课程编号：课程性质：必修
数字测图与GPS 实习
实习报告
学院：资源与环境科学学院
专业：地理信息系统
地点：武汉大学信息学部
班级：14级地信2班
组号：第2组
姓名：刘泽彬
学号：2014301130109
教师：邢诚
章迪
2016年01月04日至2016年01月23日
数字测图实习报告目录
一、技术总结
1.概述
2.技术执行情况
1)实习依据
2)水准测量
3)图根控制测量
4)碎部测量
5)数字地形图编绘
6)GPS RTK地形图碎部数据采集
3.测量成果质量说明与评价
二、实习总结
附录1 四等水准点点之记
附录2 四等水准测量i检验记录表
附录3 四等单一闭合水准路线高程计算表
附录4 导线点之记
附录5 三维图根导线控制点成果计算表
一、技术总结
1.概述
本次数字测图课程的实习包括水准仪i角测量、单一闭合水准路线高程测量、图根导线控制测量、碎部测量、数字地形图编绘、GPS RTK地形图碎部数据采集，为期3周，地点为武汉大学信息学部。实习目的为要求掌握全站仪与S3水准仪的使用，小地区（即校园内150*150范围内）大比例尺数字测图（图根导线测量和碎部测量）方法和数字成图软件的使用，四等水准测量的基本要求和作业流程以及学习相关测绘流程和熟悉实习内容的有关技术规定和要求。
本次实习以小组形式分配任务，实习内容有：各小组完成一条约1km长的闭合水准路线的四等水准测量；测绘1：500比例尺数字地形图；完成GPS RTK测图任务；可根据个人能力对各种计算进行编程。
本小组已基本完成所有实习内容，包括单一闭合水准路线高程测算与计算，图根控制测量及计算，碎部测量，地形图绘制与GPS RTK数据采集，并掌握了解相关测量与计算方法。
2.技术设计执行情况
1)实习依据
本次实习所依据的规范有：
?《1：500 1：1000 1：2000外业数字测图技术规程》GB/T 14912-2005
?《1：500，1：1000，1：2000地形图图式》GB/T20257.1-2006
?《国家三、四等水准测量规范》GB/T 12898-2009
?《测绘技术总结编写规定》CH/T 1001-2005
?《测绘技术设计规定》CH/T 1004-2005
?《基础地理信息要素分类与代码》GB/T 13923-2006
?《城市测量规范》CJJ 8-99
2)水准测量
水准测量师使用水准仪和水准尺，根据水准视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。在实习中，具体操作过程包括水准仪i角测量和单一闭合水准路线测量。相关仪器有：S3水准仪一台、脚架一个、水准尺一对、尺垫两个。
a)i角检验
i角误差是水准仪的仪器误差。望远镜视准轴和水准管轴都是空间直线，如果它们互相平行，那么无论实在包含视准轴的竖直面上的投影还是在水平面上的投影
都应该是平行的。对竖直面上投影是否平行的检验成为i角检验。
我们所采用的i角检验方法为AI1BI2的方法即方法二。检验i角所需器材有：水准仪一台、脚架一个、水准尺一对、尺垫两个。我们在操场上平坦的空地上选定
适当距离的两个点A、B，首先在A、B点在尺垫上立尺，安置水准仪于A、B的中
间，使两端距离相等。此时利用水准仪读数读取水准尺的黑面上中下丝，得到正确
的高差h ab，然后将水准仪置于两点的任一点附近，例如在B点附近。这时由于距
离不等，在测得的高差h ab’’中将有i角的影响，可以通过以下公式得到i角：
i=（h ab’’-h ab）/(S A-S B)*ρ
用于三四等水准测量的仪器i角限差为20’’，经校准后我们的水准仪i角误差控制在了该限差范围内。得到i角的数值时候可以对第二次读数进行校准，由于A 点距一起最远，i角在读数上的影响最大。此时i角读数影响为：
x A=i/ρ*S A’’
在A点标尺上的正确读数为：
a2=a2’-x A
水准仪的i角误差可以通过控制数据差的方法减弱或消除，若测得水准仪的i 角误差超过限差，应尽快送回校正，以免影响以后的水准测量。在以后的测量过程中，在阳光下进行观测必须使用伞遮住仪器。在同一测站的前、后视尺时，尽量避免调焦。
b)闭合导线水准测量
按照实习的要求，我们选择了大概1.25km长度的闭合水准路线，路线中选择了5个已知高程点，总计5个测段。
同一测站上，观测者应注意一般不得两次调焦。除了路线拐弯处之外，每一测站和前后水准尺应尽可能在同一条直线上。但有时也会发生几个小组都在同一测段的情况，此时为了不影响其他小组的测量以及自身的测量进度，可适当调整水准仪和水准尺不在一条直线上。
水准测量中，应测一站算一站，确认该测站相关数据控制在限差范围内再开始下一站的测量，需要注意的数据有视距差、黑红面读数差和黑红面高差较差，这要求记录着熟练掌握相关计算和填表。
立尺者应注意在观测过程中不能互换前后水准尺，往测转为返测时，两根水准尺应互换位置，并重新安置仪器。三四等水准测量均采用尺垫作为转点尺承，在已知高程点即水准点上不得放置尺垫。此外，在立尺时应注意尺垫不能移动，移动幅度大原则上应该重测该测段。
