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1、 第 24卷第 7- 8期山東國土資源2008 年 8月成果與方法壽光市排水規劃地形圖測繪和排水管線普查項目方案設計*胡曉東 1 ,王瑞臣2( 1 .壽光市建設局,山東壽光 262700 ; 2 .壽光經濟開發區管委會 ,山東壽光262703)摘要:通過對已有成果資料的分析利用和合理選用起算數 據,按照技術要求 ,采用 GPS 靜態測量技術、四等水準測量方式布設控制網和 RTK 動態測量技術、全站儀進行地形和管線測量 ,以及內外業一體化成圖方式進行方案設計 ,并對作業中的技術指標及注意事項作了闡述,從而有效指導了項目的順利實施,加快了作業進度 , 提高了成果質量。關鍵詞 :地形圖測繪 ;排水管2、線 ;雨污分流 ;規劃方案 ;山東壽光中圖分類號 : P 238. 8; TU 992 . 01 文獻標識碼 : A地下管線 (尤其是排水管線 )作為最基礎的城調查,測繪管底高程及埋深,測繪暗渠斷面等。2 已有資料的分析利用2 . 1 平面控制資料市設施,是城市經濟的命脈,在城市規劃與建設中具有十分重要的地位。為加快向現代化中等城市邁進的步伐,進一步提升城市環境,壽光市決定在規劃區范圍內開展 1 1000 比例尺排水規劃地形圖測繪和排水管線普查,查明各類排水管線現狀 1 ,實現城市排水管網的優化整合和管線數據的動態管理 ,進行雨、污分流規劃設計并分期實施,從而實現城市雨、污水的分流排放。測區外3、圍存有國家二等控制點十里鋪、后古河、后牟城、屯田 4點,點位保存完好 ,從山東省地理信息中心收集到 1980 年西安坐標系成果,作為控制網的起算點。原城區四等、一級 GPS 控制網,坐標為1980 西安坐標系,中央子午線 118 44 !,高程為 1985國家高程基準。四等 GPS 網控制面積約 210 km 2 ,網內最弱點點位中誤差為 0 . 7cm (限差 5cm ),最弱邊相對中誤差# 1 /44 . 9萬 (限差 1 /4. 5萬 ) ,最弱方向中誤差為 0 . 49 (限差 2 . 5 ),能夠滿足本次排水規劃測繪需要 ,作為本次測繪的首級控制。原城區一級 GPS 控制點共 2694、 個,系 2003 年由壽光市建設局采用 GPS 靜態測量和 RTK 測量方法布設完成,點位精度小于 1 . 5cm (限差 5cm ),點間精1 項目區概況項目范圍是以壽光市城區為中心,東至丹河,南至南二環路,西至益壽新河,北至北三環路 ,面積約260 km 2 ,內有濰高路、壽濟路、羊臨路、羊田路等道路約 600 km, 現狀排水管道約 800 km, 主要河流有丹河、彌河、張僧河東西支、岳家溝、工業污水溝、益壽新河等,總長度約 160 km。項目主要任務:一是針對城區建設發展需要,在城區新規劃范圍內建立一級 GPS 控制網和四等水準高程控制網;二是測繪新四環路內所有道路地形圖 ,以及丹河5、益壽新河、張僧河、工業污水溝等河道地形圖;三是對所有道路上的排水管線檢修井及暗渠進行度滿足城市一級導線要求,可選擇利用 2。2 . 2 高程控制資料測區內有國家一等水準點柳沙 18 ,二等水準點壽沂 1 ,經踏勘點位保存完好,高程為 1985 國家高*收稿日期 : 2008 05 15 ;修訂日期 : 2008 06 17 ;編輯:陶衛衛作者簡介 :胡曉東 ( 1971- ) ,男,山東壽光人 ,工程師,主要從事市政工程測量及規劃測量工作。% 7 7 % 第 24卷第 7- 8期山東國土資源2008 年 8月程基準,作為高程起算點和檢核點。原城區高程控制網,起算點采用柳沙 18 ,網內每千米6、高差全中誤差為 3 . 1 mm (限差 10mm ) ,最弱點高程中誤差為 0 . 8 cm (限差 2cm ) ,最弱點間高差中誤差為 0 . 7 cm (限差 2cm ) ,各精度指標均滿足規范要求,可直接利用,同時對于外圍或城區破壞處 ,采用四等水準布設高程控制網,并與原有觀測資料進行重新平差后作為本次控制資料。