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1、*城区GPS-E级控制测量项目 技术设计书 城区GPS-E级控制测量技术设计书一、项目及任务概况为加强土地管理和满足城镇规划建设的需要，受*县国土资源局委托，由*信息技术有公司承接*县城区GPS-E级控制测量任务，现根据国家和省有关技术规范、规程制定本技术设计书。*县，广东省梅州市辖县，革命老区县，地处广东省东北部，韩江上游，是粤东丘陵地带的一部分。测区位于*城区和城区周边水寨、河东、横陂、转水四镇，施测范围由甲方具体划定(详见下图)，面积约189平方公里，根据要求施测GPS-E级控制点约32个。二、采用任意带坐标的建议从*县城所处的地理坐标位置（11534-11542）来看，正好落在高斯正形
2、投影3带中央子午线为117的39带西边缘，基本上位于114（38带）与117（39带）的相交处（11530），测区偏离中央子午线西向约140KM，其长度变形值很大，按理论计算，长度变形约为27.2CM/KM。根据城市测量规范CJJ82011规定，当长度变形值大于2.5CM/KM时，可采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面可采用城市平均高程面。为确保测区的成图成果质量，也为用图单位在征地、放桩等工程测量中有精度保证，做到平面控制点坐标反算的边长与实量边长尽可能相符，建意测区采用高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统（80西安坐标系），将中央子午线通过*县城，定为：11545。如本测区所测
3、图幅与原测图幅在技术上有矛盾,可通过平移的办法处理。以上建议供参考，否测按不予边长变形的考虑进行实测。三、作业依据1. 全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18314-20092. 卫星定位城市测量技术规范 CJJ/T 73-20103. 城市测量规范 CJJ/T 8-20114. 国家三、四等水准测量规范 GB/T 12898-20095. 数字测绘成果质量检查与验收 GB/T 18316-20086. 本项目的技术设计书四、已有资料的分析与利用1. 平面控制资料测区内及周边地区有原国家大地点和军控点，为1980年西安坐标系，可作为本次控制测量平面起算点。2. 高程控制资料在测区内及周
4、边地区已有原测高等级水准点，为1985国家高程基准，可作为水准测量的起算点。五、主要技术指标(1) 平面坐标系统：采用1980西安坐标系,中央子午线为11545。(2) 高程系统：采用1985国家高程基准。(3) 测量精度：本次GPS测量其精度不低于表1的要求。表1：E级GPS测量的精度要求级别a（mm）b（110-6）相邻点间平均距离(km)最弱边相对中误差最弱点点位中误差（cm）闭合环或附合路线边数E10531/450005.010注：a为固定误差(mm)；b为比例误差系数(mm/km)六、GPS-E级网选点埋石及布网要求1. E级控制点编号E级GPS控制点的编号以等级E为字头，后续2位自
5、然数顺序编号，并保持编号的连续性，不得重号。如GE01、GE02。2. 选点的技术要求(1) 应便于安装接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物高度角不宜超过15。(2) 远离大功率无线电发射源（如电视台，电台、微波站等），其距离不得小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于50m。(3) 附近不应有强烈反射卫星信号的物体（如大型建筑物等）。(4) 交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。(5) 地面基础稳固，易于标石的长期保存，并应有利于安全作业。(6) 充分利用符合要求的已有控制点，并应在点之记中注明。(7) 选站时应尽可能使测站附近的局部环境（地形、地貌、植被等
6、）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。3. 标石的规格(1) 普通混凝土标石E级GPS点一般需要埋设普通混凝土标石。普通混凝土标石的标石顶面中心安置中心标志。E级GPS点标石规格为：上部12cm12cm，底部为20cm20cm，高60cm。普通混凝土标石的规格详见图1：(2) 建筑物上标志当地面上不宜选点埋石的时候，可以在坚固的建筑物房顶设置楼顶标志。楼顶标志规格为：上部20cm20cm，底部为30cm30cm，高15cm。建筑物上的标石严禁在隔热板上、沥清面上浇灌，衔接处要打毛，并清理干净，以确保将两层面牢固连接。建筑物上标志规格详见图2：(3) 路面凿刻标志当地面上有稳固且
7、能长久保存的坚硬路面时，E级GPS点也可设置路面凿刻标志。标志规格为：25cm25cm的方框。现场进行凿刻，将GPS点中心标志（不锈钢钉）从方框中心钉入，要确保牢固。路面凿刻标志规格详见图3：图1普通混凝土标石规格单位:CM图2楼顶标规格单位:CM图3路面凿刻标志的规格单位:CM(4) 标石面整饰详见图4:图4G E X X国 土E级点标石面4. 布网要求(1) GPS网观测方法采用多个同步观测环为基本组成的网观测模式。其同步环之间，应以边连接或点连接的方式进行网的构建。E级GPS网最简异步观测环或附合线路中的边数不应超过10条。(2) E级GPS控制网平面应联测高等级控制点不少于3点。(3)
