控制测量作业指导书

控制测量作业指导书

1.适用范围

1.1适用于常规工程项目平面、高程首级控制测量。

1.2精密工程测量、轨道交通、变形监测等有特定用途的平面、高程控制网，按相应规范先进行技术设计，后施测。

1.3委托项目有详细技术要求的，应依据相关规范要求进行技术设计。

2.技术引用文件

GB/T 18214-2009 全球定位系统（GPS）测量规范

GB 20026-2007 工程测量规范

CH/T 2007-2001 三、四等导线测量规范

GB/T 128-2009 国家三、四等水准测量规范

CH/T 1022-2010 平面控制测量成果质量检验技术规程

CH/T 1021-2010 高程控制测量成果质量检验技术规程

3.术语和定义

3.1卫星定位测量

利用两台或两台以上接收机同时接收多颗定位卫星信号，确定地面点相对位置的方法，也被称为GPS静态定位。

3.2卫星定位测量控制网

利用卫星定位技术建立的测量控制网。

3.3观测时段

测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔，简称时段。

3.4同步观测

两台或两台以上接收机对同一组卫星进行的观测。

3.5同步观测环

三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。

3.6异步观测环

由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。

3.7水准路线

同级水准网中两相邻结点间的水准测线。

3.8区段

水准路线中两相邻基本水准点间的水准测线。

3.9测段

两相邻水准点间的水准测线。

4.基本规定

4.1控制测量分平面控制测量和高程控制测量。

4.2平面控制测量，根据测区条件和精度要求，可采取卫星定位控制测量或导线测量。

4.3测区通视条件差，卫星观测条件满足规范要求的，采用卫星定位控制测量网；测区通视条件满足要求，卫星观测条件不满足规范要求的，可采用导线测量方式施测。

4.4控制网的等级，应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理确定。

4.5精度等级划分采用《工程测量规范》（GB 20026-2007）标准。平面控制网：卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级，导线；导线网依次为三、四等和一、二、三级；高程控制测量依次为二、三、四、五等。

4.6各等级高程控制测量宜采用水准测量，四等以下等级可采用电磁波测距三角高程测量，五等也可采用GPS拟合高程测量。

5.卫星定位测量

5.1精度要求

5.1.1各等级卫星定位测量控制网的主要技术指标，应满足表5.1.1要求。

表5.1.1 卫星定位测量控制网的主要技术要求

等级	平均边长 （km）	固定误差A （mm）	比例误差B （mm/km）	约束点间的边长相对中误差	约束平差后最弱边相对中误差
二	9	≤10	≤2	≤1/250000	≤1/120000
三	4.5	≤10	≤5	≤1/150000	≤1/70000
四	2	≤10	≤10	≤1/100000	≤1/40000
一级	1	≤10	≤20	≤1/40000	≤1/20000
二级	0.5	≤10	≤40	≤1/20000	≤1/10000

5.1.2各等级控制网的基线精度，按式5.1.2计算：

式中：——基线长度中误差（mm）；

       A——固定误差（mm）；

       B——比例误差（mm/km）；

       d——平均边长（km）。

5.1.3控制网的测量中误差，应满足相应等级控制网的基线精度，并符合m≤。m的计算按《工程测量规范》（GB 20026-2007）3.2.3公式计算。

5.2选点及埋石

5.2.1点位应选在土质坚实、稳固可靠的地方，每个控制点应至少有一个通视方向。

5.2.2点位应选在视野开阔，高度角15°范围内应无障碍物。

5.2.3点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体。

5.2.4充分利用符合要求的既有控制点。

5.2.5GPS控制点标石埋设参照相关规范执行，项目规模小要求不高的，可设简易标石。

5.3观测要求

5.3.1GPS控制测量作业的基本技术要求，应符合表5.3.1的要求。

表5.3.1 GPS控制测量作业的基本技术要求

等     级		二等	三等	四等	一级	二级
接收机类型		双频	双频或单频	双频或单频	双频或单频	双频或单频
仪器标称精度		10mm+2ppm	10mm+5ppm	10mm+5ppm	10mm+5ppm	10mm+5ppm
观测量		载波相位	载波相位	载波相位	载波相位	载波相位
卫星高度角 （°）	静态	≥15	≥15	≥15	≥15	≥15
	快速静态	-	-	-	≥15	≥15
有效观测 卫星数	静态	≥5	≥5	≥4	≥4	≥4
	快速静态	-	-	-	≥5	≥5
观测时段 长度（min）	静态	30～90	20～60	15～45	10～30	10～30
	快速静态	-	-	-	10～15	10～15
数据采样 间隔（s）	静态	10～30	10～30	10～30	10～30	10～30
	快速静态	-	-	-	5～15	5～15
点位几何图形轻度 因子PDOP		≤6	≤6	≤6	≤8	≤8

5.3.2观测时段超过2个时段的，应根据交通情况、采用的GPS观测方法设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑，制定观测调度计划。同时依照实际作业的进展情况，及时作出必要的调整。

