5.3现代大地控制测量(同济大学)

§5.3城市或工程控制网的技术设计、选点埋石与野外观测概要5.3.1技术设计1.布网原则a).分级布网，逐级控制常规城市控制网分二、三、四等4个等级，在四等控制网下再布设一、二级导线。相应等级控制网的平均边长分别为：9、5和2km；测角中误差分别为±1、±1.8和±2.5；最弱边相对中误差分别为：1/120000、1/80000和1/45000。用GPS可以越级布设城市控制网，边长可适当增大，且长短边的变化幅度可较大。5.3.1技术设计b).按照控制网的用途及所需精度布网对于工程控制网，一般对某些方向、某些点之间的相对误差的要求比较高，可以根据实际要求来设计。控制网形状确定后，其误差方程系数矩阵A也确定，观测方案决定了权阵P和单位权中误差m0，则各点的方差-协方差阵为：120PAADXXTm某目标函数：Xff则有：TfmfddfFFDXXFXFXX2,5.3.1技术设计上式中的目标点位精度由A、P和m0唯一确定，根据TTTfmmFPAAFFFDXX1202由控制网优化设计理论，确定网形、观测权分配，观测精度。5.3.1技术设计c).合理地考虑控制点的密度常规城市控制网：密度均匀；GPS控制网：密度可根据需要来定。布设和此后的扩展比较灵活。5.3.1技术设计2.技术设计的内容和步骤a).收集、整理已有的测绘成果资料包括平面与高程控制点成果，各种比例尺的地图等。b).确定所采用的坐标系和起算数据包括投影面高程、投影的中央子午线经度、起算点的坐标和起算方位角。c).控制网网形设计确定控制网的点位、联测这些点观测量，即控制网的形状。现在主要采用GPS观测。5.3.1技术设计图2：上海港GPS扩展网网图5.3.1技术设计5.3.1技术设计c).部分GPS点的水准联测方案目的：通过拟合求出所有GPS点水准高程。方法：均匀选择联测水准点，根据水准联测点的GPS大地高和正常高计算其高程异常。通过高程异常拟合求出任何GPS点的高程异常后，可根据其GPS大地高计算其正常高。5.3.1技术设计d).撰写技术设计书技术设计书的内容包括：1).任务来源、任务要求、作业依据；2).测区概况；3).已有成果、资料分析；4).采用的坐标系及起始数据；5).布网方案的说明及论证；6).选点和埋石；7).野外观测方案；8).平差计算方案，预期成果精度；9).提交的资料；10).各种设计图表。5.3.2选点与埋石1.实地选点常规控制网的选点必须考虑相邻方向间的通视，因此控制点必须设在制高点上，如高山顶、高层建筑物顶，控制网形受到地形、地物分布状况的影响。因此，常规控制网设计时，必须对地形、地物的分布一定了解。特别是三角网与测边网的精度受网形的影响，网形设计时必须保证其强度。导线网和边角网受网形的影响小些。5.3.2选点与埋石GPS的选点要求如下:1．基础坚实稳定，便于永久保存，便于使用。2．点位周围应便于安置天线和GPS接受机。视野开阔，视场内周围成片障碍物的高度角一般应小于15°。3．点位应远离大功率无线电发射源（如电视台，微波站及微波通道等），以避免周围电磁场对信号的干扰。4．点位周围不应有对电磁波反射(或吸收)强烈的物体（如大片水域）；5．点位应选在交通方便的地方,以提高作业效率。6．选定点位时，应考虑便于用常规测量手段联测和扩展，至少有一个通视方向；5.3.2选点与埋石7．应尽量利用测区内已有的标石；8．GPS点均应有点名和点号，点名可以按村名、单位名、建筑物名来命名，点号按4位数字编写，以G2×××来表示，G代表GPS点，2代表等级，×××代表点的顺序号。对被利用的旧点，点号应重新统一编号，但点名应保留原名。9．所有GPS点，不论新点和旧点，按规范统一绘制点之记。10．地面点和屋顶点应保持适当的比例。点位选好后，应该绘制点位略图。5.3.2选点与埋石2.埋石埋石：屋顶标石和地面标石。屋顶标石：规格：404010cm。标石中央埋有直径约1cm的不锈钢标志，其标心位置由十字丝或一个直径为1mm的圆孔表示。地面标石：地面标石有上下两块，其标心位置严格在一条铅垂线上。这样上标石破坏后，还可以用下标石。下标石规格：606020cm上标石规格：下表面规格5050cm，上表面规格3030cm，高：40cm5.3.3野外观测纲要1.各等控制网的观测要求等级测角中误差()平均边长（km）最弱边精度二1.091/120000三1.851/90000四2.521/40000三角网技术要求5.3.3野外观测纲要四等导线的技术要求导线总长（km）平均边长（m）测距中误差（mm）测角中误差（″）相对闭合差方位角闭合差3.0400≤±18≤±2.51/40000n55.3.3野外观测纲要2.角度观测纲要各等角度观测要求测回数等级测角中误差（″）DJ1DJ2二等≤±1.012三等≤±1.8912四等≤±2.5465.3.3野外观测纲要仪器类型两次读数差（）归零差（）2C互差（）测回差（）J1型1696J2型381395.3.3野外观测纲要3.距离观测纲要距离测量的往返限差测回数一测回读数次数往返一测回读数间互差单程测回间互差同一水平线上往返测互差433610bDa)10(26bDa)10(26bDaa—固定误差（mm）；b—比例误差系数（610）；D—相邻点间的距离（km）。5.3.3野外观测纲要3.GPS观测纲要GPS测量的技术规定级别项目B级网二等网三等网四等网卫星截止高度角（）15151515同时有效观测卫星数4444有效观测卫星总数9观测时段数4时段长度240(min)90(min)60(min)30~60(min)采样间隔(s)10~3010~3010~3010~305.3.3野外观测纲要记录天气的晴、阴、雨等状况。GPS天线要求指北，天线独立量取两次后取平均。大地测量仪器大地测量仪器Trimble3600DRStandardTrimble5600DRStandard