E级GPS控制测量技术设计书

E级GPS控制测量技术设计书XXX建筑工程设计院二0一四年二月1目录1、作业技术流程2、技术要点2.1准备工作2.2技术设计2.4选点埋石2.5野外观测2.6数据处理2.7平差计算2.8质量检查与自检报告2.9技术报告3.0成果整理与提交3、范例1、作业技术流程E级GPS控制测量在地形测量、地籍测量中一般是测区的首级平面控制，控制网的精度保证是后续其它工序的基础。E级GPS控制测量工作时一般按下列流程进行工作：准备工作→技术设计→选点埋石→野外观测→数据处理→平差计算→质量检查与自检报告→技术报告→成果整理与提交。2、技术要点22.1准备工作E级GPS控制测量的准备工作主要有：熟悉工程的合同或协议，了解委托单位对工程的特殊要求。收集与测区有关的高等级控制点成果及相关资料，收集需用的地形图资料、技术标准，按规范或委托单位的要求制作标石，对参加施工的仪器设备按要求进行检验或校验。进行现场踏勘了解测区现状和已知高等级控制点的保存情况，为技术设计做好准备。准备施工的其它后勤保障工作。2.2选点埋石2.2.1选点1．选点人员应由熟悉GPS测量技术及地质技术的人员承担。选点前必须充分研究专业设计书；充分认知测区的地理、地质、水文、气象、验潮等环境信息；熟悉可利用的各种设施、位置环境、交通、水电等信息。2.选点人员应收集测区地质资料，实地勘察选定点位。同时考察卫星通视环境与电磁干扰环境，确定可用标石类型、记录点之记有关内容，实地树立标志牌、拍摄照片等。选点（埋石）所占用的土地，应得到土地使用者或管理者的同意。3．点位应选择在稳定坚实的基岩、岩石、土层、建筑物顶部等能长期保存、满足观测条件的地点，并做好选点标记。点位尽可能位于地面，城区内应尽量选在楼顶上，以便于保存和通视。点位应尽量选在交通便利，方便观测的位置。4．选点时应避开环境变化大，测量标志难以永久保存的地点，如易受水淹的河床、低地、靠近铁路、公路、已规划的易受施工影响有剧烈震动的地点。点位离开铁路的距离应不小于100m，离公路不小于50m。5.选点时应避开地质环境不稳定的地区，如断裂破碎带边缘、易发生洪水、滑坡、岩崩区、局部沉降区，有大量物质搬移的矿区、采石场、大量取土、地下水剧烈变化的地点。6．选点时应远离发射功率强大的无线发射源、微波信道、高压线等，距离不小于200米，应远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50米。并应实地了解发射源和电磁波影响状况，标注在点之记环视图上。7．选点时应避开多路径环境影响，避免靠近水面、树冠、高大建筑物、低洼潮湿等地点，应保证15°以上无遮挡。50米以内的各种固定与变化反射体应3标注在点之记环视图上。8．选点时应设计水准联测路线，对于要联测等级水准的GPS控制点，尤其是当点位处于河流、湖泊、水库的边缘时，在其位置选择上一定要考虑其水准联测的可能性。9．选点完成后提交工作总结；及其它相关资料，包括点之记信息、本点与相邻点网图、实地选点方案等。10．选点结束后，实地选点方案必须经过业主或质检部门检查验收，合格后方可进入埋石阶段。2.2.2埋石2.2.2.1标石类型、规格及制作1．标石类型：地面采用GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》中的混凝土普通标石（i），楼顶采用建筑物上标石（j）。标石尺寸如下：①地面标石：基座：长、宽各70cm，厚30cm（现场混凝土浇灌，代替盘石）。柱石:下底宽40cm，上底宽20cm，高60cm（预制）。指示盘(保护井盖)：长、宽各60cm，厚度15cm（预制）；指示盘顶面刻绘“D或E级GPS×××（点号）；严禁碰动；埋石年月（2014.01）”。警示桩：长方体，20×20×60cm（预制）。在警示桩上部30cm范围内竖排分左右两行刻印“测量标志”及“严禁破坏”字样。②楼顶标石：下底30cm，上底20cm，高15cm（现场混凝土浇灌）。2．中心标志：采用采用长10cm、直径4cm的铜质或不锈钢标志。在金属标志的正中位置用小钻头凿刻深2.0mm、粗1.0mm的小洞作为GPS观测的对中点。在标志表面刻印“D或E级GPS点”字样。