GPS控制網(wǎng)及數(shù)字測圖技術設計書說課材料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GPS控制網(wǎng)及數(shù)字測圖技術設計書-GPS控制網(wǎng)及數(shù)字測圖技術設計書一、項目概述本次實習的目的是了解控制測量作業(yè)的全過程，掌握GPS靜態(tài)測量數(shù)據(jù)處理的基本知識；掌握數(shù)字測圖的基本原理，熟練大比例尺1：500地形圖的測繪，提高操作繪圖軟件的能力，從而鞏固課堂學習的理論知識，將理論與實踐有機結合，提高理論水平與外業(yè)操作能力。二、測量依據(jù)1、GPS靜態(tài)測量全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范（CH2001-92）全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程（CJJ73-97）城市測量規(guī)范（CJJ8-85）2、數(shù)字測圖1：500、1：

2、1000、1：2000地形圖圖式（GB/T20257.1-2007）1：500、1：1000、1：2000地形圖數(shù)字化規(guī)范（GB/T171601997）本技術設計書三、測區(qū)概況（一）、測區(qū)范圍1、GPS靜態(tài)測量測區(qū)為桂林市七星區(qū)，位于風景秀麗的漓江東畔，東經(jīng)10945-10440、北緯2418-2541。南起于漓江路，北止于環(huán)城北二路，西起于小東江，東止于普陀路；2、數(shù)字測圖：測區(qū)為桂林理工大學整個屏風校區(qū)。測區(qū)地物主要對象為教學樓、師生住宿樓、植被、電力及通訊設備、供、排灌網(wǎng)絡，文體設備等。（二）、測量任務1、GPS靜態(tài)測量測區(qū)內(nèi)共布置有15個GPS控制點，其中有三個已知點。需要構建一個D級

3、GPS控制網(wǎng)，并進行測量。其中每個控制點觀測2個時段，每個時段不低于2小時。則C=15*2/6=5，共需要測5期。2、數(shù)字測圖對桂林理工大學整個屏風校區(qū)的1：500地形圖的測繪。(三)、現(xiàn)有資料測區(qū)有三個已知的國家高等級三角點，分別是羊角山、屏風山、三里店廣場。因此，在測量過程中，需要聯(lián)測這三個國家高等級點，將GPS網(wǎng)點的坐標轉換到國家坐標系中。(四)、控制網(wǎng)起算數(shù)據(jù)因為本次GPS控制網(wǎng)測量要用到羊角山、屏風山和三里店廣場這三個國家高等級點，所以起算數(shù)據(jù)就是這三個點的坐標。四、主要技術指標（一）坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)的選擇1、本次測量的平面坐標系統(tǒng)采用的是1980西安坐標系，這個系統(tǒng)可滿足本次測圖

4、的要求，其具體參數(shù)如下：坐標系統(tǒng)橢球名稱建成年代橢球類型a（m）f1980西安坐標系克拉索夫斯基1975年參考橢球63781401：298.257WGS-84世界大地坐標系WGS-841984年總地球橢球63781371：298.257中央子午線經(jīng)度為東經(jīng)1062422.5，邊長的高程歸化面為0m，坐標值采用通用值。2、高程系統(tǒng)采用的是1985年國家高程基準。（二）基本精度指標1、GPS靜態(tài)測量1997年版全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程等級相鄰點平均距離(km)a（mm)b(ppm*D)空間位置精度因子PDOP最弱邊相對中誤差D級10-51010-2081/20000各級GPS測量基本技術要求規(guī)

5、定項目級別ABCDE衛(wèi)星高度角（）1015151515有效觀測衛(wèi)星數(shù)44444平均重復設站數(shù)6421.61.6時段長度(靜態(tài))（min）540240604540數(shù)據(jù)采樣間隔（靜態(tài)）（s）3030103010301030接收機選用的技術要求等級接收機標稱精度觀測量同步觀測接收機D級雙/單頻10mm+3ppmD載波相位2閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)的規(guī)定級別ABCDE閉合環(huán)或附合線路邊數(shù)566810同步坐標分量及環(huán)線全長相對閉合差限差(1ppm)等級二三四一級二級坐標分量相對閉合差2.03.06.09.09.0環(huán)線全長相對閉合差3.05.010.015.015.02、數(shù)字測圖（1）界址點精度界址點相對于鄰

