公路首級GPS靜態(tài)控制測量作業(yè)指導(dǎo)書(修復(fù)的)

1、公路首級GPS靜態(tài)控制測量作業(yè)指導(dǎo)書湖南省交通科學(xué)研究院2014年3月 V1.01 目錄1. 項目總則12. 技術(shù)依據(jù)13.已有資料獲取及使用14.平面控制測量技術(shù)指標25.導(dǎo)線控制測量的實施35.1導(dǎo)線控制測量技術(shù)流程35.2 導(dǎo)線測量前期準備45.2.1現(xiàn)場踏勘45.2.2技術(shù)設(shè)計45.2.3選點建標55.2.4儀器檢核55.3 導(dǎo)線測量觀測步驟65.3.1 安置測站65.3.2 角度觀測65.3.3 距離觀測75.3.4 記錄檢查75.3.4 注意事項86.導(dǎo)線內(nèi)業(yè)平差計算96.1 資料準備96.2.1 軟件界面96.2.2控制網(wǎng)的處理流程106.2.3簡單網(wǎng)的一般處理流程117. 施測

2、要求及資料提交127.1平面導(dǎo)線控制測量施測要求127.2資料整理要求137.3 成果提交131. 項目總則 為統(tǒng)一和規(guī)范各等級公路首級靜態(tài)GPS控制測量，通過與路線周邊國家高等級GPS控制點進行靜態(tài)聯(lián)測獲取整條路線的首級控制成果。為滿足公路規(guī)劃設(shè)計對控制點數(shù)量和精度的需求，根據(jù)實際情況沿路線前進方向每隔每5km埋設(shè)一對相互通視的首級控制點，依據(jù)公路勘察各類相關(guān)規(guī)范和技術(shù)要求，特制定本方案，保證觀測成果穩(wěn)定可靠并滿足生產(chǎn)設(shè)計要求。2. 技術(shù)依據(jù)1）、公路勘測規(guī)范（JTG C10-2007）2）、公路勘測細則（JTG/T C10-2007)3）、公路工程測量規(guī)范（TB10101-2009） 4）

3、、全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（GB/T 183142001）3.已有資料獲取及使用為了統(tǒng)一測量規(guī)范，各等級公路首級靜態(tài)GPS控制點一般要求統(tǒng)一到國家平面控制網(wǎng)，通過對路線周邊國家高等級控制點進行聯(lián)測，將路線控制系統(tǒng)統(tǒng)一到國家控制網(wǎng)。所以首先得廣泛收集測區(qū)及其附近已有的控制測量成果和地形圖資料，具體細節(jié)如下：(1) 控制測量資料包括測區(qū)附近國家高等級控制點成果表、點之記等。收集資料時要查明施測年代、依據(jù)規(guī)范、平高系統(tǒng)、控制點成果等級。 (2) 收集的地形圖資料包括測區(qū)范圍內(nèi)及周邊地區(qū)各種比例尺地形圖和專業(yè)用圖，主要查明地圖的比例尺、施測年代、作業(yè)單位、依據(jù)規(guī)范、坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和成圖質(zhì)量等

4、。 (3) 如果收集到的控制資料的坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)與項目要求坐標系統(tǒng)不一致，則應(yīng)收集、整理這些不同系統(tǒng)間的換算關(guān)系。 備注：收集路線1：1萬地形圖作為首級GPS控制點選點、布設(shè)參考使用4.GPS靜態(tài)控制測量技術(shù)指標與布網(wǎng)方案4.1技術(shù)指標依據(jù) 公路勘測規(guī)范 ，各等級平面控制測量，其最弱點點位中誤差不得大于±5cm，最弱相鄰點位中誤差不得大于±3cm，最弱相鄰點邊長相對中誤差不得大于表1的相關(guān)規(guī)定。表1. 平面控制測量精度要求測量等級最弱相鄰點邊長相對中誤差（mm）測量等級最弱相鄰點邊長相對中誤差（mm）二等1/100000一級1/20000三等1/70000二級1/100

