城区城区 GPS EGPS E 级控制测量级控制测量 技术设计书技术设计书 一 项目及任务概况 为加强土地管理和满足城镇规划建设的需要 受 县国土资源局委托 由 信息 技术有公司承接 县城区 GPS E 级控制测量任务 现根据国家和省有关技术 规范 规程 制定本技术设计书 县 广东省梅州市辖县 革命老区县 地处广东省东北部 韩江上游 是粤东 丘陵地带的一部分 测区位于 城区和城区周边水寨 河东 横陂 转水四镇 施测 范围由甲方具体划定 详见下图 面积约 189 平方公里 根据要求施测 GPS E 级控制 点约 32 个 二 二 采用任意带坐标的建议采用任意带坐标的建议 从 县城所处的地理坐标位置 115 34 115 42 来看 正好落在高斯正形 投影 3 带中央子午线为 117 的 39 带西边缘 基本上位于 114 38 带 与 117 39 带 的相交处 115 30 测区偏离中央子午线西向约 140KM 其长度变形值 很大 按理论计算 长度变形约为 27 2CM KM 根据 城市测量规范 CJJ8 2011 规 定 当长度变形值大于 2 5CM KM 时 可采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统 投影面可采用城市平均高程面 为确保测区的成图成果质量 也为用图单位在征地 放桩等工程测量中有精度保证 做到平面控制点坐标反算的边长与实量边长尽可能相 符 建意测区采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统 80 西安坐标系 将中央 子午线通过 县城 定为 115 45 如本测区所测图幅与原测图幅在技术上有矛盾 可 通过平移的办法处理 以上建议供参考 否测按不予边长变形的考虑进行实测 三 三 作业依据作业依据 1 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T 18314 2009 2 卫星定位城市测量技术规范 CJJ T 73 2010 3 城市测量规范 CJJ T 8 2011 4 国家三 四等水准测量规范 GB T 12898 2009 5 数字测绘成果质量检查与验收 GB T 18316 2008 6 本项目的技术设计书 四 四 已有资料的分析与利用已有资料的分析与利用 1 平面控制资料 测区内及周边地区有原国家大地点和军控点 为 1980 年西安坐标系 可作为本次 控制测量平面起算点 2 高程控制资料 在测区内及周边地区已有原测高等级水准点 为 1985 国家高程基准 可作为水准 测量的起算点 五 五 主要技术指标主要技术指标 1 平面坐标系统 采用 1980 西安坐标系 中央子午线为 115 45 2 高程系统 采用 1985 国家高程基准 3 测量精度 本次 GPS 测量其精度不低于表 1 的要求 表 1 E 级 GPS 测量的精度要求 级 别 a mm b 1 10 6 相邻点间 平均距离 km 最弱边 相对中误差 最弱点点位 中误差 cm 闭合环或 附合路线 边数 E 10 531 45000 5 0 10 注 a 为固定误差 mm b 为比例误差系数 mm km 六 六 GPS EGPS E 级网选点埋石及布网要求级网选点埋石及布网要求 1 E 级控制点编号 E 级 GPS 控制点的编号以等级 E 为字头 后续 2 位自然数顺序编号 并保持编号的 连续性 不得重号 如 GE01 GE02 2 选点的技术要求 1 应便于安装接收设备和操作 视野开阔 视场内障碍物高度角不宜超过 15 2 远离大功率无线电发射源 如电视台 电台 微波站等 其距离不得小于 200m 远离高压输电线和微波无线电信号传送通道 其距离不应小于 50m 3 附近不应有强烈反射卫星信号的物体 如大型建筑物等 4 交通方便 并有利于其他测量手段扩展和联测 5 地面基础稳固 易于标石的长期保存 并应有利于安全作业 6 充分利用符合要求的已有控制点 并应在点之记中注明 7 选站时应尽可能使测站附近的局部环境 地形 地貌 植被等 