高速公路1比地形图与控制测量技术设计书.docx

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高速公路1比地形图与控制测量技术设计书

高速公路1比2000地形图及控制测量技术设计书

1.国家测绘局CH/Z3003-2010《低空数字航空摄影测量内业规范》

2.国家测绘局CH/Z3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》

3.国家技术监督局GB12898-09《国家三、四等水准测量规范》

4.国家技术监督局GB/T7929-1995《1:

500～1:

2000地形图图式》

5.交通部JTGC10-2007《公路勘测规范》

6.交通部JTG/TC10-2007《公路勘测细则》当规范、图式与本技术设计书要求有矛盾时，以本技术设计书为准。

2.2坐标系统与成图规格

1.平面系统:

本项目采用1980西安坐标系，中央子午线为120°00′

2.高程系统:

1985国家高程基准

3.基本成图格式:

分段提供测区总拼图（dwg格式）

4.成图比例尺:

1:

2000

5.基本等高距:

1米

6.图上高程注记点的密度:

图上每平方分米注记点不得少于15个，高程注至0.1米

7.电子图X坐标按7位整数、Y坐标按6位整数输入，小数部分全部为三位。

.3主要技术要求

1.测图范围

路线长度为52公里左右（含正线38公里及比较线约14公里）,一般路线带宽为600米（以设计线为中线每侧300米）,互通范围扩大并包含连接线范围,淮盐高速范围长度为4公里,宽度约200米（以淮盐高速为中心两侧各100米）。

具体范围详见提供的1：

1万地形图测图区域线。

2.控制测量精度要求

四等GPS测量：

相对起算点的点位中误差不得大于±5cm,最弱相邻点相对点位中误差不得大于±3cm；

一级GPS测量：

相对四等GPS点的点位中误差不得大于±5cm,最弱相邻点相对点位中误差不得大于±3cm；

四等水准测量：

每公里测量全中误差不得大于±10mm最,弱点高程中误差不得大于±25mm。

附合水准路线长度≤25km,控制网节点间长度≤17km。

由于该项目与在建234省道相交，所以平面及高程均应与234省道控制成果进行联测，平面及高程联测数量宜在3个以上。

3.地形图精度要求

图上地物点相对于最近野外平面控制点的位置中误差≤±0.6mm，邻近地物点间距中误差≤±0.5mm。

高程注记点相对于最近野外控制点的高程中误差:

平地≤±0.27m，丘陵地≤±0.40m。

等高线高程中误差:

平地≤±0.33m，丘陵地≤±0.50m。

树木稠密的隐蔽地区,上述2条的限差放宽0.5倍。

3、设计方案

3.1技术途径

沿设计的公路中心线进行航空摄影，航摄比例尺为1:

20000左右；沿中心线两侧交叉布设四等、一级GPS点，在此控制网的基础上联测像片控制点，像片控制点按单航线网布设；航线网空三加密；航测数字化测图；DTM制作；外业补测、补调；内业编辑成图；资料整理提交；过程检查、最终检查贯穿于各个工序。

3.2作业流程图

3.3航空摄影

低空无人机航空摄影系统是一种以无人直升机为平台，以CCD数字相机为有效载荷，飞行高度在1000米以下，能够获取规则重叠度影像的航空摄影系统。

一般由飞行平台、有效载荷、地面监控站、数据链路和应急装置等部分组成，是一种轻便灵活、无需专用机场支持的新型航空摄影系统。

本测区的航空摄影由我院组织专业航摄公司，用经鉴定合格的摄影相机进行，为保证飞行质量，飞机应采用GPS导航，避免人工判读导航，航摄设计应提供每条航线中心线起末经纬度，并应包含航线两端的基线保证数。

摄影相机采用佳能5DmarkII，像幅为36mm×24mm，焦距为35mm，地面分辨率为0.14m。

影像采用数字相机以数字方式按约1:

20000比例尺进行摄影，设计航高约755米，摄影范围详见委托方的红线图。

翼展

2.5m

巡航速度

110km/h

机长

2.05m

最大爬升率

15m/s

机高

0.58m

升限

5000m

起飞重量

18kg

抗风能力

5级

空重

10kg

续航时间

2h

最大载荷

6kg

最大航程

280km

飞行质量主要指标:

航向重叠:

65％

旁向重叠:

35％旋偏角:

一般不大于8°其它要求:

1）摄影者要掌握晴空无云天气标准进行摄影,保证摄影质量

2）如出现绝对漏洞应进行补摄

3）像片应按规范编号。

4）摄影像片索引图上航线两端注记航摄日期、摄区代号、起止片号、总片数。

详细技术要求参照《低空数字航空摄影规范》执行。

3.4四等GPS测量

3.4.1已有资料

测区沿线有江苏省测绘局于2000年4月至2002年4月施测的全省C级GPS控制点成果张庄（3155）、阜城镇（5070）、毛家舍（3152）、硕集镇（5069）、季家堰（3151）、后白岗（3153）和Ⅰ临无77暗（4044）等,其成果均属1954年北京坐标系,1985国家高程基准。

以上成果经实地踏勘后可以作为GPS控制网的起算点。

3.4.2选点及点位要求

为了使GPS网有良好的结构且利于下一级控制的发展,四等GPS点均采用对点形式布设,沿预选线每隔5km左右埋设一对点,其中线路起讫点、枢纽、互通、大桥附近需各埋设一对点。

GPS点四周应没有仰角高于15°的成片障碍,以利卫星信号的接收。

点位远离大功率无线电发射源（如电台、微波站等）和高压输电线。

点位附近不应有强反射的地面和环境或对电磁波接收有强烈干扰的物体,以免多路径效应引起定位点坐标误差。

对于布测四等GPS网,应注意以下三点：

1、四等GPS网点点位应选取在距设计的公路中线200m～1500m的土质坚硬,地基稳固以利于长期保存、便于使用的地方。

2、联测的高等级点点数应不少于4点且要均匀分布在新布测GPS网周边,将新布测的GPS网包控在内。

3、四等GPS点,对点间距一般不小于500米且应互相通视,以利于次级控制网用常规方法扩展和联测,闭合环或附合路线的边数不大于7条。

3.4.3埋石

四等地面点埋设普通三角点标石的柱石,柱石底部垫10cm的混凝土加固,标石面高出地面约1-2cm,用混凝土沏成50cm×50cm的平台；建筑物上现场浇灌标石,其规格为30cm×30cm×15cm,中心嵌入三角点标志；在平台上刻注出点名及测量委托单位名称,如

“E01”和“省交院”,观测时用红漆描绘清楚,并在实地绘制点之记，点之记需配至少两张照片（远近各一张）。

埋石后必须经过一个星期或一次以上雨天,使标石基本稳定后方

可进行观测。

标石规格见下图（单位：

厘米）：

3.4.4观测及平差计算

1.采用三台以上经权威部门检验合格且在有效期内的GPS接收机进行快速静态观测，作业前需检验合格，利用SKI软件编制出GPS卫星可见性预报表，以便合理选择最佳观测时段。

2.在观测过程中,接收机应同步跟踪5颗以上的卫星；几何图形强度因子（PDOP）不大于6；同步观测时间不少于20分钟；数据采集间隔10秒。

3.观测过程中按GPS操作手册要求作业,做好原始资料的记录工作；测量手簿记录齐全,清晰,不得随意涂改；接收机天线高在观测前后各量一次,互差不大于3mm时取中数作为结果；安置仪器时,对中误差不大于1mm。

4.在解算出独立基线后,利用同济大学的TGPPS软件,先进行网的无约束平差,并检验其同步环、异步环和附合路线闭合差及允许值；经检验分析后利用三个以上已知点作为起算点,进行全网二维约束平差计算。