5、00四等1/35000引用：公路勘測規(guī)范（JTG/T C10-2007)表2. 平面控制等級選用測量等級固定誤差a（mm）比例誤差系數(shù)b（mm/km）二等51三等52四等53一級103二級105引用：公路勘測規(guī)范（JTG/T C10-2007)表3. 導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求 測量等級項目二等三等四等一級二級衛(wèi)星高度角（°）1515151515時段長度24090604540平均重復(fù)設(shè)站數(shù)（次/每點）421.61.41.2同時觀測有效衛(wèi)星數(shù)（個）44444數(shù)據(jù)采樣率（s）3030303030GDOP66666引用：公路勘測規(guī)范（JTG/T C10-2007)4.2.布網(wǎng)方案1、布網(wǎng)要求G

6、PS網(wǎng)相鄰點間基線中誤差按下式計算：式中(mm)為固定誤差；(ppm)為比例誤差系數(shù)；(km)為相鄰點間的距離。GPS-四等網(wǎng)的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表4規(guī)定。相鄰點最小距離應(yīng)為平均距離的1/21/3；最大距離應(yīng)為平均距離的23倍。表4GPS網(wǎng)的主要技術(shù)要求級別平均距離(km)(mm)(1×10-6)最弱邊相對中誤差E級0.2510201/45000注：當(dāng)邊長小于200m時，邊長中誤差應(yīng)小于20mm。2、布網(wǎng)原則與網(wǎng)形設(shè)計（1）GPS網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測區(qū)實際需要和交通狀況進行設(shè)計。GPS網(wǎng)的點與點間不要求每點通視，但考慮常規(guī)測量方法加密時的應(yīng)用，每點應(yīng)有12個通視方向。（2）在布網(wǎng)設(shè)計中應(yīng)顧及原

7、有測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，對凡符合GPS-E級網(wǎng)布點要求的舊有控制點，應(yīng)充分利用其標石。（3）GPS網(wǎng)應(yīng)由若干個獨立觀測環(huán)構(gòu)成，也可采用附合線路構(gòu)成。E級GPS網(wǎng)中每個閉合環(huán)或附合線路中的邊數(shù)應(yīng)大于10條邊。非同步觀測的GPS基線向量邊，應(yīng)按所設(shè)計的網(wǎng)圖選定，也可按軟件功能自動挑選獨立基線構(gòu)成環(huán)路。（4）為求定GPS點在54北京坐標系中的坐標，應(yīng)與當(dāng)?shù)?4北京坐標系中的原有控制點聯(lián)測，聯(lián)測總點數(shù)不得少于3個。（5）為了求得GPS網(wǎng)點正常高，應(yīng)進行水準測量的高程聯(lián)測，高程聯(lián)測采用等級水準測量方法進行，聯(lián)測的GPS-E級控制點且應(yīng)均勻分布于網(wǎng)中。5.首級GPS靜態(tài)控制測量的實施

8、公路首級GPS靜態(tài)控制測量一般采用雙頻GPS接收機進行60分鐘以上的同步靜態(tài)觀測，其精度指標參考本設(shè)計第四節(jié)各表相關(guān)規(guī)定。 5.1首級GPS靜態(tài)控制測量技術(shù)流程收集測區(qū)資料備工作準備工作現(xiàn)場勘察技術(shù)方案設(shè)計地形圖上初步選點選點埋石現(xiàn)場確定點位并埋石GPS靜態(tài)觀測觀測測量與國家高等級已知點聯(lián)測HGO數(shù)據(jù)后處理軟件解算處理數(shù)據(jù)解算處理技術(shù)設(shè)計書、點之記、儀器檢驗報告成果提交原始記錄手薄、布網(wǎng)略圖、路線示意圖平差成果表、自檢報告、技術(shù)總結(jié) 圖1.高程控制測量技術(shù)流程圖5.2選點與標石埋設(shè)1、現(xiàn)場踏勘攜帶收集到的測區(qū)地形圖、國家高等級已知點點之記等資料到現(xiàn)場踏勘。踏勘主要了解以下內(nèi)容： 1）、了解國家

