控制测量生产设计实习 二等水准测量技术设计书
测绘1301班5组 2016年7月
一、任务概述
1. 任务来源
控制测量生产实习是学生在修完《控制测量学》课程后的一个重要实践教学环节，其 目的是使学生在获得基本知识和基本技能的基础上，进行一次较全面、系统的训练，以巩固 课堂所学理论知识、提高操作技能，使学到的理论与实践紧密接合。 2. 任务目的
① 培养学生独立工作和解决问题的能力。
② 培养学生严肃认真、实事求是、一丝不苟的科学态度。
③ 培养吃苦耐劳、爱护仪器工具、相互协作的职业道德 3. 测区范围
中南大学测绘工程专业实践教学基地（浏阳乡村发现度假村）地处湖南省浏阳市北盛镇 乌龙社区，距浏阳市区 30 多公里、距省会长沙约 40 公里，位于东经 113°26′、北纬 28° 17′。 4. 测区任务
二等水准测量：每二个小组完成全网观测、数据处理二级 GPS-RTK 测量。 5. 实习仪器工具
水准仪：ZDL700（8+2台）、DSZ2（8+1台）及其配套水准尺，含测伞、测轮、尺垫、 数据线、脚架、竹杆等； 6. 使用软件
GPS 控制测量数据处理（包括基线解算和网平差）采用广州中海达测绘仪器有限公司 HGO 事后 GPS 测量数据处理软件进行。
二、测区自然地理概况和已有资料情况
1. 自然地理概况
该行政村隶属呈贡县斗南镇，距斗南镇政府所在地7公里，全村国土面积2.06平方公里，海拔1880米，年平均气温15.4℃，年降雨量805毫米，适合种植蔬菜、花卉等农作物。全村耕地面积2560亩，人均耕地0.89亩，林地210亩。 2.引用文件
1) 《全球定位系统(GPS)测量规范》（GB/T 18314-2009 ）； 2) 《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)；
3) 《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》（CH/T 2009-2010）； 4) 《测绘成果质量检查与验收》（GB/T 24356-2009） 5) 《测绘作业人员安全规范》(CH 1016-2008) 6) 《测绘技术总结编写规定》(CH/T 1001-2005)
2.坐标系统：北盛坐标系
3°30′00″）
高程系统：北盛高程系（H DA65 =102.000m）
GPS-E 级网点略图
三. 精度要求
1. 测量精度指标：
每千米水准测量的偶然中误差 M △≤0 .1mm 每千米水准测量的全中误差 M ω≤0 .2mm。
3. 仪器检定要求：水准仪 i 角误差小于 15″。
水准网计算用软件：采用南方平差易进行严密平差。
四. 观测
1. 观测方式
⑴采用单路线往返观测，同一区段的往返测应使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道 路进行。 ⑵在每一区段内，先连续进行所有测段的往测(或返测) ，随后再连续进行该区段的返测 (或往侧) 。
⑶同一测段的往（返）测应分别在上午或下午进行，在日间气温变化不大的阴天和观测 条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行，但这种里程的总站数一般不超过该 区段总站数的 30%。
2. 观测时间及气象条件
下列情况不应进行二等水准观测：
⑴日出后和日落前 30min 内、太阳中天前后各 2h 内；
⑵标尺分划线的影像跳动剧烈时、气温突变时、风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。
3. 观测顺序和方法 ⑴光学水准仪观测 观测顺序 往测时：奇数站测量顺序为后（基）－前（基）－前（辅）－后（辅），偶数站测量顺序 为测为前（基）－后（基）－后（辅）－前（辅）。 返测时：奇数站测量顺序为前（基）－后（基）－后（辅）－前（辅），偶数站测量顺序为测为后（基）－前（基）－前（辅）－后（辅）。 返测奇数站：后前前后；往返测偶数站：前后后前。 光学测微法操作程序（以往测奇数站为例）
先将仪器整平(望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央) ；
将望远镜对准后视 标尺(此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置) ，随后用上、下丝照准标尺基本分划进行视 距读数，视距第 4 位数由测微鼓直接读得；转动测微鼓用楔形平分丝精确照准标尺基本分划， 并读出标尺基本分划和测微鼓读数。