6、近控制點的點位誤差和間距超過50米的相鄰界址點的間距誤差不超過下表的規(guī)定；間距未超過50米的界址點的間距誤差限差不超過下式(1)計算結果。D=(mj+0.02mjD)-(1)式中：mj-相應等級界址點的點位中誤差（cm）；D-相鄰界址點間的距離（cm）；-界址點坐標計算的邊長與實量邊長較差的限差（cm）。界址點精度及適用范圍類別界址點對鄰近圖根點點位誤差（cm）界址點間距允許誤差（cm）界址點與鄰近地物點關系距離允許誤差（cm）適用范圍中誤差允許誤差一5101010地價較高地區(qū)、城鎮(zhèn)街坊外圍界址點及街坊內(nèi)明顯界址點二7.5151515地價一般地區(qū)、城鎮(zhèn)街坊內(nèi)隱蔽界址點及村莊內(nèi)部界址點注：界址點

7、對鄰近圖根點點位中誤差系指用解析法勘丈界址點應滿足的精度要求；界址點間距允許誤差及界址點與鄰近地物點關系距離；允許誤差系指各種方法勘丈界址點應滿足的精度要求。（2）主要地籍要素點（地物點）精度主要地籍要素點（地物點）的精度分三級，各級主要地籍要素點（地物點）相對于鄰近控制點的點位誤差和地物點的間距誤差不超過下表的規(guī)定。主要地籍要素點（地物點）精度主要地籍要素點主要地籍要素點相對于鄰近控制點的點位誤差和相鄰主要地籍要素點間的間距誤差適用范圍中誤差(cm)限差(cm)一510大型商住樓、房產(chǎn)價格較高的地物點二7.515一般住宅樓、房產(chǎn)價格適中的地物點三1020簡易住宅樓、房產(chǎn)價格較低的地物點地形圖

8、圖上地物點點位中誤差及地物間距中誤差的要求如下：地區(qū)分類點位中誤差（圖上mm）間距中誤差（圖上mm）建筑區(qū)和平坦地區(qū)0.20.3一般地區(qū)0.40.5五、GPS網(wǎng)的網(wǎng)形設計此次GPS靜態(tài)測量共有6臺接收機。GPS網(wǎng)型設計，應該遵循以下原則：（1）GPS應根據(jù)測區(qū)需要和交通進行設計。GPS網(wǎng)中點與點之間不要求通視，但考慮加密時的應用，每點應有一個以上的通視方向。（2）在布網(wǎng)設計中應考慮到原有測繪成果資料以及各種大比例尺地形圖的沿用，宜采用原有坐標系統(tǒng)。對凡是符合GPS網(wǎng)布點要求的舊有控制點，應充分利用其標石。（3）GPS網(wǎng)應由一個或若干個獨立觀測環(huán)構成，也可采用符合線路形式構成。（4）為求得GPS

9、點在地面坐標系的坐標，應在地面坐標系選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個。（5）為了求得GPS網(wǎng)點的正常高，應進行水準測量的高程聯(lián)測。因此，這次控制網(wǎng)采用的是邊聯(lián)式的布網(wǎng)形式（控制網(wǎng)圖見后邊）。六、選點和埋石GPS控制網(wǎng)點位布設時，點位的點名取組名，點位編號按D01-D15。GPS選點時應遵守如下原則：（1）觀測站應遠離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。接收機與其距離一般不得小于200m；（2）觀測站附近不應有大面積的水域，或對電磁波反射（吸收）強烈的物體，以減弱多路徑效應影響；（3）測站應設在易于安置接受設備的地方，且視場開闊。在視場內(nèi)周圍障礙物的高

10、度角，根據(jù)情況一般應小于10-15度；（4）觀測站應選在交通便利的地方，并且便于其他觀測手段聯(lián)測和擴展；（5）對于基線較長的GPS網(wǎng)，還應考慮測站附近應具有良好的通訊設備和電力供應，以供觀測站之間的聯(lián)系和設備用電；（6）點位選定后，均應規(guī)定繪制點之記，其主要內(nèi)容應包括，點位及點位略圖，點位的交通情況以及選點情況。(7)在建立點位標志時點的標石和標志必須穩(wěn)定、堅固，易于長期保存和利用，并有利于安全作業(yè)。七、外業(yè)觀測（一）GPS外業(yè)觀測1、外業(yè)觀測的方法D級GPS控制網(wǎng)應按照全球定位系統(tǒng)城市測量技術規(guī)程的要求進行，其內(nèi)容如上表觀測技術要求。2、外業(yè)觀測要求觀測組應嚴格按作業(yè)調度表規(guī)定的時間進行作業(yè)

