天津滨海新区工程测量技术研究

天津滨海新区工程测量技术研究
作者：王洪杰高奎忠
来源：《科技创新导报》 2011年第30期
王洪杰高奎忠
(河北省第一测绘院河北石家庄 050031)
摘要:本文以笔者在天津滨海新区建设用地进行控制测量和数字化地形测绘中的实践为研
究背景,论文首先分析了任务的内容及工程环境,进而探讨了平面与高程控制测量的思路方法,在此基础上,笔者给出了数字化地形测量的实施步骤,全文是笔者工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:控制测量地形测量验收 GPS
中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)10(c)-0088-02
1 项目概述
本次测量区域位于天津滨海新区,地理坐标位于北纬38°40′至39°00′,东经117°20′
至118°00′。

本次测量区域面积18.57平方公里。

区内地势平坦、面积开阔。

2 坐标和高程系统、作业依据及测量规范
本次作业坐标系统采用1990年天津市任意直角坐标系统,高程基准采用1972年大沽高程系,2008年高程。

本测区执行下列技术标准,表1。

本次设计中未提到的工作项目的要求,按规范的有关技术规定执行。

规范设计未明确的极限误差项目一律以规范设计中所规定的中误差两倍作为极限误差。

3 平面控制、高程控制
3.1 原有资料情况
经实地踏勘及收集有关测量资料,测区附近有天津市省某测绘院布设2个GPS－D级点、2
个GPS－E级点作为本次平面控制起算点,测区高程控制采用4个四等水准点作为本次高程起算,采用GPS高程拟合测区高程。

3.2 平面控制、高程控制
3.2.1 选点和埋点
本次测量采用GPS全球定位系统进行首级平面、高程控制。

根据测区的实际情况,在公路边、楼房、高坡地等土质坚硬的地方选点,标志采用预制好上截面10cm×10cm、下截面为
15cm×15cm、高为60cm×60cm的钢筋混凝土标石。

3.2.2 测量观测方案及平差计算
(1)测前准备
①GPS内存数据容量;②认真了解各GPS点所处的环境,运用GPS软件预测点的最佳观测时间;③检查GPS的各项设置:静态或动态、高度截止角、数据采样率、天线类型、天线量测方式。

(2)观测
①到出发到测点前,认真检查GPS主机、电池、电缆、测GPS天线的钢尺、记录纸、笔、脚架及对讲机等必备品;②架站:认真地架好仪器,对中、整平、接好电缆;③量测天线高:GPS天线
高的量测一般都是量的斜高,不要人为地改为垂直高;要对称量几个方向,然后取平均值;④开始
观测时,只需按下电源开关,这时记录好测点名、开机时间、开机时天线高;⑤观测结束时,先关
电源,不要马上拆机,还要再量天线高,以判断观测过程中仪器是否动过。

3.3 GPS数据传输
(1)在传输数据前,先查看仪器里每个时段里记录的数据量是否大小相近,将由于开关电源引起的无效记录先删除;(2)通信参数设置;(3)传输数据时,先检查软件中的各项设置,查看GPS类型、天线类型、天线高的量测方式等是否设置一致;(4)传输数据时,记录好各数据文件的时段号、点名,以备基线解算后用;输入天线高;(5)在做好上述工作后,查看高级设置,给定高度截止角、PDOP值等几个重要设置;即可传输数据。

3.4 GPS数据处理
(1)基线向量解算时,可根据不同情况,设置好是解算部分基线还是解算全部基线,软件自动
解算;(2)基线向量解算后,可初步检查一下评判各基线的置信参数,检查同步环、异步环等闭合差,检查不同时段同一条边的较差,查出超限原因,剔除有粗差的基线。

3.5 平差计算
GPS定位成果属于WGS-84大地坐标系,而实用的测量成果是属于1954年国家坐标系,因此
必须解决成果的坐标转换问题。

(1)GPS基线向量网的平差分为三种类型:一是无约束平差,二是约束平差,三是联合平差。

(2)对于联合平差是解决GPS网成果转换的有效手段,也是绝大多数的地区目前唯一行之有效的
方法。

因此GPS网一般要联测3～5个已知点;(3)GPS基线向量网成果的内精度分析:根据无约
束平差成果分析,主要考察基线向量观测值改正数、各点坐标中误差、点位中误差、GPS基线向
量边的方位和边长相对精度,若发现有明显粗差,则要在联合平差前剔除;(4)联合平差或约束平
差成果的精度分析:主要考察各类观测值的改正数的分布是否有明显粗差,平差坐标、点位误差、转换参数、单位权中误差是否通过统计检验,边长相对精度是否满足设计的精度要求。