转动望远镜照准前视标尺，用楔形平分丝精确照准标尺基本分划，并读出标尺基本分划 和测微鼓读数，然后用上下丝照准标尺基本分划进行视距读数。
用微动螺旋转动望远镜，照准前视标尺的辅助分划，用楔形平分丝精确照准并读出标尺 基本分划和测微鼓读数。
旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，用楔形平分丝精确照准并读出后视标尺辅助分 划和测微鼓读数。 ⑵数字水准仪观测
观测顺序 往返测奇数站照准标尺顺序为后－前－前－后，偶数站照准标尺顺序为前－后－后－前。 一测站操作程序如下（以奇数站为例）：
先将仪器整平(望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央) ；
将望远镜对准后视 标尺(此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置) ，用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码 影像清晰，按测量键；
显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影 像清晰，按测量键； 显示读数后，重新照准前视标尺，按测量键；
显示读数后，旋转望远镜 照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键。 显示测站成果，测站检核合 格后方可迁站。
4. 间歇与检测
⑴观测间歇时，最好在水准点上结束。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突 出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的 转点尺桩(用尺台作转点尺承时，可用二个带帽钉的木桩) 做妥善安置，作为间歇点。
⑵间歇后应对间歇点进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若≤1.0mm ，即可 由此起测；若超过限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。 ⑶检测成果应在手簿中保留，但计算高差时不采用。 ⑷数字水准仪测量间歇可用建立新测段等方法检测，检测有困难时最好收测在固定点上。
5. 观测注意事项
⑴观测前 30min ，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，应 用测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，预热不少于 20 次单次测量。 ⑵在连续各测站上安处水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第 三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。
⑶除路线转弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。 ⑷不应为了增加标尺读数，而把尺桩(台) 安且在壕坑中。
⑸每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数。由往测转向返测时，两支标尺应互换 位置，并应重新整置仪器。
⑹对于数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳；尽量避免视线被遮挡，遮挡不要超过 标尺在望远镜中截长的 20%；仪器只能在厂方规定的温度范围内工作；确信震动源造成的震 动消失后，才能启动测量键。
五. 成果的重测和取舍
测段往返测高差不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整侧段重测，并按 下列原则取舍： ⑴若重测的高差与同方向原测高差的不符位超过往返测高差不符值的限差，但与另一单 程高差的不符值不超出限差，则取用重测结果；
⑵若同方向两高差不符值未超出限差，且其中数与另一单程高差的不符值亦不超出限差， 则取同方向中数作为该单程的高差；
