大地测量实习报告.docx
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大地测量实习报告.docx
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大地测量实习报告
淮海工学院
实习报告书
题目:
大地测量实习报告
学院:
测绘工程学院
专业:
测绘工程
班级:
测绘082
************************
学号:
*********
2010年10月10日
成绩
1前言……………………………………………………………………………3
2测区概况………………………………………………………………………3
2.1测区的地理位置………………………………………………………………3
2.2交通条件………………………………………………………………………3
2.3气候地形地貌………………………………………………………………3
已有资料的收集与利用………………………………………………………3
3.1参考文献………………………………………………………………………3
3.2已有控制点资料………………………………………………………………4
3作业规范……………………………………………………………………4
4平面控制测量…………………………………………………………………4
5.1GPS首级平面控制测量………………………………………………………4
5.1.1踏勘、选点………………………………………………………………4
5.1.2GPS平面控制网设计………………………………………………………5
5.1.3精度等级及技术指标……………………………………………………5
5.1外业观测………………………………………………………………………5
5.1数据处理………………………………………………………………………6
6导线图根平面控制测量…………………………………………………………7
6.1控制点描述…………………………………………………………………7
6.2选点、造标、埋石方法及情况………………………………………………7
6.3导线平面控制网设计…………………………………………………………8
6.4精度等级及技术指标…………………………………………………………9
6.4.1施测技术依据……………………………………………………………10
6.5外业观测……………………………………………………………………10
6.6数据处理……………………………………………………………………10
7高程控制测量…………………………………………………………………10
7.1基准选择……………………………………………………………………10
7.2水准网网形设计……………………………………………………………11
7.3水准测量精度等级及技术指标……………………………………………11
7.4水准测量外业观测…………………………………………………………12
7.5数据处理……………………………………………………………………12
8GPS-RTK技术应用介绍………………………………………………………12
8.1RTK的工作原理……………………………………………………………13
8.2RTK测量技术的应用………………………………………………………13
9数字水准仪应用介绍………………………………………………………14
10总结…………………………………………………………………………15
11实习日记……………………………………………………………………16
附图
点之记
外业观测数据
1.前言
本次大地测量实习从9月开始至10月底结束,总共进行五项工作,分别为RTK的练习,电子水准仪的练习,GPS的静态采集和基线处理,二等水准测量,I级导线测量。
我们组的测区范围是东起巨龙路,西至盐河路,南从海宁路,北到苍梧路。
为更加全面的为我们指导,学院为我们班配备了两个指导老师,分别为焦明连和赵宝锋老师。
2.测区概况
2.1测区的地理位置
连云港市,江苏省辖地级市。
位于江苏省东北部,东经
--
和北纬
--
之间,东西长129公里,南北宽约132公里,土地总面积7444平方公里,水域面积1759.4平方公里。
新浦区为市政府所在地,同时还是连云港市的政治、经济、文化中心。
本测区中心位置为东经119008’,北纬的34035’,测区地面高程为+5m左右,交通方便,邻近黄海,气候宜人,测区内人口稠密,所需人力、物力、材料均可就地解决。
