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案例1

1.工程背景

连续运行基准站网的建设，测区基本条件。

2.作业技术依据

gb/t 28588-2012《全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范》;

gb/t 12897-2006《国家一、二等水准测量规范》;

ch8016-95《全球定位系统(gps)测量型接收机检定规程》;

gb/t 18314-2009《全球定位系统(gps)测量规范》;

gb 22021-2008《国家大地测量基本技术规定》;

ch/t 1004-2005《测绘技术设计规定》;

gb/t 24356-2009《测绘成果质量检查与验收》;

ch/t 1001-2005《测绘技术总结编写规定》;

ch 1016-2008《测绘作业人员安全规范》。

3.坐标系统

地心坐标为2000国家大地坐标系。高程为1985国家高程基准。

4.主要精度指标

5.测区已有基础资料

6.上交资料及成果

(1)项目设计书。

(2)基准站勘选的相关资料(包括勘选报告、站点照片、用地文件、地质勘察证明、点之记、实地测试数据及分析资料等)。

(3)土建过程的相关资料(包括用地证明、土建过程照片、防雷检测报告、竣工图、施工报告、点之记、测量标志保管书、设备安装及测试报告等)。

(4)坐标联测的相关资料(包括技术设计、原始观测资料、精度分析、数据处理、成果和技术报告等)。

(5)系统技术报告。

(6)系统工作报告。

(7)系统使用说明书。

(8)其他相关附图、附表等。

[问题]

1.简述布设三等大地控制网的目的和主要精度要求。

2.简述gps c级网布设的基本原则。

3.基准站建设完成之后应进行哪些测试?

[参考答案]

1.简述布设三等大地控制网的目的和主要精度要求。

三等大地控制网布设的目的是建立和维持省级(区域)大地控制网，满足国家基本比例尺测图的基本需求。三等大地控制网相邻点间基线水平分量中误差应不大于10mm，垂直分量中误应不大于20mm。各控制点的相对精度应不低于1×10-6，控制点间平均距离应不超过20km。

2.gps c级网布设的基本原则如下：

(1)gps点在测区内应均匀布设，相邻点间距离最大不宜超过20km。

(2)应尽量利用现有国家或地方满足要求的各等级控制点。

(3)网中最简异步观测环或附合路线的边数应不大于6条。

(4)应与测区及周边的国家a、b级gps控制点、国家及省级gnss连续运行基准站进行联测。

(5)为求得测区内1954北京坐标系和1980西安坐标系成果，应均匀选择测区及周边的至少3个原坐标系高等级控制点进行联测。

(6)高程联测的精度应不低于三等水准测量精度。

(7)gps c级网观测方法可采用基于基准站网的点观测模式、多个同步环为基本组成的网观测模式。

3.基准站网建成后应进行整网运行测试，包括：

(1)测试基准站数据采集、数据完好性。

(2)测试基准站到数据中心和数据中心到用户之间数据传输的稳定性，提供网络通信链路的通信速率、误码率、可用性以及数据传输的延迟大小。

(3)测试数据中心对基准站的监控能力，包括通过数据通信网络监视和控制基准站工作状况、参数配置、数据采集和传输等。

(4)测试实时定位的覆盖范围和有效作业时间。

(5)测试站网数据产品服务内容和精度指标，包括坐标框架、实时定位、快速定位、事后定位、卫星轨道、源数据服务等内容以及相应的精度测试。

(6)测试其他内容。

案例2：

现有一房地产开发公司欲对其即将开发的建筑进行沉降监测。请结合你工作实际，对沉降监测做一个观测方案，以保证观测工作的顺利进行。

答：(1)收集测区的相关测绘资料，特别是高程资料;收集测区的相关的水文地质资料和建筑物的设计资料;

(2)根据设计及规范要求，确定观测精度和观测周期;

(3)进行沉降监测网的技术设计;

(4)根据测区的水文、地质资料布设基准点和工作基点;

(5)根据建筑物的设计资料布置沉降观测点;

(6)根据观测度精度等级和观测周期的要求，制定监测的技术要求和标准，确定观测仪器、可行的观测作业方法;

(7)确定数据处理方法和沉降分析方法;

(8)进行监测网的联测和观测;

