北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书

北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书国家测绘局第一大地测量队二〇〇六年一月1北京市测绘院标准长度检定场建场技术设计书审批单位：设计单位：北京市测绘院国家测绘局第一大地测量队审批意见：审批人：审批人：设计人：郭赞峰2006年月日2006年月日2目录1任务概述...............................................................................................................................................32技术依据和精度指标..........................................................................................................................32.1技术依据.......................................................................................................................................32.2精度指标.......................................................................................................................................43设计方案...............................................................................................................................................43.1设计原则.......................................................................................................................................43.2场地要求.......................................................................................................................................43.3设计方案........................................................................................................................................54观测墩埋设...........................................................................................................................................65基线测量方案.......................................................................................................................................65.1施测方法和使用仪器...................................................................................................................65.2基线测量.......................................................................................................................................76质量控制和上交成果资料..................................................................................................................96.1质量保障措施及要求...................................................................................................................96.2上交成果资料.............................................................................................................................10附图一：基线观测墩示意图附图二：强制对中盘31任务概述随着科学技术的发展，测绘仪器技术也取得长足的进步。自从电磁波测距仪，尤其是全站仪的出现，使测绘生产效率得到极大提高。由于国民经济建设、国防安全和科学研究的需要，我国先后引进了大量的测距仪和全站仪。国内企业如南方公司、苏一光等公司也积极研发跟进，实现了国产化，使全站仪的使用迅速得到普及。为确保计量法规的严肃性和科学性、计量标准的有效性和可靠性，北京市测绘院根据行业发展的需要及市场拥有测绘仪器的现状，特委托国家测绘局第一大地测量队，设计并建立“北京市测绘院标准长度检定场”。