石桥子数字测图技术设计.docx
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石桥子数字测图技术设计
石桥子地区数字测图技术设计
目录
一、概述1
（一）、设计任务1
（二）、测区概况2
（三）、设计及作业依据2
（四）、已有资料情况2
二、坐标、高程系统2
三、控制测量方案3
（一）、首级平面控制测量3
（三）、高程网布设7
三、数字测图方案10
四、作业计划安排与经费预算14
五、提交成果14
附录一：
首级GPS网15
附录二：
水准路线布设16
附录三：
加密图跟点布设网形18
一、概述
（一）、设计任务
根据上级部门的要求，完成石桥子地区大约两平方公里范围内1:
500地形图测绘，为设计部门提供设计地图。
为实现本次测图任务，编写本技术设计书，对测绘工作进行指导作业。
（二）、测区概况
测区位于辽宁省本溪市经济开发区，，测区总面积大约为2平方公里。
测区为山区丘陵地带，地势较为复杂。
在6月到7月间，气候多为阴雨天气。
由于经济开发全面积动工，虽然测区交通相对便利，但测区内有大量在建工程如高铁，居民区建筑等，会进一步给测图工作带来不便。
测区内有一条河流通过，河流之内两侧区地势较为平坦。
（三）、设计及作业依据
1.《全球定位系统（GPS）测量规范》GBT18314-2009
2.《城市测量规范》CJJ8-99
3.《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》GBT20257.1--2007
4.测绘生产成本费用定额2009版
（四）、已有资料情况
1.测区原有三等三角点两个可作为测区首级平面控制点（C1，C2）。
2.测区原有三等水准点两个可作为测区首级高程控制点（S1,S2）。
3.石桥子地区1：
10000比例尺地形图（1987年4月测绘，1988年出版。
1954年北京坐标系。
1956年黄海高程系，等高距为5米1974年版图示）。
由于原有地形图测绘年代较早，测区又地处经济开发区，导致已有地形图情况变化较大，测量踏勘选点过程中应注意地形地貌变化，以免延误下一步作业。
二、平面坐标系统、高程系统
1．平面坐标采用1954北京坐标系；
2．高程系统采用1956黄海高程系；
3.采用国家3度带投影；
4．基本等高距，1：
500地形图为0.5m。
三、控制测量方案
（一）、首级平面控制测量
测区平面控制测量采用首级+加密图根点两级布设，首级采用GPS经典静态观测方法，共布设6个点。
加密图根控制测量采用GPS-RTK方法，图跟点大约80-90个。
所选仪器为4台天宝GPS接收机及天线。
1.测区首级平面控制采用GPS静态观测，布设四等GPS控制网。
共有控制点6个，其中2个已知点（C1,C2），4个未知点（W1-WW4）。
网型如附录1所示。
2.卫星定位测量的主要技术要求
等
级
平均
距离
α（mm）
δ（1×10-6）
最弱边相
对中误差
四等
2
《10
《10
1/45000
根据GPS控制网相邻点间基线长度精度计算公式：
σ=
式中：
σ——基线长度中误差（mm）；
A——固定误差（mm）；
B——比例误差系数（mm/km）；
d——平均边长（km）。
3.布网原则
（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通视但应考虑常规测量方法加密时的应用，每点应有一个以上通视方向。
（2）在布网设计中应顾及原有城市测绘成果资料以及各种大比例尺地形图的沿用，宜采用原有城市坐标系统，对凡符合GPS网布点要求的旧有控制点应充分利用其标。
（3）GPS网应由一个或若干个独立观测环构成，也可采用附合线路形式构成。
各等级GPS网中每个闭合环或附合线路中的边数应符合规定。
4.GPS控制测量作业基本技术要求：
等级
接收机类型
仪器标称精度
观测量
卫星高度角（0）
有效
观测
卫星
数
观测
时段
长度
（min）
数据
采样
间隔
（s）
点位几何图形强度因子PDOP
四等
双频或单频
10mm+5ppm
载波
相位
≧15
≧4
15～45
10～30
≦6
5.GPS静态作业调度表
观测
时段
仪器型号
仪器型号
仪器型号
仪器型号
点号
点号
点号
点号
第一
时段
A
B
C
D
W1
C1
W2
W3
第二
时段
A
B
C
D
W2
W3
C2
W4
6.观测完成后利用数据解算软件进行处理。
加密图根控制测量
1.测区加密网在首级控制点的基础上布设二级GPS控制网，采用GPS-RTK的方式加密图根点。
采用天宝接收机进行布设。
网形见附录2.