1）重复基线测量的差值应满足《公路勘测规范》4.1.5-1式的规定：

ds≤22

2）GPS网同步环闭合差应符合《公路勘测规范》4.1.5-2式的规定：

Wx≤nσ

Wy≤5nσ

Wz≤5nσ

W≤25n

3）GPS网异步环闭合差应符合《公路勘测规范》4.1.5-3式的规定：

Vx≤43nσ

Vy≤43nσ

Vz≤43nσ

V≤2nσ

4）无约束平差中，基线分量的改正数绝对值应满足《公路勘测规范》4.1.5-4式的

规定：

V△x≤3σ

V△Y≤3σ

V△z≤3σ

5）约束平差中，基线分量的改正数与经过粗差剔除后的无约束平差结果的同一基线

相应改正数较差的绝对值应满足《公路勘测规范》4.1.5-5式的规定：

dV△x≤34σ

dV△z≤34σ

上述公式中:

n为闭合环或附合路线的边数；

σ=a2（b?

d）2（基线向量的中误差，单位为mm；）

a为固定误差（mm）；b为比例误差系数（mm/km）；d为基线长度（km）。

3.5一级导线测量

3.5.1选点及点位要求在已有四等GPS点的控制下布设成附合导线或结点网,为了便于公路施工时的放样,一级导线点应在道路一侧连续布设3—5点后再跳至另一侧,不要在道路两侧频繁跳跃；点位不得选取在田中或易被车辆碾压的行车道边；平均点间距为300米左右，不得小于

200米；附合路线的全长不超过6km。

点的名号：

在流水号前加“F”,如F01、F02、F03。

本线路周边植被厚密,不便通视,点位距道路中心线可在50m～200m之间选择。

当采用GPS观测时,点位除要满足GPS测量的各项要求外,对线路方向应呈扇形通视,相邻点间应互相通视,困难时应确保有一个通视方向。

3.5.2埋石地面点埋设一级导线点标石；标石面高出地面1-2cm,用混凝土砌成30cm×30cm的平台；桥涵等水泥地面上可用镶嵌标志；标石整饰与四等点类似，在平台上刻注出点号,如“F01”和“省交院”，并在实地绘制点之记，点之记需配至少两张照片（远近各一张）。

为使用方便，观测时用红漆描绘清楚。

埋石与观测的间隔时间与四等平面控制网相同。

3.5.3观测及平差计算

1.一级导线采用GPS观测时,使用三台以上GPS接收机进行观测，可采用快速静态作业模式，同步观测时间不少于15分钟，闭合环或附合路线的边数不大于10条。

。

2.一级导线按常规方法作业时,水平角用J2仪器观测二测回,边长用Ⅱ级测距仪观测二测回（每测回读4次数）,温度,气压在边的一端测定,观测边长应进行加、乘常数,气象和倾斜改正。

