兴安盟突泉县平面控制测量课程设计说明书

1、.内蒙古科技大学矿业与煤炭学院课 程 设 计 说 明 书课程名称：兴安盟突泉县平面控制测量设计题目：兴安盟突泉县平面控制测量 专业班级：工程测量技术14级1班 学生姓名：闫治东 学 号：1474315110 指导教师：周显平2016年 5月 17 日；.课 程 设 计 任 务 书设计题目兴安盟突泉县平面控制测量设计说明书学生姓名闫治东专业班级测量14-1学号1474315110设计资料及参数：测区采用“西安80坐标系统“，3度带投影，中央子午线为123度测区原始资料较少，还应收集的资料包括：测区原有地形图，各单位已有的成果已知控制点坐标以及大概位置等其他基本信息。设计要求及成果：进度安排：参考

2、文献阅读：城市测量规范（CJJ899）。1：500、1：1000、1：2000地形图图式。三、四等水准测量规范（GB12898-91）大比例尺地形图机助制图规范（GB14912-94）任务下达日期： 年 月 日 任务完成日期： 年 月 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 兴安盟突泉县平面控制设计说明书摘 要：关键词：平面控制网、基础控制测量、图根控制测量、碎部测量、GPS目 录一、作业目的及任务1二、测区概况1三、测量依据、原则4四、技术指标4五、技术设计内容步骤9六、高程控制的布设15七、1:500测区地形图测绘15八、工作进程、时间安排15九、检查验收17十、上交资料171、 作业目的及

3、任务掌握布设工程控制网的基本流程；自学一至两种测量平差软件；初步掌握控制网的优化设计，并对不同设计方案进行对比；初步掌握工程控制网技术设计书的编制流程1、范围：根据提供预定方案设定的位置（1:5万地形图），按照提供的有关资料，以及上述范围进行1：500、1:2000地形图的测绘。2、遵照国家颁布的城市测量规范进行1：500、1:2000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米的密度进行设立，实地绘制点之记。3、以上成果要求提供一套数字化地形图电子文件及地形图。本次测绘作业主要包括以下几项：1、 测区E级GPS控制网布设2、 测区1:500地形图约378平方公里

4、。3、 四等水准路线总长约200公里。任务：以上成果要求提供一套数字化地形图电子文件及地形图。二、测区概况 地理位置突泉县位于内蒙古自治区兴安盟西南部，地理坐标位置是东经12157，北纬4538。地处大兴安岭向松嫩平原和科尔沁草原的过渡地带，东部与吉林省洮南市接壤。县域北部与科右前旗为邻，南部、西南部与科右中旗接壤，东部与吉林省洮南市毗邻。总面积4889.5平方公里。突泉县是内蒙古自治区兴安盟辖县之一，由醴泉县改称。位于内蒙古自治区兴安盟西南部，地处大兴安岭松嫩平原和科尔沁草原的过渡地带，东部与吉林省洮南市接壤。交通突泉县紧靠东北三省，临近京津冀，以北京-呼伦贝尔加格达奇111国道、广西北海-

5、呼伦贝尔阿荣旗省际大通道、突泉-洮南省际二级通道为主的公路交通四通八达，直接连入呼海、京齐、佳沈、长白、通霍公路网。公路建设实现乡乡通油（水泥）路、村村通公路，农村公路总里程由1100公里增至1629公里，硬化里程由128公里增至462公里。气候突泉县属温带大陆季风性气候，无霜期130天左右，年平均气温5，年有效积温27002900，光照资源丰富，雨热同季。平均降水量为400毫米左右面积突泉县总面积4889.5平方公里，辖6个镇、6个乡。2013年，突泉县总人口31.5万，其中农业人口24.6万。境内有汉族、蒙族、满族等14个民族。经济突泉县综述2013年，突泉县地区生产总值60.6亿元，同比

6、2012年增长8.2%；固定资产投资完成80.7亿元，同比2012年增长29.4%；社会消费品零售总额完成16.8亿元，同比2012年增长11.5%；财政收入完成1.59亿元，同比2012年增长6.2%；城镇居民人均可支配收入完成15284元，同比2012年增长11.3%；农民人均纯收入完成5527元，同比2012年增长13.7%。突泉县第一产业2013年，突泉县各类养殖小区达到224个，其中肉鸡养殖小区111个，肉鸡养殖能力达到6000万只，牧业年度家畜存栏93.2万头（只），养殖业比重进一步加大。实施高标准农田、节水增粮等农田水利项目13.8万亩，农民专业合作社、家庭农牧场达到239个，粮

