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文本内容:
1.前言
1.1实习目的
(1)巩固课堂教学知识,加深对控制测量学的基本理论的理解,能够用有关理论指导作业实践,做到理论与实践相统一,提高分析问题、解决问题的能力,从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用,使所学知识进一步巩固、深化
(2)通过实习,熟悉并掌握二等精密水准测量的方法与仪器的使用
(3)熟悉并掌握
三、四等控制测量的作业程序及施测方法
(4)通过实习,熟悉GPS作业计划、GPS控制网布设、观测、数据处理的作业程序及方法;对野外业观测成果进行整理、检查和计算,掌握运用“GPS数据后处理软件”处理GPS测量成果的基本技能
(5)熟悉水准仪、GPS、全站仪的工作原理
1.2任务要求
(1)紫山采用静态相对定位方法建立测区GPS平面控制网,等级为D级
(2)紫山平面控制测量采用三角测量法,精度达到四等
(3)在紫山进行四等水准测量,每一组测量一条边
(4)在水准测量的同时用全站仪进行三角高程测量,以比较水准测量和三角高程测量的精度
(5)在学校周围进行二等精密水准测量
(6)将GPS,三角高程与四等水准的结果进行比较
1.3实习的__与安排测区位于邯郸市西北部的邯郸县境内的紫山风景区,在紫山东部约3公里各山头之间以及河北工程大学主校区周围组成的闭合圈,时间从2012年2月20日至2012年3月23日本次实__共56人,分成9组,每个小组由5-8人组成,每组设组长一名,负责本小组的实习__、____、纪律考勤,副组长一名,主要是协助组长完成各环节的__工作,保管仪器我们是2班第4组组长温成龙副组长陈志强成员李文飞任硕柴润民陈鹏屹梁鹏浩安喜平
2.测区概况
2.1地理概况测区在邯郸紫山附近,位于邯郸市西北,距市区15公里左右如下图所示测区位于东经___°17′~___°21′、北纬36°41′~36°44′测区地形属于丘陵,位于环太平洋火山地震带图1紫山地理概况图
2.2交通状况 县境内京广铁路纵贯南北,邯济、邯长铁路横穿东西,京深高速公路、
107、
309、邯大、邯武、邯临、邯峰等国家、省级公路与县乡公路纵横交错,四通八达,形成便利的交通网从邯郸市区乘坐60路公交车可直接到达测区测区内大部分为山脉,通行不便
2.3气候测区属暖温带大陆性季风气候,四季分明春季风多干旱,夏季炎热多雨,秋季温和凉爽,冬季寒冷干燥,年平均气温
13.5℃,最冷月份(一月)平均气温-
2.3℃,极端最低气温-19℃,最热月份(七月)平均气温
26.9℃,极端最高气温
42.5℃,全年无霜期200天,年日照2557小时邯郸6/7月份干热,最高气温一般都在35℃,8月份潮湿闷热,气温也可达35℃左右,九月秋高气爽冬季干冷,春季多风沙天气,属于典型的大陆型季风气候
2.4居民及居民点测区内人口稀少,多为汉族,村庄依傍紫山东西两侧该区历史文化悠久,战国名将赵奢长眠于此,为有名的风景区
2.5测区测绘情况测区地处小山区,农村占一定比例,且大部分地区为山脉,通行不便,不利于通视,对于整体选点,布点造成很大困难测区范围内有钢铁厂,电厂,煤场等污染企业,对观测造成不利影响从整个工作角度来看,测区进行测绘工作的难度较大
3.执行规范《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T18___-2009《工程测量规范》GB50026-2007《国家
三、四等水准测量规范》GB12__8-91《国家三角测量规范》GB\T17942-
20004.平面控制网布设及施测三角测量,GPS测量,四等水准及三角高程测量均在紫山进行;二等精密水准在学校周围进行
4.1踏勘选点、埋石
4.
1.1选点主要考虑了以下
(1)相邻点之间应通视良好,
(2)易于架设仪器,
(3)控制点应便于保存、扩展和寻找,做好点之记所选点的编号依次为A
9、B
9、C
9、O9图形结构为中心四边形如下图所示图2紫山网形结构图
4.
1.2控制点标石规格及埋设结构图标石是三角点永久性的点位标志,标石中心应嵌入中心标志,中心标志代表三角点的中心位置本次实习标石采用四等三角点标石,标石材料可采用磁质或金属等材料制作标石埋设如图2所示四等三角点埋设双层标石,埋设双层标石时,两层标石中心严格在同一铅垂线中
4.