3.6 高程拟合
GPS高程拟合根据不同软件的要求,至少要联测4个水准高程点,但其高程精度不高,一般只
能达到3cm左右。

4 数字化地形测量
4.1 图根控制测量
测区采用全站仪布设成附合导线、闭合导线、支导线、极坐标支点可以连续支两次。

导线
相对闭合差≤1/4000。

极坐标支点不宜大于500m。

三角高程测量其附合线路或闭合线路
≤±40mm,其中D为测距边边长(km)。

图根导线采用简易平差计算。

4.2 数字化地形测量
测区采用数字化测量,比例尺为1:500,基本等高距为0.5m,采用40cm×50cm矩形分幅。

使
用全站仪进行野外采集数据,定向方向应＞500m,并进行其他方向点检查,碎部点测量测距最大长度＜300m,高程注记点间距为25m。

(1)设站:仪器对中整平,仪器对中误差≤5mm,量仪器高,仪器高量至毫米;输入气温、气压、棱镜常数;建立(选择)文件名;输入测站坐标、高程及仪器高;输入后视点坐标(或方位角),瞄准
后视目标后确定。

(2)检查:测量1个已知坐标的点的坐标并与已知坐标对照(限差≤±5cm);测
量1个已知高程的点的高程并与已知高程比较(限差≤±5cm);如果前两项检查都在限差范围内,便可开始测量,否则检查原因重新设站。

(3)立镜:依比例尺地物轮廓线折点立镜,不依比例尺地
物的中心位置立镜。

(4)观测:在建筑物的外角点、地界点、地形点上竖棱镜,回报镜高;全站仪
跟踪棱镜,输入点号和改变的棱镜高,在坐标测量状态下按测量键,显示测量数据后,输入测点类
型代码后存储数据。

继续下一个点的观测。

(5)皮尺量距:对于那些本站需要测量而仪器无法看见的点,可用皮尺量距来确定点位;半
径大于0.5m的点状地物,如不能直接测定中心位置,应测量偏心距,并在草图上注明偏心方向;丈量的距离应标注在草图上。

(6)绘草图:现场绘制地形草图,标上立镜点的点号和丈量的距离,房
屋结构、层次,道路铺材,植被,地名,管线走向、类别等。

(7)检查:测量过程中每测量30点左右及收站前,应检查后视方向,也可以在其他控制点上进行方位角或坐标、高程检查。

(8)数据传输:连接全站仪与计算机之间的数据传输电缆;设置通讯中端的通讯参数与全站仪的通讯参数一致;
全站仪中选择要传输的文件和传输格式后按发送命令;计算机接收数据后以文本文件的形式存盘。

(9)数据转换:通过软件将测量数据转换为成图软件识别的格式。

(10)编绘:成图采用广州开思软件成图。

图幅编号采用天津市数据字典要求分幅。

(11)建立测区图库,图幅接边,输出成图。

4.3 精度分析
为了检核测量精度,以首级GPS控制网的平面点位联测的高程值为真值进行对比分析。

对布设的4个GPS控制点进行了分析,最大平面点位中误差为±0.024m,最小为±0.015;最大高程误
差为0.023,最小为0.015m。

表2列出部分点位精度比较结果。

1:500 1:1000 1:2000外业数字测图技术规程(GB/T 14912-2005)中规定:丘陵、平原地区
地形图图上地物点平面位置精度应满足(表3)。

根据以上数据精度分析,精度完全满足测图需要,而且误差分布均匀,不存在误差累积问题。

参考文献
[1] 沈学标.工程测量专业发展的探讨[J].现代测绘,2006年04期,37-38.
[2] 21世纪我国工程测量技术发展研讨会会议纪要[J].科技资讯,2009年04期,45.。