⑶若⑴中的重测高差(或⑵) 中两同方向高差中数) 与另一单程的高差不符值超出限差，应 重测另一单程； ⑷若超限测段经过两次或多次重测后，出现同向观侧结果靠近而异向观测结果间不符值 超限的分群现象时，如果同方向高差不符值小于限差之半，则取原测的往返高差中数作往测 结果，取重测的往返高差中数作为返测结果。 区段、路线往返测高差不符值超限时，应就往返侧高差不符值与区段(路线) 不符值同符 号中较大的测段进行重测，若重测后仍超出限差，则应重侧其他测段。 符合路线和环线闭合差超限时，应就路线上可靠程度较小(往返测高差不符值较大或观测 条件较差) 的某些测段进行重测，如果重测后仍超出限差，则应重测其他测段。 每千米水准测量的偶然中误差 M △ 超出限差时，应分析原因，重测有关测段或路线。
六. 外业成果的整理与计算
观测工作结束后应及时整理和检查外业观测手簿，检查手簿中所有计算是否正确、观测 成果是否满足各项限差要求。确认观测成果全部符合规范规定之后，方可进行外业计算。 1. 外业计算项目
⑴外业手簿的计算；
⑵外业高差和概略高程表的编算； ⑶每千米水准测量偶然中误差的计算； ⑷附合路线与环线闭合差的计算； ⑸每千米水准测量全中误差的计算。
2. 外业高差和概略高程表的编算
⑴应由两人各自独立编算一份，并核对无误。所用的高差应加入水准标尺长度改正、水 准标尺温度改正、正常水准面不平行的改正、环线闭合差的改正。 第i 测段高差改正εi 计算方法如下：
εi =-（У
i+1
-Уi ）•H mi /У
mi
式中：Уi 、Уi+1 ——分别为i 、 1 i 点椭球面的正常重力值(取值至 0.01×10-5m/s2 )
Уi =978032（1+0.0053024sin2φi -0.000005sin 22φi ）
Уmi —两水准点正常重力平均值（单位： 10-5 m/s2）
У
mi =
（У
i+1
-Уi ）/2-0.1543Hmi
H mi —两水准点概略高程平均值（单位：m ）
φi —水准点纬度
⑵每完成一条水准路线的测量，应进行往返测高差不符值及每千米水准测量的偶然中误差M △的计算：
⎡△△⎤⎢R ⎥⎣⎦
M △=±
4n
式中：△ —测段往返测高差不符值，单位为毫米(mm)；R —测段长度，单位为千米(km)；n — 测段数。
⑶每完成一条附合路线或闭合环线的测量，应对观测高差施前述改正，然后计算附合路 线或环线的闭合差，并应符合规范的规定，当构成水准网的水准环超过 20 个时，还需按环线 闭合差ω计算每千米水准测量的全中误差M ω，并应符合相应的规定：
⎡ωω⎤⎢F ⎥
M ω=±
N
式中：
ω—经过各项改正后的水准环闭合差，单位为毫米(mm)；F —水准环线周长，单位为 千米(km)；N —水准环数。
控制测量生产设计实习 二等水准测量技术设计书
测绘1301班5组 2016年7月
一、任务概述
1. 任务来源
控制测量生产实习是学生在修完《控制测量学》课程后的一个重要实践教学环节，其 目的是使学生在获得基本知识和基本技能的基础上，进行一次较全面、系统的训练，以巩固 课堂所学理论知识、提高操作技能，使学到的理论与实践紧密接合。 2. 任务目的
① 培养学生独立工作和解决问题的能力。
② 培养学生严肃认真、实事求是、一丝不苟的科学态度。
③ 培养吃苦耐劳、爱护仪器工具、相互协作的职业道德 3. 测区范围
中南大学测绘工程专业实践教学基地（浏阳乡村发现度假村）地处湖南省浏阳市北盛镇 乌龙社区，距浏阳市区 30 多公里、距省会长沙约 40 公里，位于东经 113°26′、北纬 28° 17′。 4. 测区任务
二等水准测量：每二个小组完成全网观测、数据处理二级 GPS-RTK 测量。 5. 实习仪器工具
水准仪：ZDL700（8+2台）、DSZ2（8+1台）及其配套水准尺，含测伞、测轮、尺垫、 数据线、脚架、竹杆等； 6. 使用软件
GPS 控制测量数据处理（包括基线解算和网平差）采用广州中海达测绘仪器有限公司 HGO 事后 GPS 测量数据处理软件进行。
二、测区自然地理概况和已有资料情况
1. 自然地理概况
该行政村隶属呈贡县斗南镇，距斗南镇政府所在地7公里，全村国土面积2.06平方公里，海拔1880米，年平均气温15.4℃，年降雨量805毫米，适合种植蔬菜、花卉等农作物。全村耕地面积2560亩，人均耕地0.89亩，林地210亩。 2.引用文件
1) 《全球定位系统(GPS)测量规范》（GB/T 18314-2009 ）； 2) 《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)；
3) 《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》（CH/T 2009-2010）； 4) 《测绘成果质量检查与验收》（GB/T 24356-2009） 5) 《测绘作业人员安全规范》(CH 1016-2008) 6) 《测绘技术总结编写规定》(CH/T 1001-2005)
2.坐标系统：北盛坐标系
