渤海海峡测绘基础控制网水准测量技术总结.docx
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渤海海峡测绘基础控制网水准测量技术总结
渤海海峡测绘基础控制网水准测量
技术总结
1概述
1.1任务来源
受武大测绘学院委托，中经测公司承担了《渤海海峡测绘基础控制网测量工程》项目中的水准测量的外业测量任务。
1.2任务内容
本任务内容如下：
在选定的50座潮位站附近建立主、副点，在主、副点及相应潮位站点的工作水准点进行二等水准测量，二等水准路线长度为1702.4千米（含广利港）。
1.3任务完成情况
本任务作业人员于2018年03月05日进入测区，开始渤海海峡测绘基础控制网测量工程外业水准测量工作，经过3个月时间的紧张施测，于2018年06月10日完成1702.4千米（含广利港）二等水准测量观测任务。
1.4测区概况和已有资料利用情况
1.4.1测区范围：
本次渤海海峡测绘基础控制网测量工程测区范围如图1-1所示，项目范围以涵盖目前海测中心所测绘北方海区港口航道图为准，海域范围如下：
1）34°58′、119°12′；2）34°58′、120°06′；3）36°30′、123°16′；4）39°00′、124°28′；5）39°47′、124°28′。
图1-1测区覆盖范围示意图
1.4.2测区交通情况：
测区位于天津市、辽宁省、河北省、山东省的沿海地区及部分岛屿，北起辽宁省丹东港，南至山东省的岚山港，测区为沿整个渤海及黄海海岸线狭长带状。
测区是我国经济发达地区，主要居民点有天津、丹东、大连、盘锦、锦州、葫芦岛、唐山、黄骅、滨州、潍坊、龙口、烟台、威海、青岛、日照等城市。
测区交通状况良好，公路、铁路、航空、海运形成四通八达的立体交通网络。
作业所采用的主要交通工具为汽车，通行的高速公路有京哈高速、丹大高速、沈海高速、沿海高速、荣乌高速，国道有G02、G201、G202、G204、G205、G305，还有省、县、乡及村道可通行，但一些岛屿交通状况较差，无交通船可利用，需租用船只。
1.4.3已有资料的利用情况
（1）国家海岛（礁）测绘工程（927工程）部分成果；
（2）国家一、二等水准测量成果；
（3）辽宁省、河北省、山东省CORS站建设成果及精化似大地水准面资料；
（4）天津市、辽宁省、河北省、山东省交通图，作为作业时参考资料使用。
1.5任务的生产组织实施
1.5.1采用软件
（1）天宝水准仪传输软件；
（2）水准数据转换软件。
1.5.2仪器设备
渤海海峡测绘基础控制网测量工程（水准测量）主要使用设备如表1-1：
表1-1仪器设备一览表
序号
仪器设备
名称
规格
型号
精度
指标
数量
制造时间
产地
设备现状
备注
（检定日期及有效日期）
1
数字水准仪
TrimbleDiNi03
S05级
6台
正常
2018年-2019年
2
3米铟瓦水准标尺
Trimble
6对
正常
2018年-2019年
3
铸铁尺垫
5kg
6对
正常
4
笔记本电脑
联想
3台
2017年中国
正常
5
笔记本电脑
戴尔
3台
2017年中国
正常
6
打印机
HP1106
1
2015年中国
正常
7
汽车
金杯
6
中国
正常
8
汽车
瑞风
1
中国
正常
上述数字水准仪经黑龙江测绘计量仪器检定站检校合格，3米铟瓦水准标尺经中国地震局第一监测中心计量检定站检校合格并均在有效期内。
1.5.3投入人员
公司将渤海海峡测绘基础控制网测量工程列为公司的重点项目，抽调精兵强将组成强有力的作业队伍来完成渤海海峡测绘基础控制网测量工程的测量工作。
任务投入人员及具体分工如表1-2：
表1-2投入人员一览表
序号
姓名
拟任职务
年龄
学历
专业
职称/职业资格
1
1.5.4工作流程及时间安排
本任务于2018年01月开始准备，主要包括数字水准仪及3米铟瓦水准标尺的测前检验工作，各省水准资料收集整理；于2018年03月上旬开始水准测量外业观测，于2018年06月上旬完成全部外业观测任务；2018年06月3米铟瓦水准标尺测后送检，同时进行各项资料的整理检查工作；2018年07月底上交所有资料。
工作具体进度如下表1-3所示：
表1-3进度计划表
项目
2018年
01月
02月
03月
04月
05月
06月
07月
资料、设备准备
水准测量
资料整理
检查上交
2技术设计执行情况
2.1作业依据
1）《国家一、二等水准测量规范》GBT12897-2006
2）《精密工程测量规范》GB/T15314-1994
3）《海道测量规范》GB12327-1998
4）《测绘产品质量评定标准》CH1003－95
5）《测绘技术总结编写规定》CH/T1001-2005
6）《渤海海峡测绘基础控制网测量工程水准测量外业专业技术设计书》。
2.2测量基准和质量指标
2.2.1测量基准
（1）地心坐标系统
CGCS2000坐标系
（2）高程系统
1985国家高程基准
2.2.2质量指标
二等水准测量每公里偶然中误差：
≤±1.0mm
二等水准测量每公里全中误差：
≤±2.0mm