3．标石规格4．标石制作：柱石、保护盖、指示盘、警示桩采用预制，其余为现场浇灌。2.4.2标石埋设标石埋设质量直接关系到成果的使用寿命，必须对其质量引起高度重视。埋石工作应准备的工具包括：运输工具、钻孔（打夯）机械，挖、埋坑工具（锹、镐、冲击钻、铁锤、钢钎等）、铁皮板、水桶、皮尺、振捣工具（电动振4捣棒等）、修饰工具（建筑用水平尺、抹子等）、指南针、绘制点之记工具（铅笔、格尺、空白点之记等）、数码相机等。1．地面标石：标石坑以选点标记为中心挖掘，大小以方便作业为准，深度不小于1.20m。基座以土模建造，要求两条土模边与东西向平行，土模高20cm，长宽各70cm。混凝土按其施工要求进行配比，在施工时必须充分搅拌并捣实。基座混凝土浇灌至20cm厚时，在基座的正中位置安放柱石，再继续浇灌混凝土10cm，使柱石镶嵌进基座，与混凝土基座牢固地凝结在一起，十分钟后，柱石周边用细土填埋夯实。柱石上面安置保护盖，保护井内填埋细沙或细土，加盖指示盘。在标石北面1.4m处埋设警示桩，警示桩埋入地下35cm，字面朝向标石。2．楼顶标石：楼顶标石建造应使用模具。对建造标石的位置必须进行彻底清理，除去沥青等防水物，打毛楼面，在四角位置打入水泥钢钉，清洗楼面，浇灌混凝土，安置中心标志。2.4.3标石整饰在标石预制或浇灌时，在标石面上按下图进行整饰，并用油漆描红。2.4.4埋石关键过程照片拍摄1．在埋石关键阶段，应拍摄照片反映埋石客观过程。拍照使用分辨率不低于100万像素的数码像机，文件大小以1兆左右为宜。照片为6寸彩色，地面标石3张，楼顶标石2张。照片应含以下内容：①标石坑照片，应能反映出标石坑的形状和尺寸；②标石整饰后照片，应能反映出标石整饰是否规范；③标石埋设位置照片（远景、近景），应能反映出标石埋设位置的地貌。④照片张贴式样见附录6。E级GPS×××2014.×××⊙开县建筑工程设计院52．对于地面标石：在挖好标石坑、完成标石装配（未填土，在基座上平行放置长度为70cm的白底黑刻划尺子及字大为5×5cm的点号（白底黑字））、埋石工作完成，三阶段分别拍摄照片。对于楼顶标石：在完成准备工作并钉好钢钉、埋石工作完成并拆除模具（在楼面平行于标石放置白底黑刻划尺子及字大为5×5cm的点号（白底黑字）），二阶段分别拍摄照片。3．照片及数据文件按要求整理后作为资料上交。2.4.5点之记与测量标志委托保管书绘制在埋石工作完成后按GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》附录B格式用“Word2000”对点之记进行绘制和整理，采用标准A4纸张打印输出，确保点之记内容完整、格式统一、整齐美观。点之记中的交通路线图、交通情况、点位略图及点位说明要尽可能多地增加找点信息，以便查找点位，并力求简单明了、语言精练。当点位周围有高于地平仰角15度以上的障碍物或大面积水域时，需在现场绘制点位环视图。所有D或E级GPS点（新点和利用旧点）均需按要求制作测量标志委托保管书一式三份，一份交保管单位，上交和存档各一份。2.4.6选点埋石结束后应提交的资料1．D或E级GPS点的点之记。2．D或E级GPS网的选点网图。3．测量标志委托保管书。4．选点与埋石工作技术总结。2.5野外观测2.5.1野外观测的准备工作1．仪器设备E级GPS控制网的野外观测仪器应满足下表的要求：62．GPS接收机应经省级测绘仪器设备检验鉴定机构校准合格，持证投入生产。开工前还应对GPS接收机按GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》9.1-9，4的要求进行检视、检验、校验。3．作业前应事先编制GPS卫星可见性预报表，并根据作业的接收机台数，E级GPS控制网设计编制作业调度表，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称及接收机号等。2.5.2野外观测的基本技术要求E级GPS控制网的野外观测的基本技术要求应符合下表的规定：2.5.3天线安置应符合下列要求：1．用三脚架安置天线时一定要严格整平、对中，对中误差不应大于3mm，天线定向线应指向磁北，定向误差不得大于±5º。2．