邳州市GPS测量技术设计.docx

邳州市GPS测量技术设计 邳州市D级GPS控制测量技术设计书为满足邳州市经济建设发展的需要，邳州市规划局拟在邳州市总体规划范围(含开发区)内，建立D级GPS基础控制网并联测三等水准控制，控制覆盖范围约300平方公里。在全区域内埋设D级GPS点约60个，施测三等水准40公里。根据用户方的招标文件需求和国家的有关技术规定，编制本技术方案，对本项目的相关技术解决方案进行相应的阐述。 1. 测区概况 邳州市位于江苏省北部，徐州与连云港之间。东与新沂市为邻，西与铜山县和徐州市贾汪区毗连，南接睢宁县和宿迁市宿豫县，北界山东省。 地理坐标为东经117°3550-118°1040，北纬34°07-34°4048。东西距离52公里，南北距离61公里。西北部和西南部山峦起伏，腹地河流如织。根据地势高低，全境地貌分为平原洼地、坡地、山地和水域四种类型。其中平原洼地为全市地形主体，面积1080平方公里，占面积的51.7市境界于黄淮之间，属半湿润暖温带季风气候，四季分明，日照和雨量充足，年平均气温13.9，日照2350小时，降雨量903.6毫米，无霜期211天。 邳州人杰地灵、物阜民丰。区位优势明显，陇海铁路、霍连高速公路京杭大运河穿境而过，地处苏、鲁、豫、皖接壤地区，位于江苏省确定的徐连都市圈中部；观音、临沂、连云港三大机场近在咫尺，市区坐落在东陇海铁路与京杭运河的交汇处，是苏北、鲁南水陆交通枢纽。她是最具活力、最具魅力的现代化新兴城市。东临亚欧大陆桥东桥头堡连云港，西依历史文化名城徐州，位于江苏省确定的徐连都市圈的中心，地理位置极为优越。全市幅员面积2088平方公里，辖24个镇，人口161万，是江 苏省人口第一大县（市）。邳州历史悠久，境内大墩子文化遗址距今6000年，是江苏文明最早的起源，寨山摩崖石刻、梁王城遗址、九女墩、关帝庙等省、市级文物保护单位68处。历史上，邳州是兵家必争之地，楚汉相争、三国角逐、宋金交兵、台儿庄战役、淮海战役都在邳州发生过。邳州是共产主义战士王杰烈士牺牲地；邳州是新中国年龄最小的烈士宋振中，也就红岩小说中的小萝卜头的故乡。 2. 已有资料情况及利用分析 （1）平面控制成果 测区内及周边有江苏省测绘局2000年4月施测的江苏省C级GPS网点（3183齐村、5088联防水利站、43184中刘庄、5089八路镇政府、3181赵墩、3180王家道口、4055台新15暗等）。这些成果可作为修测的平面起算点。 （2）高程控制成果 测区内有江苏省测绘工程院2022年复测的二等水准点：4055台新15暗； 这些成果可作为高程起算点。 3. 作业依据 GB 22021-2022国家大地测量基本技术规定； GB/T 18314-2022全球定位系统（GPS）测量规范； CJJ 73-97全球定位系统城市测量技术规程； GB12898-91国家三、四等水准测量规范； DB32/T 1223-2022GPS高程测量规范； CH 1003-1995测绘产品质量评定标准； CH 10021995测绘产品检查验收规定； CH/T 1004-2022 测绘技术设计规定 CH/T 1001-2022 测绘技术总结编写规定 CH/T 8016 全球定位系统（GPS ）测量型接收机检定规程 本项目专业技术设计。 4. 采用的基准及精度标准 4.1坐标系统 考虑到已有的数据、资料和成果延续性，并顾及到将来发展的需要，本项目的空间坐标系统、平面坐标系统和高程基准采用以下坐标系或基准： WGS-84坐标系（坐标框架为ITRF93，历元为1996.365） 1980西安坐标系 高程采用1985国家高程基准 4.2主要精度指标 （1）、GPS 成果精度 1) GPS 基线精度要求： GPS 观测采用仪器标称精度高于10mm+2ppm 的 GPS 接收机进行。 GPS 网相邻点间弦长的精度按全球定位系统（GPS ）测量规范5.3条规定执行。 即 D 级网：22)5(10d ?+=（mm ） 其中d 为相邻点间距离,以km 为单位。 2) GPS 网精度要求： 最弱边边长相对中误差D 级不大于1/8万，相邻最弱点点位中误差不大于5cm 。 （2）、水准精度 1) 主要精度指标计算公式 每条水准路线每公里水准测量的偶然中误差： ?±=?R n M 41 其中:?-以毫米为单位的测段往返测高差不符值 R -以公里为单位的测段长 n -测段数 对路线长度较短,测段不足20个的路线,也可纳入相邻路线一并计算。 