公路首级GPS静态控制测量作业指导书(修复的)

1、公路首级GPS静态控制测量作业指导书湖南省交通科学研究院2014年3月 V1.01 目录1. 项目总则12. 技术依据13.已有资料获取及使用14.平面控制测量技术指标25.导线控制测量的实施35.1导线控制测量技术流程35.2 导线测量前期准备45.2.1现场踏勘45.2.2技术设计45.2.3选点建标55.2.4仪器检核55.3 导线测量观测步骤65.3.1 安置测站65.3.2 角度观测65.3.3 距离观测75.3.4 记录检查75.3.4 注意事项86.导线内业平差计算96.1 资料准备96.2.1 软件界面96.2.2控制网的处理流程106.2.3简单网的一般处理流程117. 施测

2、要求及资料提交127.1平面导线控制测量施测要求127.2资料整理要求137.3 成果提交131. 项目总则 为统一和规范各等级公路首级静态GPS控制测量，通过与路线周边国家高等级GPS控制点进行静态联测获取整条路线的首级控制成果。为满足公路规划设计对控制点数量和精度的需求，根据实际情况沿路线前进方向每隔每5km埋设一对相互通视的首级控制点，依据公路勘察各类相关规范和技术要求，特制定本方案，保证观测成果稳定可靠并满足生产设计要求。2. 技术依据1）、公路勘测规范（JTG C10-2007）2）、公路勘测细则（JTG/T C10-2007)3）、公路工程测量规范（TB10101-2009） 4）

3、、全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T 183142001）3.已有资料获取及使用为了统一测量规范，各等级公路首级静态GPS控制点一般要求统一到国家平面控制网，通过对路线周边国家高等级控制点进行联测，将路线控制系统统一到国家控制网。所以首先得广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料，具体细节如下：(1) 控制测量资料包括测区附近国家高等级控制点成果表、点之记等。收集资料时要查明施测年代、依据规范、平高系统、控制点成果等级。 (2) 收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等

4、。 (3) 如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统与项目要求坐标系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。 备注：收集路线1：1万地形图作为首级GPS控制点选点、布设参考使用4.GPS静态控制测量技术指标与布网方案4.1技术指标依据 公路勘测规范 ，各等级平面控制测量，其最弱点点位中误差不得大于±5cm，最弱相邻点位中误差不得大于±3cm，最弱相邻点边长相对中误差不得大于表1的相关规定。表1. 平面控制测量精度要求测量等级最弱相邻点边长相对中误差（mm）测量等级最弱相邻点边长相对中误差（mm）二等1/100000一级1/20000三等1/70000二级1/100

5、00四等1/35000引用：公路勘测规范（JTG/T C10-2007)表2. 平面控制等级选用测量等级固定误差a（mm）比例误差系数b（mm/km）二等51三等52四等53一级103二级105引用：公路勘测规范（JTG/T C10-2007)表3. 导线测量的主要技术要求 测量等级项目二等三等四等一级二级卫星高度角（°）1515151515时段长度24090604540平均重复设站数（次/每点）421.61.41.2同时观测有效卫星数（个）44444数据采样率（s）3030303030GDOP66666引用：公路勘测规范（JTG/T C10-2007)4.2.布网方案1、布网要求G

6、PS网相邻点间基线中误差按下式计算：式中(mm)为固定误差；(ppm)为比例误差系数；(km)为相邻点间的距离。GPS-四等网的主要技术要求应符合表4规定。相邻点最小距离应为平均距离的1/21/3；最大距离应为平均距离的23倍。表4GPS网的主要技术要求级别平均距离(km)(mm)(1×10-6)最弱边相对中误差E级0.2510201/45000注：当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm。2、布网原则与网形设计（1）GPS网应根据测区实际需要和交通状况进行设计。GPS网的点与点间不要求每点通视，但考虑常规测量方法加密时的应用，每点应有12个通视方向。（2）在布网设计中应顾及原

7、有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，对凡符合GPS-E级网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。（3）GPS网应由若干个独立观测环构成，也可采用附合线路构成。E级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应大于10条边。非同步观测的GPS基线向量边，应按所设计的网图选定，也可按软件功能自动挑选独立基线构成环路。（4）为求定GPS点在54北京坐标系中的坐标，应与当地54北京坐标系中的原有控制点联测，联测总点数不得少于3个。（5）为了求得GPS网点正常高，应进行水准测量的高程联测，高程联测采用等级水准测量方法进行，联测的GPS-E级控制点且应均匀分布于网中。5.首级GPS静态控制测量的实施

8、公路首级GPS静态控制测量一般采用双频GPS接收机进行60分钟以上的同步静态观测，其精度指标参考本设计第四节各表相关规定。 5.1首级GPS静态控制测量技术流程收集测区资料备工作准备工作现场勘察技术方案设计地形图上初步选点选点埋石现场确定点位并埋石GPS静态观测观测测量与国家高等级已知点联测HGO数据后处理软件解算处理数据解算处理技术设计书、点之记、仪器检验报告成果提交原始记录手薄、布网略图、路线示意图平差成果表、自检报告、技术总结 图1.高程控制测量技术流程图5.2选点与标石埋设1、现场踏勘携带收集到的测区地形图、国家高等级已知点点之记等资料到现场踏勘。踏勘主要了解以下内容： 1）、了解国家