2.2交通条件
测区内私家车流量较多,过往居民较多较频繁,测区边道路交通繁忙,车流量很多,影响测量进度和精度。
2.3气候、地形与地貌
2.3.1气候条件
测区内处于暖温带与亚热带过渡地带,常年平均气温14摄氏度,空气清新湿润,冬天多西北风少雨,夏天多东南风多雨,主导风向为东南风,历年平均降水量930多毫米,雨量集中于6、7、8三个月内,常年无霜期为220天,属于典型的温带气候。
夏季气温较高,一般为35℃左右,冬季有雪,但不寒冷,最低温度为-5℃,冻土线深度约为0.1m。
全年平均风力为3~6级,夏季受台风影响。
宜于野外作业时间为3—11月份,年平均作业时间利用率为21天/月。
总而言之,测区内四季分明,温度适宜,光照充足,雨量适中。
日照和风能资源为江苏省最多,也是最佳地区之一。
2.3.2地形条件
测区内地势比较平坦,道路曲折。
3.已有资料的收集与利用
3.1参考文献
1.《数字测图原理与方法》武汉大学出版社潘正风等
2.《大地测量学基础》武汉大学出版社孔祥元等
3.《误差理论与测量平差基础》武汉大学出版社
武汉大学测绘学院测量平差学科组
4.《GPS定位与导航》武汉大学出版社李中航等
3.2已有控制点资料
点名
X
Y
H
备注
GCD1
3830399.018
424910.213
4.240
华联南侧
GCD2
3830634.904
425968.741
3.771
郁州路+苍悟路
GCD3
3831058.717
428606.358
11.500
宁连高速+苍梧路桥
平面E级,高程二等
4作业规范
1.《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T18314-2009
2.《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97
3.《工程测量规范》GB50026-2007
4.《城市测量规范》CJJ8-99
5.《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-91
6.《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91
7.《国家三角测量规范》GB/T17942-2000
5平面控制测量
5.1GPS首级平面控制测量
按照指导老师既定的控制点,对连云港市新浦区和海州区开展GPS静态测量,包括外业的数据采集以及内业的数据处理和成果的分析与技术总结,得到一套覆盖校两个区内部的完整的控制点坐标数据资料,其精度满足测量的首级控制要求。
5.1.1踏勘、选点
(1)为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量,要求测站上空应尽可能的开阔,在10~15高度角以上不能有成片的障碍物。
(2)为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰,在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源,如大功率无线电发射设施、高压输电线等。
(3)为避免或减少多路径效应的发生,测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物,如高层建筑、成片水域等。
(4)为便于观测作业和今后的应用,测站应选在交通便利,上点方便的地方。
(5)测站应选择在易于保存的地方。
5.1.2GPS平面控制网设计(绘制控制网示意图)
网型设计的技术要求:
GPS网设计的出发点是在保证质量的前提下,尽可能地提高效率,努力降低成本。
因此,在进行GPS的设计和测量时,既不能脱离实际的应用需求,盲目地最求不必要的高精度和高可靠性;也不能为追求高效率和低成本,而放弃对质量的要求。
本次网型采用同步图形扩展式,多台接收机在不同测站上进行同步观测,在完成一个时段的同步观测后,又迁移到其他的测站上进行同步观测,每次同步观测都可以形成一个同步图形,在测量过程中,不同的同步图形间有三个公共点相连,整个GPS网由这些同步图形构成。
其优点是扩展速度快、图形强度较高,且作业方法简单。
综合考虑到精度的要求、卫星的状况、接收机类型及数量、测区内的已有资料、测区地形和交通状况以及作业效率,我们的调度方案选择的是网连式,及相邻的同步图形之间有3个点以上的公共点。