(9)按观测周期和作业的要求进行沉降点的观测。

案例3

任务概况

主要工作内容包括二等水准观测1177km，三等水准观测717km，全网进行统一的平差计算，高程基准采用1985国家高程基准。

目标

按照统一规划、整体设计、逐级控制的原则，利用水准测量技术建立区域大地高程控制网。

指标要求

二等水准网的指标要求。二等水准测量每千米偶然中误差应不超过1.0mm，二等水准测量每千米全中误差应不超过2.0mm。

三等水准测量的指标要求。三等水准测量每千米偶然中误差应不超过3.0mm，三等水准测量每千米全中误差应不超过6.0mm。

基础条件

图件资料。 水准资料。

测区原有一等水准路线2条。

高程成果为1985国家高程基准，有3个基本点和1个基岩点设计为本市二、三等水准网的起算点。

选点和埋石资料。 人员。

设备。作业单位有×套经过检定合格的dsz05、dsz1型数字水准仪，可同时满足×个水准测量班组作业的需求。

[问题]

1.影响水准测量成果的因素有哪些误差?如何减弱其影响?

2.什么是大地高、正高、正常高?大地高和正常高有什么关系?

[参考答案]

1-影响水准测量精度的因素有：

(1)仪器误差，如i角误差、水准标尺每米真长误差、一对水准标尺零点不等差等;

(2)外界因素引起的误差，如温度变化对i角的影响、大气垂直折光的影响、仪器及尺承沉降影响所引起的误差等;

(3)观测误差，指人的因素引起的误差;

(4)客观因素的误差，如日月引力产生的误差、重力产生的误差、温度变化产生的误差等。

为了减弱这些误差的影响，作业中应注意：

(1)严格控制观测时间，选择最佳观测条件;作业前把仪器放在阴凉处半小时，设站时用测伞遮阳;

(2)每测段设为偶数站，奇数站和偶数站采用相反观测程序

(3)每站前后视距尽量相等，视线离开地面足够高度，坡度较大的地段应适当缩短视线;

(4)往返测应沿同一路线进行，并使用同一仪器和尺承;

(5)对于客观因素产生的误差只能通过改正数的办法予以减弱。

2-大地高的定义是由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离。

正高以大地水准面为高程基准面。地面上任意一点的正高是指该点沿垂线方向至大地水准面的距离。

正常高以似大地水准面为高程基准面。地面上任意一点的正常高是指该点沿垂线方向至似大地水准面的距离。

大地高=正常高+高程异常。

案例4

1.任务概况

利用gps技术和水准测量技术，在已有加密重力资料、数字高程模型的基础上，通过对重力、地形数据及gps水准数据的处理，精化该市似大地水准面，涉及测区面积约5000km2。

2.目标

××市区域似大地水准面精化的目标是综合利用重力资料、地形资料、重力场模型与gps水准成果，采用物理大地测量理论与方法，应用移去—恢复技术确定该市区域性精密似大地水准面。

本项目外业工作内容主要包括gps c级点选埋50点，gps c级点观测100点(新选埋50点，利用已有点位50个)，gps c级点三等水准联测(含水准路线检测)1000km以及外业成果整理、归档。

本项目数据处理工作内容主要包括：

加密重力数据整理，重力数据分析、重力归算，

dem数据加工处理，格网平均重力异常计算，

gps点数据处理，水准数据处理，

区域似大地水准面计算，

数据处理成果整理、归档。

3.指标要求

gps c级网相邻点基线水平分量中误差不超过10mm，相邻点基线垂直分量中误差不超过20mm。

三等水准测量每千米偶然中误差不超过3mm，每千米的全中误差不超过6mm。

似大地水准面分辨率2.5′×2.5′，似大地水准面精度为±0.05m。

4.现有资料

××市及其辖区共有国家一、二级三角点100个，经过外业实地踏勘与内业分析，其中，50个点保存完好，点位稳定、可靠，在布设××市似大地水准面精化所需的高程异常控制点时，可直接选择利用其中的部分点位。

××市及其辖区共有国家高等级gps点20个，经过外业实地踏勘与内业分析，15个点位保存完好，点位稳定、可靠，在布设该市似大地水准面精化所需的高程异常控制点时，可直接选择利用其中的部分点位。

××市共有国家第二期一、二等水准复测路线200km，基本水准点45个，经过外业实地踏勘与内业分析，其中35个点保存完好，点位稳定、可靠，在布设该市似大地水准面精化所需的高程异常控制点时，可直接选择利用其中的部分点位。同时选择部分点位保存完好、观测资料与成果齐全且地质条件稳定的国家一二等水准点作为高程异常控制点的正常高程的起算点。经过资料分析，该市似大地水准面计算区域内拥有加密重力测量资料约1万多点，在每个2.5′×2.5′格网内至少有一个实测重力点，重力数据的分布密度可满足该市似大地水准面精化需要。