7、食产量超过20亿斤。 突泉县第二产业2013年，突泉县实施千万元以上工业重点项目24个，规模以上工业增加值增长17.1%，工业固投占突泉县固投总量59.9%。循环经济工业园区建成区面积同比2012年增长30%，累计引进招商项目231个，实施工业重点项目108项，完成工业固定资产投资84.47亿元，占全县固定资产投资的46.7%，工业税收占突泉县税收比重53.8%。 突泉县第三产业2013年，突泉县小额贷款公司、村镇银行相继入驻。累计为企业协调贷款20.46亿元。全县个体工商户达到5761户，第三产业增加值完成10.62亿元。三、测量依据、原则1、平面采用1954年北京坐标系，高程采用1956年

8、黄海高程系。2、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T183142001）。3、城市测量规范（CJJ899）。4、1：500、1：1000、1：2000地形图图式。5、三、四等水准测量规范（GB12898-91）国家技术监督局颁布。6、大比例尺地形图机助制图规范（GB14912-94）国家技术监督局颁发。7、通过审批的本工程技术设计书。四、技术指标1、GPS网的主要技术要求。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

9、的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不大于2.5cm/km;当长度变形值不大于2.5cm/km时，采用高斯正形投影统一3带的平面直角坐标系统;当长度变形值大于2.5cm/km时，可采用投影于抵偿高程面上的高斯正形投影3带的平面直角坐标系统或高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统。2、GPS网中相邻点间距离项目 级别AAABCDE相邻点间最小距离30010015521相邻点间最大距离20001000250401510相邻点间平均距离10003007015-1010-55-23、布网原则与设计（1） GPS网应根据测区实际需要和布网状况进行设计。GPS网的点应有二点

10、以上的点相互通视，有利于常规测量施测时的应用。（2） 在布网设计中应顾及原有的测绘成果以及各种大比例尺地形图的沿用。（3） 为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应与附近的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测环构成，也可采用附合线路形式构成。各等级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合下表规定： 等级 三等 四等 一级闭合环或附合路线的边数（条） 8 10 104、GPS选点与标石埋设 （1)选点前应收集与工程相关的各项资料：测区1：5万地形图；原有控制测量资料，包括点的平面坐标、高程、坐标系统、技术总结等有关资料，以及其他测绘部门所布设的控制测

11、量成果资料。（2）各等级三角点均应建立永久性的测量标志。标石是三角点永久性的点位标志，标石中心应嵌入中心标志，中心标志代表三角点的中心位置。建造的觇标必须标形端正，标心和圆筒应与铅垂线平行，结构牢固；内架与基板结构密合；基面平整；内外架无接触。觇标的圆筒中心、回光台中心、标石中心应位于同一铅垂线上，其最大偏离以标石中心的铅垂线为准，不得超过0.1m。（3) GPS点位的选择应符合技术要求，有利于使用其他测量方法进行联测；点位的基础应坚定稳固，易于长期保存，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，被测卫星的地平高度角应大于15。；点位应远离大功率无线点发射源（如电视台、微波站

12、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；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体。应在橹柱的适当位置用色漆注明三角点的点名、等级、建造单位、建造年月；无外架的墩标，则用红漆写在仪器墩向南的侧面上。造标埋石时要将点之记的点位说明，标石断面图的相关高度和有关数据填注清楚。标石采用四等三角点标石。 （4)各等级GPS点均需埋设永久性标石，标石埋设采用混凝土预制桩埋设，也可采用现场灌制标石。（5）标石材料：三角点标石应用混凝土灌制，或用相同规格的花岗石、青石等坚硬石料代替。（6）标石埋设要求：、盐碱地区埋设混凝土标石，须加涂沥青，以防腐蚀。、在泥土松软、地下水位较高的地

13、区或沼泽地区埋设标石时，除应尽量选择好埋石地点以外，应在盘石下边浇灌混凝土底层。、埋石时，须使各层标石的标志中心严格在同一铅垂线上，其偏差不大于3mm。并用钢尺量取各层标石面间的垂直距离，填记于点之记的标石断面图中，结果取至厘米。5、仪器设备的技术要求（1）接收机的选择 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)观测量 载波相位 载波相位 载波相位 同步观测 接收机数 3 2 2（2）外业观测 基本技术要求等级 项目观测方法 卫星高 度角(。) 有效观测 卫星数时段长度 （分

