GPS控制网及数字测图技术设计书

1、GPS控制网及数字测图技术设计书一、项目概述本次实习的目的是了解控制测量作业的全过程，掌握GPS静态测量数据处理的基本知识；掌握数字测图的基本原理，熟练大比例尺1：500地形图的测绘，提高操作绘图软件的能力，从而巩固课堂学习的理论知识，将理论与实践有机结合，提高理论水平与外业操作能力。二、测量依据   1、GPS静态测量全球定位系统（GPS）测量规范（CH 2001-92）全球定位系统城市测量技术规程（CJJ 73-97）城市测量规范（CJJ 8-85）2、数字测图1：500、1：1000、1：2000地形图图式 （GB/T 20257.1-2007）1：500、1：100

2、0、1：2000地形图数字化规范（GB/T171601997）本技术设计书三、测区概况（一）、测区范围   1、GPS静态测量测区为桂林市七星区，位于风景秀丽的漓江东畔，东经109°45''-104°40'、北纬24°18''-25°41''。南起于漓江路，北止于环城北二路，西起于小东江，东止于普陀路；2、数字测图：测区为桂林理工大学整个屏风校区。测区地物主要对象为教学楼、师生住宿楼、植被、电力及通讯设备、供、排灌网络，文体设备等。（二）、测量任务1、GPS静态测量测区

3、内共布置有15个GPS控制点，其中有三个已知点。需要构建一个D级GPS控制网，并进行测量。其中每个控制点观测2个时段，每个时段不低于2小时。则C=15*2/6=5，共需要测5期。2、数字测图对桂林理工大学整个屏风校区的1：500地形图的测绘。(三)、现有资料测区有三个已知的国家高等级三角点，分别是羊角山、屏风山、三里店广场。因此，在测量过程中，需要联测这三个国家高等级点，将GPS网点的坐标转换到国家坐标系中。(四)、控制网起算数据因为本次GPS控制网测量要用到羊角山、屏风山和三里店广场这三个国家高等级点，所以起算数据就是这三个点的坐标。四、主要技术指标（一）坐标系统和高程系统的选择1、本次测量

4、的平面坐标系统采用的是1980西安坐标系，这个系统可满足本次测图的要求，其具体参数如下：坐标系统椭球名称建成年代椭球类型a（m）f1980西安坐标系克拉索夫斯基1975年参考椭球63781401：298.257WGS-84世界大地坐标系WGS-841984年总地球椭球63781371：298.257中央子午线经度为东经106°2422.5，边长的高程归化面为±0m，坐标值采用通用值。2、高程系统采用的是1985年国家高程基准。（二）基本精度指标1、GPS静态测量1997年版全球定位系统城市测量技术规程等级相邻点平均距离(km)a（mm)b(ppm*D)空间位置精度因子PDO

5、P最弱边相对中误差D级10-51010-20<81/20000各级GPS测量基本技术要求规定  项目 级别  ABCDE卫星高度角（°）10 15 15 15 15 有效观测卫星数   4 4 4 4 4 平均重复设站数   6421.61.6时段长度(静态)（min）540240604540数据采样间隔（静态）（s）30 30 1030 1030 1

6、030 接收机选用的技术要求等级接收机标称精度观测量同步观测接收机D级双/单频10mm  +3ppmD载波相位2 闭合环或附合线路边数的规定级别ABCDE闭合环或附合线路边数566810同步坐标分量及环线全长相对闭合差限差(1×ppm)等级二三四一级二级坐标分量相对闭合差2.03.06.09.09.0环线全长相对闭合差3.05.010.015.015.02、数字测图（1）界址点精度界址点相对于邻近控制点的点位误差和间距超过50米的相邻界址点的间距误差不超过下表的规定；间距未超过50米的界址点的间距误差限差不超过下式(1)计算结果。D=±(mj+

7、0.02mjD) -(1)式中：mj -相应等级界址点的点位中误差（cm）；D  - 相邻界址点间的距离（cm）；-界址点坐标计算的边长与实量边长较差的限差（cm）。                  界址点精度及适用范围类别界址点对邻近图根点点位误差（cm）界址点间距允许误差（cm）界址点与邻近地物点关系距离允许误差（cm）适用范围中误差允许误差一±5±10±10±10地价较

8、高地区、城镇街坊外围界址点及街坊内明显界址点二±7.5±15±15±15地价一般地区、城镇街坊内隐蔽界址点及村庄内部界址点注：界址点对邻近图根点点位中误差系指用解析法勘丈界址点应满足的精度要求；界址点间距允许误差及界址点与邻近地物点关系距离；允许误差系指各种方法勘丈界址点应满足的精度要求。（2）主要地籍要素点（地物点）精度主要地籍要素点（地物点）的精度分三级，各级主要地籍要素点（地物点）相对于邻近控制点的点位误差和地物点的间距误差不超过下表的规定。主要地籍要素点（地物点）精度主要地籍要素点主要地籍要素点相对于邻近控制点的点位误差和相邻主要地籍要素点间的间