1.简述高程异常控制点布设原则。

2.简述似大地水准面计算流程。

3.简述似大地水准面精度检验原则和精度评定方法。

[参考答案]

1.高程异常控制点布设原则如下：

(1)高程异常控制点应均匀分布于似大地水准面精化区域。

(2)高程异常控制点应具有代表性，点位分布应顾及平原、丘陵和山地等不同的地形类别区域，点位在不同地形类别均应占有一定的比例;在可能的情况下，对丘陵和山地等地形变化剧烈地区应适当加大高程异常控制点分布密度。

(3)各级似大地水准面的高程异常控制点宜利用不低于gb/t23709—2009《区域似大地水准面精化基本技术规定》中4.5规定精度的大地控制网点和水准网点。

(4)相邻高程异常控制点最大间距不宜大于式(1.4.2)的计算结果。

2.似大地水准面计算流程如下：

(1)高程异常控制点gps测量数据处理。

(2)高程异常控制点水准测量数据处理。

(3)计算高程异常控制点的高程异常。

(4)收集似大地水准面精化区域的重力资料与数字高程模型资料，并按格网平均重力异常计算要求对数据进行整理。

(5)可采用地形均衡重力归算等方法完成重力点的重力归算与格网平均重力异常计算。

(6)根据不同情况选择适当的参考重力场模型，采用移去—恢复技术，完成重力似大地水准面计算。

(7)采用融合技术消除或削弱高程异常控制点与对应的重力似大地水准面的不符值，完成与国家高程系统一致的似大地水准面计算。

3.似大地水准面精度检验原则和精度评定方法

检验点布设原则如下：

(1)检验点的点位分布均匀

在平原、丘陵和山区等不同的地形类别以及有效区域边缘地区均应布设检验点，

采用未参加似大地水准面计算的实测高程异常点作为检验点。

(2)国家似大地水准面相邻检验点的间距不宜超过300km，检验点总数不应少于200个;

省级似大地水准面相邻检验点的间距不宜超过100km，检验点总数不应少于50个;

城市似大地水准面相邻检验点的间距不宜超过30km，检验点总数不应少于20个。

(3)检验点与用于区域似大地水准面精化的高程异常控制点间的距离应不小于似大地水准面格网间距。

(4)检验点应满足gps观测与水准联测条件。

(5)在利用旧点作为检验点时，应检查旧点的稳定性、可靠性和完好性以及是否满足gps观测与水准观测，符合要求方可利用。

检验点数据处理如下：

(1)gps数据处理按照gb/t18314—2009 《全球定位系统(gps)测量规范》的要求执行。

(2)水准数据处理按照gb/t12897—200《国家一、二等水准测量规范》6和gb/t12898—2009《国家三、四等水准测量规范》的要求执行。

(3)计算检验点的实测高程异常。

(4)利用检验点的大地坐标和拟合后似大地水准面模型计算各检验点的高程异常。

似大地水准面精度评定则由似大地水准面模型计算的各检验点高程异常与其实测高程异常不符值计算的中误差，作为似大地水准面精度。

案例5

1.任务概况

××市新老城区之间有宽阔的海湾(海湾长约30km)天然隔断，水路交通经常因大风、大雾而中断，不得不依靠环海湾公路来实现，严重制约当地经济社会发展。为了破解海湾交通问题，该市计划建设跨海大桥。在建桥方案设计论证阶段，需要组织实施水下地形测量，以掌握该海域翔实的地形环境资料，为跨海大桥工程的选线、设计等工作提供基础测绘资料。

2.目标

(1)制作测区岸线和水下全覆盖水深图，制图比例尺为1:2000。

(2)获取测区水下地形及礁石、沉船等特殊地貌与地物分布。

(3)测量任务工期90天。

3.指标要求

(1)平面坐标系统。平面控制为2000国家大地坐标系，高斯-克吕格投影，3°分带。

(2)高程系统。高程控制为1985国家高程基准;深度控制为理论最低潮面。

(3)测图比例尺。比例尺为1:2000。

(4)精度要求。定位精度优于±3m，测深精度(置信度95%)为±0.3m，主检测深比对要求超限深度点数不超过比对总数的15%。

4.基础条件

(1)测区条件：①测区位于北温带季风区域，夏季多南风及东南风，冬季多北风及西北风;②潮汐类型为正规半日潮型，平均高潮位3.85m，平均低潮位1.08m;③潮流属半日潮流，涨潮流速大于落潮流速，涨潮历时小于落潮历时，潮流基本属于往复流，最大流速方向同海岸平行。