9、已知點標石和標志的現(xiàn)狀，其造標埋石的質(zhì)量，以便決定有無利用價值。 2）、原有地形圖是否與現(xiàn)有地物、地貌相一致，為控制網(wǎng)圖上設(shè)計做準備。 3）、調(diào)查測區(qū)內(nèi)交通現(xiàn)狀，以便確定合理的高程測量方案，測量時選擇適當(dāng)?shù)慕煌üぞ摺?4）、現(xiàn)場踏勘應(yīng)作好記錄。2、選點在了解任務(wù)、目的、要求和測區(qū)自然地理條件的基礎(chǔ)上，進行現(xiàn)場踏勘，最后進行選點。選點應(yīng)符合下列要求：（1）點位的選擇應(yīng)符合技術(shù)設(shè)計要求，并有利于其它測量手段進行擴展與聯(lián)測；（2）點位的基礎(chǔ)應(yīng)堅實穩(wěn)定，易于長期保存，并應(yīng)有利于安全作業(yè)；（3）點位應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野應(yīng)開闊，視場內(nèi)周圍障礙物的高度角一般應(yīng)小于15°；（4）點位應(yīng)遠離

10、大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等），其距離不得小于200m，并應(yīng)遠離高壓輸電線其距離不得小于50m，以避免周圍磁場對衛(wèi)星信號的干擾；（5）點位附近不應(yīng)有對電磁波反射（或吸收）強烈的物體，以減少多路徑效應(yīng)的影響；（6）交通應(yīng)便于作業(yè)，以提高作業(yè)效率；（7）應(yīng)充分利用符合上述要求原有的控制點及其標石，但利用舊點時應(yīng)檢查舊點的穩(wěn)定性、完好性，符合要求方可利用；（8）選好點后應(yīng)按合理的方法給GPS點編號。此外，有時還需考慮測區(qū)內(nèi)的通訊設(shè)施、電力供應(yīng)等情況，以便于各點之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電或充電。綜上所述，結(jié)合測區(qū)的實際情況， GPS控制點宜布設(shè)在較高的永久性建筑物、山頂及其它符合要求的地方，或已成

11、型的較寬的城市主干道、路口或其它較開闊而又穩(wěn)固的建（構(gòu)）筑物上。3、標石埋設(shè)（1）E級GPS點的標石及標志規(guī)格參見附錄，標石的中心標志用不銹鋼測繪專用釘制作，標志中心應(yīng)刻有清晰、精細的十字絲；（2）地面E級GPS點標石可用混凝土預(yù)先制作，然后運往各點埋設(shè)，埋設(shè)時坑底填以沙石，搗固夯實或澆灌混凝土底層，樓頂E級GPS點標石應(yīng)現(xiàn)場澆灌，澆灌前應(yīng)將樓面磨出新層、打毛，釘上34顆鋼釘，再套模澆灌；（3）埋石結(jié)束后應(yīng)填寫GPS點之記；（4）待標石埋設(shè)穩(wěn)定，沒有下沉，或現(xiàn)場澆灌的標石凝固后23天方可觀測。5.3技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計必須包括下列主要內(nèi)容：（1）任務(wù)概述：說明工程建設(shè)項目的名稱、工程規(guī)模、來源、用