頻 G PS接收機 5700 ,采用靜態方式觀測 (儀器標稱精度 5mm + 1 & 10 - 6 ),觀測時段數應大于 1 . 6 ,時段中任一衛星有效觀測時間大于 15m in;每站觀測時間應大于 45m in,數據采樣間隔為 15s,同時觀測有效衛星數和有效觀測衛星總數 7、4顆,點位幾何強度因子 PDO P # 6。( 2)作業前根據星歷預報編制觀測計劃 ,保證各條觀測基線的模糊倍率因子在 1 . 5以上。( 3)觀測時,天線安置采用腳架對點器精確對中,對點誤差應小于 2mm; 每站觀測前后各量取天線高 1次, 2次量高之差應小于 2mm, 取平均值作為天線高。天線高的測定采用傾斜測量方法 :測量天線高測量基準面至標志的距離 L ,設量測部位至儀3 主要技術要求( 1)一級 GPS 控制網中最弱點點位中誤差小于 5cm, 最弱邊邊長中誤差小于 1 /20000 。( 2)四等水準每千米高差的權中誤差 Mw# 10 mm, 四等水準網最弱點的高程中誤差 (相對于起8、算點 )小于 2 cm。器中心的距離為 R ,則天線高為 h = L 2 - R 2 ,各種數據均應做好現場記錄。4 . 1 . 3 數據處理( 3)管道主線成圖比例尺為 1 1000 ,斷面圖比例尺為 1 100。采用天寶公司隨機商用軟件 ( TGO 1 . 6 )進行GPS 網數據處理,步驟為基線處理 閉合差驗算 無約束平差約束網平差。( 4)圖根點相對于起算點的點位中誤差不大于 0 . 05 m,高程中誤差不大于 0 . 05m 。( 5)對工程具有制約作用的地物點,如檢修井、暗渠匯交口等,相對于鄰近圖根點的點位中誤差和高程中誤差應小于 5 cm; 一般地物點相對于鄰近圖根點的點位中誤差9、,在圖上應為 0 . 5 mm 之內,鄰近地物點間中誤差在圖上應為 0 . 4 mm 之內。( 1)基線處理:在 WG S- 84坐標系下 ,采用廣播星歷按單基線雙差固定解進行解算 ,處理過程中衛星高度角應大于 15。各條基線應加入對流層延遲改正,基線長度大于 5 km時應加入電離層改正。基線處理完成后,應進行環線閉合差的驗算。基線解算應滿足 +全球定位系統 ( GPS )測量規范,要求 3 ,各項檢核的限差如下 : 獨立閉合環或附合4 方案設計路線坐標閉合差的限差 W X , W Y , W Z # 3 n , W S # 33 n ; .復測基線的長度較差的限差 d s# 2 2 。4 .10、 1 平面控制測量設計采用 GPS 衛星定位測量技術靜態方式布設一級 GPS 控制網,作為測區平面控制的加密。4 . 1 . 1 布設式中: n /獨立環中的邊數 ; = 10 2 + ( 10d) 2 , ( 為相應級別規定的精度, mm; d為測區的平均邊長 ,km )。一級 GPS 控制點在原城區四等 GPS 控制點基礎上,采用邊連式與點連式結合的原則布設。一級GPS 控制網設計共由 436 點組成,其中已知控制點13個。整網由 117 個 6點同步環和 87個異步環組成,異步環中最多邊數為 8條。網內最長邊約為 7km, 最短邊約為 0 . 2 km, 網內平均邊長約為 1 . 3km11、, 相鄰通視點點間平均距離約為 560 m。一級GPS 控制網布設應充分考慮與原有控制成果的銜接和檢核,應聯測部分原有四等和一級 GPS 控制點。4 . 1 . 2 觀測( 2)平差計算首先在 ( WG S- 84坐標系 )內進行無約束平差,然后在 1980 西安坐標系內進行三維約束平差。( 3)約束平差過程中注意對約束使用的國家控制點質量的檢查,綜合考慮,合理采用,最終確定最優平差方案。同名基線無約束平差和約束平差中的2類改正數較差超過限差時,應考慮起算點的選用。GPS 網改正數差值較差應符合下式規定: dV 0X ,dV 0 Y , dV 0Z # 2 。4 . 