大地测量实习报告.docx
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1、大地测量计算与实习实 习 报 告目录1.技术设计11.1项目概述11.2测区概况及已有资料11.3技术要求及规范11.4水准网的图上设计11.5选点和埋石21.6水准观测测量21.7精度规格51.8水准网平差:51.9人员及进度安排51.10经费预算(依据2009版) 61.11成果上交7附录72.技术报告82.1实习目的和意义82.2实习任务82.3测区概况82.4已知高程92.5作业依据(包括各种限差和要求)92.6踏勘、选点102.7使用的仪器和仪器检验102.8精密二等水准数据采集和外业概算过程中的有关情况102.9精密二等水准测量外业高程概算成果112.10大地测量计算所采用的编程语
2、言、各个任务的框图和编程思想以及基本数学模型等112.11大地测量计算成果汇总173.实习总结214.附录244.1i角校验244.2一对水准尺零点差测定254.3水准点点之记264.4自测二等水准测量外业观测高差与高程概算成果表274.5大地测量源程序284.6国测精密水准测量外业观测高差与高程概算成果表415.封底431.武汉市二环二等水准网布设技术设计1.1项目概述武汉市二等水准网作为武汉市城市建设基本高程控制网直接关系到武汉市的城市基础测绘工作。此次二等水准网的布设,为武汉市基础测绘事业做出一份贡献,为城市建设发展提供了第一手资料。1.2测区概况及已有资料测区范围:武汉市二环。按武汉市
3、交通最新规划方案,二环线是武汉中心城区的快速路。规划红线宽50-110米,由发展大道段、汉西段、十升段、四新段、梅家山段、珞狮路段、东湖段、水东段、二七长江大桥和鹦鹉洲长江大桥组成,全长48公里。整个水准路线(包括闭合环线和附和环线)全长约400公里(从谷歌地图上量取估算)。整个测区地势相对平坦,并无太大地势起伏,基本没有山峰等地貌,但是其中,长江,汉江贯穿二环。因此,此次水准点布设将涉及跨河布设的方法,同时,采取与已知高程控制点进行联测的方法来布设二等水准网。本次水准网布设采用跨河水准测量的方法,实现武汉三镇的连贯一体化,。起算数据采用3个已知点: 大桥基点BM1 (基岩点) 、60-1 (
4、国家等水准线路孝武线) 、郑汉86 甲(国家等水准线路孝武线)。这3个已知水准点十分稳定,精度较高。1.3技术要求及规范高程系统:1985国家高程基准作业依据: (1)城市测量规范(CJJ8-99)(2)国家一、二等水准测量规范GB 12897-91 (3)公路勘测规范JTJ061-991.4水准网的图上设计图上设计是水准网布设最为关键的阶段,决定着水准网布设的经济合理性和质量水平。漳州市区及规划区三、四等水准网的布设遵循以下基本原则。(1)对测区情况进行充分的调查研究,搜集和分析测区已有的水准测量成果资料,了解成果状况,特别是使用的高程成果基准情况,为布设方案提供第一手资料。(2)遵循设计要
5、点要求,利用现有地形图上做好图上设计。在从事图上设计时,重点遵循了以下6条布网原则:水准路线应尽量沿坡度小的道路布设,以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。 水准路线若与高压输电线或地下电缆平行,则应使水准路线在输电线或电缆50m以外布设,以避免电磁场对水准测量的影响。 布设首级高程控制网时,应考虑到便于进一步加密。 水准网应尽可能布设成环形网或结点网,个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离:一般地区为24km;城市建筑区和工业区为12km。 应与国家水准点进行联测,以求得高程系统的统一。注意测区已有水准测量成果的利用。1.5选点和埋石在图上初步拟定水准网的布