与周围的大 环境保持一致 以减少气象元素的代表性误差 3 标石的规格 1 普通混凝土标石 E 级 GPS 点一般需要埋设普通混凝土标石 普通混凝土标石的标石顶面中心安 置中心标志 E 级 GPS 点标石规格为 上部 12cm 12cm 底部为 20cm 20cm 高 60cm 普通混凝土标石的规格详见图 1 2 建筑物上标志 当地面上不宜选点埋石的时候 可以在坚固的建筑物房顶设置楼顶标志 楼顶 标志规格为 上部 20cm 20cm 底部为 30cm 30cm 高 15cm 建筑物上的标石严 禁在隔热板上 沥清面上浇灌 衔接处要打毛 并清理干净 以确保将两层面牢固 连接 建筑物上标志规格详见图 2 3 路面凿刻标志 当地面上有稳固且能长久保存的坚硬路面时 E 级 GPS 点也可设置路面凿刻标 志 标志规格为 25cm 25cm 的方框 现场进行凿刻 将 GPS 点中心标志 不锈 钢钉 从方框中心钉入 要确保牢固 路面凿刻标志规格详见图 3 图 1 普通混凝土标石规格 单位 CM 图 2 楼顶标规格 单位 CM 图 3 路面凿刻标志的规格 单位 CM 4 标石面整饰详见图 4 图 4 E 级点标石面 4 布网要求 1 GPS 网观测方法采用多个同步观测环为基本组成的网观测模式 其同步环 之间 应以边连接或点连接的方式进行网的构建 E 级 GPS 网最简异步观测环或附 合线路中的边数不应超过 10 条 2 E 级 GPS 控制网平面应联测高等级控制点不少于 3 点 3 选取 30 左右的 E 级点进行四等水准联测 作为控制网高程拟合的起算点 联测的 E 级点要求分布均匀 能够控制整个范围 七 七 GPS EGPS E 级网观测级网观测 GPS 作业时应采用静态模式 常规静态或快速静态 观测 1 接收机的选用 E 级 GPS 网测量采用的 GPS 接收机的选用按表 2 规定执行 表 2 E 级 GPS 网测量采用的 GPS 接收机性能 G E X X 国 土 等级E 级 单频 双频双频 观测量至少有L1 载波相位 同步观测接收机数 3 注 GPS 接收机应满足 其标称精度优于 10mm 5 10 6 d 2 GPS 网观测基本技术要求 GPS E 级网观测应遵照下表 3 的相关指标执行 表 3 GPS E 级网观测基本技术指标 等 级 项 目 E 级 卫星截止高度角 15 同时观测有效卫星数 4 有效观测卫星总数 4 观测时段数 1 6 时段长度 40min 数据采样间隔 s5 15 3 观测要求 1 观测组必须执行调度计划 按规定的时间进行同步观测作业 当情况有变 化需修改调度计划时 非经作业队负责人同意 观测组不得擅自更改计划 2 每点的观测作业均必须量取仪器高 于开机前后各一次 并记录于观测手 簿中 两次读数不应大于 3mm 并取平均值作为最后结果输入 GPS 接收机中 此外 还需及时输入测站名等信息 3 观测员在作业期间不得擅自离开测站 并应防止仪器受震动和被移动 防 止人和其它物体靠近天线 遮挡卫星信号 4 接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机 雷雨过境时应关机停 测 并取下天线 以防雷击 5 经检查所有规定作业项目均已全部完成 并符合要求 记录完整无误后方 可迁站 6 每日观测结束后 应及时将数据从 GPS 接收机转存到计算机上 确保观测 数据不丢失 并拷贝备份由专人保管 同时应进行当天的基线计算 接收机内所存 数据文件卸载到外存介质上时 不应进行剔除 删改或编辑 八 八 GPSGPS 网的数据处理网的数据处理 1 数据处理软件的选用 本项目 GPS E 级控制网的基线解算及平差计算软件可采用 GPS 随机商用软件 2 基线向量解算 基线解算的起算值 基线解算应以测区内的高等级控制点 WGS 84 坐标作为起算 基线解算要求一级往下一级传递 WGS 84 坐标的原则 不允许对个别基线的解算采用精 度不够的单点定位结果作为基线解算的起算值 提高 GPS 观测基线的内符合精度 基 线解算模型应采取双差固定解 3 相邻点间弦长精度 