2 高程控制測量( 1)四12、等 G PS網設計使用 8臺 (套 )美國天寶雙% 7 8 % 第 24卷第 7- 8期 成果與方法 2008 年 8月4 . 2 . 1 布網方案應分析原因。充分利用已有高程控制成果 ,對于外圍或城區個別破壞處,采用四等水準測量方法布設高程控制網,并與原有觀測資料進行重新平差后作為本次控制資料。四等水準網布設應充分聯測國家水準高程點和原有高程控制點,四等水準網共設計 68個閉合環,水準路線布設通過所有地面控制點,結點間最大長度小于 10 km。( 2)高程檢核。水準測量中 ,如連續 2段錯誤且正負抵消時,在水準網平差時反映不出,導致成果錯誤。GPS 擬合高程能起到高程的檢核作用 ,能夠判斷水13、準測量中的粗差。4 . 4 地形測量4 . 4 . 1 RTK 測量技術RTK ( R eal- T mi e K inem atic)技術又稱載波相位動態實時差分技術,要求 1臺基準站和至少 1臺流動站及相配套的數據通訊鏈,基準站實時地把測站信息和所有觀測值通過數據鏈傳遞給流動站 ,流動站用先進的處理技術瞬時求出其在指定坐標系中的三維坐標,并達到厘米級精度。 RTK 技術是導航技術與通訊和信號處理技術的完美結合,具備靈活、快速、省時、省力等優點,能夠顯著地提高工作效率,4 . 2 . 2 觀測( 1)組成環線的各段線路單程觀測,水準支線往返觀測。( 2)使用 S07 型水準儀拓普康 AT -14、 G2配合區格式木質水準標尺 ,采用中絲法按后 /后 /前 /前順序施測。4 . 2 . 3 平差計算( 1)四等水準觀測高差要進行標尺每米真長的改正和正高改正,正高改正公式為 = 1476 . 3 &10 - 9 &測段高程平均值 &緯差 (單位:分 )。( 2)平差計算前要對各項閉合差進行驗算 ,滿足要求后方可進行平差計算。四等水準網中符合路便于實時校核,保證成果精度 4。4 . 4 . 2 圖根控制測量圖根控制點在四等、一級 G PS控制點的基礎上,采用美國 T rim ble5700 G PS RTK 測量系統布設;測區內 G PS無法觀測地區,使用全站儀附合導線、支導線的形式布設。線15、或環線閉合差應不大于 20 L mm ( L為路線長度, km ) ,檢測高差之差應不大于 30 R mm ( R為檢測路線長度, km )。( 1)采用 RTK 測量圖根點時 ,應采用七參數校正,采用小三腳架配合對中桿作業,觀測過程中連續跟蹤不小于 5顆衛星,每一測站觀測 6個歷元。( 2)圖根導線測量。圖根導線依據等級控制點,分 2級進行加密,布設形式為附合導線或結點導線,規定如表 1。4 . 3 成果的檢核( 1)新舊控制網點重合檢查。對原城區四等及一級 G PS點與本次作業成果進行比較 ,檢核本次成果的精度情況以及驗證原有成果的質量 ,針對校差表 1 圖根導線測量的技術要求導線長度平均16、邊長測回數測回差方位角閉合差導線全長坐標閉合差級別( km )( m )DJ2D J6( )( )相對閉合差( m )一級二級1 . 20 . 712070112118 24 40nn1 /50001 /30000 . 220 . 22注: n為測站數。( 3)極坐標法施測圖根點的坐標和高程時 ,可等級控制點,按 +城市測量規范 ,要求在野外測定各主要地物、地貌的平面坐標及高程, 并現場繪制草圖,然后將測定的碎部點數據通訊至微機 ,采用 (南方 CA SS7 . 1 )數字化成圖軟件編輯成圖。采用全站儀直接測定坐標,儀器高和照準高量至1mm 。支導線布設一般不超過 3條邊、總長不超過250m 。使用 ( NA SEW 95 )平差軟件, 在微機上進行平差計算,圖根點坐標和高程取位至 1cm 。4 . 5 排水系統測量4 . 4 . 3 地形測圖4 . 5 . 1 檢查井調查地形測量采用全野外數字化作業的方法進行實( 1)調查方法。調查時對工程范圍內的檢查井逐個開啟井蓋,通過專用檢查井調查器具進行測量。測。使用全站儀和天寶 5700 雙頻 G PSRTK, 依據各% 7 9 %