12、途、測區(qū)范圍、地理位置、行政隸屬、任務(wù)的內(nèi)容和特點、工作量以及采用的技術(shù)依據(jù)。 （2）測區(qū)概況：說明測區(qū)的地理特征、居民地、交通、氣候等情況，并劃分測區(qū)困難類別。 （3）已有資料的分析、評價和利用：說明已有資料的作業(yè)單位、施測年代、采用的技術(shù)依據(jù)和選用的基準；分析已有資料的質(zhì)量情況，并作出評價和指出利用的可能性。 （4）平面控制：說明控制網(wǎng)采用的平面基準、等級劃分以及各網(wǎng)點或?qū)Ь€點的點號、位置、圖形、點的密度、已知點的利用與聯(lián)測方案；初步確定的覘標高度與類型、標石的類型與埋設(shè)要求；觀測方法及使用的儀器。 （5）高程控制：說明采用的高程基準及高程控制網(wǎng)等級，高程點或標志的類型與埋設(shè)要求；擬定觀測

13、與連測方案，觀測方法及技術(shù)要求等。5.4儀器檢核按規(guī)范要求在控制測量作業(yè)前對準備使用的儀器和配套的器具進行檢定和校準。主要包含：（1）、檢查用于控制測量的GPSJ接收機的精度是否達到相應(yīng)等級控制測量的要求。（2）、測量前要對儀器按要求進行檢定、校準，包括儀器整平、對中校準；出發(fā)前要檢查儀器電池的電量。 （3）、必須使用與儀器配套的基座和連接頭，并檢核基座的對中整平。（4）、測量前要檢查儀器參數(shù)和狀態(tài)設(shè)置，如高度截止角、采樣間隔、氣壓、溫度的單位改正等?？商崆霸O(shè)置好儀器，在測量過程中不再改動。5.5 靜態(tài)控制測量觀測步驟5.5.1作業(yè)要求 1、基本技術(shù)要求為保證GPS測量精度，采用載波相位靜態(tài)相

14、對定位作業(yè)模式，E級GPS測量作業(yè)的基本技術(shù)要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。注：1、觀測時段長度應(yīng)視點位周圍障礙物情況、基線長短而作調(diào)整，2、可不觀測氣象要素，但應(yīng)記錄雨、晴、陰、云等天氣狀況。2、GPS衛(wèi)星預(yù)報和觀測調(diào)度計劃（1）保證GPS作業(yè)觀測工作順利進行，保障觀測成果達到預(yù)定的精度，提高作業(yè)工效，在進行GPS外業(yè)觀測之前，應(yīng)事先編制GPS衛(wèi)星可見性預(yù)報表。預(yù)報表應(yīng)包括可見衛(wèi)星號、衛(wèi)星高度角和方位角、最佳觀測衛(wèi)星組、最佳觀測時間、點位圖形幾何強度因子等內(nèi)容。（2）編制預(yù)報表所用概略位置應(yīng)采用測區(qū)中心位置的經(jīng)、緯度。（3）作業(yè)組在觀測前應(yīng)根據(jù)參加作業(yè)的GPS接收機臺數(shù)、網(wǎng)形及衛(wèi)星預(yù)報表編制作業(yè)調(diào)度表

15、，其內(nèi)容應(yīng)包括觀測時間、測站號、測站名稱以及接收機號等項內(nèi)容。5.5.2 觀測前期準備（1）每天出發(fā)工作前應(yīng)檢查電池容量是否充足，儀器及其附件是否攜帶齊全。（2）作業(yè)前應(yīng)檢查接收機內(nèi)存是否充足。（3）天線安置應(yīng)符合下列要求： 作業(yè)員到測站后應(yīng)先安置好接收機使其處于靜置狀態(tài)，然后再安置天線； 天線可用腳架直接安置在測量標志中心的鉛垂線方向上，對中誤差應(yīng)小于3mm。天線應(yīng)整平，天線基座上的圓水準所泡應(yīng)居中； 天線定向標志應(yīng)指向正北，定向誤差不宜超過±5°。5.5.3外業(yè)觀測記錄（1）錄項目應(yīng)包括下列內(nèi)容： 測站名、測站號； 觀測月、日/年積日、天氣狀況、時段號； 觀測時間應(yīng)包括