9、已知点标石和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。 2）、原有地形图是否与现有地物、地貌相一致，为控制网图上设计做准备。 3）、调查测区内交通现状，以便确定合理的高程测量方案，测量时选择适当的交通工具。 4）、现场踏勘应作好记录。2、选点在了解任务、目的、要求和测区自然地理条件的基础上，进行现场踏勘，最后进行选点。选点应符合下列要求：（1）点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其它测量手段进行扩展与联测；（2）点位的基础应坚实稳定，易于长期保存，并应有利于安全作业；（3）点位应便于安置接收设备和操作，视野应开阔，视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°；（4）点位应远离

10、大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），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，以避免周围磁场对卫星信号的干扰；（5）点位附近不应有对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减少多路径效应的影响；（6）交通应便于作业，以提高作业效率；（7）应充分利用符合上述要求原有的控制点及其标石，但利用旧点时应检查旧点的稳定性、完好性，符合要求方可利用；（8）选好点后应按合理的方法给GPS点编号。此外，有时还需考虑测区内的通讯设施、电力供应等情况，以便于各点之间的联络和设备用电或充电。综上所述，结合测区的实际情况， GPS控制点宜布设在较高的永久性建筑物、山顶及其它符合要求的地方，或已成

11、型的较宽的城市主干道、路口或其它较开阔而又稳固的建（构）筑物上。3、标石埋设（1）E级GPS点的标石及标志规格参见附录，标石的中心标志用不锈钢测绘专用钉制作，标志中心应刻有清晰、精细的十字丝；（2）地面E级GPS点标石可用混凝土预先制作，然后运往各点埋设，埋设时坑底填以沙石，捣固夯实或浇灌混凝土底层，楼顶E级GPS点标石应现场浇灌，浇灌前应将楼面磨出新层、打毛，钉上34颗钢钉，再套模浇灌；（3）埋石结束后应填写GPS点之记；（4）待标石埋设稳定，没有下沉，或现场浇灌的标石凝固后23天方可观测。5.3技术设计技术设计必须包括下列主要内容：（1）任务概述：说明工程建设项目的名称、工程规模、来源、用

12、途、测区范围、地理位置、行政隶属、任务的内容和特点、工作量以及采用的技术依据。 （2）测区概况：说明测区的地理特征、居民地、交通、气候等情况，并划分测区困难类别。 （3）已有资料的分析、评价和利用：说明已有资料的作业单位、施测年代、采用的技术依据和选用的基准；分析已有资料的质量情况，并作出评价和指出利用的可能性。 （4）平面控制：说明控制网采用的平面基准、等级划分以及各网点或导线点的点号、位置、图形、点的密度、已知点的利用与联测方案；初步确定的觇标高度与类型、标石的类型与埋设要求；观测方法及使用的仪器。 （5）高程控制：说明采用的高程基准及高程控制网等级，高程点或标志的类型与埋设要求；拟定观测

13、与连测方案，观测方法及技术要求等。5.4仪器检核按规范要求在控制测量作业前对准备使用的仪器和配套的器具进行检定和校准。主要包含：（1）、检查用于控制测量的GPSJ接收机的精度是否达到相应等级控制测量的要求。（2）、测量前要对仪器按要求进行检定、校准，包括仪器整平、对中校准；出发前要检查仪器电池的电量。 （3）、必须使用与仪器配套的基座和连接头，并检核基座的对中整平。（4）、测量前要检查仪器参数和状态设置，如高度截止角、采样间隔、气压、温度的单位改正等。可提前设置好仪器，在测量过程中不再改动。5.5 静态控制测量观测步骤5.5.1作业要求 1、基本技术要求为保证GPS测量精度，采用载波相位静态相

14、对定位作业模式，E级GPS测量作业的基本技术要求应符合表3的规定。注：1、观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整，2、可不观测气象要素，但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。2、GPS卫星预报和观测调度计划（1）保证GPS作业观测工作顺利进行，保障观测成果达到预定的精度，提高作业工效，在进行GPS外业观测之前，应事先编制GPS卫星可见性预报表。预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容。（2）编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度。（3）作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表

15、，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容。5.5.2 观测前期准备（1）每天出发工作前应检查电池容量是否充足，仪器及其附件是否携带齐全。（2）作业前应检查接收机内存是否充足。（3）天线安置应符合下列要求： 作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态，然后再安置天线； 天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上，对中误差应小于3mm。天线应整平，天线基座上的圆水准所泡应居中； 天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5°。5.5.3外业观测记录（1）录项目应包括下列内容： 测站名、测站号； 观测月、日/年积日、天气状况、时段号； 观测时间应包括