天线高量测时，应量测互为120º天线的三个位置，当互差小于3mm后，取中数采用，否则，应重新架设、整平仪器，量取天线高。在每时段的观测前后级别接收机类型观测量同步观测接收机数标称精度D级单频或双频L1载波相位≥3≤（10mm+5×10-6×d）E级单频或双频L1载波相位≥2项目级别D级E级卫星截止高度角（°）1515同时观测有效卫星数≥4≥4有效观测卫星总数≥4≥4观测时段数≥1.6*≥1.6*时段长度min静态≥45≥40快速静态≥20≥15采样间隔s静态10-3010-30快速静态5-155-15时段中任一卫星有效观测时间min静态≥15≥15快速静态≥5≥5*观测时段≥1.6，指每站观测一时段，至少要有60%的测站再观测一时段。7应各量测一次天线高，读数精确至1mm。3．GPS接收机开机经检验有关指示灯与仪表显示正常后，方可进行自测试并输入测站、观测单元和时段等控制信息。4．观测期间，不得在天线附近50m以内使用电台，严禁10m以内使用对讲机和手机。2.6数据处理2.6.1外业观测数据处理E级GPS控制网的野外数据处理宜利用GPS接收机的随机软件，按原码采用双差相位观测值进行基线解算，采用双差固定解作为最终结果。外业观测采集的数据通过随机软件PC-CDU通入计算机内，应转成RINEX格式进行备份。2.6.2外业观测数据质量检核1．相邻点间基线长度精度用下式表示：σ=±22)(dba式中：σ—标准差（基线向量的弦长中误差mm）a—固定误差=10mmb—比例误差系数=5ppmd—相邻点间距离（km）2．同一时段观测值得数据剔出率，其值宜小于10%。3．同步环闭合差应满足以下要求：Wx≤53σWy≤53σWz≤53σσ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。4．独立闭合环或闭合路线坐标闭合差应满足：Wx≤3nσWy≤3nσWz≤3nσWs≤3n3σ式中：n为闭合环边数；Ws=222WzWyWxσ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。5．复测基线的长度较差ds，两两比较应满足：8ds≤22σσ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。2.7平差计算在基线向量检验符合要求后，按照GB/T18314—2001《全球定位系统（GPS）测量规范》的要求，进行GPS网的无约束平差和约束平差。平差计算可使用随机商用软件，但必须保证数据的准确性。2.7.1无约束平差无约束平差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系三维坐标为起算依据，进行GPS网的无约束平差。平差结果须提供各点在WGS-84系下的三维坐标、各基线向量及其改正数和其精度信息。无约束平差中，各基线分量改正数绝对值应满足：V△x≤3σ；V△y≤3σ；V△z≤3σσ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。2.7.2约束平差利用无约束平差后的可靠观测量，可选择WGS-84坐标系（必要时）、国家坐标系（或地方独立坐标系）下进行三维约束平差或二维约束平差。平差中，对已知点坐标、已知距离和已知方位，可以强制约束，也可以加权约束。平差结果应输出在相应坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线边长、方位、转换参数及其精度信息。约束平差中，基线分量的改正数与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：dV⊿x≤2σdV⊿y≤2σdV⊿z≤2σσ—相应级别规定的精度（按网的实际平均边长计算）。2.7.3GPS高程拟合位于山顶、楼顶上等不便进行水准高程联测的E级GPS控制点，其高程应采用二次曲面拟合方式求得。平差时利用已联测等级水准的E级GPS控制点及等级国家三角点进行高程约束，所选择的约束点一般应在7点以上且须分布均匀。2.7.4E级GPS控制网的精度指标1．E级GPS控制网最弱相邻点的相对点位中误差不得大于±5cm。2．E级G