工程測量控制網(wǎng)

1.工程概況1.1目的為了滿足建設(shè)工程和城市開展的需要，適應(yīng)高科技開展要求，滿足社會各界對測量工作的高質(zhì)量、高速度、現(xiàn)代化的需求，為我市空間根底地理信息系統(tǒng)建設(shè)打下良好空間數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，建立新的阜新城市控制網(wǎng)勢在必行。為此，我們小組對阜新市的控制網(wǎng)建設(shè)提出的我們的設(shè)計方案。1.2主要內(nèi)容城市控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。由于近年來，GPS定位技術(shù)具有控制點(diǎn)不需要相互通視、測量速度快、精度高、費(fèi)用省、全天候、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇GPS建立平面控制網(wǎng)和除阜新市市區(qū)外其它地區(qū)的高程控制網(wǎng)。而阜新市市區(qū)的高程控制網(wǎng)由于生產(chǎn)生活精度的需要，采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程控制網(wǎng)的建立。平面控制網(wǎng)的建立是在國家加密二等網(wǎng)建立的根底上完成四等網(wǎng)的建立。而高程控制網(wǎng)的建立那么是在國家三等高程網(wǎng)建立的根底上完成四等網(wǎng)的建立。2.測區(qū)概況2.1測區(qū)自然狀況整個測區(qū)東至新邱區(qū)，南到孫家灣，北到八家子山，西至半拉山，范圍約為300平方公里。氣候?qū)俦睖貛Т箨懠撅L(fēng)氣候區(qū)，四季清楚，雨熱同季，光照充足。地勢西北高，東南低；西南高，東北低。海拔最高點(diǎn)為西北部的烏蘭木頭山，831.4米；海拔最低點(diǎn)為東南部的十家子鄉(xiāng)南甸子村，48.5米。地勢由西南向東北延伸，西南部的醫(yī)巫間山從其構(gòu)造體系看延伸較遠(yuǎn)，尾部形成剝蝕平原，在繞陽河西岸匿跡。小松嶺從西南向阜新地區(qū)延伸，在錦州地區(qū)為高丘陵?duì)顟B(tài)，到阜新地區(qū)后即成尾部。努魯兒虎山山脈也是從西部向本區(qū)延伸，該山多陰山向構(gòu)造(即緯向構(gòu)造)，到阜新地區(qū)亦成尾部。由于這些山地的尾部在阜新地區(qū)相會，地形骨架構(gòu)造形成錯綜復(fù)雜的格局。2.2測區(qū)點(diǎn)資料2023年11月30日，收集了測區(qū)的點(diǎn)資料。如下列圖：地點(diǎn)平面〔二等〕XY孫家灣4648381.118514447.541二郎廟4670232.605528889.903八家子山4659964.309513197.540地點(diǎn)高程〔三等〕XYZ平安影院4648129.796509572.471125.691解放廣場4653131.700512198.264138.274縣糧食局4657761.818520239.745102.1782.3坐標(biāo)和高程系統(tǒng)由于坐標(biāo)為國家統(tǒng)一坐標(biāo)系下的成果，所以本工程仍采用這一坐標(biāo)系統(tǒng)。但由于本測區(qū)位于東經(jīng)121°33′至121°52′，北緯41°58′至42°10′位于6°分帶第21帶中央子午線123°的西邊緣。所以擬定選擇測區(qū)的約中心經(jīng)度121°30′為新選擇的3°帶的中央子午線。而高程基準(zhǔn)那么采用1985國家高程基準(zhǔn)。為了限制高斯投影的長度變形，將橢球面按一定經(jīng)度的子午線劃分成不同的投影帶?；蛘邽榱说謨旈L度變形選擇某一經(jīng)度的子午線作為測區(qū)的中央子午線。由于中央子午線的經(jīng)度不同使得橢球面上統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系變成了各自獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系。為了解決不同投影帶之間測量成果的轉(zhuǎn)換和聯(lián)系，就需要將一個投影帶的平面直角坐標(biāo)換算成另外一個投影帶的平面直角坐標(biāo)。本設(shè)計是將中央子午線為123°的6°帶的坐標(biāo)換算成中央子午線為121°30′的3°帶坐標(biāo)。