全区计算的每公里水准测量的全中误差： ? ?±=F ww N M w 1 其中:w -以毫米为单位的环闭合差或附合路线不符值 F -以公里为单位的环线周长或附合路线长度 N -整网环数和附合路线条数 2) 水准精度要求 5. 设计方案 5.1 D级GPS控制测量 5.1.1 GPS点的布设 在市域范围内，依据全球定位系统（GPS）测量规范要求，按平均边长510Km的密度要求均匀布点，设D级GPS控制网。 计划联测市域及周边的、点位保存完好、分布合理、GPS观测条件良好的高等级GPS点（包括JSCORS站点、市域及周边B、C级GPS点等）以及新选、埋D级GPS 点，构成总点数约为60点的D级GPS全面网。 GPS网构网时，独立观测边之间，应组成闭合图形，如三角形、四边形、多边形等，尽可能构成规则的蜂窝状的控制网形，采用多边形时，其边数应6条。控制网边缘的GPS点尽可能联测3条以上的基线边，以确保GPS网在边缘区域的可靠性。为确保相邻GPS控制点间的相对精度，短基线应优先联测。对于长度小于1 Km的基线边必须直接联测。适当加测若干长基线，以控制误差的积累。 联测的高等级GPS控制点，需进行成果可靠性分析，确认其点位稳定可靠后，可作为本次基础控制测量的起算点。如点位有位移或破坏，应剔除，并有检测记录与分析报告。 尽量利用测量标志普查维护后保存完好的点位，包括国家等级三角点、满足GPS 观测条件的等级水准点。联测原平面控制网点时，应顾及新旧坐标系统之间转换关系的建立。 5.1.2 GPS点的选点、埋石 GPS点的选点、埋石工作应按规范要求进行。 充分利用市域内满足GPS观测条件的原高等级三角点、水准点应尽可能利用。纳入本次GPS网观测，计算新成果。 新埋GPS点名可以按村名、单位名、建筑物名来命名，重合旧点其点名不变，取点名时不得仅用指向不清的“银行”、“工厂”、“邮电局”等。测区内点名不得同名。利用老点时要沿用原点名。 GPS网统一编号，点号按D加2位数字顺序编号，以D××形式表示，其中，D 代表GPS点的等级。测区内的点不得重名（号）。 新埋地面标石可采用混凝土现场灌制，现场浇灌标石的规格大小应大于40cm×40cm×70cm，亦可先预制标石。新埋设的标石的中心标志参照GB/T 18314-2022全球定位系统（GPS）测量规范附录B4普通标石制作，普通标石不埋设下标志。建筑物上标石参照附录B4建筑物上标石规格执行。 所有GPS点均需在实地按规范要求绘制点之记, 所在地一栏的填写应认真具体,点位说明要简洁明确,写出点至明显目标的方向距离,量注标志中心至相邻其他地物点三处的距离。当利用旧点时，应检查旧点的稳定性、完好性，以及觇标的安全可用性。在绘制略图时,应与实地方位一致。点所在图幅栏内填写GB/T13989-92的1:1万图幅号。向导应找点所在位置的人员（如点位所在田块的使用者、所在单位的人员等）。选埋结束后，及时标绘点位分布图。 5.1.3 GPS观测 GPS点观测采用静态或快速静态定位方法，同步观测接收机数不得少于3台。观测前，应根据测区地形和交通状况、采用的GPS作业方法设计的基线的最短观测时 间、卫星可见性预报表等，选择有利观测时间，编制观测调度计划。在作业中可根据实际情况及时调整调度计划。计划与JSCORS站点进行同步观测和处理基线时，应事先通知JSCORS中心，提出事后数据处理的提供的要求。 作业时，GPS测量的主要技术要求如下： GPS外业作业时应根据同步观测点间的距离，观测条件等情况掌握是否需要延长观测时间。当GPS点(旧点)上有觇标时，应在安置天线前放倒觇标或采取其他措施。需要在觇标的基板上安置天线时，应先卸去觇标顶部，将标志中心投影至基板上，然后依投影点安置天线。当高标上不能安置GPS接收机天线时，可采用偏心观测，偏心点仍需按上述要求埋石，点名取原点名后缀“-1”、方位点可不埋石，点名取原点名后缀“-2”，归心元素测定与计算参照/18314-2022规范附录F。 每时段观测应认真量取天线高2次，其互差不得超过3mm ，取平均值作为最后天线高。 观测时应认真在测量手簿中作好记录。记录内容包括：观测员姓名、观测日期、天气、点名、点号、时段、天线高、天线安置方式、开关机时间、同步观测点号等，并记录其它特殊问题。 外业观测中接收机内存储介质上的数据文件应及时备份，分别以GPS接收机随机格式和RINEX格式各备份一套。