16、开始与结束记录时间，宜采用协调世界时UTC，填写至时、分； 接收机设备应包括接收机类型及号码，天线号码；天线高应包括测前、测后量得的高度及其平均值，均取至0.001m。（2）记录应符合下列要求： 原始观测值和记事项目应按规格现场记录，字迹要清楚、整齐、美观，不得涂改、转抄； 外业观测记录各时段结束后，应及时将每天外业观测记录结果录入计算机硬、软盘； 接收机内存数据文件在下载到存贮介质上时，不得进行任何剔除与删改，不得调用任何对数据实施重新加工组合的操作指令。5.5.4 注意事项（1）观测组应严格按调度表规定的时间进行作业，以保证同步观测同一卫星组。当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人

17、同意，观测组不得擅自更改计划。（2）接收机电源电缆和天线应连接无误，接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测。（3）各观测时段的前后各量取天线高一次，两次量高之差不大于3mm。取平均值作为最后天线高，记录在手簿。若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入手簿备注栏中。（6）一个时段观测过程中不得进行以下操作：关闭接收机以重新启动；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星截止高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能。（7）观测员在作业期间不得擅自离开测站，并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。（8）接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对

18、讲机和手机等通讯设备；雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击。（9）观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，每日观测结束后，应及时将数据下载到计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。6.导线内业平差计算导线平差内业计算，采用现在主流的清华三维2003数据处理软件来处理导线数据。6.1 资料准备具体操作步骤如下：（1）、收集首级GPS静态控制点数据，并确认其数据准确可靠；（2）、对外业记录手薄数据进行全面检核与校对；（3）、将检核后的数据按照特定的格式输入到表格中6.2.1 软件界面NASEW提供了丰富而强大的功能，所有数据处理，从建库、概算、平差一直到成果输出，均可在NASEW提供的主界面上

19、反复进行，直至完成。主界面的基本屏幕分成六个部分，如图2： 菜单和工具条； 控制点坐标、高程显示编辑区； 测站名显示编辑区； 测站观测值显示编辑区； 控制网网形、精度显示控制区； 工作状态提示区。对控制网基本数据的编辑都在三个区（称主编辑区）中完成。有控制操作则在弹出式窗口或菜单中进行。图 2.软件主界面2154366.2.2控制网的处理流程控制网处理的基本过程是数据输入、处理方法选择、概算、闭合差计算、平差、精度评定、成果输出。1). 数据输入数据输入分为从数据文件读入和直接录入两种方式。凡符合NASEW系统约定的数据格式的文件均可读入。观测数据的录入有多种方式可选。NASEW为手工数据输入

20、提供了一个电子表格，以站为基本单元进行操作。对习惯于文本格式输入的用户，NASEW提供了文本编辑窗口。2). 计算方法选择选择坐标概算或平差时的各种参数和方法。3). 坐标概算完成全网的坐标、高程计算，归心改正，观测值改化，投影改化等。并能计算控制网的各种路线闭合差，以方便对观测质量的评价和粗差定位。4). 平差首先应定义单位权中误差等基本定权量。对小型网只做简单的单次平差就可以了；对大型网或复杂的网，NASEW提供了多种平差方法，以满足不同的需要。5). 精度评定NASEW对所有点和边进行精度评定，还可对用户指定的边进行评定。优化设计中提供了分析数据和结果。6). 成果输出输出成果表和文件。

21、根据打印机和纸张的设置，以及所选的字体，NASEW自动设计和调整每页输出的内容和行数等，并提供了模拟预览功能。网图打印时，NASEW保证网格的精度。6.2.3简单网的一般处理流程简单网处理的一般流程是数据输入、 概算、平差、打印成果。1). 数据输入可以是键入整理好的观测记录，也可以是从文件方式输入。2). 计算方法选择选择坐标概算或平差时的各种参数。3). 坐标概算计算坐标等。闭合差计算，并存储闭合差结果。4). 平差在选择平差中设置先验误差，进行单次平差或验后定权法平差。5). 打印成果先建立成果文件，再模拟、打印。数据输入计算方法选择平差成果输出坐标概算 图3处理流程图图4 精度成果输出

22、界面7. 施测要求及资料提交7.1平面导线控制测量施测要求 （1）角度观测应遵守下列规定：观测应在成象清晰、稳定的条件下进行。晴天的日出、日落和中午前后，如果成象模糊或跳动剧烈，不应进行观测；（2）每次观测前，对所使用的仪器和设备应进行检验校正，并保留检验记录；（3）观测前应凉置仪器30分钟，让仪器温度与外界温度基本一致后才能开始观测。观测过程中仪器不宜受日光直接照射； （4）仪器照准部旋转时，应平稳匀速；制动螺旋不宜拧得过紧；微动螺旋应尽量使用中间部位。精确照目标时，微动螺旋最后应为旋进方向。 （5）观测过程中，仪器气泡中心偏离值不得超过一格。当偏移值接近限值时，应在测回之间重新整置仪器。 （6）观测必须按规范要求进行，观测成果应做到记录真实，字迹工整，注记明确，观测要求及各项限差均应符合规范规定。观测完后，应立即检查记录，计算各项观测误差是否在限差范围内，确认全部符合规定限差方可离去，以免造成不必要的返工与重测。 （7)评估时发现异常