目前廣泛采用高斯投影坐標(biāo)正、反算的方法。它適用于任何情況下的換帶計算工作。這種方法的計算程序是，首先將某投影帶的平面坐標(biāo)，按高斯投影坐標(biāo)反算公式求得其大地坐標(biāo)。然后根據(jù)緯度和對于所選定的中央子午線的經(jīng)差其中為以弧度做單位的經(jīng)度差為從起始子午面起算的大地經(jīng)度為高斯投影分帶后的中央子午線取57.295779513°按高斯投影坐標(biāo)正算公式求其在選定的投影帶內(nèi)的平面坐標(biāo)。3.技術(shù)設(shè)計與要求3.1作業(yè)的技術(shù)依據(jù)《全球定位系統(tǒng)〔GPS〕測量標(biāo)準(zhǔn)》GB∕T18314-2023《全球定位系統(tǒng)〔GPS〕城市測量技術(shù)規(guī)程》CJJT73_2023《城市測量標(biāo)準(zhǔn)》CJJT8_2023《國家三四等水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T12898-2023《精密工程測量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T15314-94《工程測量標(biāo)準(zhǔn)》GB50026_20233.2作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度者應(yīng)根據(jù)測區(qū)地形和交通狀況、采用的作業(yè)方法、設(shè)計的基線的最短觀測時間等因素綜合考慮，在測前編寫D級GPS控制網(wǎng)實(shí)測綱要。制定合理的、詳細(xì)的GPS測量作業(yè)調(diào)度表，按該表對作業(yè)組下達(dá)相應(yīng)階段的作業(yè)調(diào)度命令。同時依照實(shí)際作業(yè)進(jìn)展情況，及時做出必要的調(diào)整。4.平面控制測量4.1平面控制網(wǎng)的布設(shè)以國家二等點(diǎn)孫家灣、二郎廟、八家子山為起算點(diǎn)，然后約每5公里布設(shè)國家導(dǎo)線三等點(diǎn)，再在此根底每3公里布設(shè)國家四等導(dǎo)線點(diǎn)。三等網(wǎng)的平均邊長為5km，四等網(wǎng)的邊長在2～6km范圍內(nèi)變通。由三角形閉合差計算所得的測角中誤差，三等為士1.8"，四等為士2.5"。三、四等插網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)如圖2-4所示，圖2-4〔a〕中的三、四等插網(wǎng)，邊長較長，與高級網(wǎng)接邊的圖形大局部為直接相接，適用于測圖比例尺較小，要求控制點(diǎn)密度不大的情況。圖2-4〔b〕中的三、四等插網(wǎng)，邊長較短，低級網(wǎng)只附合于高級點(diǎn)而不直接與高級邊相接，適用于大比例尺測圖，要求控制點(diǎn)密度較大的情況。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用插網(wǎng)法〔或插點(diǎn)法〕布設(shè)三、四等網(wǎng)時，因故未聯(lián)測的相鄰點(diǎn)間的距離，三等應(yīng)大于5km,四等應(yīng)大于2km,否那么必須聯(lián)測。因?yàn)椴宦?lián)測的邊，當(dāng)其邊長較短時邊長相對中誤差較大，給進(jìn)一步加密造成了困難。為克服上述缺點(diǎn)，當(dāng)AB邊小于上述限值時必須聯(lián)測。實(shí)地選線和選點(diǎn)。圖上設(shè)計完成后，按圖上設(shè)計的路線進(jìn)行實(shí)地選點(diǎn)，以確定水準(zhǔn)點(diǎn)的位置。水準(zhǔn)點(diǎn)位置的選擇應(yīng)能保證埋設(shè)的標(biāo)石穩(wěn)定、平安和長久保存，并便于GPS和水準(zhǔn)觀測使用。4.2平面控制網(wǎng)等級平面控制網(wǎng)的等級應(yīng)滿足國家四等三角網(wǎng)要求。儀器采用GPS。6臺單頻或雙頻GPS接收機(jī)，儀器標(biāo)稱精度應(yīng)優(yōu)于10mm+5pmm。使用的GPS接收機(jī)應(yīng)為按規(guī)定通過全面檢驗(yàn)的儀器。同時還需檢驗(yàn)：天線或基座圓準(zhǔn)器和光學(xué)對中器是否正確；天線高量尺是否完好，尺長度是否正確。