5.3.3天线安置的对中误差不应大于2mm；测前、测后各量取一次天线高；天线高量测应精确到1mm，互差小于3mm。

5.3.4观测期间，不应在天线附近50m以内使用电台，10m以内使用对讲机。

5.3.5观测同时，应做好测站记录，包括控制点点名、接收机序列号、仪器高、开关机时间、天线类型、作业员等相关测站信息。

5.3.6一时段观测过程中不应进行以下操作：

1）接收机重新启动；

2）自测试；

3）改变卫星截止高度角；

4）改变数据采样间隔；

5）改变天线位置；

6）按动关闭文件和删除文件等功能键。

5.4数据处理

5.4.1GPS控制测量外业观测的全部数据应经同步环、异步环和复测基线检核，并满足下列要求：

1.同步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应满足下式要求：

式中：n——同步环中基线边的个数；

      W——同步环环线全长闭合差（mm）；

2.异步环各坐标分量闭合差及环线全长闭合差，应满足下式要求：

式中：n——异步环中基线边的个数；

      W——异步环环线全长闭合差（mm）；

3.复测基线的长度较差，应满足下式要求：

5.4.2GPS测量控制网的无约束平差，应符合下列要求：

1）应在WGS-84坐标系中进行三维无约束平差。并提供各观测点在WGS-84坐标系中的三维坐标、各基线向量三个坐标差观测值的改正数、基线长度、方位角及相关的精度信息。

2）无约束平差的基线向量改正数的绝对值，不应超过相应等级基线长度中误差的3倍。

5.4.3GPS测量控制网的约束平差，应符合下列规定：

1）应在大连城建坐标系下进行二维或三维约束平差。

2）对于已知坐标、距离或方位角，可以强制约束，也可加权约束。约束点间的边长相对中误差，应满足表5.1.1要求。

3）平差结果，应输出观测点在大连城建坐标系中的三维坐标、基线向量的改正数、基线长度、方位角等，以及相关的精度信息。

4）控制网约束平差的最弱边边长相对中误差，应满足表5.1.1中相应等级的规定。

6.导线测量

6.1导线选点

6.1.1点位应选择在土质坚实、稳固可靠、便于保存的地方，视野相对开阔，便于加密、扩展和寻找。

6.1.2相邻点之间应通视良好，视线距障碍物的距离，三、四等不易小于1.5m；四等以下宜保证便于观测，以不受旁折光影响为原则。

6.1.3当采用电磁波测距时，相邻点之间视线应避开烟囱、散热塔、散热池等发热体及强电磁场。

6.1.4相邻点间的视线倾角不宜过大，充分利用旧点。

6.2导线测量的主要技术要求

各级导线测量的主要技术要求，应满足表6.2.1的要求。

表6.2.1 导线测量的主要技术要求

等级	导线 长度 （km）	平均 边长 （km）	测角 中误差 （″）	测距 中误差 （mm）	测距 相对 中误差	测回数			方位角 闭合差 （″）	导线全长相对闭合差
						1″级 仪器	2″级 仪器	6″级 仪器
三等	14	3	1.8	20	1/15万	6	10	-	3.6	≤1/55000
四等	9	1.5	2.5	18	1/8万	4	6	-	5	≤1/35000
一级	4	0.5	5	15	1/3万	-	2	4	10	≤1/15000
二级	2.4	0.25	8	15	1/1.4万	-	1	3	16	≤1/10000
三级	1.2	0.1	12	15	1/0.7万	-	1	2	24	≤1/5000

6.3水平角观测

6.3.1水平角观测宜采用方向观测法，并符合下列规定：

1）方向观测法的计算要求，应满足表6.3.1的要求。

表6.3.1 水平角方向观测法的技术要求

等级	仪器精度 等级	半测回归零差（″）	一测回内2C互差（″）	同一方向值各测回 较差（″）
四等及 以上	1″级仪器	6	9	6
	2″级仪器	8	13	9
一级及 以下	2″级仪器	12	18	12
	6″级仪器	18	-	24

2）当方向不多余3个时，可不归零。

3）当观测方向多余6个时，可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向（其中有一个为共同零方向）。其两组观测角之差，不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最终结果，应按等权分组观测进行测站平差。

4）水平角的观测值应取各测回的平均数作为测站结果。

6.3.2三、四等导线的水平角观测，当测站只有两个方向时，应在总测回中以奇数测回的度盘位置观测导线前进方向的左角，以偶数测回的度盘位置观测导线前进方向的右角。左右角的测回数为总测回数的一半。但在观测右角时，应以左角起始方向为准变换度盘位置，也可用起始方向的度盘位置加上左角的概值在前进方向配置度盘。