1.3紫山点之记A9B9C9D9O9点之记见附表
14.2三角测量
4.
2.1仪器仪器BTS-6082C数字型全站仪-博飞角度测量精度2″距离测量精度±3mm+2ppm
4.
2.2精度要求《工程测量规范》GB50026-2007中对四等三角形网测量的要求等级仪器型号平均边长测角中误差测边相对中误差测回数四等J22km
2.5″1:_____006半测回2c值一测回同一测回三角形最归零差2C互差各测回互差大闭合差8″30″13″9″9″
4.
2.3观测结果统计表各测回平均方向值测站照准度分秒A9D9000O
9462149.1B
9109251.9B9A9000O
9541519.3C
9873237.4C9O9000D
9322334.6B9321836D9O9000A
9554627.8C
9323595.2O9C9000B
91075116.4A
91703239.5D
92482426.5三角网及各角度如下图图3三角网及各角度测量内角和闭合差″三角形最大闭合差″测角中误差″AOB179°59′
55.2″-
4.
892.02BOC179°59′
58.5″-
1.5COD180°00′
2.9″
2.9DOA180°0′
3.9″
3.
94.
2.4平差结果及精度评定假定BC两点为已知点,B
530779.
43654063946.0215C
529376.
06524063515.2760点位中误差XaYaXdYdXoYo
0.
0219850.
01770450.
02219230.
03160320.
0075820.0186667边长相对中误差ABCDDAOAOBOCOD
47915.
4976076.
2842352.
9247611.
2864186.
4251290.
8640165.57注边长相对中误差的限差为1/40000,故以上各边的相对中误差均满足条件测站照准方向值dms改正数s平差后值dmsAD
0.000000O
46.
2149100.
4946.214959B
109.
2501900.
37109.250227BA
0.000000O
54.
1519303.
5154.152281C
87.
3237400.
0587.323745CO
0.000000D
32.233460-
5.
1032.232950B
321.083600-
4.
58321.08___2DO
0.000000A
55.462780-
3.
1655.462464C
323.590520-
2.
76323.590244OC
0.000000B
107.
5116400.
38107.511678A
170.
3239501.
80170.324130D
248.
2426500.
56248.242706方向值改正数点名长轴m短轴m长轴方位dms点位中误差mA
0.
02530.
019916.
2112640.0322D
0.
03080.
025776.
0325980.0401O
0.
02010.
012184.
1120600.0235各点的坐标平差结果点名XmYm备注A
4063012.
7265531022.6614B
4063946.
0215530779.4365已知点C
4063515.
2760529376.0652已知点D
4062429.
8480530159.2946O
4063201.
0004530162.0175点位误差椭圆
4.
2.5遇到的问题三角测量采用全圆观测法,操作较简单,但因为点位均设在山顶,当地又有一些污染企业,所以观测受环境影响较大,遇到有雾天气无法观测由于各点之间距离较远,瞄杆比较困难,对读数也造成较大困难在B点观测O点时,因一棵树的遮挡,造成三角形闭合差超限,重新观测后符合条件
4.3GPS控制网的布设及施测
4.
3.1GPS点位选择及网的布设原则
1.点位的选择符合技术设计要求,并有利于其他测量手段进行扩展与联测;
2.点位的基础应坚实稳固,易于__保存,并有利于安全作业;
3.点位应设在易于__接收设备、视野开阔的较高点上;
4.点位目标要显著,视场周围15°不应有障碍物;
5.点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等),其距离不小200m,远离高压输电线和微波无线电__传送通道,其距离不得小于50m;
6.点位附近不应有大__水域或不应有强烈干扰卫星__接收的物体;
7.交通应便于作业
8.选点人员应按技术设计进行踏勘,在实地按要求选点定位当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及觇标是否安全、可用性进行检查,符合要求方可利用
4.
3.2仪器与精度仪器两台华测X90一台X91精度静态水平精度±(5mm+1ppm*D)垂直精度±(10mm+1ppm*D)
4.
3.3GPS控制网的网形布设及精度分析本测区设计以边连式布设D级GPS点4个,D级控制网采用3台接收机观测,分2个观测时段进行观测GPS网相邻点间基线中误差按下式计算式中mm为固定误差;ppm为比例误差系数;km为相邻点间的距离GPS-D级网的主要技术要求应符合下表规定相邻点最小距离应为平均距离的1/2~1/3;最大距离应为平均距离的2~3倍GPS网的主要技术要求等级平均距离(km)固定误差amm比例误差b1×106最弱边长相对中误差D级5~10≤10≤101/45000注当边长小于200m时,边长中误差应小于20mm
4.