GPS控制網(wǎng)的布網(wǎng)原那么：根據(jù)中華人民共和國測繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》和阜新市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的具體情況，確定該測區(qū)可建立D級,根據(jù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，D級GPS網(wǎng)的精度要求如表4.1：表4.1GPS控制網(wǎng)布網(wǎng)要求平均邊長(km)5～10固定誤差a(mm)≤10比例誤差b(mm)≤10最弱邊相對中誤差1/45000根本技術(shù)要求如表4.2表4.2GPS測量根本技術(shù)要求等級衛(wèi)星高度角有效衛(wèi)星數(shù)平均重復(fù)設(shè)站數(shù)同步觀測時段長度數(shù)據(jù)采樣間隔幾何強(qiáng)度因子備注D級≥15°≥4≥1.6≥45min10s≤6其他技術(shù)要求：首次觀測前應(yīng)校準(zhǔn)光學(xué)對點(diǎn)器，每隔2天重新校準(zhǔn)一次，發(fā)現(xiàn)異常時及時校準(zhǔn)。觀測時GPS天線需牢固地安置在三腳架上，此時應(yīng)仔細(xì)對中，保證對中誤差小于3mm。有長水準(zhǔn)管時用長水準(zhǔn)管整平，沒有的利用圓氣泡整平。天線標(biāo)志線一律指北。在天線互為120°的三處分別量取天線高，較差小于等于3mm時取中數(shù)采用。較差大于3mm，應(yīng)重新進(jìn)行對中和整平，重新量取天線高。每時段觀測前后各量取一次天線高，取位至1mm，兩次較差不大于3mm，取中數(shù)作為該時段最終的天線高；假設(shè)始終量取的天線高互差超限，應(yīng)查明原因提出處理意見并記入測量手簿記事欄。遇雷電、風(fēng)暴天氣停止GPS測量，保證作業(yè)人員的人身平安與儀器設(shè)備平安。確保成果質(zhì)量。其余事項(xiàng)參照《全球定位系統(tǒng)〔GPS〕測量標(biāo)準(zhǔn)》GB∕T18314-20234.3平面控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理基線向量解算和控制網(wǎng)平差采用南方公司研制的南方平差易軟件進(jìn)行?；€質(zhì)量檢查包括：1〕同步環(huán)坐標(biāo)分量|Wx|，|Wy|，|Wz|閉合差應(yīng)≤√3б；2〕獨(dú)立閉合環(huán)或附和路線坐標(biāo)分量|Wx|，|Wy|，|Wz|閉合差應(yīng)≤√3nб；全長閉合差應(yīng)≤3√3nб；3)復(fù)測基線長度較差ds≤2√2б；平差過程先在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無約束平差然后根據(jù)GPS測量情況，從5個C級GPS點(diǎn)中選取局部或全部為起算點(diǎn)，進(jìn)行二維約束平差，得到各點(diǎn)的1980西安坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。5.高程控制測量5.1高程控制網(wǎng)布設(shè)以平安影院、解放廣場和縣糧食局為起算點(diǎn)，將市區(qū)內(nèi)所有D級GPS網(wǎng)點(diǎn)與沿線一級導(dǎo)線點(diǎn)一起組成高程控制網(wǎng)。控制網(wǎng)布設(shè)成附和路線。5.2高程控制網(wǎng)等級高程控制網(wǎng)的等級應(yīng)滿足國家四等水準(zhǔn)測量。儀器采用水準(zhǔn)儀配合黑紅面尺。水準(zhǔn)測量的精度三、四等水準(zhǔn)測量每公里水準(zhǔn)測量的偶然中誤差和全中誤差不得超過表規(guī)定的數(shù)值：測量等級三等四等M3.05.0W6.010.05.3觀測根本技術(shù)要求水準(zhǔn)測量的實(shí)施其工作程序是水準(zhǔn)網(wǎng)的圖上設(shè)計、水準(zhǔn)點(diǎn)的選定、水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)、水準(zhǔn)測量觀測、平差計算和成果表的編制。