3°30′00″）
高程系统：北盛高程系（H DA65 =102.000m）
GPS-E 级网点略图
三. 精度要求
1. 测量精度指标：
每千米水准测量的偶然中误差 M △≤0 .1mm 每千米水准测量的全中误差 M ω≤0 .2mm。
3. 仪器检定要求：水准仪 i 角误差小于 15″。
水准网计算用软件：采用南方平差易进行严密平差。
四. 观测
1. 观测方式
⑴采用单路线往返观测，同一区段的往返测应使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道 路进行。 ⑵在每一区段内，先连续进行所有测段的往测(或返测) ，随后再连续进行该区段的返测 (或往侧) 。
⑶同一测段的往（返）测应分别在上午或下午进行，在日间气温变化不大的阴天和观测 条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行，但这种里程的总站数一般不超过该 区段总站数的 30%。
2. 观测时间及气象条件
下列情况不应进行二等水准观测：
⑴日出后和日落前 30min 内、太阳中天前后各 2h 内；
⑵标尺分划线的影像跳动剧烈时、气温突变时、风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。
3. 观测顺序和方法 ⑴光学水准仪观测 观测顺序 往测时：奇数站测量顺序为后（基）－前（基）－前（辅）－后（辅），偶数站测量顺序 为测为前（基）－后（基）－后（辅）－前（辅）。 返测时：奇数站测量顺序为前（基）－后（基）－后（辅）－前（辅），偶数站测量顺序为测为后（基）－前（基）－前（辅）－后（辅）。 返测奇数站：后前前后；往返测偶数站：前后后前。 光学测微法操作程序（以往测奇数站为例）
先将仪器整平(望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央) ；
将望远镜对准后视 标尺(此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置) ，随后用上、下丝照准标尺基本分划进行视 距读数，视距第 4 位数由测微鼓直接读得；转动测微鼓用楔形平分丝精确照准标尺基本分划， 并读出标尺基本分划和测微鼓读数。
转动望远镜照准前视标尺，用楔形平分丝精确照准标尺基本分划，并读出标尺基本分划 和测微鼓读数，然后用上下丝照准标尺基本分划进行视距读数。
用微动螺旋转动望远镜，照准前视标尺的辅助分划，用楔形平分丝精确照准并读出标尺 基本分划和测微鼓读数。
旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，用楔形平分丝精确照准并读出后视标尺辅助分 划和测微鼓读数。 ⑵数字水准仪观测
观测顺序 往返测奇数站照准标尺顺序为后－前－前－后，偶数站照准标尺顺序为前－后－后－前。 一测站操作程序如下（以奇数站为例）：
先将仪器整平(望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央) ；
将望远镜对准后视 标尺(此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置) ，用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码 影像清晰，按测量键；
显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影 像清晰，按测量键； 显示读数后，重新照准前视标尺，按测量键；
显示读数后，旋转望远镜 照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键。 显示测站成果，测站检核合 格后方可迁站。
4. 间歇与检测
⑴观测间歇时，最好在水准点上结束。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突 出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的 转点尺桩(用尺台作转点尺承时，可用二个带帽钉的木桩) 做妥善安置，作为间歇点。
⑵间歇后应对间歇点进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若≤1.0mm ，即可 由此起测；若超过限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。 ⑶检测成果应在手簿中保留，但计算高差时不采用。 ⑷数字水准仪测量间歇可用建立新测段等方法检测，检测有困难时最好收测在固定点上。