3.4GPS控制测量作业要求I.基本技术要求为保证GPS测量精度,采用载波相位静态相对定位作业模式,D级GPS测量作业的基本技术要求应符合下表的规定D级GPS测量作业的基本技术要求级 别卫星截止高度角°有效观测卫星数平均重复设站数时段长度min数据采样间隔sPDOP值D级≥15≥4≥
1.6≥6015<5注
1、观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整;
2、可不观测气象要素,但应记录雨、晴、阴、云等天气状况II.GPS卫星预报和观测调度计划1)保证GPS作业观测工作顺利进行,保障观测成果达到预定的精度,提高作业工效,在进行GPS外业观测之前,应事先编制GPS卫星可见性预报表预报表2)应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容2)编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度3)作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表,其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容
4.
3.5观测准备与过程出发工作前应检查电池容量是否充足,仪器及其附件是否携带齐全;作业前应检查接收机内存是否充足;天线安置及测量过程应符合下列要求
1.作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态,然后再安置天线;
2.天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上,中误差应小于3mm天线应整平,天线基座上的圆水准所泡应居中;
3.观测组应严格按调度表规定的时间进行作业保证同步观测同一卫星组当情况有变化需修改调度计划时,应经作业队负责人同意,观测组不得擅自更改计划;
4.接收机预置状态应正确,然后方可启动接收机进行观测;
5.每时段开机前,作业员应量取天线高,关机后再量取一次天线高作校核,两次量天线高,互差不得大于3mm,取平均值作为最后结果,记录在手簿若互差超限,应查明原因,提出处理意见记入测量手薄备注栏中天线高的量取方法应符合《全球定位系统城市测量技术规程》的要求,量取的部位应在观测手薄上绘制略图;
6.仪器工作正常后,作业员应及时逐项填写测量手簿中各项内容;
7.一个时段观测过程中不得进行以下操作关闭接收机又重新启动;进行自测试(发现故障除外);改变卫星高度角;变数据采样间隔;改变天线位置;按动关闭文件和删除文件等功能键;
8.观测员在作业期间不得擅自离开测站,并应防止仪器受震动和被__,防止人和其他物体靠近天线,遮挡卫星__;
9.观测中应保证接收机工作正常,数据记录正确,每日观测结束后,应及时将数据转存至计算机硬、软盘上,确保观测数据不丢失
4.
3.6GPS控制网数据处理I.数据预处理
(1)将原始观测数据从接收机上用compass数据处理软件下载到计算机上,通过解码将各种数据分类整理,剔除无效观测值和冗余信息
(2)对输入数据进行检核与修改,包括站名、点号、测站坐标、天线高等II.基线解算基线解算要分三个阶段进行,第一阶段进行初始平差,解算出整周未知数参数和基线向量的实数解,在第二阶段将整周未知数固定成整数,在第三阶段,将确定了的整周未知数作为已知数,仅将待定的测站坐标作为未知数再次进行平差解算,解算出基线向量的最终解III.观测成果的外业检核1)重复观测边的检核对于重复观测边的不同时段的成果互差,应小于等于相应的等级规定精度的2倍Δd=29mm,σ=
13.37mm,显然Δd≤2σ,所以该向量的观测值合格具体数据见附表22)同步环闭合差的检核根据《GPS规范》要求,各级GPS基线精度计算公式如下σ=按D级控制网精度要求,取a≤10mmb≤10ppm设Wx、Wy、Wz、分别是同步环坐标分量的闭合差、则应满足Wx≤Wy≤Wz≤W限≤在同步环A2-B2-O2中,取D=
0.__7km得σ=
13.43mm,令n=3得Wx≤
4.65mmWy≤
4.65mmWz≤
4.65mmW限≤
8.06mm由GPS实测数据得Wx=
0.0mm<
4.65mmWy=
0.3mm<
4.65mmWz=
0.3mm<
4.65mmW限=
0.42mm<
8.06mm均满足要求,所以同步环A2-B2-O2合格在同步环B2-O2-C2中,取D=
0.855km得σ=
13.15mm,令n=3得Wx≤
4.56Wy≤
4.56Wz≤
4.56W限≤
7.__由GPS实测数据得Wx=
0.1<
4.56Wy=
1.4<
4.56Wz=
1.3<
4.56W限=
1.91<
7.__均满足要求,所以同步环B2-C2-O2合格3)异步环闭合差的检核根据《GPS规范》要求,异步环各坐标分量应满足以下要求Wx≤Wy≤Wz≤W限≤在异步环O2-A2-B2中,取D=
0.855km得σ=
13.15mm,令n=3得Wx≤
45.6Wy≤
45.6Wz≤
45.6W限≤
78.96由GPS实测数据得Wx=
2.0<
45.6Wy=
1.0<
45.6Wz=
1.3<
45.6W限=
2.58<
78.96均满足要求,所以异步环O2-A2-B2合格在异步环B2-O2-A2中,取D=
0.__7km得σ=
13.43mm,令n=3得Wx≤
46.5Wy≤
46.5Wz≤
46.4W限≤
80.60由GPS实测数据得Wx=
1.9<
46.5Wy=
2.1<
46.5Wz=
2.9<
46.5W限=
4.05<
80.60均满足要求,所以异步环B2-O2-A2合格IV.三维无约束网平差GPS点WGS-84坐标系坐标平差及精度按《GPS规程》规定,基线向量的改正数:Vx=Vy=Vz≤3σ=
39.84mm实测基线5条,经检查最大的基线向量改正数为
1.5mm,完全符合规程要求成果报告中各项指标均符合相应等级规范要求
4.