水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)力求做到經(jīng)濟(jì)合理。因此，首先要對測區(qū)情況進(jìn)行調(diào)查研究、搜集和分析測區(qū)已有的水準(zhǔn)測量資料從而擬定出比擬合理的布設(shè)方案。如果測區(qū)的面積較大，那么應(yīng)先在1：25000，1：100000比例尺的地形圖上進(jìn)行圖上設(shè)計。圖上設(shè)計應(yīng)遵循以下各點(diǎn):1〕水準(zhǔn)路線應(yīng)盡量沿坡度小的道路布設(shè)以減弱前后視折光誤差影響。盡量防止跨越河流、湖泊、沼澤等障礙物。2〕水準(zhǔn)路線假設(shè)與高壓輸電線或地下電纜平行，那么應(yīng)使水準(zhǔn)路線在輸電線或電纜50m以外布設(shè)，以防止電磁場對水準(zhǔn)測量的影響。3〕布設(shè)首級高程控制網(wǎng)時應(yīng)考慮到便于進(jìn)一步加密。4〕水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)盡可能布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，個別情況下亦可布設(shè)成附合路線。水準(zhǔn)點(diǎn)間的距離一般地區(qū)為24km，城市建筑區(qū)和工業(yè)區(qū)為12km。5〕應(yīng)與國家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，以求得高程系統(tǒng)的統(tǒng)一。6〕注意測區(qū)已有水準(zhǔn)測量成果的利用。根據(jù)上述要求，首先應(yīng)在圖上初步擬定水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案，再到實(shí)地選定水準(zhǔn)路線和水準(zhǔn)點(diǎn)位置。在實(shí)地選線和選點(diǎn)時，除了要考慮上述要求外，還應(yīng)注意使水準(zhǔn)路線避開土質(zhì)松軟地段。確定水準(zhǔn)點(diǎn)位置時，應(yīng)考慮到水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)后點(diǎn)位的穩(wěn)固平安，并能長期保存，便于施測。為此，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在地質(zhì)上最為可靠的地點(diǎn)，防止設(shè)置在水灘、沼澤、沙土、滑坡和地下水位高的地區(qū)埋設(shè)在鐵路、公路近旁時，一般要求離鐵路的距離應(yīng)大于50m，離公路的距離應(yīng)大于20m，應(yīng)盡量防止埋設(shè)在交通繁忙的岔道口。墻上水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在永久性的大型建筑物上。水準(zhǔn)點(diǎn)選定后，就可以進(jìn)行水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)工作。我們知道，水準(zhǔn)點(diǎn)的高程就是指嵌設(shè)在水準(zhǔn)標(biāo)石上面的水準(zhǔn)標(biāo)志頂面相對于高程基準(zhǔn)面的高度，如果水準(zhǔn)標(biāo)石埋設(shè)質(zhì)量不好，容易產(chǎn)生垂直位移或傾斜。那么即使水準(zhǔn)測量觀測質(zhì)量再好，其最后成果也是不可靠的。因此務(wù)必十分重視水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)質(zhì)量。觀測根本要求見下表5.1，表5.2。表5.1四等水準(zhǔn)觀測根本要求每公里高差偶然中誤差每公里高差全中誤差路線閉合差附和水準(zhǔn)路線長度節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間、節(jié)點(diǎn)與高級點(diǎn)長度往返測高差中誤差≤±5mm≤±10mm≤±20√Lmm≤80km≤30km≤3mm表5.2幾何水準(zhǔn)觀測根本要求觀測順序視線長度前后視距差前后詩視距累計差視線高度觀測讀數(shù)黑紅面讀數(shù)差黑紅面讀數(shù)差之差后前前后≤100m≤3m≤10m≥0.2m1m