也能够加权约束。平差结果应输出在对应坐标系中三维或二维坐标、基线向量更正数、基线边长、方位、转换参数及其精度信息。
约束平差中，基线分量更正数和无约束平差结果同一基线对应更正数较差绝对值应满足：
dV⊿x≤2σ dV⊿y≤2σ dV⊿z≤2σ
σ—对应等级要求精度（按网实际平均边长计算）。
2.7.3 GPS高程拟合
在山顶、楼顶上等不便进行水准高程联测E级GPS控制点，其高程应采取二次曲面拟合方法求得。平差时利用已联测等级水准E级GPS控制点及等级国家三角点进行高程约束，所选择约束点通常应在7点以上且须分布均匀。
2.7.4 E级GPS控制网精度指标
1．E级GPS控制网最弱相邻点相对点位中误差不得大于±5cm。
2．E级GPS控制网测边检验，边长相对中误差分别不得大于1/80000和1/45000。测角检验角度较差分别不得大于±3.6″和±5″。
E级GPS控制网
2.8 质量检验和自检汇报
2.8.1 质量检验
1．质量检验分选点埋石、观察、结果三阶段进行。只有当上阶段工作质量合格后才能开展下阶段工作，最终应形成E级GPS控制测量自检汇报。
2．工程质量检验实施三级检验制。在工程实施单位自检自查基础上，由企业质量检验部门负责二级检验，最终由工程建设单位或委托测绘产品质量监督检验授权站进行三级检验验收。
3．一、二级检验人员应依据各工种、工序所遵照技术依据具体要求，进行检验并提供结果质量评价。
4．检验量：自查自检100%，二级检验100%，三级检验按《测绘产品质量检验验收要求》实施。质量评定按《测绘产品质量评定标准》实施。
2.8.2 自检汇报
E级GPS控制测量自检汇报关键应有以下内容：
1．工程概况
关键说明工程起源、目标、意义、施工时间、投入人员设备、完成工作量、测区基础情况等。
2．检验工作关键依据
施工、检验包含国家规范、规程、要求、设计书等相关文件。
1． 检验过程
关键说明检验工作过程、内容、方法、检验量、关键问题及处理等。
2． 质量统计分析
对检验数据进行统计分析，数据量大时应按区间进行统计分析，
对存在问题应提出整改意见。
3． 检验结论
自检验汇报通常只作是否能够提供验收或进入下到工序结论，不能决定是否验收合格或质量等级。
2.9 技术汇报
2.9.1 项目技术汇报编写依据
1． 项目协议或协议书。
2． 项目技术设计书、相关法规和技术标准。
3． 项目各专业自检汇报和技术总结。
4． 其它相关文件和材料。
2.9.2 编写要求
1．内容要真实、完整、齐全。对技术设计、作业方法和结果质量应作出客观正确分析和评价。对应用新技术、新方法、新设备和生产新产品要认真仔细地加以总结。
2．文字要简明扼要，语言应通顺流畅。公式数据和图表应正确，名词、术语、符号、代号和计量单位等均应和相关法规和标准一致。
3．项目标名称应和对应技术设计书记自检汇报一致，幅面大小、封面格式、副封面格式要按企业同一要求进行。
2.9.3 项目技术总结关键内容
1．概述
a. 任务名称、起源、目标、意义、基础任务、负担施工任务单位名称。
b. 测区概况应包含：范围、行政隶属，自然地理特征，人文气候环境，交通情况和困难类别。
c. 施工起止时间，施工概略过程，投入人员仪器设备概况和实际完成工作量等。
d. 项目采取坐标系、高程系、中央子午线、投影方法投影面等。
e. 作业技术依据：包含使用标准、法规和相关技术文件等。
f. 利用已经有资料情况：包含测区已经有资料起源、数据存放情况（纸质还是电子等）、质量、现场保留情况等。尤其是已知高等级平面和高程结果，一定要说明结果原坐标系、高程系、中央子午线、投影面、实施技术标准、达成精度和分布情况等。还应说明已经有资料检测精度和最终利用情况。
2．E级GPS控制网测量过程
a. E级GPS控制网布设情况：包含布网方法、网形、网点数、已知点数、平均边长、最小边长、最大边长等情况。
b. 选点埋石
E级GPS点点位选择位置、标石种类、标石尺寸、埋设方法、点之记绘制、利用旧点等。
c．野外观察包含：使用仪器、仪器检验校验情况、接收机安置、天线高量测、野外观察手簿统计、观察采取技术指标、达成观察时间、取得观察效果等。
d. 数据处理内容包含：基线结算采取软件、采取结果、数据剔除率、同时环、独立环或符合路线闭合差、复测基线长度较差等数据具体情况和精度统计分析。
e. 平差计算应包含：无约束平差和约束平差。无约束平差要说明平差方法和过程，统计各基线分量更正数绝对值是否达成设计要求。约束平差要说明平差采取已知点情况，采取方法、选择方案，基线分量更正数和无约束平差结果同一基线对应更正数较差绝对值统计分析、E级GPS网高程拟合、重合点及联测新旧结果精度情况分析等。
f. 五项检验数据统计分析，E级GPS网检测方法、检验量、检验数据统计分析。
3．质量确保方法
a. 质量确保体系：包含企业质量确保体系情况、项目质量组织情况、质量责任制等情况。
b. 三检制落实情况：包含自检、互检、项目标专检等情况。
4．技术结论
a.对整个工程结果质量、设计方案和作业方法等评价。
b．经验教训和提议。
5. 提交资料
a. E级GPS点点之记
b. 测量标志委托保管书（可依据业主要求决定是否提交）
c. 仪器设备检验校验资料
d. 外业观察手簿及其它统计
e. 数据处理形成文件资料（电子文档）
f. 控制点结果表（纸质、电子文档两种）
g. E级GPS网展点图
h．技术设计书、自检汇报、技术总结
j. 相关附图
3.0 资料整理和结果提交
多种资料整理一定要认真、仔细，规格按要求和企业统一要求进行，应努力争取齐全、精美。结果资料必需按企业《工程设计和结果汇报评审管理措施》要求进行审核、审定，并签字和加盖企业测绘资质章，方可提交。

3、范例
1．E级GPS网标石样图：

一般标石埋设剖面图

E级GPS ×××
. ×××

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