(2)资料：①测区内已有1:1万的地形图，可作为控制网设计、选点用图;②测区内及附近已有1954北京坐标系下的二、三等gps控制点;③测区内及附近已有1985国家高程系下的二等高程控制点。

(3)人员：测量船3艘，每船配备技术人员3人;潮位观测3人，分别负责相关潮位站潮位观测;后勤保障人员1人;项目负责2人。

(4)设备：①定位设备，根据测量比例尺、精度和测量环境采用rbn/dgps接收机;②测深设备，根据要求采用单波束和多波束测深设备;③声速测量，根据水深以及区域温度、盐度变化采用声速剖面仪;④验潮仪，对于需要架设临时验潮站的情况，采用水尺验潮、波潮仪、压力式验潮计;⑤水准测量，水准仪或者全站仪;⑥其他辅助设备，为实现精确测深，考虑在测深中配备姿态传感器和光线罗经等辅助设备，辅助设备还包括计算机、发电机等其他设备。

5.提交成果

(1)原始资料，包括原始调查、现场记录、数据光盘等原始记录资料。

(2)成果资料，包括调查航次信息、测线或剖面信息、经处理的水深数据、声速剖面数据、验潮站水位观测数据以及水下地形图等。

[问题]

1. 潮位改正有哪些方法?

2. 简述多波束测深系统的安装校准方法。

3. 简述水下地形测量工程项目基本实施过程。

[参考答案]

1. 潮位改正的方法如下：

(1)单站水位改正法。当测区处于一个验潮站的有效范围内，可用该站的水位资料来进行水位改正。

(2)线性内插法。

(3)水位分带改正法(分带法)。

(4)时差法。

(5)最小二乘参数法。

2.简述多波束测深系统的安装校准方法。

涌浪补偿器、电罗经、测深换能器在安装时与设计要求存在着误差，而这些误差将直接影响水深的位置和深度的误差，必须经过校准才能够消除，以满足测量精度要求。按照时延、横摇、纵摇、罗经(航向)顺序进行多波束安装校准，每一个安装校准项目必须有一个以上多余测量值。具体校正方法如下：

3. 水下地形测量工程项目基本实施过程如下：

(1)准备工作，包括资料收集、设备监测和调试、测线设计、多波束校准、动吃水的测定等。

(2)测量过程，包括水深测量、潮汐测量、声速测量等。

(3)数据处理，包括多波束数据处理、水深改正、质量控制、归位计算等过程。

(4)质量评估，利用主检比对等方法对水下地形测量成果进行质量评估。

(5)图形绘制，对测点平面坐标、水深进行转换，获得图形绘制要求的坐标系系统和垂直基准下的成果，用于水下地形图绘制;根据比例尺设计图幅、进行水下地形图绘制。

(6)成果提交，资料整理、汇编和提交。

案例 6

某地区进行沿海海岛综合开发建设，需要全面测量海岛周边海底地形。该地区海岛地理环境、海底地形和水流条件复杂，测深采用单波束回声测深仪。

[问题]

1. 在海洋测深时，测量船定位方法有哪些?

2. 单波束测深需要对测深仪测量的水深值进行哪些改正?

3. 在海洋测深工作中，定位中心与测深中心满足什么要求?

[参考答案]

1. 测量船定位方法有：天文定位、光学定位、无线电定位、卫星导航定位和水声定位等。

2. 单波束测深需要对测深仪测量的水深值进行吃水改正、换能器基线改正、转速改正及声速改正。

3. 定位中心与测深中心应尽量保持一致，对大于1:1万比例尺测图，两者水平距离最大不得超过2m，对于小于1:1万比例尺测图，两者水平距离不得超过5m，否则应将定位中心归算到测深中心。定位时间与测深必须保持同步。

案例7

1. 任务概述

(1)任务来源。××港为新开辟对外开放的港口，需要制作一幅1:5万海图。

(2)制图区范围。制图区域为东经121°34′00″～东经122°09′00″，北纬40°04′45″～北纬40°23′30″，包括该港口及附近地区、航道、锚地。