导线方位角闭合差的限差为10″n，导线全长相对闭合差的限差为

1/17000，最弱点相对于起算点的点位中误差不应大于±5cm。

3.观测成果验算合格后用经检验合格的平差软件进行平差计算。

3.6四等水准测量

3.6.1起算数据

测区沿线有三等阜杨线（阜杨9、阜杨10、阜杨12、阜杨14等），三等杨龙线（杨龙

1、杨龙4、杨龙5等）以及二等宝上线等水准起算点,经检测合格后可作为本次水准测量的高程起算点。

3.6.2联测方案

1.凡位于平地上的平面控制点，均应采用四等水准联测高程。

2.四等水准路线全线应贯通连接，水准附合路线的最大长度不宜超过25km，在高等

级水准路线点密度满足不了路线长度的要求时，水准路线可构成结点，结点间长度最大不应超过17km。

3.6.3外业观测

1.四等水准测量采用单程观测，使用的仪器标尺均按《国家三、四等水准测量规范》要求进行检验。

观测采用“后-后-前-前”的观测方法，视线长度，视距较差等按水准规范表6执行。

采用DS3水准仪观测时,视距应在水准仪整平后读上下丝读数，上下丝读数的平均值与中丝读数比较其较差，不应超过±20mm，超过时应重测。

2.测站观测限差按《水准规范》表7、表8执行。

路线闭合差不大于±20Lmm。

当超限时该路线应进行重测，必要时对相邻已知点进行检测。

3.跨河水准时，若视线长度在200m内，测站上应变换一次仪器高度再测一次高差，两次观测高差之差不超过±7mm，结果取中数。

当视线长度超过200m时，应执行《国家三、四等水准测量规范》8.2至8.5款的规定。

4.采用电子水准仪观测时，各项要求按相关《国家三、四等水准测量规范》7.3.2执行。

3.6.4平差计算与i角检校

1.水准网外业验算合格后，用检验合格的平差程序进行严密平差。

2.经检验过的水准仪在作业开始后连续三天应进行i角检校，水准仪i角应小于±20"，连续3天保持稳定以后每周校检一次。

3.7像片控制测量

3.7.1像控点布设方案

1）像控点布设:

按单航线布设平高控制点，每条航线或每条航线分段不超过6条基

线，在需布点像片的上下标准点位处均需布设控制点。

两条和两条以上的平行航线按区域网布点，为提高像控加密的精度，要求在区域网的两端中部位置，各加一个平高点，对地形起伏较大处且需要内业立体采集高程注记点和等高线时，应采取全野外或双模型布设像控点。

不规则区域网，应在凸角处增补平高点，凹角处增补高程点。

但当凹凸角之间距离超过2条基线时，凹角处亦应布平高点。

当像主点或标准点位落水时，落水范围的大小和位置如不影响模型连接，可仍按正常航线布点。

当航向三片重叠范围内选不出连接点时，落水像对应按全野外布点。

当定向点的标准点位置附近落水，航向三片重叠选不出连接点时，落水像对要采取全野外布点。

当地形起伏较大地区，需要内业立体测绘等高线和测定图上高程注记点时，应适当增加高程控制点。

2）像控点应选刺在棱角分明的地物上，刺点片要求反差适中；平高点以“P”表示，高控点以“G”表示并顺序编号。

3）像控点选刺后，应经第二人实地100%的检查，并签署刺点者、检查者姓名和观测日期。

3.7.2像控点联测方案

（1）常规采用GPS-RTK作业模式联测像控点，要求在固定站上对流动站先进行已知点的检测校核。

为提高加密精度，在作高程控制点联测时，应尽量同时测定其平面坐标，提供内业加密纠错使用。

2）像控点高程测量

采用GPS-RTK作业模式时，可在选用已有的基础控制点成果基础上，直接得到像控点的三维坐标。

（3）当像控点刺点位置GPS无法接收信号时，可在像控点附近测定GPS临时点，再用全站仪采用引点法测定像控点坐标。

引点距离不得超过300M，距离观测一测回，水平角应联测二个已知方向，按方向法观测二测回。

在联测像控点的同时对像控点进行彩色数码拍摄，以清晰反映像控点刺点点位，方便内业判读点位。

数码照片中应清楚标识像控点位（或以标志物辅助反映联测方位）。

照片视场大小应适中。

像控点数码照片文件名与点号相同，与刺点片一同进行资料交接。

3.8解析空中三角测量

根据外业测定的像片控制点的成果，采用Geolord-AT、VirtuzoAAT自动空三软件，通过光束法区域网整体平差得到加密点成果。

准备资料:

相机鉴定表、像控点分布图、控制像片、1:

1万地形图、像控点成果表、技术设计书等。

空三加密使用光束法区域网平差软件解算加密点的平面坐标和高程，其各项限差应

符合《公路勘测规范》6.3.3中的要求。

3.9航测数字化测图

在全数字摄影测量工作站上进行内业数据采集，要求直接将加密参数导人测图工作站，对高程立体模型利用实测的高程点精确定向。

内业测绘所有地物外轮廓，为下道工序提供准确、可靠、完整的数据。

测定面状地物的要求图形连续封闭，线状地物要求线段连续，独立符号要求定位点准确。

地物测绘的要求除执行规范与图式外，根据本测区特征作如下规定:

1.作业原则是内业定位，外业定性。

内业根据立体影像，对能判定的地物与地貌元素，要用测标中心切准地物外轮廓线或定位点，按图式符号直接采集表示，不得遗漏、变形和移位。

2.认真做好图幅的接边工作，直线地物在图边处不得出现折线。

像对间地物接边差不得大于地物点中误差的2倍，即1.2mm，等高线接边差不应大于1/2基本等高距，即0.5m。

3.采集时，一律采用X坐标按7位整数输入，Y坐标按6位整数输入。

4.房屋可适当综合取舍。

房屋轮廓凹凸在图上小于0.4mm，简单房屋小于0.6mm可用直线连接。

围墙按不依比例尺符号表示。

宽度在1m以下的次要巷道不表示；

5.河流、池塘、水库、双线沟渠以及岸边的坎线，用折线表示，但点距不应过稀，避免产生明显的折角。

6.采集完成后作业员应认真自校，检查员严格检查，做到原始记录清楚，项目填写完整、齐全、正确，无误后方可交下道工序。

3.10外业调绘及补高

1、使用测图数据回放线划图进行外业调绘、检查的主要内容有：

量注大于（含）0.3mm的房屋檐宽,调注层次结构,地理名称,地貌元素,补测新增地物、影像不清阴影遮盖的地物及影像较小的地物等。

凡是舍去或变化的地物影像,必须用蓝笔×去,并短线注明起讫位置,补测、修测新增的地物,应依比例尺绘出正确位置,注出地物的定位点、定位线至邻近相关的距离（注至0.1m）,图上数据较多时,也可在图外边缘,绘出放大示意图,图内外同时编号,以供编辑使用。