5.1.3精度等级及技术指标
比较GPS网的布网形式(星形网、点连式网、边连式网、网连式网)可以看出,采用边连式布网方法有较多的非同步图形闭合条件,以及大量的重复基线边,因此,用边连式布网方式布设的GPS网的几何强度较高,具有良好的自检能力,能够有效发现测量中的粗差,具有较高的可靠性,且经费相对网连式布网要经济很多。
因此本次项目GPS网采用边联接的控制网布设。
E级GPS网测量的技术要求:
卫星高度角≥15°
同时观测有效卫星数≥4
有效观测卫星总数≥4
观测时段数1
观测时段长60min
数据采样间隔≥15sec
几何图形强度因子PDOP≤8
5.1.4外业观测(仪器准备、制定外业观测调度表、外业观测要求及注意事项等)
(1)、仪器设备
GPS接收机、脚架、观测手簿、小钢尺、铅笔自备
(2)、外业观测调度表
时段编号
观测
时间
测站号
测站号
测站号
测站号
测站号
测站号
机号1
机号2
机号3
机号4
机号5
机号6
1
7:
00-8:
00
HG06
HG05
HG08
GCD1
HG01
HG11
2
9:
00-10:
00
HG06
HG04
HG09
GCD1
HG01
HG12
3
11:
00-12:
00
GCD3
HG04
HG09
GCD2
HG02
HG12
4
15:
00-16:
00
GCD3
HG03
HG10
HG07
HG02
HG13
5
17:
00-18:
00
HG15
HG03
HG10
HG07
HG14
HG13
(3)、外业观测要求及注意事项
观测组必须严格遵守调度命令,按统一规定时间进行作业;摆设GPS人员尽可能留在仪器旁边,不要让仪器离开视线范围之外,数分钟需至接收仪查看一次,注意数据有无持续接收、电池剩余电量等。
每一时段观测过程中不允许进行以下操作:
①接收机关闭又重新启动;
②改变卫星仰角限;
③改变数据采样间隔;
④按动关闭文件和删除文件等功能键;
5.1.5数据处理(数据传输、软件解算、精度评定等)
(1)数据传输
静态观测完的数据存储在GPS接收机中,需要经过传输才能导入计算机中,南方的卫星接收机数据的课直接导入计算机。
(2)软件解算
利用AshetchSolutions软件,打开
,新建项目,选择WGS-84坐标系,选择相应的高程系统大地高“Ellipsoidelevation”。
并设置其他参数。
数据处理结果坐标
6导线图根平面控制测量
6.1控制点描述
我们小组所布设10个控制点基本上涵盖了整个测区,导线点间通视良好,且各导线边平均边长大概为450m,符合I等导线网的要求。
顾及本次实习使用的仪器是全站仪和精密水准仪,所选线路附近也没有高压线,没有电磁场干扰,也不靠近发热体,测距视线间没有反光物体的存在。
符合《城市测量规范》中对选点的要求。
6.2选点、造标、埋石方法及情况
6.2.1选点技术要求
1、技术设计前,应收集城市各项有关资料和进行现场勘测,在周密调查研究的基础上进行控制网的图上设计。
2、根据给定的比例尺地形图(1/20000),国家控制点以及起始边的位置,按照技术规定设计城市四等导线网。
3、导线点应选择通视良好,成像清晰,便于观测位原则。
采用观点测距时,选点要求应符合:
测距边的长度宜在各等级控制网平均边长(1±30%)的范围内选择,并顾及所用测距仪的最佳测程;测线应高出地面和离开障碍物1m以上;测线应避免通过发热体的上空及附近;安置测距仪的测站应避开受电磁场干扰的地方,离开高压线大于5m;应避免测距时的视线背景部分有反光物体。
易于保存的地方。
应与国家高程起算点联测。
4、点位应选在土质坚实的地方或坚固稳定的高建筑物顶面上,便于造标、埋石和观测,并能永久保存。
各级导线亦可布设墙上标志。
5、觇标高度合理,作业安全,便于低等点的加密,边缘点位应照顾日后扩展应用的便利。
6、宜利用城市原有控制点和国家控制点的点位,各级导线也应充分利用已埋设永久性标志的规划道路中线点。
6.2.2造标及埋石情况
1、四等水准点视需要可建立觇标,建造各种类型的觇标应符合下列规定:
1)、标形端正,基础坚实,标架稳固。
2)、找准标的中心、仪器台中心,基本与标石中心位于一条铅垂线上,其最大偏离距离值不应超过10cm。
3)、觇标橹柱离开观测视线的距离:
二等点不应小于20cm,三、四等不应小于10cm。
2、但各等级控制点均应埋设永久性的标石。
三四等导线点和各级平面控制点的标石,亦可兼做低等水准点用(此时标志应为圆包,标石底层应浇灌混凝土)。
标石中心应具有明显、耐久的中心点。