6、设方案后,按照相应的规范、标准的要求(即国家一、二等水准测量规范),到实地选定水准路线和水准点位置,埋设水准点的固定标石。1.6水准观测测量作业前必须对水准仪、水准尺进行全面检校包括标尺的检视、标尺上的圆水准器的检校、标尺分划面弯曲差的测定、标尺名义米长及分划偶然中误差的测定、一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定;水准仪的检视、水准仪上概略水准器的检校、光学测微器隙动差和分划值的测定、i角检校(作业开始后一周内应每天检校i角,若i角较为稳定时,以后每隔1天检校一次,i角15)、双摆位自动安平水准仪摆差2C角的测定(2C40)。采用不轻于5kg铸铁尺垫。二等水准施测,采用单线路往、返测。
7、一条线路的往返测须使用同一类型的仪器和尺垫,沿同一线路进行。附合线路以由北往南方向为往测方向,环线以顺时针方向为往测方向。在每一环(或区段)内,先连续进行所有测段的往测(或返测)随后再连续进行该环(或区段)的返测(或往测)。二等水准测站观测顺序:往测时奇数测站顺序:后前前后,偶数测站顺序:前后后前。返测时奇数测站顺序:前后后前,偶数测站顺序:后前前后。由往测转向返测时,两根标尺必须互换位置。同一测段的往测(或返测)与返测(或往测)分别在上午和下午进行。在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时,若干里程的往返可同时在上午和下午进行。但这种里程的总站数,不应超过该区段总站数的30%。测站视线长度,
8、前后视距差,视线高度按表1规定执行。表1视线长度(m)前后视距差(m)任一站前后视距差累积(m)视线高度(下丝读数)(m)501.03.0视线长度20m视线长度20m0.50.3间歇与检测: (1)观测间歇时,最好在水准点上结束。否则,应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点,作为间歇点。 (2)间歇后应对间歇点进行检测,比较任意两尺承点间歇前后所测高差,符合表6要求时,可起测;若超过限差,可变动仪器再检测一次,如仍超限,则须从前一水准点起测。 (3)检测成果应保留,但计算高差时不采用。测站观测限差:测站观测限差不得超过表2的规定表2测站观测限差(单位mm)上下丝读数平均值
9、与中丝读数的差基辅分划读数差基辅分划所测高差的差检测间歇点高差的差0.5cm刻划标尺1cm刻划标尺1.53.00.50.71.0注:使用双摆位自动安平水准仪观测时,不计算基辅分划读数差。往返测高差不符值,环闭合差和检测高差较差的限差不得超过表3的规定。表3(单位mm)测段、测区、路线往返测高差不符值附合路线闭合差环闭合差检测已测测段高差之差(mm)4446注:K测段、区段或路线长度,单位km; L附合路线长度,单位km;F环线长度,单位km; R检测测段长度,单位km;跨河水准测量:跨河水准测量采用测距三角高程法。即使用两台徕卡TC-2003全站仪(精度指标:测角0.5;最小显示0.1;测距1
10、+1ppm)对向观测,用垂直度盘测定对岸砧板标志的倾角,精确测出跨河两点的水平距离,求出两岸高差。场地的选定与布设:场地应选于测线附近,利于布设工作场地与观测的较窄河段处。跨河视线距水面的高度应不低于4m(S为跨河视线长度公里数)。两岸仪器位置至水边的距离应大致相等,地貌、土质、植被也应相似。布设跨河水准测量的场地,应使两岸仪器及标尺构成如下图所示的平行四边形、等腰梯形或大地四边形。上图中:A、B、C、D为两岸安置仪器的位置,架设平台时,应保持平台严格水平以提高观测精度。AC与BD(或AD、与BC)为跨河视线长度,两者应近似相等; AB和CD为两岸观测台长度,一般应在10m左右,亦应相等。A、