建立存储盘数据目录，包括点名、点号、观测单元号、时段号、文件名、采集日期、测量手簿编号等内容，原始数据随成果资料提交。 重测和补测 未按施测方案要求，外业缺测、漏测，或数据处理后，观测数据不满足要求时，应及时对有关点位成果重测和补测。 由于点位不满足GPS测量要求而造成一个测站多次重测仍不能满足各种限差检核要求时，经报请批准，可以布设新点重测或者舍弃该点。 对需补测或重测的观测时段或基线，要具体分析原因，在满足要求的前提下，尽量安排一起进行同步观测。 补测或重测的分析应写入数据处理报告。 5.1.4 观测数据处理及平差 GPS基线向量的计算和检核 GPS基线向量应采用厂家提供的商用软件和广播星历进行计算，应采用固定双差解的基线成果。观测基线的推算参考站坐标应采用江苏省C级GPS网（或JSCORS 提供的）的精密地心坐标。 外业作业中,应及时对观测值进行处理,对同步环、重复边、异步环进行检核。其闭合差限差按规范12.2条“外业数据的质量检核”要求执行。 同步环坐标分量相对闭合差限差3/5 同步环全长相对闭合差限差 3/5 异步环坐标分量闭合差限差 3n 异步环全长闭合差限差3n3 重复边之互差应小于的22倍。 以上n为闭合环边数，为相应级别规定的精度(按其平均边长计算)。 当同步观测时间少于40时，可以视为非同步观测。 当用N台接收机同步观测时，独立基线向量取N-1条。 GPS网平差计算 首先应进行无约束平差，以进一步分析GPS观测值中是否存在粗差，确定无粗差后再进行约束平差。 无约束平差中基线向量的改正数绝对值应满足下式: Vx3, Vy3, Vz3 式中为相应级别规定的精度(按其平均边长计算)。否则，认为该基线或附近存在粗差基线，应采用软件提供的方法或人工方法剔除粗差基线，直至符合上式要求。 约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差(Vx,Vy,Vz) 应符合下式要求: Vx2, Vy 2, Vz2 式中为相应级别规定的精度(按其平均边长计算)。否则，认为作为约束的已知坐标、已知距离、已知方位与GPS网不兼容，应采用软件提供的方法或人工方法剔除某些误差较大的约束值(改为待定点)，直至符合上式要求。 GPS网平差后精度指标： GPS网相邻最弱点点位中误差不大于±5。 GPS网中，最弱边边长相对中误差D级不大于1/8万，E级不大于1/4.5万，当 边长小于500m时，边长中误差不大于20mm。 平差结束后，应打印出观测基线数据文件、坐标转换数据文件、闭合差计算结果文件和平差计算结果文件，并装订成册。数据处理中生成的文件应存入磁盘。 5.2 三等水准测量 测区已有二等以上水准点经踏勘、检查确认完好后，均可作为三等水准测量的起算点。 进行高程拟合时，可有意识让部分水准点不参与计算，以便核算拟合成果精度，并列表说明其差异情况。 5.2.1 水准联测 在市域内的国家二等水准路线基础上统筹考虑布设三等水准骨干网，三等水准采用单路线往返观测，水准路线的布设原则为： (1)顾及新布设的D级GPS点的联测； (2)顾及二等水准路线点的起算和路线点密度； (3)顾及原三等水准线路； (4)满足规范相应等级的技术要求； (5)顾及公路交通情况； (6)顾及三等水准网的统一平差计算。 测区已有等级水准点应纳入本次水准测量，计算新成果。 建筑物上的D级GPS点的高程，以及个别不便于水准联测到的（如岛屿上的）地面D级GPS点的高程，可以联测水准高程的GPS点作起算点，参照GPS高程测量 规范要求，应用江苏省似大地水准面成果求算GPS 点的高程。 5.2.2主要精度指标 根据GB12898-91国家三、四等水准测量规范，这次复测的总精度指标要求为： 全测区按环闭合差计算的每公里水准测量高差中数的全中误差,计算公式为： ? ?±=F N M 1 式中:-以为单位的环闭合差或附合路线高差不符值； F-以km 为单位的环线周长或附合路线长度； N-整网环数和附合路线条数。 5.2.3 水准观测 仪器、标尺 观测使用DS3型水准仪和区格式木质标尺或电子水准仪和相配套的因瓦合金标尺。仪器、标尺的技术指标应满足GB12898-91规范规定的要求，作业前及作业期内应按规定项目进行检验。 观测方式 三等水准采用三丝读数法往返观测。根据路线土质选用重量不轻于1kg 的尺台作转点尺承。 测站上观测顺序和方法、观测限差要求，观测的时间和气象条件，间歇与检测，