14、钟）数据采集间隔（秒） PDOP 四等静态快速静态 15 4 5 45 15 1060 6 一级静态快速静态 15 4 5 45 15 1060 6 观测作业要求：每时段采集数据前，作业员应量取天线高，记录此时段的接收卫星数、卫星号、各通道信噪比、故障情况；一个时段观测过程中不得进行关闭接收机又重新启动、进行接收机初始化（发现故障除外）、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，防止人和其他物体靠近仪器、以免遮挡卫星信号；观测时不应在接收机旁使用手机和对讲机，避免干扰卫星信号；在观测过程中应保证接收机正常工作，数据记录正确，每

15、天观测结束后，应及时将数据输出到计算机硬、软盘上，确保观测数据不会丢失。（3）数据处理基线解算的质量检验：无论采用单基线模式或多基线模式解算基线，都应在整个GPS网中选择一组完全的独立基线构成独立环，各独立环的全长闭合差应满足 W2*SQR(3*n) ,W为环闭合差，n为独立环中的边数，为标称精度; 复测基线的长度较差，不宜超过 ds2*SQR(2).复测与重测：无论何种原因造成一个控制点不能与两条合格独立基线相联结，则在该点上必须补测或重测不得少于一条的独立基线。GPS网平差处理：无约束平差中，基线向量的改正数（VDx、VDy、VDz）绝对值应满足VDx3* VDy3* VDz3*，当超限时

16、，可认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的或人为的方法剔除某些误差较大的基线值，直至符合要求; 约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（dVDx、dVDy、dVDz）应符合dVDx2* dVDy2* dVDz2*，当超限时，可认为作为约束的已知坐标、距离、已知方位与GPS网不兼容，应采用软件提供的或人为的方法剔除某些误差较大的约束值，直至符合要求。6 、 判断和检查点间的通视图2-23若地貌不复杂，设计者又有一定读图经验时，则可较容易地对各相邻点间的通视情况作出判断。若有些地方不易直接确定，就得借助一定的方法加以检查。下面介绍一种简单可靠的

17、方法图解法。 如图2-23所示。设为预选的点，为方向上的障碍物，三点的高程如图中所注。取一张透明纸，将其一边与两点相切，在三点处分别作纸边的垂线，垂线的长度依三点的高程按同一比例尺绘在纸上，得、。连接，若在之上（如本例所示），则不通视；如在之下，则通视。但必须注意：当很接近时，还得考虑球气差的影响。例如，当距任一端点为1.2km时，虽比低0.1m，但实际上并不通视。五、技术设计内容步骤（一）已有资料分析1、图件资料1）本工程收集到王家庄、国家三等点小营盘、国家三等点泥沟堡、国家三等点扑鸽拉子，此四点作为本工程平面控制起算点。2）本工程收集到鞍山市委一个国家二等水准点，系1956年黄海高程系成果

18、，作为本工程高程控制起算点。3）委托方提供的1：5万地形图，1：5万地形图的地物、地貌逼真，取舍恰当，为本次测量工作的交通、选埋、控制点联测及测图分幅等工作提供了方便。4) 起算数据列表如下：点名纵坐标横坐标高程备 注AXaYa18.4国家三等点小营盘BXbYb7.3国家三等点王家庄CXcYc23.5国家三等点泥沟堡DXdYd74.4国家三等点扑鸽拉子2、 坐标系统、高程系统和基本等高距、图幅分幅1) 平面采用1954年北京坐标系、高程采用1956年黄海高程系。2) 基本等高距1:500为0.5米、1:2000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

19、。4）1:500图幅采用自由分幅，1:2000图幅采用50*50正规分幅；图幅号采用图幅西南角坐标X，Y的千米数表示，X坐标在前，Y坐标在后，1:500、1:2000中间以短线相联；图号由西往东、由北往南用阿拉伯数字按顺序编号,即1、2、3、；图幅内有明显地形、地物名的应标注图名。5）图幅编辑时：图名、图号、图幅号应按上下顺序排列在图幅上方的正中；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。（二） 施工质量、进度保证及技术难点解答1）经过实地踏勘，本测区部分位于丘陵地区、山地广布、丘谷之间地势起伏延绵，这些都给测绘工作带来了一定的困难。为了保证生产质量、施工进度及后继工程服务，我单位