2.3技术路线及工艺流程
技术路线：
采用二等水准测量方法测定潮位站主、副点、潮位站工作水准点高程。
作业的工艺流程如下图所示：
图1-2工艺流程图
2.4选点与埋石
选点与埋石于水准测量之前进行，具体情况请参阅《渤海海峡测绘基础控制网测量工程GNSS专业技术总结》。
2.5水准测量实施情况
2.5.1技术要求
（1）测前准备
1）出测前单位组织生产人员认真学习规范、技术设计书，按照ISO9001:
2000质量管理体系的要求进行技术培训工作，进一步提高作业人员的技术水平，强化作业人员的质量意识。
根据掌握的测区实际情况，仔细研究，细化观测技术方案。
总结以往工作经验和遇到的问题，并根据本测区技术设计书对每个观测小组的每个成员进行考核，宏观掌握观测小组的技术能力，并有针对性地对其进行技术培训。
2）按技术要求在测前正确设置数字水准仪的各项参数及信息。
（2）观测方法及技术指标
二等水准观测使用DS05级数字水准仪及与之相配套的3米铟瓦水准标尺，尺承使用5kg铸铁尺垫。
外业观测顺序往返测奇数站为后-前-前-后，偶数站为前-后-后-前。
测站观测限差按照《国家一、二等水准测量规范》GBT12897-2006相关要求执行，主要技术指标如表2-1所示，测段往返测高差不符值、附合路线或环线闭合差、检测已测测段高差之差的限差如表2-2所示。
表2-1二等水准测站主要技术指标
项目
二等
视线长度
≥3m且≤50m
前后视距差
≤1.5m
前后视距差累计
≤6.0m
视线高度
≤2.80m且≥0.55m
表2-2往返高差不符值、环闭合差、检测各项限差
测段、路线往返测高差不符值（mm）
附合路线或环线闭合差（mm）
检测已测测段高差之差（mm）
±
±
±
注：
K:
路线或测段的长度，单位为千米（km）。
L：
附合路线（环线）的长度，单位为千米（km）。
R:
检测测段长度，单位为千米（km），测段长度小于0.1千米的按0.1
千米计算。
（3）内业数据整理
二等水准测量内业数据整理主要是生成电子水准测量记录手簿、编制水准测量外业高差与概略高程表，计算往返测高差不符值及每千米水准测量的偶然中误差。
2.5.2观测数据下载与存储
每一条水准路线结束后或每天作业结束后及时下载观测数据，下载之后将原始观测数据存储在计算机中。
每条水准支线为一个子目录，子目录名称为该支线潮位站站名，文件名命名方式为：
MMDD.DAT（MM观测月份，DD观测日期）。
2.5.3技术问题及处理
1）二等水准接测于高等级水准点（二等水准点以上）之上。
二等水准路线天津港及周边布设为附合路线，其他潮位站均为二等水准支线。
所有起算的高等级水准点均进行检测，检测精度为二等水准测量，检测高差与原测高差之差均在规定的限差之内，各条水准路线的检测数据见附录1《二等水准路线检测精度统计表》。
天津港二等附合水准路线闭合差检核结果如下表：
表2-3二等附合水准路线闭合差检核表
序号
起闭点
路线长度（Km）
闭合差（mm）
限差（mm）
1
I津柳20基上--I汉乐1基
204.1
-27.8
±85.7
2
I津柳20基上--I绥津108
180.6
8.9
±80.6
2
I汉乐1基--I绥津108
134.5
36.8
±69.6
注：
限差按±6√R计算，其中R为检测路线长度。
2）个别潮位站主、副点及工作水准点较为分散且相距较远，施测时遵循有利提高作业效率和保证成果精度的原则，水准路线尽可能缩短，按照港口及地形的具体情况分为2条或3条支线。
有类似情况的大东港分为3条水准支线施测；长兴岛分为长兴岛北港区和长兴岛2条水准支线施测；黄骅港分为黄骅综合港和黄骅工作船码头2条水准支线施测。
3）由于搜集到的接测水准点高程数据资料的施测年代不同，提供单位为国家地理信息中心，使用时优先采用年代较近且同期观测的成果。
使用的接测及检测水准点及高程数据见附录2《接测及检测水准点高程统计表》。
4）东营原设计的草场地至孤岛镇路段的观测路线在作业时该路段正在修路，影响正常施测，故改道绕行，使观测路线有所增加。
5）黄骅港因设计的水准支线起测水准点Ⅱ黄埕4-2基与Ⅱ黄埕4-1未收集到数据，该水准支线起测水准点改为I津柳20基与I津柳26（06）。
6）编制二等水准测量外业高差与概略高程表时计算了标尺长度改正、标尺温度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正、海潮负荷改正。
7）二等水准路线共48个区段，751个测段。
测段往返测高差不符值全部满足设计要求。
二等水准路线48个区段的往测与返测同在上午（或下午）观测的现象有25个区段，占区段观测总站数的百分比最大为27.94%，小于不超过30%的要求。
各区段同在上午或下午观测的情况统计详见附录3《二等水准路线区段往返测同在上午（下午）观测站数统计表》。
8）每条二等水准路线（区段）均计算其每千米水准测量的偶然中误差，二等水准测量的每千米水准测量的偶然中误差均符合设计要求。
本次所有观测数据求得的每千米水准测量的偶然中误差为±0.63mm，符合设计要求。
