工程测量实习设计书Word格式.docx
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（5）选线与定线
（6）中线测量、中平测量、纵断面测量、横断面测量
（7）桥隧涵测量
1.3已有资料
1:
10000汤峪镇地形图，编号为I49G047020（由陕西测绘局绘制，采用1980西安坐标系，1985国家高程基准，1993年版图式，1997年5月航摄，2002年成图）
10000焦岱镇地形图，编号为I49G048020（由陕西测绘局绘制，采用1980西安坐标系，1985国家高程基准，1993年版图式，1997年5月航摄，2002年成图）
1:
10000遥感影像图（109°
11′45″E-109°
14′15″E，34°
00′15″N-34°
03′45″N）
表1已知点坐标（北京54坐标6°
带）
点名
X/m
Y/m
Z/m
石槽
3775786.880
19335977.040
726.000
桃花岭
3772865.320
19335215.760
665.733
汤峪
3771422.192
19334173.972
603.055
表2已知点坐标（西安80点坐标3°
带108°
）
3774970.300
612835.579
3772028.231
612160.484
3770555.465
611161.667
1.4作业依据
（1）《测绘技术标准规范》（GB/T19022-2003）
（2）《公路勘测规范》（JTJ061-99）
（3）《全球定位系统GPS测量规范》（GB/T18314—2001）
（4）《全球定位系统GPS测量规范》（GB/T18314—2001）
（5）《工程测量规范》（GB50026—2007）
（6）《1：
500、1：
1000、1：
2000地形图图式》（GB/T7929—1995）
（7）《大比例尺地形图机助制图规范》（GB14912-94）
（8）《GPS测量规范》（GB/T18314—2001）
1.5采用的坐标系统和高程基准
坐标系统为工程独立坐标系，1985国家高程基准
1.5.1现有坐标系统
平面坐标系统采用1954国家坐标系统
1.5.2坐标系统分析
根据测区地形情况和线路长度、位置，国家3°
带中起点附近的坐标为（3771465.8914,36613517.1832）；
终点附近的坐标为（3768250.6957,36611750.9305）。
该测区为平原微丘，高程变化为590~705m，平均海拔高程为647.5m，东西长3.92km，测区中心位于3°
带坐标
，
，即（3771120.000，36612780.000），所以
=90831.9602，长度相对变形
（
是长度综合变形，
是实地测量的水平距离），故需要建立工程独立坐标系。
1.5.3独立坐标系统的建立
由于测区长度综合变形大于限差要求，故不能直接套用国家坐标系统,应采用独立坐标系统。
保持投影面不变，选择“抵偿高程面”建立工程独立坐标系，建立的工程独立坐标系的参数为H抵=-350m。
表3起始点及各点在新坐标系中的概略坐标
点号
原有坐标（80）
独立坐标（80）
X0/m
Y0/m
起点
3768534.85
611998.426
3768327.792
611992.273
终点
3771416.515
613729.839
3771209.299
613723.59
2地形图修测
2.1进行修测所需内容
（1）对测区25km2的区域进行实地踏勘，熟悉地形，在图纸上标注地物特征点。
（2）栅格地形图的拼接、校正和矢量化。
（3）用地形图上的控制点校正遥感影像。
（4）根据校正后的最新遥感影像图对地形图进行修测。
2.2修测方法
已有的两幅地形图为1997年出版，现地物地貌变化较大，需要将地形图与2012年遥感影像比对进行修测。
外业修测法：
根据原有地形图进行实地的巡视、踏勘、标注，利用数字测图法、全站仪法、GPS-RTK动态观测法等方法来采集数据修测地形图。
内业修测法：
利用相关软件将原有地形图与现在的遥感影像图进行对比修测，将影像上不存在的地物地貌在原有地形图上删除，将影像上新增或改变的地物地貌在原有地形图上添加或改变。
2.3地形图矢量化
为使地形图和遥感影像进行比对，需将地形图加上地理坐标。
2.3.1地形图的纠正
打开ENVI软件的原文件找到ellipse.txt和datum.txt文件，在两个文件的底部分别添加Beijing-54坐标参数和xian-80坐标参数，关闭软件后重新启动，使参数定义到软件中。
打开汤峪镇和焦代镇的地形图，将新定义的坐标系统附到地形图上，选择参数，然后在地形图上选取方格网的交点为采样点（共41个）校正地形图。