8、 选取30%左右的E级点进行四等水准联测，作为控制网高程拟合的起算点，联测的E级点要求分布均匀，能够控制整个范围。七、GPS-E级网观测GPS 作业时应采用静态模式(常规静态或快速静态)观测。1. 接收机的选用E级GPS网测量采用的GPS接收机的选用按表2规定执行。表2： E级GPS网测量采用的GPS接收机性能等级E级单频/双频双频观测量至少有L1载波相位同步观测接收机数3注：GPS接收机应满足：其标称精度优于（10mm+510-6d）。2. GPS网观测基本技术要求GPS-E级网观测应遵照下表3的相关指标执行。表3： GPS-E级网观测基本技术指标等 级项 目E级卫星截止高度角（）15同时观
9、测有效卫星数4有效观测卫星总数4观测时段数1.6时段长度40min数据采样间隔/s5153. 观测要求(1) 观测组必须执行调度计划，按规定的时间进行同步观测作业。当情况有变化需修改调度计划时，非经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划。(2) 每点的观测作业均必须量取仪器高，于开机前后各一次，并记录于观测手簿中，两次读数不应大于3mm，并取平均值作为最后结果输入GPS接收机中。此外，还需及时输入测站名等信息。(3) 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移动，防止人和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号。(4) 接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机；雷雨过境时应关机停测
10、，并取下天线，以防雷击。(5) 经检查所有规定作业项目均已全部完成，并符合要求，记录完整无误后方可迁站。(6) 每日观测结束后，应及时将数据从GPS接收机转存到计算机上，确保观测数据不丢失，并拷贝备份由专人保管。同时应进行当天的基线计算。接收机内所存数据文件卸载到外存介质上时，不应进行剔除、删改或编辑。八、GPS网的数据处理1. 数据处理软件的选用本项目GPS-E级控制网的基线解算及平差计算软件可采用GPS随机商用软件。2. 基线向量解算基线解算的起算值：基线解算应以测区内的高等级控制点WGS-84坐标作为起算，基线解算要求一级往下一级传递WGS-84坐标的原则，不允许对个别基线的解算采用精度
11、不够的单点定位结果作为基线解算的起算值，提高GPS观测基线的内符合精度。基线解算模型应采取双差固定解。3. 相邻点间弦长精度GPS网中相邻点间弦长精度应按以下公式计算：式中 标准差（基线向量的弦长中误差mm）； 固定误差（mm）； 比例误差系数（1.0H）； 相邻点间的距离(km)。本测区作业中、的取值详见表一。4. 外业数据质量检核(1) E级GPS网同一时段观测值的数据剔除率不宜大于10。(2) E级GPS网复测基线的长度较差应满足下式要求：(3) E级GPS网三边同步环闭合差不宜超过下列公式的要求：(4) D、E级GPS网外业基线处理结果，其独立闭合环或附合路线坐标闭合差和各坐标分量闭合
12、差（、）应满足下列公式的要求：式中 环闭合差；n 为闭合环边数。5. 基线向量网及平差(1) 基线向量组网和环检验整网观测结束基线解算工作结束后，可通过GPS接收机随机商用软件进行组网和环检验。可以舍弃在复测基线边长较差、同步环闭合差、独立环闭合差检验中超限的基线，但应保证舍弃基线后的独立环所含基线数10，否则应重测该基线或有关同步图形。(2) 无约束平差当各项质量检验符合要求时，以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差协方差阵作为观测信息，以一个点的WGS-84系三维坐标作为起算依据，进行GPS网的无约束平差，以检验空间向量网的内符合精度,再次检验组网基线是否存在粗差。在无约束
13、平差中，基线向量的改正数绝对值应满足下式要求：无约束平差中，基线向量的改正数绝对值（、）应满足如下条件：333当超限时，可认为该基线或其附近存在粗差基线，应采用软件提供的分析功能进行分析，找出粗差并予以剔除，或采取相应的补救措施，重新进行无约束平差，直至符合上式要求。(3) 约束平差1980西安坐标系下的二维平面成果可以通过二维约束平差方法得到。在无约束平差确定的有效观测基础上, 固定联测的起算点平面坐标进行平面网的二维约束平差，从而获得1980西安坐标系下的二维平面成果。约束平差中，基线向量改正数与经过剔除粗差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（、）应满足如下要求：222当
14、超限时，可认为作为起算的约束数据与GPS网不兼容，应采取相应的方法和补救措施对其进行改进，重新进行平差，直至符合上式要求。(4) 高程拟合GPS-E级控制网采用四等水准联测30%左右的E级点作为该网高程拟合的起算点，联测的E级点要求分布均匀，能够控制整个范围。高程拟合采用二次曲面拟合方法计算出各控制点高程，拟合计算应进行内符合和外符合检核计算，如检核数据误差过大，应查明原因，改进拟合精度，最终的高程拟合精度应满足高程精度要求。九、四等水准测量1. 水准测量主要技术要求对于四等水准测量，每公里水准测量的偶然中误差和全中误差，以及往返测高差不符值与环线闭合差限差，不得超过表4规定的数值。 表4 水准测量的主要技术要求 单位:mm等级偶然中误差全中误差测段、路线往返测高差不符值附合路线或环线闭合差检测已测测段高差之差四等51020平原:20山区:2530注：表中K为路线或测段的长度，L为附合路线（环线）的长度，R为检测测段