详见附录4《测段往返测高差不符值及每千米水准测量的偶然中误差计算》。
9）二等水准路线没有形成闭合环，因此没有环闭合差，故无法计算每千米水准测量的全中误差。
3测绘成果的质量检查和评定
根据《渤海海峡测绘基础控制网测量工程水准测量外业专业技术设计书》的各项规定，生产过程中各项操作严格按照设计书要求进行，作业小组对观测数据及数据整理成果进行了100%的自查互校，外业测绘工程部进行了100%的详查，公司质检部对观测成果、各种文档资料进行100%检查，外业检查10%采取抽查的方法，总计抽取二等水准测量8条支线。
3.1.检查内容
（1）仪器检验的检查
仪器检定证书、数字水准仪及3米铟瓦水准标尺检验项目是否齐全，检验方法是否正确，仪器及标尺检验手簿记录是否符合要求，检验结果是否满足规范和设计要求。
（2）仪器设备维护情况的检查
检查仪器设备的维护情况包括数字水准仪是否指定专人保管；运输过程中是否有专人押运；是否采取防震、防潮、防晒、防尘、防辐射等措施；电池是否按要求按时充电。
（3）水准观测现场检查
1）观测前数字水准仪是否进行预热，是否检测数字水准仪i角；
2）检查仪器参数设置是否正确；
3）观测时间及气象条件是否满足要求；
4）测站观测顺序和方法是否正确。
（4）成果整理的检查
1）检查电子水准测量记录手簿、数字水准仪、3米铟瓦水准标尺检验手簿等资料的封面、副封面及相关内容是否正确；
2）检查电子水准测量记录手簿中表头填写的内容是否正确，测段计算的结果是否正确；
3）检查水准测量外业高差与概略高程表摘录的项目是否齐全、数据是否正确；各项计算是否正确；
4）检查二等水准支线的起算点的数据摘录是否正确；检测高差与原测高差之差计算是否正确，高差之差是否满足规范、技术要求；
5）检查各测段往返测高差不符值计算是否正确；不符值是否满足规范、技术要求；
6）检查二等水准观测时各个测段观测时间，测段往返测是否分别在上下午观测，有无测段的往返测均在上午（下午）观测，有则计算其站数占区段总站数的比例；
7）检查每千米水准测量的偶然中误差计算是否正确；数值是否满足规范、技术要求；检查数字水准仪i角计算是否正确；
8）上交资料是否齐全。
3.2质量评定结果
本次作业过程中各观测组完全按照作业技术规定进行，作业程序正确，计算准确，数据完整，工作总结内容真实，符合《渤海海峡测绘基础控制网测量工程水准测量外业专业技术设计书》的要求。
4上交成果及清单
水准测量上交资料见下表4-1。
表4-1水准测量上交资料目录
序号
上交资料名称
数量
备注
1
渤海海峡测绘基础控制网测量工程水准测量外业专业技术设计书
1本
2
渤海海峡测绘基础控制网测量工程水准测量外业专业技术总结
1本
3
渤海海峡测绘基础控制网测量工程（水准测量）检查报告
1本
4
二等水准观测记录手簿
1本
5
二等水准测量外业高差与概略高程表
1本
6
数字水准仪检验手簿
1本
7
3米铟瓦水准标尺检验手簿
1本
8
观测数据及仪器检验数据光盘
1张
附录1：
二等水准路线检测精度统计表
序号
站点名称
起始点名
起始点高程
原测高差
高差
之差mm
检测
距离km
限差mm
检测点名
检测点高程
检测高差
1
大东港
2
大孤山
3
庄河港
4
大连新港
5
棉花岛
6
羊头洼
7
长兴岛
8
大连港太平湾港区
9
仙人岛港
10
鲅鱼圈
11
盘锦新港
12
葫芦岛港
13
绥中港
14
秦皇岛港
15
黄骅港
16
潍坊港
17
莱州港
18
龙口港
19
蓬莱新港
20
烟台西港
21
烟台芝罘湾
22
威海内港
23
成山头
24
石岛新港
25
靖海
26
乳山港
27
海阳港
28
女岛
29
麦岛
30
青岛港前湾港区
31
董家口
32
石臼港
33
岚山港
34
曹妃甸
35
东营
36
广利港
附录2：
二等水准接测及检测水准点高程统计表
序号
站点名称
所在省份
点名
高程（85）m
资料来源
1
大东港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
2
大孤山
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
3
庄河港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
4
大连新港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
5
棉花岛
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
6
羊头洼
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
7
长兴岛
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
8
大连港太平湾港区
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