2.3.2地形图拼接
将两幅地形图在ENVI软件中分别进行剪裁再在CASS软件中打开，对裁切的两幅地形图进行图像纠正，再将校正后的两幅地形图在CASS软件中打开进行拼图，形成一幅测区完整的地形图。
2.3.3地形图的矢量化
在CASS软件中打开，对拼接后的测区完整的地形图上进行矢量化，矢量化只处理线路范围。
2.4地形图的修测
将矢量化后的地形图与遥感影像图进行对比，把影像图中不存在的地物在地形图上删除，把影像图中新增或改变的地形图在地形图上添加或改变。
图1地形图补测技术流程图
3平面控制测量
路线平面控制测量需要建立两级控制网，首级为GPS网的零类设计（基准设计），然后建立D级GPS网，用于控制路线导线网，在GPS网的基础上，建立一级导线控制网。
3.1GPS首级控制测量
3.1.1GPS控制网的基准设计
已知3个GPS点有桃花岭三角点、汤峪三角点、石槽国家点，采用WGS-84坐标系统，以汤峪（GPS1）、桃花岭（GPS2）、石槽（GPS3）三个基准点作为GPS网的控制基准。
3.1.2GPS控制网的设计方案
在路线的起点和终点各布设一对GPS点，线路中间位置布设一对GPS点，共6个GPS点和3个已知GPS点,共9个点组成GPS观测网，布设等级为D级GPS网，网形为点边混连式，。
由于本测区是平原微丘为主，埋石较为容易,根据公路勘测规范，测区中控制点根据地形情况，综合考虑，按优化的原则组织实施和布设。
路线起点、终点以及线路中部3对GPS点应各自通视，为导线网提供方位基准与检核，定向的GPS点距离大于500m。
图2GPS网略图
3.1.3GPS网观测方法
观测方法，即从国家三角点到GPS点，及各GPS点之间均为每个同步环观测时段均用时一个小时，采用整网平差。
使用3台GPS同步观测，设计观测6个时段。
表4D级GPS网的技术要求
项目
观测方法
D级GPS网
卫星高度角（°
静态
15
同时有效观测卫星数
≥4
有效观测卫星总数
观测时段数
≥1.6
续表4D级GPS网的技术要求
时段长度（min）
≥45
采样间隔（s）
10—30
时段中任一卫星观测时间（min）
≥5
注：
1）观测几何强度因子PDOP≤6。
2）观测时应使用光学对点器设置天线，其对中误差不应大于3mm，观测前后各量取一次天线高，量至毫米级，其互差不超过3mm，取其平均值作为最后天线高。
表5GPS外业观测调度表
时段
点号
1
GPS3
GPS2
DDH1
2
DD01
ZJ02
3
ZJ01
4
GPS1
5
DDH2
6
DD02
3.1.4GPS观测技术要求
表6D级GPS网外业测量基本技术规定
等级
闭合环或附合线路的边数
平均距离（Km）
a（mm）
b（1×
10-6）
最弱边相对中误差
坐标分量相对闭合差
环线全长相对闭合差
四等
≤10
1/45000
6.0
10.0
3.1.5GPS精度评定
（1）GPS基线解算软件：
采用南方软件或ZHD2003软件
（2）基线解算质量检核
各独立基线构成独立环的坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式规定：
（3.1）
（3.2）
（3.3）
（3.4）
式中：
—闭合差，
—独立环中的边数，
—全长闭合差
（3.5）
③复测基线的长度较差不宜超过：
=28.284mm式中
为相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。
GPS网外业基线预处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差应满足：
=51.962mm（3.6）
=51.962mm（3.7）
=51.962mm（3.8）
=90.000mm（3.9）
式中：
—闭合环边数，
—相应级别规定的精度（按实际平均边长计算）。
（3.10）
④无约束平差中，基线分量的改正数绝对值应满足下式：
=30mm（3.11）
=30mm（3.12）
=30mm（3.13）
—相应级别规定的基线的精度
否则，认为该基线或其附近的基线存在粗差，应在平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除，直至上式满足要求。
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下式：
=20mm（3.14）
=20mm（3.15）
=20mm（3.16）
否则，认为作为约束的己知坐标、己知距离、己知方位中存在一些误差较大的值应采用自动或人工的方法剔除这些较大的约束值，直至上式满足。
3.2导线控制测量
3.2.1导线布点图