GPS 网中相邻点间弦长精度应按以下公式计算 22 Dba 式中 标准差 基线向量的弦长中误差 mm 固定误差 mm a 比例误差系数 1 0 b 6 10 相邻点间的距离 km D 本测区作业中 的取值详见表一 ab 4 外业数据质量检核 1 E 级 GPS 网同一时段观测值的数据剔除率不宜大于 10 2 E 级 GPS 网复测基线的长度较差应满足下式要求 dS 22 dS 3 E 级 GPS 网三边同步环闭合差不宜超过下列公式的要求 5 3 X W 5 3 Y W 5 3 Z W 4 D E 级 GPS 网外业基线处理结果 其独立闭合环或附合路线坐标闭合差 和各坐标分量闭合差 应满足下列公式的要求 S W X W Y W Z W n3 X W n3 Y W n3 Z W 3n3 S W 222 ZYXS WWWW 式中 环闭合差 S W n 为闭合环边数 5 基线向量网及平差 1 基线向量组网和环检验 整网观测结束基线解算工作结束后 可通过 GPS 接收机随机商用软件进行组网 和环检验 可以舍弃在复测基线边长较差 同步环闭合差 独立环闭合差检验中超限的基 线 但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数 10 否则应重测该基线或有关同步 图形 2 无约束平差 当各项质量检验符合要求时 以所有独立基线组成闭合图形 以三维基线向量 及其相应方差协方差阵作为观测信息 以一个点的 WGS 84 系三维坐标作为起算依 据 进行 GPS 网的无约束平差 以检验空间向量网的内符合精度 再次检验组网基 线是否存在粗差 在无约束平差中 基线向量的改正数绝对值应满足下式要求 无约束平差中 基线向量的改正数绝对值 应满足如下条件 X V Y V Z V 3 X V 3 Y V 3 Z V 当超限时 可认为该基线或其附近存在粗差基线 应采用软件提供的分析功能 进行分析 找出粗差并予以剔除 或采取相应的补救措施 重新进行无约束平差 直至符合上式要求 3 约束平差 1980 西安坐标系下的二维平面成果可以通过二维约束平差方法得到 在无约束平差确定的有效观测基础上 固定联测的起算点平面坐标进行平面网 的二维约束平差 从而获得 1980 西安坐标系下的二维平面成果 约束平差中 基线向量改正数与经过剔除粗差后的无约束平差结果的同一基线 相应改正数较差的绝对值 应满足如下要求 X dV Y dV Z dV 2 X dV 2 Y dV 2 Z dV 当超限时 可认为作为起算的约束数据与 GPS 网不兼容 应采取相应的方法和 补救措施对其进行改进 重新进行平差 直至符合上式要求 4 高程拟合 GPS E 级控制网采用四等水准联测 30 左右的 E 级点作为该网高程拟合的起算 点 联测的 E 级点要求分布均匀 能够控制整个范围 高程拟合采用二次曲面拟合 方法计算出各控制点高程 拟合计算应进行内符合和外符合检核计算 如检核数据 误差过大 应查明原因 改进拟合精度 最终的高程拟合精度应满足高程精度要求 九 四等水准测量九 四等水准测量 1 水准测量主要技术要求 对于四等水准测量 每公里水准测量的偶然中误差和全中误差 以及往返 M w M 测高差不符值与环线闭合差限差 不得超过表 4 规定的数值 表 4 水准测量的主要技术要求 单位 mm 等级 偶然中误差 M 全中误差 w M 测段 路线往返 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 四等 5 10 20K 平原 20L 山区 25L 30R 注 表中 K 为路线或测段的长度 L 为附合路线 环线 的长度 R 为检测测段长 度 单位均以 km 计 当测段长度小于 1km 时 K 按 1km 计算 山区指高程超过 1000 米或路线中最大高差超过 400 米的地区 四等水准观测的主要技术要求按表 5 执行 表 5 水准测量观测的主要技术要求 等级视距 m 前后视距差 m 前后视距累积差 m 红黑面读数差 mm 黑红面所测高差之差 mm 四等 100 3 10 3