2.加密网的主要技术要求：
等级
平均边
长（km）
固定误差A（mm）
比例误差系
数B（mm/km）
约束点间的边长相对中误差
约束平差后最弱边相对中误差
二级
0.5
≤10
≤40
≤1/20000
≤1/10000
3.GPS二级网测量作业基本技术要求：
等级
接收机类型
仪器
标称
精度
观测量
卫星高度角（0）
有效
观测
卫星
数
观测
时段
长度
（min）
数据
采样
间隔
（s）
点位几何图形强度因子PDOP
二级
双频或单频
10mm+5ppm
载波
相位
≧15
≧4
10～30
10～30
≦8
4.卫星定位测量控制网的设计、选点与埋石
（1）卫星定位测量控制网的布设，应符合下列要求：
①应根据测区的实际情况、精度要求、卫星状况、接收机的类型和数量以及测区已有的测量资料进行综合设计；
②首级网布设时，宜联测2个以上高等级国家控制点或地方坐标系的高等级控制点；对控制网内的长边，宜构成大地四边形或中点多边形；
③控制网，应由独立观测边构成一个或若干个闭合环或附合路线，各等级控制网中构成闭合环或附合路线的边数不宜多于6条；
④各等级控制网中独立基线的观测总数，不宜少于必要观测量的1.5倍；
（2）卫星定位测量控制点位的选定，应符合下列要求：
①点位应选在质地坚硬、稳固可靠的地方，同时要有利于加密和扩展，每个控制点至少应有一个通视方向；
②视野开阔，高度角在15°以上的范围内，应无障碍物；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体；
③充分利用符合要求的旧有控制点。
（3）GPS观测要求
①观测前应对接收机进行预热和静置，同时应检查电池的容量、接收机的内存和可存储空间是否充足。
②天线安置的对中误差，不应大于2mm，天线高的量取应精确至1mm。
③观测中，应避免在接收机近旁使用无线电通信工具。
④作业同时，应做好测站记录，包括控制点点名、接收机序列号、仪器开关机时间等相关的测站信息。
（4）注意事项：
①各作业组应严格执行作业调度计划，确保同时观测同一组卫星。
确认接受机各连线正确无误后方可开机。
一起正常工作后，作业员应逐项填写测量手簿中各项内容。
作业期间，观测员不得擅自离开测站，注意严格保护仪器。
每日观测结束后，应及时将数据进行备份，并对观测数据进行解算。
②根据所学的知识对GPS进行布网，要满足5个观测时段，并利用4台接受机进行联测。
测前测后分别量取仪器高，之间相差不大于3毫米。
并根据调度表同时观测不少于60分钟。
（5）控制点埋石如下图：
（三）、高程网布设
1.本测区采用1956黄海高程系统，测区内有两个已知高程控制点（S1,S2），在此已知点基础上高程控制首级布设四等几何水准网。
高差较大的地域可采用三角高程方法，高差较小的地域采用几何水准方法。
四等水准线路主要沿道路布设。
所选仪器主要为DS3水准仪。
如附录3所示。
2.水准测量主要技术要求如下表所示：
水准测量主要技术要求：
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪的型号
水准尺
符合或环线观测次数
往返较差、符合或环线闭合差（mm）
四等
10
≤16
DS3
双面
往一次
20
注：
表中L为符合或环线的水准路线长度（km）;结点之间或结点与高级点之间，其线路的长度，不应大于表中规定的0.7倍。
3.四等水准观测技术要求
四等水准观测技术要求如下表所示：
等级
水准仪的型号
视线长度（m）
前后视较差（m）
前后视累积差（m）
视线离地面最低高度（m）
黑、红面读数较差（mm）
黑、红面所测高差较差（mm）
四等
DS3
100
5
10
0.2
3.0
5.0
4.四等水准的观测方法
（1）每测站的操作程序：
①用圆水准器整平仪器，照准后视标尺黑面，转动微倾螺旋使水准管气泡严格居中，按下、上丝和中丝顺序读数。
②照准后视标尺红面，使水准管气泡严格居中后，按中丝读数。
③照准前视标尺黑面，使水准管气泡严格居中，按中丝和下、上丝顺序读数。
④照准前视标尺红面，使水准管气泡严格居中后，按中丝读数。
（2）水准测量的注意事项
①四等和图根水准，对于附合或闭合线路，可只进行单程观测。
②四等水准每一测段的往测与返测，测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正。
由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置，并应重新安置仪器。