左、右角平均值之和与360°之差，不应大于表6.2.1相应等级导线测角中误差的2倍。

6.4距离测量

6.4.1测距仪的标称精度，按下式计算：

式中：——测距中误差（mm）；

 ——标称精度中的固定误差（mm）；

 ——标称精度中的比例误差（mm）；

 ——测距长度（km）。

6.4.2各等级控制网边长测距的主要技术要求，应符合表6.4.2的要求。

表6.4.2 测距的主要技术要求

等级	仪器精度 等级	每边测回数		一测回读数较差 （mm）	单程各测回较差 （mm）	往返测距较差 （mm）
		往	返
三等	5mm级仪器	3	3	≤5	≤7	≤2（a+b×D）
	10mm级仪器	4	4	≤10	≤15
四等	5mm级仪器	2	2	≤5	≤7
	10mm级仪器	3	3	≤10	≤15
一级	10mm级仪器	2	-	≤10	≤15	-
二、三级	10mm级仪器	1	-	≤10	≤15

6.5导线平差计算

6.5.1导线网水平角观测的测角中误差，按下式计算：

式中：——导线环的角度闭合差或附合导线的方位角闭合差（″）；

 ——计算时的相应测站数；

 ——闭合环及附合导线的总数。

6.5.2测距边的精度评定，按下式计算。

1）单位权中误差：

式中：d——各边往、返测的距离较差（mm）；

 ——测距边数；

 ——各边的先验权，其值为，为测距的先验中误差，可按测距仪器的

标称精度计算。

2）任意一边的实际测距中误差：

式中：——第i边的实际测距中误差（mm）；

 ——第i边的距离测量先验权。

6.5.3一级以上等级的导线网计算，应采用严密平差法；二、三级导线网，可根据需要采用严密或简化方法平差。当采用简化方法平差时，成果表中的方位角和边长应采用坐标反算值。

6.5.4平差后的精度评定，应包含有单位权中误差、点位误差椭圆参数或相对点位误差椭圆参数、边长相对中误差或点位中误差等。

6.5.6当采用简化平差时，平差后的精度评定，可作相应简化。

7.水准测量

7.1技术要求

水准测量的主要技术要求，应符合表7.1.1的规定。

表7.1.1 水准测量的主要技术要求

等级	每千米高差全中误差（mm）	路线长度（km）	水准仪型号	水准尺	观测次数		往返较差、符合或 环线闭合差
					与已知点 联测	附合或 环线	平地（mm）	山地（mm）
二等	2	-	DS1	因瓦	往返各一次	往返各一次		-
三等	6	≤50	DS1	因瓦	往返各一次	往一次
			DS3	双面		往返各一次
四等	10	≤16	DS3	双面	往返各一次	往一次
五等	15	-	DS3	单面	往返各一次	往一次
备注： 1.L为往返测段、附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数。 2.数字水准仪测量的技术要求和同等级的光学水准仪相同。

7.2观测要求

7.2.1水准观测应在标石埋设稳定后进行。各等级水准观测的主要技术要求，应符合表7.2.1的规定。

表7.2.1 水准观测的主要技术要求

等级	水准仪 型号	视线 长度 （m）	前后视的 距离较差 （m）	前后视的 距离较差 累积（m）	视线离地面 最低高度（m）	基、辅分划或 黑、红面读数 较差（mm）	基、辅分划或 黑、红面所测高差较差（mm）
二等	DS1	50	1	3	0.5	0.5	0.7
三等	DS1	100	3	6	0.3	1.0	1.5
	DS3	75				2.0	3.0
四等	DS3	100	5	10	0.2	3.0	5.0
五等	DS3	100	近似相等	-	-	-	-
备注： 1.二等水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m。 2.三、四等水准采用变动仪器高度观测单面水准尺时，所测两次高差较差，应与黑、红面所测高差之差的要求相同。 3.数字水准仪观测，不受基、辅分划或黑、红面读数较差指标的，但测站两次观测的高差较差，应满足表中相应等级基、辅分划或黑、红面所测高差较差的限值。

7.2.2两次观测高差较差超限时应重测。重测后，对二等水准应选取两次异向观测的合格结果，其它等级则应将重测结果与原测结果分别进行比较，较差均不超过限值时，取三次结果的平均值。

7.3数据处理

7.3.1水准测量的数据处理，应符合下列规定：

1）当每条水准路线分测段实施时，应按下式计算每千米水准测量的高程偶然中误差，其绝对值不应超过表7.1.1中相应等级每千米高程全中误差的1/2。

式中：——高差偶然中误差（mm）；

        ——测段往返高差不符值（mm）；

         L——测段长度（km）；

         N——测段数。

2）水准测量结束后，应按下式计算每千米水准测量高差全中误差，其绝对值不应超过表7.1.1中相应等级的要求。

式中：——高差全中误差（mm）；

         W——附合或环线闭合差（mm）；

         L——计算各W时，相应的路线长度（km）；

         N——附合路线和闭合环的总个数。

7.3.2各等级水准网，应按最小二乘法进行平差并计算每千米高差全中误差。

8.三角高程测量

8.1