9
仙人岛港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
10
鲅鱼圈
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
11
盘锦新港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
12
葫芦岛港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
13
绥中港
辽宁省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
14
秦皇岛港
河北省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
15
黄骅港
河北省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
16
潍坊港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
17
莱州港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
18
龙口港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
19
蓬莱新港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
20
烟台西港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
21
烟台芝罘湾
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
22
威海内港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
23
成山头
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
24
石岛新港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
25
靖海
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
26
乳山港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
27
海阳港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
28
女岛
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
29
麦岛
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
30
青岛港前湾港区
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
31
董家口
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
32
石臼港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
33
岚山港
山东省
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
34
天津
天津市
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
国家基础地理信息中心
35
曹妃甸
河北省
国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心
36
东营
山东省
国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心
37
广利港
山东省
国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心
附录3：
二等水准路线区段往返测同在上午（下午）观测站数统计表
序号
路线（区段）名称
测站数
上、下午相同站数
百分比
1
大东港
918
20
2.18
2
大孤山
660
80
12.12
3
庄河港
508
104
20.47
4
王家岛
4
0
0.00
5
獐子岛
32
0
0.00
6
大连新港
1120
144
12.86
7
棉花岛
280
0
0.00
8
羊头洼
914
110
12.04
9
长兴岛
1762
0
0.00
10
大连港太平湾港区
1150
0
0.00
11
仙人岛
456
18
3.95
12
鲅鱼圈
436
0
0.00
13
盘锦新港
874
32
3.66
14
葫芦岛港
902
升级会员 