图3导线布点图
3.2.2导线加密与观测
导线形式为附合导线。
施测使用苏一光全站仪。
施测过程及精度标准，严格按《公路勘测规范》执行。
本次共测设一级导线点23个。
采用测回法进行测量,以4个GPS点的坐标作为导线的起算点，布设一级5秒附合导线，点间距约500m，个别桩点受地形通视限制，距离或长或短。
沿线布设23个导线点（包括起点和终点）。
（1）斜距（或平距）观测2测回，计算时，取平均值；
每次测边时，均做温度气压测量，并对距离同时进行了气象改正。
（2）采用测回法对水平角观测两个测回，其技术指标严格按照规范要求。
表7测距边测距的技术要求
附合导线长度（km）
平均边长（km）
每边测距中误差（mm）
测角中误差（〞）
导线全长相对闭合差（〞）
方位角闭合差（〞）
测回数
一级
10
0.5
5.0
±
1）表中n为测站数
2）一测回指照准目标一次，一般读数四次，可根据仪器出现的离散程度和大气透度作适当增减。
往返测回数各占总测回数一半。
表8测回法观测的各项限差
仪器测角等级
一测回内2C较差（〞）
同一方向值各测回较差（〞）
12
当照准方点方向的垂直角超过±
3°
时，该方向的2C（C为视准轴误差）较差可按同一观测时间段内的相邻测回进行比较，其差值仍按照表上规定。
按次方法比较应在手簿中注明。
表9水平观测的技术要求
等
级
测角中误差平均边长（km）
每边侧边中误差（mm）
导线全长相对闭合差
测
回
方位角闭合差
0.2
17
8
1／15000
10√n
n为测站数
3.2.3导线平差计算
采用工程测量系统数据处理程序
3.2.4精度评定
（1）计算导线测角中误差。
按方位角闭合差计算测角中误差。
以每个角度观测的权为单位权，则每节导线方位角闭合差
之权为
为任意一个方位角闭合差的权）。
根据误差理论中由真误差求单位权中误差的公式，可得
（3.17）
n—计算
时的测站数N—
的个数
由上式计算的测角中误差，能够比较全面和客观的反映实际测角的精度。
（2）计算导线测距中误差
根据每一条导线边的往返测测量结果不符值，可以计算导线的测距中误差。
设d为往返测水平距离的不符值，根据双次观测列中求中误差的公式为
（3.18）
由于不符值d中包含了多种因素对测距的影响,所以上式比较客观的反映了实际测距精度中的偶然误差部分。
3）计算导线相对闭合差
当导线附合于两个高等级的已知点时，按下式计算坐标闭合差
（3.19）
（3.20）
进而可以计算导线全长闭合差
（3.21）
4高程控制测量
本次测量采用的高程系统：
1985年国家高程系，“f2”国家二等点属1985年国家高程系，从“GPS1”即汤峪控制点开始对所有水准点均联测四等水准，组合水准网。
4.1高程控制网布设方案
水准路线应沿公路路线布设，水准点宜设于公路中心线两侧50～300m范围之内。
水准点间距宜为1～1.5km；
山岭重丘区可根据需要适当加密；
大桥、隧道口及其它大型构造物两端，应增设水准点。
在路线附近设水准点25个，加上已知水准点1个，共26个水准点，将水准点全部覆到导线点上。
图4水准点略图
4.2观测方法
4.2.1水准观测方法
表10水准测量的观测方法
仪器类型
水准尺类型
DS3
双面
往返
后-后-前-前
4.2.2水准测量技术要求
水准观测为四等水准往返测，每站观测顺序为后-后-前-前，观测限差如下表：
表11四等水准观测技术要求
视距（m）
前后视距差（m）
前后视距积累差（m）
视线离地面最低高度（m）
黑红面读数差（mm）
黑红面所测高差之差（mm）
≤100
≤5.0
≤10.0
≤3.0
表12水准测量计算数字取位
往返测距离总和（km）
往返测距离中数（km）
各测站高差（mm）
往返测高差总和（mm）
往返测高差中数（mm）
高程（mm）
0.1
0.1
1
4.2.3测量精度
表13水准测量的精度
每公里高差中数中误差（mm）
往返较差、附合或环线闭合差（mm）
检测已测测段高差之差（mm）
偶然中误差MΔ（mm）
全中误差
Mw（mm）
平原微丘区
山岭重丘区
续表13水准测量的精度
或
4.2.4观测结果的重测和取舍
1）观测结果超限必须进行重测。
2）测站观测限差超限必须立即重测，否则从水准点或间隙点起重测。
3）测段往返测高差较差超限必须重测，重测后应选用往返合格的成果。
如重测结果与原测结果分别比较，较差均不超过限差时，取三次结果的平均值。
4）每条水准路线按测段往返测高差较差，或附合路线的环线闭合差在计算高差中误差M△或高差中数的全中误差MW超限时，应先对路线上闭合差较大的测段进行重测。
5）跨河水准测量
当水准路线跨越江河（或湖塘、宽沟、洼地、山谷等），视线长度在200m以内时，可用一般观测方法进行。