11、B、C、D四点位置选定时,注意跨河视线垂直角应小于1。跨河水准测量取用的全部测回数,上、下午应各占一半。如有夜间观测时,白天与夜间测回数之比应接近1.3:1。一测回观测完成后,应间歇15-20min,再开始下一测回的观测。本岸测站点间高差测定采用水准仪法,将AB和CD作为一个测站,按同等级水准测量要求进行往返观测,并取往返高差中数作为测站点间高差的正式成果。如确信A、B、C、D四点水准标石稳定,观测过程中可不进行检测,只须在结束时进行一次检测。若检测超限,应沿路线再检测一个测段。如证明水准标石无变动,则所测成果采用。若标石变动,应加固水准标石后重新进行跨河观测。距离测量:跨河测站点间的距离DA
12、C、DAD、DBC、DBD采用徕卡TC-2003全站仪测定,测距的准备工作,观测方法和作业要求、气象、加常数、乘常数修正值的计算及边长归算等,均按ZB A76 002的相应规定执行。跨河距离测量的技术要求和观测限差按表4规定执行。表4:跨河水准等级测距仪精度等级观测时间段一个时间段内测回数一测回读数间较差测回中数间较差往返或时间段测距中数的较差往返二11610mm15mm(a+b.D.10-6)注:a、b为测距仪标称参数值。每照准一次,读4次数为一测回。当进行对向观测确有困难时,可以单向观测,但总的观测时间段不能减少。垂直角观测:跨河水准测量的时间段数,测回数及组数按表5规定执行。表5:跨河视
13、线长度(m)等最少时间段数双测回数半测回中的组数100115006128150120008168垂直角观测程序:(1) 在A、C设站,进行对向观测;(2) A站不动,C站仪器搬迁至D站,进行对向观测;(3) D站不动,A站仪器搬迁至B站,进行对向观测;(4) B站不动,D站仪器搬迁至C站,进行对向观测;(5) 两岸仪器调岸,在C、A设站,进行对向观测;(6) A站不动,C站仪器搬迁至D站,进行对向观测;(7) D站不动,A站仪器搬迁至B站,进行对向观测;(8) B站不动,D站仪器搬迁至C站,进行对向观测。至此,两台仪器共完成一个双测回。本次跨河水准测量每个双测回观测过程中,严格保持全站仪与砧板
14、固定在一起。并且全站仪在一个观测台上调节水平后三个脚螺旋也应用胶布固定。观测方法:在盘左位置用望远镜中丝精确照准对岸砧板标志四次,四次照准读数之差不应大于3。纵转望远镜,在盘右位置按盘左操作方法同样进行照准和读数。以上观测为一组垂直角观测。依同法进行其余各组的观测。各组垂直角观测的限差:指标差互差8;同一标志垂直角互差4。在调岸过程中观测员、仪器、记录员需一起调岸。各单、双测回的互差H,应不大于按下式计算的限值:H限=4M。式中:M为每公里水准测量的偶然中误差限值,单位为毫米;N为测回数;S为跨河视线长度,单位为公里。由大地四边形组成各个独立闭合环,用同一时段的各条边高差计算闭合差。各环线的闭
15、合差W应不大于以下限值:W=6.MW式中:MW为每公里水准测量的全中误差限值,mm;s为跨河视线长度,km。观测成果的重测和取舍:(1)测回间互差超限,首先应重测孤立值。若无孤立值应重测一大一小。如出现分群现象,则应分析是否因时间段不同而分群,并应计算环线闭合差加以分析,若确属时间不同而产生分群,同时环线闭合差无超限现象,该成果可不重测。如有闭合差超限的测回,此测回应重测,直到所测成果全部符合要求为止。(2)环线闭合差超限,而测回间互差较小,如无其他情况,此成果可以采用。若测回间互差大或超限,则成果应重测。1.7精度规格表6: 二等水准网的主要技术要求每千米高差中数中误差(mm)附合水准路线平
16、均长度(km)水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差(mm)检测已测段高差之差与已知点联测附合或环线偶然中误差全中误差1224DS1配套铟瓦尺往返测各一次往返测各一次46注: 1)对起算水准控制薄弱地区,水准路线长度可适当放宽,其最弱点高程中误差应不超过4。1.8水准网平差:二等水准网数据的处理分为预处理与平差计算两部分。预处理内容包括:水准高差的尺长改正、正常水准面不平行改正;高程网的平差计算应采用严密平差法。数据预处理方法及平差计算方法均符合规定要求。并计算每千米高差偶然中误差、每千米高差全中误差、最弱点高程中误差和相邻点的相对高差中误差。每千米高差偶然中误差M按下式计算:M=