③在一个测站上，四等水准尽量少作两次调焦。
④工作间歇时，最好能在水准点上结束观测。
否则应选择两个坚固可靠，便于放置标尺的固定点作为间歇点，并作出标记。
间歇后，应进行检测。
检测结果如符合要求，则可继续观测，否则须从前一水准点起重测。
检测记录用红笔圈起，其高差在正式成果中不予采用，不合要求的检测记录应划去。
⑤在一个测站上，只有当各项检核均符合限差要求时，才能迁站。
如其中有一项超限，可以在本站立即重测。
如果仪器迁站后才发现超限，则应从前一水准点或间歇点起重测。
5.水准点埋石要求如下，并绘制点之记。
6.三角高程测量
（1）三角高程测量的方法
三角高程测量的基本思想是根据由测站向照准点所观测的竖角（或天顶距）和它们之间的水平距离，计算测站点与照准点之间的高差。
这种方法简便灵活，受地形条件的限制较少。
（2）电磁波测距三角高程
四等应起讫于不低于三等水准的高程上，垂直角观测宜采用觇牌为照准目标，每照准一次，读数两次，两次读数较差不应大于3秒。
主要技术要求如下表所示：
电磁波测距三角高程测量的主要技术要求
等级
仪器
测回数
中丝法
指标差
较差（”）
垂直角较差（”）
对向观测高差较差
（mm）
附和或环形闭合差
（mm）
四等
3
≤7
≤7
40
40
①对未施测四等水准的一级导线点施测三角高程，三角高程路线应起迄于四等水准高程点上。
②三角高程每边应对向观测。
三角高程路线的边长不多于10条。
③垂直角用NIKONDTM550全站仪中丝法二测回测定，垂直角互差、指标差互差不大于15″。
仪器高、觇标高量二次，互差不大于2mm，取中数作为观测值。
边长取用相应导线边长。
④对向观测高差互差不大于0.1S（m）（S为边长，以km为单位）；三角高程闭合差不超过±0.05√[S2]（m），平差后最弱点高程中误差不超过±0.05m[3]。
三、数字测图方案
本次测图碎步采集过程采用测记法成图，数据采集所用仪器为全站仪，内业成图软件采用南方CASS成图软件
1.全站仪碎部点采集技术要求与方法
（1）全站仪数据采集技术要求
全站仪测图的最大测距长度
比例尺
最大测距长度（m）
地物点
地形点
1：
500
160
300
（2）本次全站仪测图采用测记法。
测图时，当布设的图根点不能满足需要时，可采用全站仪增设少量测站点。
全站仪测图的仪器安置及测站检测，应符合：
仪器对中偏差不应大于5mm，仪器高和反光镜高的量取应精确到1mm；应选择较远的图根点作为测站定向点，并施测另一图根点的坐标和高程，作为测站检核，检核点的平面位置较差不应大于图上0.2mm，高程较差不应大于等高距的1/5；作业过程中和作业结束前，应对定向方位进行检查。
（3）当采用测记法作业时，应按测站绘制草图，并对测站进行编号，测站编号应与仪器的记录点号相一致，草图的绘制，草图绘制基本原则是：
草图要能正确反映实际地物内部及地物间的关系，至少绘制草图人员要必须看得懂草图含义，草图上碎部点编号要严格与全站仪上数据编号一致，因此在碎部点采集过程中草图人员和观测人员要经常和对点号，防止出现连环错位，宜简化标示地形要素的位置、属性和相互关系等。
测图的时候，必须遵循一个基本原则：
就高不就低，即当高等级边界和低等级边界重合了，要舍弃低等级的边界，绘制高等级边界，因此在测和绘的过程中严禁出现同一边界重复绘制的现象。
2.碎部测量准备工作
碎部测量即地形特征点（碎部点）的采集．在完成图根点加密测量后，即可进行下面的碎部点采集．但在出测前必须做好准备工作:
（1）仪器器材的准备
实施数字测图前，应准备好仪器、器材,主要包括：
全站仪、脚架、备用电池、反光棱镜、皮尺或钢尺、支点笔等．全站仪、应提前充电．
（2）成果、资料的准备
收集自己测区范围内所要使用的控制点成果,已知控制点三维坐标。
（3）碎部点选择注意事项：
在测量的过程中，碎部点的取舍和测量至关重要，测点过密，造成成图密集，不该要的要了；测点过少，没有把握地形的基本要素，因此对于碎部点的确定，就注意以下几点。
1）建筑物比较方正的可只需测出三点，第四点可由计算机来完成，这就更要求草图绘制人员的事先观察，有些建筑物可能看起来较方正，其实是不规则的多边形，则需要全部实测点位。
2）不规则的地貌应尽量能多测一些点，因为在传统测图中一些细小的变化可通过手工来完成，但计算机的模拟是无法比较真实的反映出这些实际地形的。
3）对于一些重要的无法通视的观测点，应通过一定的位移来替代观测或者需要通过举高支杆来观测，这样的点要在草图上详细注记。