16、開始與結(jié)束記錄時間，宜采用協(xié)調(diào)世界時UTC，填寫至?xí)r、分； 接收機設(shè)備應(yīng)包括接收機類型及號碼，天線號碼；天線高應(yīng)包括測前、測后量得的高度及其平均值，均取至0.001m。（2）記錄應(yīng)符合下列要求： 原始觀測值和記事項目應(yīng)按規(guī)格現(xiàn)場記錄，字跡要清楚、整齊、美觀，不得涂改、轉(zhuǎn)抄； 外業(yè)觀測記錄各時段結(jié)束后，應(yīng)及時將每天外業(yè)觀測記錄結(jié)果錄入計算機硬、軟盤； 接收機內(nèi)存數(shù)據(jù)文件在下載到存貯介質(zhì)上時，不得進行任何剔除與刪改，不得調(diào)用任何對數(shù)據(jù)實施重新加工組合的操作指令。5.5.4 注意事項（1）觀測組應(yīng)嚴格按調(diào)度表規(guī)定的時間進行作業(yè)，以保證同步觀測同一衛(wèi)星組。當(dāng)情況有變化需修改調(diào)度計劃時，應(yīng)經(jīng)作業(yè)隊負責(zé)人

17、同意，觀測組不得擅自更改計劃。（2）接收機電源電纜和天線應(yīng)連接無誤，接收機預(yù)置狀態(tài)應(yīng)正確，然后方可啟動接收機進行觀測。（3）各觀測時段的前后各量取天線高一次，兩次量高之差不大于3mm。取平均值作為最后天線高，記錄在手簿。若互差超限，應(yīng)查明原因，提出處理意見記入手簿備注欄中。（6）一個時段觀測過程中不得進行以下操作：關(guān)閉接收機以重新啟動；進行自測試（發(fā)現(xiàn)故障除外）；改變衛(wèi)星截止高度角；改變數(shù)據(jù)采樣間隔；改變天線位置；按動關(guān)閉文件和刪除文件等功能。（7）觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并防止儀器受震動和被移動，防止人和其它物體靠近天線，遮擋衛(wèi)星信號。（8）接收機在觀測過程中不應(yīng)在接收機近旁使用對

18、講機和手機等通訊設(shè)備；雷雨過境時應(yīng)關(guān)機停測，并卸下天線以防雷擊。（9）觀測中應(yīng)保證接收機工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，每日觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)下載到計算機硬、軟盤上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。6.導(dǎo)線內(nèi)業(yè)平差計算導(dǎo)線平差內(nèi)業(yè)計算，采用現(xiàn)在主流的清華三維2003數(shù)據(jù)處理軟件來處理導(dǎo)線數(shù)據(jù)。6.1 資料準備具體操作步驟如下：（1）、收集首級GPS靜態(tài)控制點數(shù)據(jù)，并確認其數(shù)據(jù)準確可靠；（2）、對外業(yè)記錄手薄數(shù)據(jù)進行全面檢核與校對；（3）、將檢核后的數(shù)據(jù)按照特定的格式輸入到表格中6.2.1 軟件界面NASEW提供了豐富而強大的功能，所有數(shù)據(jù)處理，從建庫、概算、平差一直到成果輸出，均可在NASEW提供的主界面上

19、反復(fù)進行，直至完成。主界面的基本屏幕分成六個部分，如圖2： 菜單和工具條； 控制點坐標、高程顯示編輯區(qū)； 測站名顯示編輯區(qū)； 測站觀測值顯示編輯區(qū)； 控制網(wǎng)網(wǎng)形、精度顯示控制區(qū)； 工作狀態(tài)提示區(qū)。對控制網(wǎng)基本數(shù)據(jù)的編輯都在三個區(qū)（稱主編輯區(qū)）中完成。有控制操作則在彈出式窗口或菜單中進行。圖 2.軟件主界面2154366.2.2控制網(wǎng)的處理流程控制網(wǎng)處理的基本過程是數(shù)據(jù)輸入、處理方法選擇、概算、閉合差計算、平差、精度評定、成果輸出。1). 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入分為從數(shù)據(jù)文件讀入和直接錄入兩種方式。凡符合NASEW系統(tǒng)約定的數(shù)據(jù)格式的文件均可讀入。觀測數(shù)據(jù)的錄入有多種方式可選。NASEW為手工數(shù)據(jù)輸入