9、距误差适用范围中误差(cm)限差(cm)一±5±10大型商住楼、房产价格较高的地物点二±7.5±15一般住宅楼、房产价格适中的地物点三±10±20简易住宅楼、房产价格较低的地物点地形图图上地物点点位中误差及地物间距中误差的要求如下：地区分类点位中误差（图上mm）间距中误差（图上mm）建筑区和平坦地区±0.2±0.3一般地区±0.4±0.5五、GPS网的网形设计此次GPS静态测量共有6台接收机。GPS网型设计，应该遵循以下原则： （1）GPS应根据测区需要和交通进行设计。GPS网中点与点

10、之间不要求通视，但考虑加密时的应用，每点应有一个以上的通视方向。（2）在布网设计中应考虑到原有测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，宜采用原有坐标系统。对凡是符合GPS网布点要求的旧有控制点，应充分利用其标石。（3）GPS网应由一个或若干个独立观测环构成，也可采用符合线路形式构成。（4）为求得GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。（5）为了求得GPS网点的正常高，应进行水准测量的高程联测。因此，这次控制网采用的是边联式的布网形式（控制网图见后边）。六、选点和埋石GPS控制网点位布设时，点位的点名取组名，点位编号按D01-D15。GPS选点时应遵守

11、如下原则：（1）观测站应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。接收机与其距离一般不得小于200m；（2）观测站附近不应有大面积的水域，或对电磁波反射（吸收）强烈的物体，以减弱多路径效应影响；（3）测站应设在易于安置接受设备的地方，且视场开阔。在视场内周围障碍物的高度角，根据情况一般应小于10-15度；（4）观测站应选在交通便利的地方，并且便于其他观测手段联测和扩展；（5）对于基线较长的GPS网，还应考虑测站附近应具有良好的通讯设备和电力供应，以供观测站之间的联系和设备用电；（6）点位选定后，均应规定绘制点之记，其主要内容应包括，点位及点位略图，点位的交通

12、情况以及选点情况。(7)在建立点位标志时点的标石和标志必须稳定、坚固，易于长期保存和利用，并有利于安全作业。七、外业观测（一）GPS外业观测1、外业观测的方法D级GPS控制网应按照全球定位系统城市测量技术规程的要求进行，其内容如上表观测技术要求。2、外业观测要求 观测组应严格按作业调度表规定的时间进行作业，保证同步观测同一卫星组，当情况有变化时应经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。每一时段开机前后应各自量取一次天线高，两次量得的天线高不大于1mm，取平均值作为最后天线高，取平均值作为最后结果，并及时输入测站名，观测时段号等信息，接收机方向还应当一致，仪器正常工作后，作业人员及

13、时逐项填写测量手簿中的各项内容。观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受到震动和被移动，防止人为和其它物体靠近天线遮挡卫星信号。接收机在观测的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，以防雷电。每日观测结束后，应及时将数据转存到计算机上，确保观测数据不丢失，同时应进行当天的基线计算，记录雨，晴，阴，云等天气情况。    观测人员应严格按手薄内容进行详细记载，不得错记，不得漏记，严禁伪造。（二）数字测图数据采集地形图测绘采用全站仪进行全野外数据采集数字化成图法，主要用全站仪测定地形要素的坐标和高程，对于部分隐蔽点则采取皮尺丈量边长，

14、用边长交会方法求得其坐标，也可采用方向交会法测定地物点的位置。为尽量减少数据粗差，数据记录应充分利用全站仪内存，实现全站仪自动记录。1、测站检查在控制点上设站后，观测之前必须进行以下检查：a）  仪器参数检查。仪器高、目标高、气象改正数、棱镜参数、数据格式和单位等所有相关设置必须正确；b）  仪器对中整平检查。仪器对中的偏差，不应大于5毫米；仪器管气泡不应偏离一格；c）  视准差和指标差检查。角度测量仪器2c和2i，其绝对值不大于40，才能作业，否则仪器必须进行检校；d）  定向检查。以较远的控制点定向，并用附近其他较近的控制点进行检核，角度检核值与原有

15、值之差不应大于40，高程检核值与原值之差不应大于0.05米，边长（或坐标）检核值与原值之差不应大于0.03米；并在较远处选择一个明显铅垂标志（如避雷针、旗杆等）作为参考方向。原则上待测点至测站的距离不应大于定向边的距离，个别测站有困难时，应提高仪器对中精度和有效减弱定向目标偏心误差的影响，此时待测点至测站的距离也不应大于定向边距离的2倍；e）  归零检查（度盘检查）。测图过程中，每测2050个点和在测站结束时检查一次定向方向（或参考方向），每站归零差不应大于40；2、读数、视距要求经过测站检查后，用全站仪施测地物点、地形点时，距离、水平角和垂直角（或坐标X，Y，H）可按半测回一次读数