4）能够测量到的点尽量实测，尽量避免用皮尺（钢尺）量取。
因为用全站仪所测量的速度远非皮尺量取所能比的，而且精度也会高些。
5）同一类地物（貌）应先测，以避免内业造成一些不必要的麻烦，当然，根据实地的实际情况，可作灵活的运用。
同时，也方便测站上观测人员的数字及字母输入。
6）测等高线时，除了测量特性线外，还应尽量多测一些加密的点，以满足计算机建模的需要，也能更加详尽地把映出地貌。
3.数据采集过程中地物的选取
测量过程中地物要素的取舍要取决于测图比例尺和《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》中相关规定进行，切不可自作主张，为图方便随便舍弃一些重要必测的地物。
具体要点如下：
（1）点状要素（独立地物）能按比例表示时，应按实际形状采集，不能按比例表示时应精确测定其定位点或定线点。
有方向性的点状要素应先采集其定位点，再采集其方向点（线）；
（2）具有多种属性的线状要素（线状地物、面状地物公共边、线状地物与面状地物边界线的重合部分），只可采集一次，但应处理好多种属性之间的关系（就高不就低原则）；
（3）线状地物采集时，应视其变化测定，适当增加地物点的密度，以保证曲线的准确拟合；
（4）碎部点采集与控制测量同时进行时，碎部点坐标应以经平差后的控制点坐标计算得到，当控制测量成果检核超限时，测量控制点应重测，且重新计算碎部点坐标（一步测量法）；
（5）各类建筑物、构筑物及主要附属设施数据均应采集。
房屋以墙为主，临时性建筑物可舍去。
对居民区可视测图比例尺大小或需要适当加以综合。
建筑物、构筑物轮廓凸凹在图上小于0.5mm时，可予以综合；
（6）地上管线的转角点均应实测，管线直线部分的支架线杆和附属设施密集时，可适当取舍；
（7）水系及附属物，应按实际形状采集。
水渠应测记渠底高程，并标记渠深;堤、坝应测记顶部及坡脚高程;泉、井应测记泉的出水口及井台高程，并测记井台至水面深度；
（8）地貌一般以等高线表示，特征明显的地貌不能用等高线表示时，应以符号表示。
山顶、鞍部、凹地、山脊、谷底及倾斜变换处，应测记高程点；
（9）露岩、独立石、梯田坎应测记比高，斜坡、陡坎比高小于1/2基本等高距或在图上长度小于5mm时可舍去。
当坡、坎较密时，可适当取舍。
（10）一年分几季种植不同作物的耕地，以夏季主要作物为准;地类界与线状地物重合时，按线状地物采集；居民地、机关、学校、山岭、河流等有名称的应标注名称。
4.全站仪数据注意事项
⑴全站仪定向时，应联测两个已知点，以检测定向精度。
⑵施测碎部点可采用极坐标法、支距法或方向交会法。
校园内部设站困难地区，可采用几何作图的方法。
⑶地形图测绘地物点和地形点的测距长度分别不大于160m和300m。
⑷全站仪施测时，应联测两个已知方向。
测量时，应有一人绘制草图以便于内业编辑使用。
⑸地形变化处应全站仪实测高程注记点。
高程注记点应分布均匀，测设在道路中心线、桥面、广场、田地、地形变换处，点位密度为图上每个格网不少于8个。
鱼塘、湖泊注记点可适当减少。
在测量高程注记点时应尽量扶直棱镜，减少高程误差。
⑹测量独立地物点时，还应加上距离和偏心改正。
5.所有观测数据完成后，根据草图内业成图。
并所成地图进行检查，对测区不合格的地区进行补测。
四、作业计划安排与经费预算
1.作业计划安排
工作项目
等级或比例尺
困难类别
作业天数
首级控制测量
四等
困难
2
图根控制测量
二级
一般
2
高程控制测量
四等
一般
2
数据采集及检查
1:
500
一般
30
2.工作人员与主要仪器设备
（1）人员共5人，有一名组长带队
（2）所用仪器设备
GPS接收机，测距仪，全站仪，DS3水准仪。
3.经费预算
GPS四等平面控制点：
6个*5475.72元/个=32854.32元
GPS二级点：
100个*1872.99元/个=187200.99元
四等水准选埋：
6*2061.63=12369.78元
四等水准测量：
10.2*842.7=8595.54元
总计：
241020.63元
五、提交成果
1.控制点点之记极坐标
2.数据采集原始数据文件
3.图根点成果文件
4.地形图图形文件（1:
500地形图）及成果说明
附录一：
首级GPS网
附录二：
水准路线布设
附录三：
加密图跟点布设网形
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