20、提供了一個電子表格，以站為基本單元進行操作。對習(xí)慣于文本格式輸入的用戶，NASEW提供了文本編輯窗口。2). 計算方法選擇選擇坐標概算或平差時的各種參數(shù)和方法。3). 坐標概算完成全網(wǎng)的坐標、高程計算，歸心改正，觀測值改化，投影改化等。并能計算控制網(wǎng)的各種路線閉合差，以方便對觀測質(zhì)量的評價和粗差定位。4). 平差首先應(yīng)定義單位權(quán)中誤差等基本定權(quán)量。對小型網(wǎng)只做簡單的單次平差就可以了；對大型網(wǎng)或復(fù)雜的網(wǎng)，NASEW提供了多種平差方法，以滿足不同的需要。5). 精度評定NASEW對所有點和邊進行精度評定，還可對用戶指定的邊進行評定。優(yōu)化設(shè)計中提供了分析數(shù)據(jù)和結(jié)果。6). 成果輸出輸出成果表和文件。

21、根據(jù)打印機和紙張的設(shè)置，以及所選的字體，NASEW自動設(shè)計和調(diào)整每頁輸出的內(nèi)容和行數(shù)等，并提供了模擬預(yù)覽功能。網(wǎng)圖打印時，NASEW保證網(wǎng)格的精度。6.2.3簡單網(wǎng)的一般處理流程簡單網(wǎng)處理的一般流程是數(shù)據(jù)輸入、 概算、平差、打印成果。1). 數(shù)據(jù)輸入可以是鍵入整理好的觀測記錄，也可以是從文件方式輸入。2). 計算方法選擇選擇坐標概算或平差時的各種參數(shù)。3). 坐標概算計算坐標等。閉合差計算，并存儲閉合差結(jié)果。4). 平差在選擇平差中設(shè)置先驗誤差，進行單次平差或驗后定權(quán)法平差。5). 打印成果先建立成果文件，再模擬、打印。數(shù)據(jù)輸入計算方法選擇平差成果輸出坐標概算 圖3處理流程圖圖4 精度成果輸出

22、界面7. 施測要求及資料提交7.1平面導(dǎo)線控制測量施測要求 （1）角度觀測應(yīng)遵守下列規(guī)定：觀測應(yīng)在成象清晰、穩(wěn)定的條件下進行。晴天的日出、日落和中午前后，如果成象模糊或跳動劇烈，不應(yīng)進行觀測；（2）每次觀測前，對所使用的儀器和設(shè)備應(yīng)進行檢驗校正，并保留檢驗記錄；（3）觀測前應(yīng)涼置儀器30分鐘，讓儀器溫度與外界溫度基本一致后才能開始觀測。觀測過程中儀器不宜受日光直接照射； （4）儀器照準部旋轉(zhuǎn)時，應(yīng)平穩(wěn)勻速；制動螺旋不宜擰得過緊；微動螺旋應(yīng)盡量使用中間部位。精確照目標時，微動螺旋最后應(yīng)為旋進方向。 （5）觀測過程中，儀器氣泡中心偏離值不得超過一格。當(dāng)偏移值接近限值時，應(yīng)在測回之間重新整置儀器。 （6）觀測必須按規(guī)范要求進行，觀測成果應(yīng)做到記錄真實，字跡工整，注記明確，觀測要求及各項限差均應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。觀測完后，應(yīng)立即檢查記錄，計算各項觀測誤差是否在限差范圍內(nèi)，確認全部符合規(guī)定限差方可離去，以免造成不必要的返工與重測。 （7)評估時發(fā)現(xiàn)異常