排水规划地形图测绘和排水管线普查项目方案设计

第 24卷第 7- 8期

山东国土资源

2008 年 8月

成果与方法

寿光市排水规划地形图测绘和

排水管线普查项目方案设计

胡晓东 1 ,王瑞臣2

( 1 .寿光市建设局,山东寿光

会 ,山东寿光

262703)

26270 ; 2 .寿光经济开发区管委

摘要:通过对已有成果资料的分析利用和合理选用起算数 据,按照技术要求 ,采用 GPS 静态测量技术、四等水准测 量方式布设控制网和 RTK 动态测量技术、全站仪进行地形和管线测量 ,以及内外业一体化成图方式进行方案设计 , 并对作业中的技术指标及注意事项作了阐述,从而有效指导了项目的顺利实施,加快了作业进度 , 提高了成果质 量。

关键词 :地形图测绘 ;排水管线 ;雨污分流 ;规划方案 ;山东寿光 中图分类号 : P 238. 8; TU 92 . 01

识码 : A

文献标

(尤其是排水管线 )作为最基础的城 地下管线 市设施,是城市经济的命脉,在城市规划与建设中具 有十分重要的地位。为加快向现代化中等城市迈进 的步伐,进一步提升城市环境,寿光市决定在规划区 范围内开展 1 100 比例尺排水规划地形图测绘和 排水管线普查,查明各类排水管线现状 [ 1] ,实现城

市排水管网的优化整合和管线数据的动态管理 ,进 行雨、污分流规划设计并分期实施,从而实现城市 雨、污水的分流排放。

调查,测绘管底高程及埋深,测绘暗渠断面等。

2

2 . 1

已有资料的分析利用

平面控制资料

测区外围存有国家二等控制点十里铺、后古河、 后牟城、屯田 4点,点位保存完好 ,从山东省地理信 息中心收集到 1980 年西安坐标系成果,作为控制网 的起算点。原城区四等、一级 GPS 控制网,坐标为 0891 西安坐标系,中央子午线 118 4 !,高程为 1985 国家高程基准。四等 GPS 网控制面积约 210 km 2, 网内最弱点点位中误差为 ? 0 . 7cm (限差 ? 5cm ),最 弱边相对中误差# 1 /4 . 9万 (限差 1 /4. 5万 ) ,最弱

1 项目区概况

项目范围是以寿光市城区为中心,东至丹河,南

至南二环路,西至益寿新河,北至北三环路 ,面积约

方向中误差为 ? 0 . 49 ?(限差 ? 2 . 5 ?),能够满足本 206 km 2 ,内有潍高路、寿济路、羊临路、羊田路等道路

次排水规划测绘需要 ,作为本次测绘的首级控制。

约 60 km, 现状排水管道约 80 km, 主要河流有丹

原城区一级 GPS 控制点共 269 个,系 203 年由寿光

河、弥河、张僧河东西支、岳家沟、工业污水沟、益寿新

市建设局采用 GPS 静态测量和 RTK 测量方法布设

河等,总长度约 160 km。

完成,点位精度小于 ? 1 . 5cm (限差 ? 5cm ),点间精

项目主要任务:一是针对城区建设发展需要,在

度满足城市一级导线要求,可选择利用 [ 2] 。

城区新规划范围内建立一级 GPS 控制网和四等水准

2 . 2 高程控制资料 高程控制网;二是测绘新四环路内所有道路地形图 , 测区内有国家一等水准点柳沙 18 ,二等水准点 以及丹河、益寿新河、张僧河、工业污水沟等河道地形

图;三是对所有道路上的排水管线检修井及暗渠进行 寿沂 1 ,经踏勘点位保存完好,高程为 1985 国家高

*收稿日期 : 208 05 15 ;修订日期 : 208 06 17 ;编辑:陶卫卫

作者简介 :胡晓东 ( 1971- ) ,男,山东寿光人 ,工程师,主要从事市政工程测量及规划测量工作。

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山东国土资源

程基准,作为高程起算点和检核点。原城区高程控

制网,起算点采用柳沙 18 ,网内每千米高差全中误 差为 ? 3 . 1 m (限差 ? 10m ) ,最弱点高程中误差 为 ? 0 . 8 cm (限差 ? 2cm ) ,最弱点间高差中误差为 ? 0 . 7 cm (限差 ? 2cm ) ,各精度指标均满足规范要 求,可直接利用,同时对于外围或城区破坏处 ,采用 四等水准布设高程控制网,并与原有观测资料进行 重新平差后作为本次控制资料。