(3)任务量与工期。任务量包括海图的设计、资料收集分析、数据处理、海图制作，工期30天。

(4)制图区域地理概况。该港口位于海湾的东部地区，图幅的东南部约1/4区域为港区及附近陆地，西部为进港航道入口。

2.目标

按照任务要求，编绘制作1:5万海图一幅。

3.指标要求

(1)编图依据：①gb 12320—1998《中国航海图编绘规范》;②gb 12319—1998《中国海图图式》。

(2)设计要求：①投影设计要求，采用墨卡托投影，基准纬线选取本图中纬，取至整分;②图幅尺寸要求，全开图，内图廓尺寸一般要求为980mm×680mm左右，最大不超过1020mm×700mm;③精度要求，绘图的精度应满足表2.2.1的要求。

(3)数据处理要求：

第一，制图资料投影、坐标系转换。将编图采用的不同投影的制图资料利用转换参数或控制点转换为新编图墨卡托投影，坐标系转换为2000国家大地坐标系。

第二，基准面的换算。编图资料中如果存在不同的高程和深度基准面，需要按照不同基准面之间的换算关系进行换算。将高程资料统一归算到1985国家高程基准，将水深资料统一归算到理论最低潮面。

第三，数据格式的转换。收集的数字式图资料，可能会存在多种不同的数据格式，在编图中需要将不同的数据格式转换为新编图的制图软件所能够接受的数据格式。进行制图投影、坐标系转换以及数据格式转换后的制图资料需满足制图精度的要求。

第四，制图要求。按照gb12320-1998《中国航海图编绘规范》的要求，对海图的各种要素进行制图综合、编绘。

第五，质量控制要求。按照“两级检查一级验收”标准进行质量控制。验收参照gb/t 24356—2009《测绘成果质量检查与验收》、gb 12320—1998《中国航海图编绘规范》和gb 12319—1998《中国海图图式》执行。

4.基础条件

港区附近最新的1:5万、1:1万地形图资料、航空摄影资料、水深资料、水文资料、海底底质资料、助航标志资料、码头及海岸线资料、港区的服务设施资料、港区基准面资料。

[问题]

1. 海图总体设计的主要内容是什么?

2. 简述海图的制作流程。

3. 制图区域为东经121°34′00″～东经122°09′00″，北纬40°04′45″～北纬40°23′30″，请计算海图的基准纬度。

[参考答案]

1. 总体设计是确定海图的基本规格、内容及表示方法的过程。主要包括以下内容：

(1)海图图幅设计。根据制图区域范围，确定海图图幅规格、图幅数量和对海图的分幅以及确定每一幅海图的标题、图号及图面配置。海图一般根据制图区域情况采取自由分幅，陆域面积不宜大于图幅总面积的1/3;海图一般设计为全张图，图幅尺寸一般为980mm×680mm左右，特殊情况下图幅尺寸可略扩大，但最大不得超过1020mm×700mm;对开图一般图幅尺寸为680mm×460mm，图幅的标题配置在图廓外时，纵图廓应比标准长度小25mm。图面配置一般包括标题内容和位置、各种图表、说明文字以及方位圈配置的位置等。

(2)确定海图的数学基础。主要包括海图比例尺、投影、坐标系统及深度、高程基准。海图一般除比例尺不同以外，其他数学基础都有明确的规定;航海图一般采用墨卡托投影，坐标系采用2000国家大地坐标系，深度基准采用理论最低潮面，高程基准采用1985国家高程基准。

(3)构思海图内容及表示方法。包括海图内容的选择，确定地理要素的制图综合原则和指标、设计和选择表示方法，确定地名的采用原则。

2. 简述海图的制作流程。

制作流程主要分为四个阶段：编辑准备阶段、数据输入阶段、数据处理阶段和图形输出阶段。

(1)编辑准备阶段。该阶段就是海图总体设计，确定海图的基本规格、内容及表示方法。

(2)数据输入阶段。将编图所使用的图形资料、数字资料、文字资料输入计算机的过程。

(3)数据处理阶段。通过对数据的加工，取得新编海图的过程，包括两个方面：①数据预处理，包括投影、制图坐标系、比例尺的变换、高程基准面和深度基准面的改算、不同数据资料的数据格式转换;②获取新编海图的数据处理，包括新编海图数学基础的建立、对编图数据的制图综合、图形处理、符号化以及拓扑关系的处理等。

(4)图形输出阶段。该阶段包括五个方面：①直接在计算机屏幕上显示海图;②喷绘彩色海图;③通过激光照排机，输出供制版印刷用的四色菲林片;④通过数字式直接制版机，制成直接上机印刷的印刷版;⑤通过数字式直接印刷机可直接输出彩色海图。

3. 取制图区域的中纬并四舍五入至整分，即该图的基准纬度为40°14′。

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（责任编辑：gx）