11、，保證同步觀測同一衛(wèi)星組，當情況有變化時應經(jīng)作業(yè)隊負責人同意，觀測組不得擅自更改計劃。每一時段開機前后應各自量取一次天線高，兩次量得的天線高不大于1mm，取平均值作為最后天線高，取平均值作為最后結果，并及時輸入測站名，觀測時段號等信息，接收機方向還應當一致，儀器正常工作后，作業(yè)人員及時逐項填寫測量手簿中的各項內(nèi)容。觀測員在作業(yè)期間不得擅自離開測站，并應防止儀器受到震動和被移動，防止人為和其它物體靠近天線遮擋衛(wèi)星信號。接收機在觀測的過程中不應在接收機近旁使用對講機；雷雨過境時應關機停測，并取下天線，以防雷電。每日觀測結束后，應及時將數(shù)據(jù)轉存到計算機上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失，同時應進行當天的基線計算

12、，記錄雨，晴，陰，云等天氣情況。觀測人員應嚴格按手薄內(nèi)容進行詳細記載，不得錯記，不得漏記，嚴禁偽造。（二）數(shù)字測圖數(shù)據(jù)采集地形圖測繪采用全站儀進行全野外數(shù)據(jù)采集數(shù)字化成圖法，主要用全站儀測定地形要素的坐標和高程，對于部分隱蔽點則采取皮尺丈量邊長，用邊長交會方法求得其坐標，也可采用方向交會法測定地物點的位置。為盡量減少數(shù)據(jù)粗差，數(shù)據(jù)記錄應充分利用全站儀內(nèi)存，實現(xiàn)全站儀自動記錄。1、測站檢查在控制點上設站后，觀測之前必須進行以下檢查：a）儀器參數(shù)檢查。儀器高、目標高、氣象改正數(shù)、棱鏡參數(shù)、數(shù)據(jù)格式和單位等所有相關設置必須正確；b）儀器對中整平檢查。儀器對中的偏差，不應大于5毫米；儀器管氣泡不應偏離

13、一格；c）視準差和指標差檢查。角度測量儀器2c和2i，其絕對值不大于40，才能作業(yè)，否則儀器必須進行檢校；d）定向檢查。以較遠的控制點定向，并用附近其他較近的控制點進行檢核，角度檢核值與原有值之差不應大于40，高程檢核值與原值之差不應大于0.05米，邊長（或坐標）檢核值與原值之差不應大于0.03米；并在較遠處選擇一個明顯鉛垂標志（如避雷針、旗桿等）作為參考方向。原則上待測點至測站的距離不應大于定向邊的距離，個別測站有困難時，應提高儀器對中精度和有效減弱定向目標偏心誤差的影響，此時待測點至測站的距離也不應大于定向邊距離的2倍；e）歸零檢查（度盤檢查）。測圖過程中，每測2050個點和在測站結束時檢

14、查一次定向方向（或參考方向），每站歸零差不應大于40；2、讀數(shù)、視距要求經(jīng)過測站檢查后，用全站儀施測地物點、地形點時，距離、水平角和垂直角（或坐標X，Y，H）可按半測回一次讀數(shù)施測。測站至界址點、地物碎部點的距離一般不超過120米，測站至地貌碎部點的距離一般不超過200米，高程點間隔一般不大于15米。3、野外數(shù)據(jù)采集要求（1）居民地的各類建筑物、構筑物及主要附屬設施應準確測繪實地外圍輪廓和如實反映建筑結構特征；房屋的輪廓應以墻基外角為準，房屋應逐棟表示，并按建筑材料和性質分類，注記層數(shù)。(2)建（構）筑物及其它設施依比例尺表示的，應實測其外部輪廓，并配置符號或按圖式規(guī)定用依比例尺符號表示；不依

15、比例尺表示的，應準確測定其定位點或定位線，用不依比例尺符號表示。4、地形圖要素的表示地物、地貌要素的表示方法和取舍原則，除應按現(xiàn)行的國家標準1500、11000、12000地形圖圖式GB/T20257.1-2007執(zhí)行外，還應符合以下規(guī)定（1）居民地的各類建筑物、構筑物及主要附屬設施應準確測繪實地外圍輪廓和如實反映建筑結構特征。建（構）筑物和圍墻輪廓凸凹小于0.2m，簡單房屋凸凹小于0.3m，可用直線連接。(2)房屋以墻基外角為準，房屋應逐個測量表示。臨時性的房屋（煤渣磚、石棉瓦頂用簡單房屋表示，民工的工棚可不表示），但用地類界繪出，并注“工棚區(qū)”。房屋根據(jù)建筑結構和層數(shù)不同要分開表示（分層線