5. 观测注意事项
⑴观测前 30min ，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，应 用测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，预热不少于 20 次单次测量。 ⑵在连续各测站上安处水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第 三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。
⑶除路线转弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。 ⑷不应为了增加标尺读数，而把尺桩(台) 安且在壕坑中。
⑸每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数。由往测转向返测时，两支标尺应互换 位置，并应重新整置仪器。
⑹对于数字水准仪，应避免望远镜直接对着太阳；尽量避免视线被遮挡，遮挡不要超过 标尺在望远镜中截长的 20%；仪器只能在厂方规定的温度范围内工作；确信震动源造成的震 动消失后，才能启动测量键。
五. 成果的重测和取舍
测段往返测高差不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整侧段重测，并按 下列原则取舍： ⑴若重测的高差与同方向原测高差的不符位超过往返测高差不符值的限差，但与另一单 程高差的不符值不超出限差，则取用重测结果；
⑵若同方向两高差不符值未超出限差，且其中数与另一单程高差的不符值亦不超出限差， 则取同方向中数作为该单程的高差；
⑶若⑴中的重测高差(或⑵) 中两同方向高差中数) 与另一单程的高差不符值超出限差，应 重测另一单程； ⑷若超限测段经过两次或多次重测后，出现同向观侧结果靠近而异向观测结果间不符值 超限的分群现象时，如果同方向高差不符值小于限差之半，则取原测的往返高差中数作往测 结果，取重测的往返高差中数作为返测结果。 区段、路线往返测高差不符值超限时，应就往返侧高差不符值与区段(路线) 不符值同符 号中较大的测段进行重测，若重测后仍超出限差，则应重侧其他测段。 符合路线和环线闭合差超限时，应就路线上可靠程度较小(往返测高差不符值较大或观测 条件较差) 的某些测段进行重测，如果重测后仍超出限差，则应重测其他测段。 每千米水准测量的偶然中误差 M △ 超出限差时，应分析原因，重测有关测段或路线。
六. 外业成果的整理与计算
观测工作结束后应及时整理和检查外业观测手簿，检查手簿中所有计算是否正确、观测 成果是否满足各项限差要求。确认观测成果全部符合规范规定之后，方可进行外业计算。 1. 外业计算项目
⑴外业手簿的计算；
⑵外业高差和概略高程表的编算； ⑶每千米水准测量偶然中误差的计算； ⑷附合路线与环线闭合差的计算； ⑸每千米水准测量全中误差的计算。
2. 外业高差和概略高程表的编算
⑴应由两人各自独立编算一份，并核对无误。所用的高差应加入水准标尺长度改正、水 准标尺温度改正、正常水准面不平行的改正、环线闭合差的改正。 第i 测段高差改正εi 计算方法如下：
εi =-（У
i+1
-Уi ）•H mi /У
mi
式中：Уi 、Уi+1 ——分别为i 、 1 i 点椭球面的正常重力值(取值至 0.01×10-5m/s2 )
Уi =978032（1+0.0053024sin2φi -0.000005sin 22φi ）
Уmi —两水准点正常重力平均值（单位： 10-5 m/s2）
У
mi =
（У
i+1
-Уi ）/2-0.1543Hmi
H mi —两水准点概略高程平均值（单位：m ）
φi —水准点纬度
⑵每完成一条水准路线的测量，应进行往返测高差不符值及每千米水准测量的偶然中误差M △的计算：
⎡△△⎤⎢R ⎥⎣⎦
M △=±
4n
式中：△ —测段往返测高差不符值，单位为毫米(mm)；R —测段长度，单位为千米(km)；n — 测段数。
⑶每完成一条附合路线或闭合环线的测量，应对观测高差施前述改正，然后计算附合路 线或环线的闭合差，并应符合规范的规定，当构成水准网的水准环超过 20 个时，还需按环线 闭合差ω计算每千米水准测量的全中误差M ω，并应符合相应的规定：
⎡ωω⎤⎢F ⎥
M ω=±
N
式中：
ω—经过各项改正后的水准环闭合差，单位为毫米(mm)；F —水准环线周长，单位为 千米(km)；N —水准环数。