3.7GPS数据处理成果报告GPS数据处理成果见附表
2、附表
35.高程控制测量
5.1四等水准测量
5.
1.1仪器仪器DS1水准仪双面水准尺尺垫
5.
1.2测量方法双面尺法1)整平仪器使望远镜绕竖轴旋转时,水准气泡两端分离不大于1毫米;2)将望远镜对准后视标尺黑面,转倾斜螺旋使水准气泡准确居中,读记下丝、上丝和中丝的标尺读数计算后视视距,计算上下丝中数与中丝之差,并判断是否超限;3)将望远镜照准前视标尺黑面,转倾斜螺旋使水准气泡准确居中,先读记中丝标尺读数,再读记下丝、上丝标尺读数计算前视视距、前后视距差、视距差累计值,判断是否超限计算上下丝中数与中丝之差,并判断是否超限;4)照准前视标尺红面,转倾斜螺旋使水准气泡准确居中,读中丝标尺读数计算前视黑、红面读数之差(黑+K-红),并判断是否超限;5)照准后视标尺红面,转倾斜螺旋使水准气泡准确居中,读中丝标尺读数计算后视黑、红面读数之差(黑+K-红),并判断是否超限;6)计算黑、红面所测高差及高差之差,判断是否超限;7)检核后视“黑+K-红”-前视“黑+K-红”=黑红面所测高差之差;8)计算本站高差(黑红面所测高差中数)本站观测结束,指挥后尺和观测员搬站
5.
1.3施测路线地点紫山测量ABCD四个点组成的闭合环,每组测量一条边,我组测C-D测段
5.
1.4精度要求《工程测量规范》GB50026-2007中四等水准网测量的要求等级型号视线长度(m)前后视较差(m前后视累积差(m)视线高地面最低高度(m)基本分划、辅助分划较差(mm)基本分划、辅助分划所测高差较差(mm)四等DS
21005100.
23.
05.
05.
1.5各组综合结果距离(km)高差m测站数A-B
0.
9217.65344B-C
1.
4913.252556C-D
1.39-
34.887557D-A
1.
044.300536∑
4.
840.3185193限差
83.4mm
5.
1.6结果分析因为是一组测量一条边,观测人员,观测仪器均不同,这可能是数据超限的主要原因
5.2三角高程测量
5.
2.1仪器仪器BTS-6082C数字型全站仪-博飞角度测量精度2″距离测量精度±3mm+2ppm
5.
2.2施测路线地点紫山测量ABCD四个点组成的闭合环,每组测量一条边,我组测A-D测段
5.
2.3执行规范《工程测量规范》中三角高程的要求等级边长(km)环形闭合差(mm)仪器精度竖盘指标差较差(″)测回较差(″)仪器精度等级四等=120√∑D2″级=7=710mm
5.
2.4测量方法I一般三角高程测量方法1)在测站点上安置全站仪,对中、整平2)量取仪器高、目标高3)测量竖直角δ4)测量平距D或斜距L5)两点间的高差进行往返观测,两次高差互差不大于
0.1D(D以km为单位)II我组使用方法与三四等水准测量方法类似,将仪器置于施测路线(即AD段)中点位置,A点与D点同时架设棱镜,采用后前前后法观测三个测回
5.