16、施测。测站至界址点、地物碎部点的距离一般不超过120米，测站至地貌碎部点的距离一般不超过200米，高程点间隔一般不大于15米。3、野外数据采集要求（1）居民地的各类建筑物、构筑物及主要附属设施应准确测绘实地外围轮廓和如实反映建筑结构特征；房屋的轮廓应以墙基外角为准，房屋应逐栋表示，并按建筑材料和性质分类，注记层数。(2)建（构）筑物及其它设施依比例尺表示的，应实测其外部轮廓，并配置符号或按图式规定用依比例尺符号表示；不依比例尺表示的，应准确测定其定位点或定位线，用不依比例尺符号表示。4、地形图要素的表示地物、地貌要素的表示方法和取舍原则，除应按现行的国家标准1500、11000、12000地形

17、图图式GB/T 20257.1-2007执行外，还应符合以下规定（1）居民地的各类建筑物、构筑物及主要附属设施应准确测绘实地外围轮廓和如实反映建筑结构特征。建（构）筑物和围墙轮廓凸凹小于0.2m，简单房屋凸凹小于0.3m，可用直线连接。(2)房屋以墙基外角为准，房屋应逐个测量表示。临时性的房屋（煤渣砖、石棉瓦顶用简单房屋表示，民工的工棚可不表示），但用地类界绘出，并注“工棚区”。房屋根据建筑结构和层数不同要分开表示（分层线用实线表示，一层的可不注层数）。混成一体的建筑物，层数比较清楚的应尽量分层测绘，分层表示困难时，以主体建筑层数注记；层数相近而又较难分割的，以占地面积较大的层数注记，对综合性

18、的大楼和裙楼，建筑物与地面交线用实线表示，最外飘出部分的投影线以及主体与裙楼分层用虚线表示；裙楼层数以面积大的注记，主体楼层以最高层数注记。(3)飘出部分应分飘楼（吊楼）或阳台。若第二层为飘楼，以上各层为阳台时，则表示最外一层的飘楼或阳台，投影到一楼以上的，飘楼和阳台不表示，当两种交替变换频繁时，短的一种归入长的一种综合表示（“短”是指长度小于2米）。5、房屋附属设施实测的内容和表示方法：柱廊以外线投影为准，用虚线表示，四角或转角处的支柱应实测；落地阳台以栏杆外围为准，用实线表示，其内部的墙基线用虚线表示：悬空阳台和飘楼（吊楼）均用虚线表示，为了在图上有所区别规定飘楼（吊楼）加注层数，一层吊楼

19、也要注“1”，但不注结构。当又有阳台又有吊楼时，以多的一种表示，两者一样多时，阳台综合进吊楼一起计为吊楼的层数表示。门廊以顶盖投影为准，用虚线绘出，柱的位置要实测；大门的门顶以顶盖为准，用虚线绘好，柱的位置应实测；门墩以墩外围为准，墩的位置应实测；室外楼梯应实测表示，但有两种情况，一种是与房子连成一体而且是露天的，另一种是与房子不连成一体独立的，而且是有盖顶的，均以室外楼梯表示，以落地的范围实测，室外楼梯，宽度小于图上1（实地0.5米）的不表示。与房屋相连的台阶按投影测绘，但图上不足绘三级符号的（实地长度小于1.5m），可不表示。建筑物门前的有行车通道的雨蓬（罩），无论有柱无柱，均应按投影测出

20、（用虚线绘出）。6、房屋结构图式规定表示，即注“砼”、“混”、“砖”等。以砖为墙体，楼板不是钢盘混凝土结构的瓦、铁皮、石棉瓦盖顶的房屋均以“砖n”表示；楼板是钢筋混凝土结构的瓦顶房或者平顶房均以“混n”表示；钢筋混凝土框架结构的房屋以“砼n”表示，当墙面已装修无法判定为框架结构时，统一规定8层（含8层）以上用“砼n”表示，以下用“混n”表示（n表示层数）。附在其它房屋或靠围墙搭建并以木板或其他简单材料为盖顶的杂物房和搭建在江边、鱼塘边、水面上的茶楼、房屋以简单房屋表示；以钢柱或钢筋混凝土柱为支撑，四周以铁皮为墙体，铁皮或石棉瓦为顶盖的车间、工厂也以简单房屋表示，面积较大时注其用途。7、围墙、栅

21、栏、栏杆、篱笆和铁丝网等围护物，均应实测。在墙基1米以上（含1米）构筑栏杆的按围墙表示，1米以下的以栅栏表示，实测位置以墙基为准。8、房屋内部天井原则上应表示（小于4平方米可不表示）。八、内业处理（一）GPS基线向量的计算及检核1、基线解算    基线数据解算采用TGoffice软件求解，基线解算采用消电离层的双差浮点解或加点离层改正的双差整数解（固定解），其主要技术参数如下：卫星截止高度角15度；电离层模型为：Standard模型；对流层模型为Hopfiled或Computed模型；星历为广播星历或精密星历；采用L1频率或L1L2两个频率。2、基线解算质量检核 （1）同一时段观测值的数据剔除率10% （2）由完全的独立基线构成的独立环，各独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式规定：Wx=2n×   W