频 G PS接收机 570 ,采用静态方式观测 (仪器标称 精度 5m + 1 & 10 - 6 ),观测时段数应大于 1 . 6 ,时段 中任一卫星有效观测时间大于 15m in;每站观测时 间应大于 45m in,数据采样间隔为 15s,同时观测有 效卫星数和有效观测卫星总数 ? 4颗,点位几何强 度因子 PDO P # 6。

( 2)作业前根据星历预报编制观测计划 ,保证 各条观测基线的模糊倍率因子在 1 . 5以上。

( 3)观测时,天线安置采用脚架对点器精确对 中,对点误差应小于 2m; 每站观测前后各量取天 线高 1次, 2次量高之差应小于 2m, 取平均值作为 天线高。天线高的测定采用倾斜测量方法 :测量天 线高测量基准面至标志的距离 L ,设量测部位至仪

3 主要技术要求

( 1)一级 GPS 控制网中最弱点点位中误差小于

? 5cm, 最弱边边长中误差小于 1 /20 。

( 2)四等水准每千米高差的权中误差 Mw# ? 01 m, 四等水准网最弱点的高程中误差 (相对于起 算点 )小于 ? 2 cm。

( 3)管道主线成图比例尺为 1 例尺为 1 100。

器中心的距离为 R ,则天线高为 h = L 2 - R 2, 各种

数据均应做好现场记录。

. 1 . 3 数据处理 100 ,断面图比 4

采用天宝公司随机商用软件 ( TGO 1 . 6 )进行 SPG 网数据处理,步骤为基线处理 ?闭合差验算 ? ( 4)图根点相对于起算点的点位中误差不大于

无约束平差?约束网平差。 ? 0 . 05 m,高程中误差不大于 ? 0 . 05m 。

( 1)基线处理:在 WG S- 84坐标系下 ,采用广 ( 5)对工程具有制约作用的地物点,如检修井、

播星历按单基线双差固定解进行解算 ,处理过程中 暗渠汇交口等,相对于邻近图根点的点位中误差和

卫星高度角应大于 15。各条基线应加入对流层延 高程中误差应小于 ? 5 cm; 一般地物点相对于邻近

迟改正,基线长度大于 5 km时应加入电离层改正。 图根点的点位中误差,在图上应为 ? 0 . 5 m 之内, 邻近地物点间中误差在图上应为 ? 0 . 4 m 之内。

基线处理完成后,应进行环线闭合差的验算。基线 解算应满足 +全球定位系统 ( GPS )测量规范,要 求 [ 3] ,各项检核的限差如下 : ?独立闭合环或附合

4

4 . 1

方案设计

平面控制测量

路线坐标闭合差的限差 W X , W Y , W Z # 3 nW S # 3

设计采用 GPS 卫星定位测量技术静态方式布

设一级 GPS 控制网,作为测区平面控制的加密。 4 . 1 . 1 布设 一级 GPS 控制点在原城区四等 GPS 控制点基 础上,采用边连式与点连式结合的原则布设。一级 SPG 控制网设计共由 436 点组成,其中已知控制点 31个。整网由 117 个 6点同步环和 87个异步环组 成,异步环中最多边数为 8条。网内最长边约为 7 ,mk 最短边约为 0 . 2 km, 网内平均边长约为 1 . 3 ,mk 相邻通视点点间平均距离约为 560 m。一级 SPG 控制网布设应充分考虑与原有控制成果的衔接 和检核,应联测部分原有四等和一级 GPS 控制点。 4 . 1 . 2 观测

( 1)四等 G PS网设计使用 8台 (套 )美国天宝双

3 n ; .复测基线的长度较差的限差 d s# 2 2 。

式中: n /独立环中的边数 ; = 10 2 + ( 10d) 2, ( 为相应级别规定的精度, m; d为测区的平均边长 , mk )。 ( 2)平差计算首先在 ( WG S- 84坐标系 )内进 行无约束平差,然后在 1980 西安坐标系内进行三维 约束平差。

( 3)约束平差过程中注意对约束使用的国家控 制点质量的检查,综合考虑,合理采用,最终确定最 优平差方案。同名基线无约束平差和约束平差中的 2类改正数较差超过限差时,应考虑起算点的选用。 GSP 网改正数差值较差应符合下式规定: dV 0X , dV 0 Y , dV 0Z # 2 。 4 . 2 高程控制测量