但在测站上应变换一次仪器高度，观测两次，两次高差之差应不超过7mm，取两次结果的中数。
51:
5.1大比例尺地形图测绘
由测区地形图和一天的外业踏勘，基本定下所要设计的一级公路线路。
其中，线路穿越山区，需设计隧道一条，桥涵一个。
故需要在隧道进出口、涵洞、斜井和桥址等工点做1:
1000大比例尺地形图。
需在如上地物处外业采集数据，再内业成工点图。
5.2地形图成图方法
外业用草图法，每间隔50m采集一个高程点，依据1：
1000的测图要求和实际地形，选择等高线间距为5m。
然后用南方CASS软件进行地形图数字化处理。
依据1：
表14地形图基本等高距
地形类别
1000比例尺的基本等高距（m）
微丘
1.0
5.3数据采集方案
工点图采用GPSRTK采集作业
采用GPSRTK进行施测图根点时，应符合以下的要求：
（1）基准站选择应符合以下要求：
1）点位不应选在大功率发射台或高压线附近，距离高压线不应小于100m，距离大功率发射台不宜小于400m。
2）点位应避开由于地面或其他目标发射所引起的多路径干扰的位置。
3）高度角为15°
的上方，应无妨碍通视的障碍物。
4）GPS控制网应同附近等级高的国家平面控制网点联测，联测点数应不少于3个，并力求分布均匀，且能覆盖本控制网范围。
当GPS控制网较长时，应增加联测点的数量。
5）同一公路工程项目的GPS控制网分为多个投影带时，在分带交界附近宜同国家平面控制点联测。
（2）基准站于流动站（所求的图根点）应始终保持同步锁定5颗以上卫星，GDOP值应小于6。
（3）流动站至基准站的距离应小于5km。
（4）天线高应于测前、测后各测量1次，2次互差不得超过3mm。
（5）求解转换参数的高等级点应包含整个作业区间，均匀分布于作业区域的周围，采用的控制点应大于4个，流动站至最近的高等级控制点应小于2km，图根点不得外推。
5.4工点图位置
5.4.1隧道口位置
隧道稍有倾角穿过山区，起点在张家坪处，终点在张家村左上角。
在两隧道口应绘制工点图。
表15工程独立坐标中隧道位置
坐标
隧道起点隧道口
3770173.551
612669.536
隧道终点隧道口
3770267.578
613039.770
5.4.2桥涵的位置
路线穿越汤峪河，在河上设计桥址工点图。
表16工程独立坐标系桥址
桥涵位置
3769737.607
611731.541
6选线与定线
6.1选线
在测区内从东到西拟设一条等级为一级的公路，先利用已有的遥感影像图和两张纸质地形图进行线路初步设计，按要求选出合理的路线，起于高堡村，途径石佛寺、陈家沟、张家坪、安寺沟等村，终止于柳家湾附近的107省道。
该公路的等级为一级，为平原微丘地形。
其技术规则如下表：
表17公路曲线相关规范
公路路基宽度（m）
等级公路圆曲线最小半径（m）
不设超高的圆曲线最小半径（m）
复曲线中的小圆临界曲线半径（m）
等级公路缓和曲线最小长度（m）
一般值：
24.5
变化值：
23.0
一般最小半径：
700
极限最小半径：
400
4000
1500
85
6.2定线
纸上定线如图5所示
图5线路图
在1:
10000地形图上进行定线，根据选线要求，在图上定出3个交点（包括起点、终点），保证线路坡度满足一级公路的坡度要求。
（1）应将有特殊要求或控制的地点，必须避绕的建筑或地质不良地带，地下建筑或管线等标注于地形图上。
（2）山岭地区的越岭路线，需进行纵坡控制的地段应在地形图上进行放坡，将放坡点标示于图上。
（3）在地形图上选定路线曲线与直线位置，定出交点，计算坐标和偏角，拟定平曲线要素，计算路线连续里程。
（4）沿路线中线按一定桩距从图上判读其高程，点绘纵断面图。
河堤、铁路、立体交叉等需要重点控制的地段或地点，应实测高程点绘纵断面图，并据以进行纵坡设计。
（5）应根据路线中线线位，在地形图上测绘控制性横断面，并按纵坡设计的填挖高度进行横断面设计，作为中线横向检验和计算路基土石方数量的依据。
（6）依据纸上定线的线位及实地调查资料，初步确定人工构造物的位置、交角、类型与尺寸。
（7）综合检查路线线形设计及有关构造物的配合情况与合理性。
线形设计可采用透视图法检验平、纵、横组合情况。
（8）纸上定线后，对高填深挖地段、大型桥梁、隧道、立体交叉以及需要特殊控制的地段，应进行实地放线检验、核对，并作为各专业工程勘测调查的依据。
（9）所确定的线位应总体配合恰当、工程经济合理、线形连续顺适。
对需进行比较的方案，应按上述步骤方法定出线位、计算工程量，进行技术经济比较。
起于高堡村，途径石佛寺、陈家沟、张家坪、安寺沟等村，终止于柳家湾
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