17、 式中:水准路线测段往返测高差不符值(mm) n往返测水准路线测段数 L测段长度(km)每千米高差全中误差MW按下式计算:式中:W附合线路或环线闭合差 N附合线路或闭合路线的个数 L计算W时的相应路线长度(km)1.9人员及进度安排(1)人员安排总工程师1名:主要负责工程进度安排及总技术支持,确保项目顺利进行技术指导3名:主要负责测量任务的技术指导,同时与总工程师进行技术交流,负责将技术方案传达给测量组测量队队长1名,副队长1名:队长负责监督并确保测量组成员的纪律性和项目完成进度,对测量小组进行调度,同时将测量中遇到的困难向上级反映测量小组6组,每组4人:负责此项任务的测量实施(2)进度安排已
18、知高程控制点的维修:2天踏勘选点:一周埋石:一周仪器检修及采购:3天水准网布设(100个点):2个月成果整理及资料上交:2周1.10经费预算(依据2009版)仪器检修及采购:10万已知高程控制点维护:1万(3个已知高程控制点)标石选埋:92万(按照表7:1.11成果上交1、技术设计书2、精密水准网线路图3、水准点点之记4、外业观测记录及观测手簿5、数据处理文件、计算成果、精度评定资料6、报告总结附录:水准网布设图:2.技术报告2.1实习目的与意义目的:了解水准路线的布设和点的位置,介绍水准点位置的选择方法。每人完成水准仪I角测定;一对水准标尺零点差及基辅差常数的测定;一个水准点点之记的绘制。除
19、此之外,按二等水准测量的精度要求,每人完成一个闭合环观测的水准测量观测。每人轮流进行测量中的各种工作,并且对自己观测的成果进行百分之百的检查,同时完成全组的外业高差与概略高程表的计算一份。在进行测量的同时,每组应同时记录当日日程安排及工作量完成情况登记表。通过完成水准仪有关仪器检验和二等水准测量,是学生初步掌握精密水准仪仪器主要检验方法和精密水准测量的观测程序,记录计算和高差计算的工作,以提高学生的实际动手能力,在学生自主编程计算的过程中,提高发现问题,分析问题,解决相关问题的对策与方法的能力;开拓视野,把基本理论与实践紧密地结合在一起,对理论知识进一步消化与吸收,激发和培养学生创新思维的能力
20、。意义: 本次大地测量计算与实习是在我们完成大地测量学课程的基础上进行的,通过这次实习,我们锻炼并提高了仪器操作能力、实际动手能力和团队协作能力,同时巩固了在课堂上学到理论知识。同时在后期的编程计算过程中,提升了我们发现问题、提出问题、解决问题的能力,将学到的知识进一步发散,提升自己的计算机能力,加强创新能力,为后期的工作打下基础。2.2实习任务本次实习共有两项任务:(1) 二等精密水准测量外业观测与概算(1.5周)1)踏勘测区:了解水准路线的布设和点的位置和水准点位置的选择方法,根据各组安排的水准路线各组独立完成本组的选点工作。2)填写水准点之记:每人完成一个水准点点之记的绘制,且每个组的成
21、员之间不能同点。3)仪器检验:每人完成水准仪i角测定成果和一对水准标尺零点差及基辅差常数的测定各一份。4)水准观测:每个人使用数字水准仪至少完成80站的观测和记录薄,每个小组完成珞珈山环、樱园环的往返闭合水准路线。每个人使用光学水准仪至少完成8站的观测和记薄,每组构成闭合环。5)外业观测数据检查和概算。(2) 大地测量计算(1.5周)1)高斯投影正反算的计算程序编制及计算结果;2)实测斜距化算至高斯投影平面边长的边长改正的程序编制及计算结果;3)大地主题正反算的计算程序编制及计算结果;4)实测数据进行外业高差与概略高程表的编制。2.3测区概况数字水准仪:按照实习任务书上面的要求,本次我们小组的
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