2.5遇到的问题及解决方法
1.测量AD边,中点较难找,D点有房屋影响视线
2.用此方法测三角高程不能动仪器起初每测一测回便重新调仪器,各测回测得高差相差__个毫米,后仪器不动,测得高差基本相同
3.此方法检核条件较少,不容易超限但若是出错了会找不到源头在哪
5.
2.6各组结果统计三角高程(m)距离(km)A-B
17.
57430.92B-C
13.
0241.49C-D-
34.
94751.39D-A
4.
12141.04∑-
0.
22784.84限差44mm
5.
2.7四等水准与三角高程结果比较四等水准(m)测站数三角高程(m)距离(km)A-B
17.
6534417.
57430.92B-C
13.
25255613.
0241.49C-D-
34.887557-
34.
94751.39D-A
4.
3005364.
12141.04∑
0.3185193-
0.
22784.84限差
83.4mm 44mm
5.3二等精密水准(注因1号点有变动,因此我组将与1号点邻近的点作为控制点施测)
5.
3.1仪器仪器苏州一光DSZ2自动安平水准仪测微器两个铟瓦尺尺垫
5.
3.2观测方法观测方法用两把因瓦尺,在每一测站上需要观测后视和前视因瓦尺的基本分划和辅助分划面读数,对于往测奇数站a.后视标尺基本分划;b.前视标尺基本分划;c.前视标尺辅助分划;d.后视标尺辅助分划,往测偶数站,采用前后后前的观测次序;返测奇数站,采用前后后前的观测次序;返测奇数站,采用后前前后的观测次序;往测转返测时,交换前视与后视尺的位置
5.
3.3施测路线地点学校周围水准环路包括东至滏阳南大街,北至学院北路,西至明怡路,南至南环路控制点名分别为
1、
2、
3、4图4学校水准路线图
5.
3.4精度要求水准测量的主要技术要求等级视线长度(m)前后视较差(m前后视累积差(m)视线高地面最低高度(m)基本分划、辅助分划较差(mm)基本分划、辅助分划所测高差较差(mm)二等
50130.
50.
50.7等级型号水准尺附合或环线观测次数测段往返较差环线累积差二等DS1因瓦往返各一次
30.
55.
3.5成果统计及平差结果1-22-33-44-1往测高差(mm)
671.
415648.
405497.675-
1819.065返测高差(mm)-
670.53-
652.405-
493.
4551822.17往返较差(mm)
0.885-
3.
5954.
223.105往返较差限差(mm)
5.
0225.
4184.
3485.243往测环闭合差及限差(mm)闭合差-
1.57限差
7.135返测测环闭合差及限差(mm)闭合差
5.78限差
7.075测段高差平差结果(mm)
671.
9651.
5496.2-
1819.61点为已知点高程
50.0000米平差后的高程见下表点号1234高程(m)
50.
000050.
671951.
323451.
81965.
3.6遇到的问题及解决方法
1.数据检核时,上下丝之和除2与中丝比较特别容易超限,起初不知比较时是否要加上测微器读数,几个组有分歧,后来经商议,我组比较时不加测微器读数
2.在观测过程中各个指标均合格,但每一段的往返测高差之差总是超限,后来接其他组仪器测量了1到4点的往返值,结果也超限,至今为找到原因
1.起初前后视距把握不准,以致浪费了些时间调整仪器和尺子的位置,但经过一次又一次步测,测量人员的视距调整很准确
2.记录数据有时会记错位置,将前后视记反,以致高差算错
6.心得体会为期五个星期的实习已经结束,这次实习考验的不仅仅是我们对知识对仪器的掌握程度,还有对我们体力及精神上的考验在紫山要走很长的路才能到达目的地,且观测地区多为梯田,行路不便;观测点在山顶风较大,对观测不利这次实习中花费时间最多的是在学校的精密二等水准,遇到问题最多,而且经常超限,很打击我们的热情与干劲,起初可能是仪器问题,在方__确的情况下测得的数据总是超限,仪器检修后4-3与3-2的往返测合格,但是与其他组的数据相差较多1-2与1-4的往返测总是超限,换了其他组仪器测后重测了1-4依旧超限,但分别取以前的1-4的往测与换仪器后的反测,结果符合要求总之,在一次次超限且总找不出原因在哪时,我们的干劲已经大大减弱,虽然我们组是最后一个测完的,但是我觉得坚持才是最重要的
7.实习建议实习期间班长安排好各组的测量工作,数据一组交一份即可,若每人一份不好分配且给老师的查看带来不便
8.附表附表见后。