野外大量值标准长度检定场的建立将可以对多种电磁波测距仪和全站仪的加、乘常数、综合精度进行测定和检验；对其它外业大长度量值进行传递和对比等都有着非常重要的现实意义；也为交通、水利、地震、测绘、城建、地质等各部门的基础性科学研究和工程建设，提供广泛的计量保障。2技术依据和精度指标2.1技术依据⑴．中华人民共和国国家标准《比长基线测量规范》GB16789-1997；⑵．《精密工程测量规范》GB/T15314-94。⑶．《北京市测绘设计研究院标准基线工作站及科研楼工程地质灾害危险性评估报告》。42.2精度指标比长基线设计丈量精度等于或高于1×10-6（即1ppm）。3设计方案3.1设计原则比长基线的长度应在1000米以上，本基线场长度设计为1032米。按24米因瓦（INVAR）基线尺的整倍数进行分段，一般分成7-12段。应注意基线段的全组合边长一般不能重复。各分段点埋设具有强制对中标志的观测墩。3.2场地要求选址人员在实地选址前，应收集测区的资料，包括1:50000或更大比例尺地形图等资料。然后在技术设计的基础上，选址员到实地勘测，了解情况，最后选定场地。场地的基本要求为：⑴．场地一般选在交通方便、地质构造稳定、没有断层，便于管理和长期使用的地方；⑵．场地应远离干扰物和反射物，如高压输电线、微波发射塔、无线电发射塔、雷达站以及其它强电磁波辐射装置地段；⑶．场地应选择地势平坦、植被良好、总坡度小于1º的等倾斜地段；⑷．基线两侧附近无湖泊、水塘、沙沟等，离金属网栅栏的距离不小于3米，离建筑物不小于2米，测线上无干线公路横穿；⑸．在基线延长方向上尽量避开高大的建筑物。53.3设计方案基线全长1032米，共10个观测墩，各段距离设计如下：单位：米12345672244848120144168781922169101至10号各段距离组合为：点号2345678910124961441923124566248161032272120168288432600792100834896216360528720936448168312480672888512026443262484061443125047207168360576819240892161至10点各点设计高程为：点号地面高程棱镜中心高程棱镜高墩面高程（棱镜基座底面）墩高182.80284.4020.2284.1821.38282.64184.0910.2283.8711.23382.26683.4460.2283.2260.96482.03783.1870.2282.9670.93581.77882.9580.2282.7380.96681.00082.3100.2282.0901.09780.36581.5750.2281.3550.99879.50880.7280.2280.5081.00978.30979.7790.2979.4891.181077.13078.7200.2478.4801.3564观测墩埋设埋设时使用TOPCONGTS602全站仪、LEICANA20水准仪精确放出各观测墩的位置、高程，用合适的放样方法逐一放样各点。埋设时严格按照设计要求进行，埋设放样精度距离达到厘米级，定向偏差不大于5，墩顶面高程高程不大于2厘米。埋设后的各观测墩保证高差从北到南按设计要求下降，点点通视，强制对中盘安装水平。观测墩采用钢筋混凝土结构，外形为圆柱形，圆柱内径为40厘米，埋入地下的深度为2米。捣固层为1.2米×1.2米×0.3米，地平基座为1.2米×1.2米×0.25米，具体见附图一。圆柱顶面安装不锈钢强制对中盘，其上盖绝缘板保护盖。安装时，强制对中装置应用置平工具安平。其表面最大倾斜度应小于8′。强制对中装置样式见附图二。观测墩埋设以后，待混凝土基本干透，在观测墩外粉刷防水外墙涂料。5基线测量方案5.1施测方法和使用仪器根据标准长度检定场的精度要求，测量工作拟采用因瓦长度基线尺配合水准测量方法进行。基线尺使用法国巴黎制造的24米因瓦基线尺，轴杆头水准测量使用国家一、二等水准测量使用的精密水准仪和1.5米的双面标尺，如Ni007等。丈量中使用的各种仪器均经过国家法定计量检定部门检定合格。24米因瓦基线尺的长度可由中国计7量科学研究院溯源至法国巴黎国际度量衡局。5.2基线测量基线测量实施步骤，方法和各种限差按照《比长基线测量规范》GB16789-1997的第7节要求进行。首先整置轴杆架，相邻两轴杆架架距离与24米之差一般不大于3厘米。安置轴杆架时，应使其中两脚与基线方向平行，而第三脚分别交替安置于基线方向的左右两侧，并使其牢固插入土中，拧紧所有螺旋。轴杆头应垂直，十字丝应有一线与基线同向。轴杆头水准测量的程序和长度测量一样，按一样的分节作往返测量。往测在长度测量往测之前进行，返测在长度测量返测之后进行。每一轴杆架上标尺黑、红面读数经划算后，其差值不得超过2毫米，根据黑、红面所得高差，其互差不得大于2毫米。长度测量使用6根因瓦基线尺丈量。基线分成大致相等的3节，每一节用四根因瓦基线尺测量（其中两根用于往侧，另两根用于返测）。每根尺读数“前-后”互差不得大于0.2毫米。在每一尺段上，两基线尺所测长度互差不得大于0.2毫米。根据每一根因瓦基线尺算得的段长，其互差应符合下式：l3式中：Δ，为段长互差，mm；l为段长，km。野外测量结束后按照规范第8节要求进行数据处理，首先按每根因瓦基线尺分别计算各段长度（加温度改正、尺长改正、倾斜改正、8分划尺改正），再加入悬链线不对称改正、重力改正后即为各段最后长度，各段相加即为基线全长。最后按规范进行基线测量的各项精度估计。上述改正用到的公式如下：温度改正公式为：)20(t20)-(tt22式中Δt为温度改正数，单位为μm；t为测量时温度，摄氏度；α、β为温度增加1度时，因瓦基线尺全长之温度系数；尺长改正为：Δl，Δl为温度为20℃时因瓦基线尺的改正数，由检定时给出，单位mm；倾斜改正公式为：3428Lh2Lhh，mm⑴或22hLh，m⑵式