16、用實線表示，一層的可不注層數(shù)）?；斐梢惑w的建筑物，層數(shù)比較清楚的應盡量分層測繪，分層表示困難時，以主體建筑層數(shù)注記；層數(shù)相近而又較難分割的，以占地面積較大的層數(shù)注記，對綜合性的大樓和裙樓，建筑物與地面交線用實線表示，最外飄出部分的投影線以及主體與裙樓分層用虛線表示；裙樓層數(shù)以面積大的注記，主體樓層以最高層數(shù)注記。(3)飄出部分應分飄樓（吊樓）或陽臺。若第二層為飄樓，以上各層為陽臺時，則表示最外一層的飄樓或陽臺，投影到一樓以上的，飄樓和陽臺不表示，當兩種交替變換頻繁時，短的一種歸入長的一種綜合表示（“短”是指長度小于2米）。5、房屋附屬設施實測的內(nèi)容和表示方法：柱廊以外線投影為準，用虛線表示，四

17、角或轉角處的支柱應實測；落地陽臺以欄桿外圍為準，用實線表示，其內(nèi)部的墻基線用虛線表示：懸空陽臺和飄樓（吊樓）均用虛線表示，為了在圖上有所區(qū)別規(guī)定飄樓（吊樓）加注層數(shù)，一層吊樓也要注“1”，但不注結構。當又有陽臺又有吊樓時，以多的一種表示，兩者一樣多時，陽臺綜合進吊樓一起計為吊樓的層數(shù)表示。門廊以頂蓋投影為準，用虛線繪出，柱的位置要實測；大門的門頂以頂蓋為準，用虛線繪好，柱的位置應實測；門墩以墩外圍為準，墩的位置應實測；室外樓梯應實測表示，但有兩種情況，一種是與房子連成一體而且是露天的，另一種是與房子不連成一體獨立的，而且是有蓋頂?shù)模允彝鈽翘荼硎?，以落地的范圍實測，室外樓梯，寬度小于圖上1（

18、實地0.5米）的不表示。與房屋相連的臺階按投影測繪，但圖上不足繪三級符號的（實地長度小于1.5m），可不表示。建筑物門前的有行車通道的雨蓬（罩），無論有柱無柱，均應按投影測出（用虛線繪出）。6、房屋結構圖式規(guī)定表示，即注“砼”、“混”、“磚”等。以磚為墻體，樓板不是鋼盤混凝土結構的瓦、鐵皮、石棉瓦蓋頂?shù)姆课菥浴按un”表示；樓板是鋼筋混凝土結構的瓦頂房或者平頂房均以“混n”表示；鋼筋混凝土框架結構的房屋以“砼n”表示，當墻面已裝修無法判定為框架結構時，統(tǒng)一規(guī)定8層（含8層）以上用“砼n”表示，以下用“混n”表示（n表示層數(shù)）。附在其它房屋或靠圍墻搭建并以木板或其他簡單材料為蓋頂?shù)碾s物房和搭建在

19、江邊、魚塘邊、水面上的茶樓、房屋以簡單房屋表示；以鋼柱或鋼筋混凝土柱為支撐，四周以鐵皮為墻體，鐵皮或石棉瓦為頂蓋的車間、工廠也以簡單房屋表示，面積較大時注其用途。7、圍墻、柵欄、欄桿、籬笆和鐵絲網(wǎng)等圍護物，均應實測。在墻基1米以上（含1米）構筑欄桿的按圍墻表示，1米以下的以柵欄表示，實測位置以墻基為準。8、房屋內(nèi)部天井原則上應表示（小于4平方米可不表示）。八、內(nèi)業(yè)處理（一）GPS基線向量的計算及檢核1、基線解算基線數(shù)據(jù)解算采用TGoffice軟件求解，基線解算采用消電離層的雙差浮點解或加點離層改正的雙差整數(shù)解（固定解），其主要技術參數(shù)如下：衛(wèi)星截止高度角15度；電離層模型為：Standard模型；對流層模型為Hopfiled或Computed模型；星歷為廣播星歷或精密星歷；采用L1頻率或L1L2兩個頻率。2、基線解算質量檢核（1）同一時段觀測值的數(shù)據(jù)剔除率10%（2）由完全的獨立基線構成的獨立環(huán)，各獨立環(huán)的坐標分量閉合差和全長閉合差應符合下式規(guī)定：Wx=2nWy=2nWz=2n(3)預期精度當基線長度3km時，優(yōu)于3