20、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）组织了以张某等5名工程师，5名专业技术员， 8名测工组成共5小组的队伍。3）组织了下列主要测绘仪器：Trimble4000SE全球定位接收机5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4台，佳能4650型喷墨式打印机1台、摩托罗拉GP88型对讲机5台、PCE500S计算机1台及各相应配套设备。4）我单位实行质量责任终身制，对以后的质量跟踪、后继服务等

21、起到一定的保障。 5）为了保证工程的顺利进行，我单位组织了各小组对本工程可预见的技术难点、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378平方公里，经讨论决定平面位置采用全球定位系统，联测高等级控制点，以边连式、点连式推进布设首级GPS点26个，高程测量由于一般的四等附合水准路线控制的路线不长，路线过长时最弱点中误差难以保证，故决定采用布设四等水准网的方式进行施测，以确保四等水准高程的精度，平差时按结点网进行严密平差，在施测过程中，与三角高程进行比较发现问题便及时处理。有对照最新航片修测出版的1:10000地形图8张，图件精度满足控制选点设计要求，可供踏勘和图上选点使用；另有

22、测区1:20000地形图一张，可供踏勘使用。（三）、平面控制的设计实施1、 首级控制的设计国家三等点王家庄首级控制拟在三等国家三角点的基础上布设GPS网。GPS网的网形结构见如下示意图：国家三等点小营盘国家三等点泥沟堡国家三等点扑鸽拉子整个网由多个同步环组成，整体平差。平面起算数据为辽宁省测绘局提供的四个国家三角点成果。由于原四等网采用高斯克吕格分带投影， 3带中央子午线为123。本次测区位于东经1221012341，北纬40274134，离中央子午线不远，长度变形较小，其变形没有超过了国家规范规定的2.5cm/km的要求，故采用3带投影，取1954年北京坐标系。GPS网的布设规格和技术要求均

23、按规范规定的作业依据有关条款执行。首级控制点在地面均为现场混凝土浇灌约为0.5米深的标石，屋顶点为凿刻标志。控制点均选在高建筑物上或较为稳固便于使用的地面上，便于寻找和长期保存。点号编号统一采用n（n=1、2、3、）。首级网的观测采用Trimble4000SE单频GPS接收机（五台套）进行外业观测，其标称精度为:距离：10+210-6d（mm）高程：20+210-6d（mm）方向：1+5/d（s）其中d为基线边长度（单位：公里）。全网共由9个同步环组成，26个控制点（其中4个已知点），重复设站数为1.731 1.6,平均边长为8.829cm 10cm(即平均边长在25公里),每条基线观测时长5

24、060分钟，观测方法和限差要求均按规范规定的有关条款执行。内业在笔记本电脑上利用Trimble公司的专用数据传输软件传输数据，基线解算和平差处理采用武汉大学的GPSADJGPS网与地面网平差或联合平差软件。软件均为商品化软件能确保成果计算的正确性和可靠性，计算中数字取位均按规范有关条款执行。2、 加密控制加密控制拟在GPS网控制点基础上利用经严格检验的全站仪TOPCONGTS311（其标称精度为:测角2，测距2+2106mm）和NIKONDTM430E（其标称精度为:测角2，测距3+2106mm）布设12个点的支导线。支导线的距离往返观测。限差要求均按规范规定的有关条款执行。3、 判断和检查点

25、间通视已知点A（高程18.4m）与8号点（57.9m），根据技术指标中第六条判断点间通视的方法，可以知道已知点A与8号点通视。六、高程控制的布设高程控制拟在测区内已有三等水准点和四等水准点按四等水准要求布设附合水准路线。在地面上的GPS点和部分支导线点联测入水准路线中，平面控制没有的地方在路线上每隔12公里凿刻一个水准标石。水准测量采用经严格检的S3型自动安平水准仪SOKKICB2和经检验的区格式木质双面水准标尺进行观测，观测方法和限差要求及数字取位均按规范有关条款执行。水准平差按测站定权和距离定权进行两次严密平差，以便检核。七、1:500测区地形图测绘测区地形图测绘，外业数据采集设备为经严格检验的全站仪TOPCONGTS311（精度:测角2，测距2+2106mm）、NIKONDTM430E（精度:测角2，测距3+2106mm）、TOPCONGTS225（精度:测角6，测距5+3106mm）、其操作严格按照1:500数字化地形图碎部测量的技术要求执行。内业采用南方CASS7.1成图系统数字化成图，成果由绘图仪打印和光盘刻录输出