2、调绘时,必须到实地核查控制点（含等级水准点）的位置。

测区内凡是有高等级平面控制点（如建有觇标的三角点），外业必须到实地核查，并按其实地位置标注上图。

四等以上的水准点，用相关地物距离交会，准确表示。

3、街区式居民地要分清主次街道,外轮廓房屋位置要准确表示。

4、各类建筑物、构筑物及其附属设施应进行测绘。

各类房屋应加注层数及建筑材料,框架钢筋结构房内加注“砼”。

一般房屋测绘时不做房檐改正。

5、宽小于2.0米的柱廊（走廊）一律归入房屋范围内表示,悬空阳台（一层封闭阳台除外）不表示。

围墙上的宣传橱窗、广告牌一律不表示,围墙符号应绘完整,围墙统一用不依比例尺符号表示。

6、居民地内外正规的厕所要表示,并加注“厕”,一家一户养牲口的正规房屋,以一般房表示,并加注“牲”。

较大的粪池要表示,公用水井择要表示。

房屋前后的水泥地在15米×40米以上的要表示,并加说明注记“水泥地”。

7、居民地名称应尽量调注自然村名,村委会驻地要调注“××村委会”,没有自然村名时,亦可调注行政名称或以门牌名称为准。

机关、企事业单位、学校、医院应调注名称,当学校与医院名称注记不下时,可用图式符号表示。

学校的办公楼、教学楼以及厂矿企业的大型车间等应区分注记。

8、公路的表示按其技术等级,用相应的公路符号代码表示,除表示铺面宽度外,还应

绘出路肩线,离路肩线2米以内的沟或坎可以代替路肩线。

等外公路以路基宽为准,用

0.2mm实线清绘；建筑中的等级公路以路基宽为准,用相应等级虚线表示,注出相应等级代码,其格式为“2（S329）沥”。

公路的附属设施及公路标志均应调绘,一般公路里程碑、盐徐高速公路上的里程牌及新长铁路上的里程碑均应准确表示碑位并注出里程数，如“K126”。

公路的桥梁位置应准确表示,并调注建材性质,有桥名的注出桥名,大型桥梁及高架桥、立交桥的桥墩要准确表示。

堤上大于图上2mm的路应以相应符号表示。

公路应在图上分别约5～10cm及地形起伏变化处、桥隧等建筑处测注高程点。

穿越设计线路有铺装面的双线道路均应调绘铺装面性质，如“砖”、“碎石”、“沥”、“水泥”等。

铁路道口的信号灯及附属设施要表示。

测注轨面高程，曲线段测注外轨面高程。

9、独立地物（包括广告牌、独立树、独立坟、水塔等）必须准确地测注于图上。

散坟应逐个表示。

群坟及墓地以地类界表示出范围,标示出坟的个数。

高大明显的独立坟需测绘其范围线。

线路附近的名贵古树、文物古迹应准确表示上图。

10、测图范围内的所有管线均须测绘在图上,电力线、通讯线均须逐根调绘（3根以内的支线可取舍）。

凡电压在10KV以上的输电线均要连线表示并标注电压伏数（如走向与线状地物平行且距离在20m以内时可不连线），以KV为单位，字向与线路垂直，字头按光线法注出，如：

3.5万伏即注“35KV双卫线”。

测定横穿（靠近）道路中心线35KV及以上高压输电线的高压塔高（瓷瓶底部挂线处至地面的高度）、悬链线高及各塔间高压线最低点悬高，测定各高压塔塔座角点位置（非示意性铁塔图标）并注明测量日期及温度。

有地面标记并能确定走向位置的地下光缆、各类管线按地面标记连线表示并注明用

途（如：

地下光缆、油气管道、地下油罐、排污管道等）。

11、水系及其附属设施应按实际形状测绘。

自然河流水涯线一般以摄影位置表示,河

沟水流方向须标注准确清晰。

当河流的岸边线在平面上的投影长度小于2m时,且岸边线

与水涯线高差小于0.5m时,可以不绘岸边线。

当高差大于0.5m时,可用无滩陡岸表示。

当河流的岸边线在平面上的投影长度大于2m,且高差大于0.5m时,应用有滩陡岸或斜坡表示。

水闸应测绘其轮廓线并加注相应符号。

水塘、河流、双线沟渠底部必须测注底部高程；靠近桥下的河底高程必须测注。

面积较大的河（沟、塘）底部高程测注数量需增加。

河堤顶部及堤脚均应测注高程。

对于养殖水体，应准确标注养殖种类，如“鱼”、“蟹”。

12、境界表示到乡镇级,凡地（市）、县、乡（镇）两线境界重合时,绘高一级境界符号,加两级行政隶属名注记。

13、沿公路中心线两侧测图范围内的行树和成片经济林、树林均应表示并调注树种和树高。

散树可择要表示，图内植被采用全植被注记法。

地类界的表示要认真、仔细。

14、根据成图的基本要求,图上高程注记点一般应满足平均每平方分米15个点。

15、房屋密集的居民地内部和平坦的水稻田地区不绘等高线,只注高程点,地形起伏较大及特殊地貌需测绘等高线,有等高线出入的图幅必须交代清楚。

16、高程注记采用全野外采集法,可采用GPS-RTK、全站仪或水准仪散点法测注高程。

高程注记至小数点后一位。

图上每平方分米注记高程点15个,优先注记特征点位,穿过道路中心线的线状地物,如堤、路（包括公路、大车路、乡村路）,必须测注不少于2个路面高程,起伏变化处适当增加。

路线两侧各100米范围内高程需实测。

17、高于0.5m以上的陡坎均应表示。

18、盐徐高速公路连接处测图范围长度为4公里,宽度约200米（以盐徐高速公路为中心两侧各100米）。

盐徐高速公路需全断面测绘，并加密测点（纵向约20米一断面），

对于沿线构造物需测定涵洞翼墙、桥梁桥墩及桥台位置；高程保留小数点后三位。

3.11全野外数据采集

对于航摄后新增的地物或航摄范围不能覆盖的区域，可采用全野外数据采集的方式进行测图。

3.11.1采用RTK进行测量采集

以一级GPS以上控制点架设基准站，开测前和测站观测结束前，流动站应观测一个已知点，作为坐标及高程的检核，满足限差要求后方可进行测量。

GPS－RTK观测前应对流动站天线杆上的圆气泡进行检校，观测过程中应保持天线垂直稳定。

流动站至基准站的距