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成果与方法

4 . 2 . 1 布网方案

充分利用已有高程控制成果 ,对于外围或城区 个别破坏处,采用四等水准测量方法布设高程控制 网,并与原有观测资料进行重新平差后作为本次控 制资料。四等水准网布设应充分联测国家水准高程 点和原有高程控制点,四等水准网共设计 68个闭合 环,水准路线布设通过所有地面控制点,结点间最大 长度小于 10 km。 4 . 2 . 2 观测

( 1)组成环线的各段线路单程观测,水准支线 往返观测。

( 2)使用 S07 型水准仪拓普康 AT - G2配合区 格式木质水准标尺 ,采用中丝法按后 /后 /前 /前 顺序施测。

4 . 2 . 3 平差计算

( 1)四等水准观测高差要进行标尺每米真长的 改正和正高改正,正高改正公式为 = 1476 . 3 & 01 - 9 &测段高程平均值 &纬差 (单位:分 )。 ( 2)平差计算前要对各项闭合差进行验算 ,满 足要求后方可进行平差计算。四等水准网中符合路 线或环线闭合差应不大于 ? 20 L mm ( L为路线长 度, km ) ,检测高差之差应不大于 ? 30 R mm ( R为 检测路线长度, km )。 4 . 3

成果的检核

( 1)新旧控制网点重合检查。对原城区四等及 一级 G PS点与本次作业成果进行比较 ,检核本次成 果的精度情况以及验证原有成果的质量 ,针对校差

表 1

级别 一级 二级

数。

导线长度 ( km ) 1 . 2 0 . 7

平均边长 ( m ) 021 07

DJ2 1 1

测回数

D J6 2 1

应分析原因。

( 2)高程检核。水准测量中 ,如连续 2段错误 且正负抵消时,在水准网平差时反映不出,导致成果 错误。GPS 拟合高程能起到高程的检核作用 ,能够 判断水准测量中的粗差。 4 . 4

地形测量

4 . 4 . 1 RTK 测量技术

RKT ( R eal- T mi e K inem atic)技术又称载波相 位动态实时差分技术,要求 1台基准站和至少 1台 流动站及相配套的数据通讯链,基准站实时地把测 站信息和所有观测值通过数据链传递给流动站 ,流 动站用先进的处理技术瞬时求出其在指定坐标系中 的三维坐标,并达到厘米级精度。 RTK 技术是导航 技术与通讯和信号处理技术的完美结合,具备灵活、 快速、省时、省力等优点,能够显著地提高工作效率, 便于实时校核,保证成果精度 [ 4] 。 4 . 4 . 2 图根控制测量

图根控制点在四等、一级 G PS控制点的基础 上,采用美国 T rim ble570 G PS RTK 测量系统布设; 测区内 G PS无法观测地区,使用全站仪附合导线、 支导线的形式布设。

( 1)采用 RTK 测量图根点时 ,应采用七参数校 正,采用小三脚架配合对中杆作业,观测过程中连续 跟踪不小于 5颗卫星,每一测站观测 6个历元。

( 2)图根导线测量。图根导线依据等级控制 点,分 2级进行加密,布设形式为附合导线或结点导 线,规定如表 1。

图根导线测量的技术要求

测回差 ( ?) 81

方位角闭合差

( ?) ? 24 ? 40

n n

导线全长 相对闭合差 1 /50 1 /30

坐标闭合差

( m ) 0 . 2 0 . 2

注: n为测站

( 3)极坐标法施测图根点的坐标和高程时 ,可

采用全站仪直接测定坐标,仪器高和照准高量至 m1 。支导线布设一般不超过 3条边、总长不超过 m052 。使用 ( NA SEW 95 )平差软件, 在微机上进行 平差计算,图根点坐标和高程取位至 1cm 。

4 . 4 . 3 地形测图

地形测量采用全野外数字化作业的方法进行实 测。使用全站仪和天宝 570 双频 G PSRT,K 依据各

等级控制点,按 +城市测量规范 ,要求在野外测定各

主要地物、地貌的平面坐标及高程, 并现场绘制草 图,然后将测定的碎部点数据通讯至微机 ,采用 (南 方 CA S7 . 1 )数字化成图软件编辑成图。 4 . 5

排水系统测量

4 . 5 . 1 检查井调查

( 1)调查方法。调查时对工程范围内的检查井 逐个开启井盖,通过专用检查井调查器具进行测量。

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