3、根据我们的测区情况,由于地面很稳固,控制点皆在马路上,控制点的使用时间不是很长,不须也不能建立觇标。
我们在老师的带领下,选定各控制点,并在各控制点砸了钉子作为标石。
6.3导线平面控制网设计
整体来说,测区平坦,总体地形较为单一,呈矩形形状,测区内有两个已知控制点HGO3和HG07,且两已知控制点之间可以通视。
但由于测区处于外环道,重型车辆较多,属于交通繁忙地段,来往的车辆会给测量造成困难。
由于平面控制测量是采用全站仪测量,考虑到通视和安全问题,我们在测区范围内的重要地段和十字路口布设了F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,八个图根控制点,作为转折点。
平面控制网缩略图如下图1所示:
6.4精度等级及技术指标
6.4.1施测技术依据
根据《城市测量规范》,对于Ⅰ等导线网,有以下要求:
1、点位中误差可根据点位误差椭圆的长半轴
和短半轴
,或点位在坐标轴方向的误差
、
来计算;相对点位中误差可根据两点的相对点位中误差椭圆的长半轴
和短半轴
,或坐标增量的误差
和
,或边长
和方向角误差
以及边长S来计算。
2、当附和导线长度短于规定长度的1/3时,导线全长的绝对闭合差不应大于
13cm;
3、光电测距导线的总长和平均边长可放长至1.5倍,但其绝对闭合差不应
大于26cm。
当附和导线的边数超过12条时,其测角精度应提高一个等级。
4、导线网用作首级控制网时,应布设成多边形格网;作为加密网时,可布
设成单线、单结点或多结点导线网。
导线相邻边长之比不宜超过1:
3。
5、I级光电测距导线的主要技术要求如下表2和表3所示:
表2光电导线测量主要技术要求
等级
附合(闭合)导线长度
平均
边长
每边测距中
误差
测角中误差(″)
导线全长相对闭合差
观测次数
测回数
一测回读数
较差
单程测回间
较差
I级
3.6km
300m
±15mm
±5
1/14000
往返1次
2
5mm
7mm
表3导线测量水平角观测各项限差
等级
测角中误差(″)
测回数
(″)
方位角闭合差
DJ1
DJ2
DJ6
I级
±5.0
/
2
4
±10.0
表中n为转折角个数。
6.5外业观测
6.5.1施测方法
1、根据实验要求,我们使用全站仪进行测角量距;
2、施测一条闭合的导线,测定其水平角和边长;
3、为保证精度,用全站仪测角量边时,我们对每个点均分别观测其左角、右角,并且在每个测站观测了两个测回,同时,需要注意的是测角时需照准棱镜底部,量距时需照准棱镜反射面中心;
4、小组每个人都测定了导线的两个角及两条边,保证每个成员都能掌握操作步骤与程序。
6.5.2注意事项
测量外业受外界环境干扰,如大气折光、一天中不同时段温度不同,以及视线范围内车来车往,车辆的震动导致测量的结果的偏差,给测量带来一定的难度,幸运的是当天风不是很大,只是威风。
加上仪器本身也必然会存在一定的误差等影响。
以上诸多原因势必会使我们采集的数据存在一定的误差。
因此,我们在野外采集数据时应该对数据进行初步的计算,如发现有粗差则立即重测。
在野外采集数据后,内业数据处理中,需严格按照技术指标规定的限差衡量数据。
6.6数据处理
(1)平面控制网概算内容及计算
①归算原理
根据测边使用的仪器不同,地面的长度归算分为两种:
一是基线尺量距的归算,二是电磁波量距的归算,本次实习中我们使用的是全站仪,所以归算属于电磁波量距的归算,包括角度归算和距离归算。
a、角度归算
将水平方向归算至椭球面上,包括有垂线偏差改正、标高差改正以及截面差改正这三项。
其中,垂线偏差改正的数值主要与测站点的垂线偏差和观测方向的天顶距有关;标高差的改正主要与找准点的高程有关,它可以利用公式
进行计算;而截面差的改正主要与测站点至照准点的距离S有关。
b、距离归算
电磁波测距仪测得的长度是连接地面点间的直线斜距,就是将它归算到参考椭球面上,然后再将其归化到高斯投影面上。
②将椭球面长度归化到高斯投影面计算
将椭球面上的大地线长度S归化到高斯投影面上变为平均长度D。
距离改化公式为:
其中:
ym取大地线投影后始末两点横坐标平均值,即
;
为大地线长;
即为高斯平面上长度
表示按大地线始末两端点的平均纬度计算的椭球的平均曲率半径,即为6378.319km
(2)平差后结果
见附表
7.高程控制测量
7.1基准选择(高程系统选择)
1956年黄海高程系统
7.2水准网网形设计(绘制水准网示意图)
整体来说,测区平坦,总体地形较为单一,呈矩形形状,测区内有两个已知控制点HGO4和HG05,且两已知控制点之间可以通视。
但由于测区处于外环道,重型车辆较多,属于交通繁忙地段,来往的车辆会给测量造成困难。
由于平面控制测量是采用全站仪测量,考虑到通视和安全问题,我们在测区范围内的重要地段和十字路口布设了B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12十二个控制点,作为转折点。
平面控制网缩略图如下图所示:
7.3水准测量精度等级及技术指标
二等精密水准测量观测限差
等级
最大视线长度
前后视距差
任一测站前后视距累积差
视线高度(下丝)
上下丝读数平均值与中丝读数之差
基辅分划读数差
一测站观测两次高差之差
检测间歇点高差之差
二等
50m
1.0m
3.0m
0.3m
3.0mm
0.4mm
0.6mm
1.0mm
二等水准路线主要技术指标
等级
路线往、返测高差不符值
符合路线或环线闭合差
检测已测测段高差之差
二
±4
±4
±4
7.4水准测量外业观测(观测方法、观测要求及注意事项等)
7.4.1观测方法
(1)、对中整平
(2)、读后视水准尺中丝及上下丝读数
(3)、读前视水准尺中丝及上下丝读数,前后视距尽量相等
(4)、前视读数减后视读数计算高差
7.4.2观测要求及注意事项
(1)、本次实习我们采用二等精密水准仪进行高程控制测量;
(2)、在用精密水准仪测量高程的过程中,为了减少每个单一水准路线布设的测站数设为偶数站,往测时奇数站测量顺序为后前前后,偶数站为前后后前;
(3)、为保证精度,在用精密水准仪测量高程时,有基辅读数作为限差要求标准,控制点与国家水准点进行联测。
(4)、每人不少于1km(或8个测站)单程二等水准测量的观测和记录,并取得合格的观测成果。
另外,这次实习需要注意的是精密水准尺和普通水准尺也有很大的不同,普通水准尺借助红黑面的读数检核读数的正误,而精密水准尺只有一面,必须利用改变仪器高的方法检核读数。
精密水准仪的读数和普通水准仪的读数也有不同,中丝读六位,在水准尺和测微器读数窗中各读三位,其中第六位为估读,上下丝读四位,前三位在水准尺上读出,第四位在测微器中读出。
但是,总的来说,测量与读数原理和以前是一样的。
7.5数据处理(网平差、精度评定)
7.5.1高程控制网概算内容及计算
由于测区地势平坦,测区最低略高于平均海平面,而且由于所测边长都不是很长,曲率半径影响不是很大,以平均海平面为起算面并不影响作业精度,所以可以以平均海平面为起算面,对测区进行高程计算。
高差改正数的计算
计算者:
检查者:
日期:
点号
实测高差
改正数
点之概略高程
纬度
经度
正常重力平均值
正常水准面不平行改正
mm*0.001
10-3mm
m
mm
HG07
3.922
34.60071
119.2057
91185
35
978041
-0.0014
F1
4.8342
34.60135
119.2109
3550
34
978040.3
0.009
F2
4.87004
34.59714
119.2109
-63041
34
978038.6
0.0078
F3
4.23997
34.59311
119.214
-2294
34
978037
0.0081
F4
4.21737
34.58835
119.2152
28356
34
978035.6
0.0056
F5
4.50127
34.58457
119.216
-73373
46
978034.9
0.0017
HG03
3.768
34.58331
119.2097
高差改正数的计算
计算者:
检查者:
日期:
点号
实测高差
改正数
点之概略高程
经度
纬度
正常重力平均值
正常水准面不平行改正
mm
mm
m
mm
HG03
3.768
34.58331
119.2097
21214
35
978035.3
-0.0057
F6
3.98049
119.2089
34.58734
-12071
35
978036.6
-0.0075
F7
3.86013
119.2077
34.59189
6457
36
978038.2
-0.0081
F8
3.92506
119.2067
34.59623
-342
36
978039.9
-0.0094
HG07
3.922
34.60071
119.2057
7.5.2平差后结果
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