测完测段算定误差在范围内之后，可以进行点之记的测量工作。
3)图根控制测量
图根控制测量要求采用三维导线测量，平面图根控制测量采用图根导线测量，图个高程控制测量采用光电测距三角高程方法。相关仪器有：全站仪一台、棱镜觇牌两套、脚架三个、2m钢卷尺2个。
首先进行的是选点工作。组内一人完成两个控制点的测量，我们选择了9个内部范围大概在150m*150m的控制点。控制点选择过程中，应注意几点原则”方便仪器安置且通视良好利于导线测角和测距；周围无遮挡、视野开阔便于施测碎部点；
避免选在道路中央；选定点后，应在点旁做好标记，例如本组的标记是一个×和一个?。控制点选择应考虑到之后的碎部测量步骤，本组选点时点都在视野开阔处，所以不需要支导线进行碎部点测量。
测量首先是安置好全站仪和棱镜，分别进行对中整平，测量仪器高、棱镜高并进行记录。接下来进行水平角、竖直角及平斜距的读数和计算，水平角测量采用了测绘法，水平角和竖直角均采用两个测回，三角高程采用对象观测，控制测角中误
差在30’’以内，指标差在25’’以内，即可进行下一个测站的测量。在测量过程中，为了得到更准确的数据，我们可以用十字丝的竖丝卡棱镜的十字竖线得到水平方向的读数，用十字丝的横丝卡棱镜的十字丝横线得到天顶距的读数。同时，也可以通过卡不同的丝读取平距的数据。取平均值得到更加精确的数值。
与水准测量相同，记录员应准确记录所测数据并及时进行计算，判断是否能够迁站或者重测。
完成闭合导线的测量后，应及时检查和检查导线记录手簿并计算数据，确定角度闭合差、高差闭合差等均在限差范围内，若不在范围内应找出问题所在或尽快进行重测，以免以后的数据采集过程会收到影响。确认完数据后，填写导线三角高程（高差）计算表，大致定正北方向，并得到各个导线点正确的坐标值，绘制填写三维导线概略图。
4)碎部测量
控制测量确认完导线点的具体坐标后，便可以进行下一步的数据采集工作了。
碎部测量采用全站仪数字测图的侧记法，相关仪器有：全站仪一台、脚架一个、棱镜杆一根、2m钢卷尺2个。
碎部测图一个测站的作业流程如下：
a)安置仪器：在控制点安置仪器，对中整平，两次量取仪器高i并取平均值，记
录员记录仪器高。在观测员对中整平的过程中，记录员可以大致查看附近地形
绘制草图。
b)定向：输入测站和定向点的坐标、仪器高和棱镜高进行定向；定向后还必须检
测其他相邻的图根点或者其他测站已经测过的碎部点坐标，对测站定向进行检
核。检核数据可不存储。定向是一个非常重要的步骤，它确保所有测得的碎部
点在同一个坐标系内。定向首先要注意选择的是输入的点号和坐标是否正确，
其次瞄准其他控制点时，应先瞄准棱镜杆与地面点的尖端，锁定水平方向，将
望远镜竖直扫上去，观测者应用手势提醒立镜者应该偏移的方向，确保定向瞄
准准确。定向得到的数据应与正确数据进行比较，若横纵坐标相差在70mm以
内，z坐标值相差在100mm以内，便可以进行该测站点的碎部点采集。
c)立尺：记录员记录棱镜高，在绘制的草图上标志点号，并记录点的属性。绘制
草图时，采集的地物地貌原则上应按照规定绘制，对于复杂的图示符号可以简
化或自定义。草图上地形要素之间的相互位置必须标记清楚正确，山地形图上
须标注的各种名称、各种地物等，草图上必须标注清楚。
d)观测：仪器显示测点坐标，实际是利用观测的距离、水平角、竖直角和输入的
仪器高目标高由全站仪得到。注意实时储存，同时观测员应定期和记录员相互
检核碎部点的数目是否一致，这项工作是需要在测量过程中及时做的。若出现
测量点号与记录点号不同的情况，可以通过比较全站仪中存储点号的位置大概
估计问题出在哪个点上。
碎部测量每站数据采集结束时应重新标定方向，检测横纵坐标值及z坐标值是
否超出限差，若超出，其检测前所测的碎部点成果须重新计算，并应检测不少
于两个碎部点。
在地理要素选择过程中，应注意在空旷区域内应适当测量一定数目的高程注记
点，一般选择明显地物点或地形特征点。平坦区域应适当稀疏，坡度变化较大
时，适当加密。有关具体要素的取舍，应参照相关规范。
碎部点坐标与控制点坐标测量相比，要求低得多，只需要立镜者站好位置，直
接瞄准棱镜部分测得数据。在测量困难的地区，可以配合全站仪视线调节棱镜
的高度。
由于控制点选择不恰当或者建筑物密集，在碎部测量时可以采用支导线法。在
设置支导线时，我们由于在控制点并未进行定向导致部分点的坐标偏离正常方
向，经过7次的测量之后发现还是定向的问题。
支导线的设置大概分为以下四个步骤：
?控制点方向：支导线点的坐标的确是是建立在控制点坐标和方向准确的基础上的，在设置支导线之前，应对对应控制点进行定向。
?支导线点坐标确立：控制点定向完成后，在控制点出测量支导线点的坐标值，测量方法同控制点定向相同。测得的坐标数据应进行记录。
?支导线定方向：将仪器架设在支导线点处，在支导线点进行定向。定向过程中应注意点号和坐标值的确认。
?检核：支导线点定向完成之后，可以在支导线点测得几个地物特征点的坐标进行检核，如果没有超过限差，可以在该支导线点进行接下去的碎部点
测量。若出现错误，应从第一步开始重新设置支导线。
5)数字地形图编绘
在碎部测量时，该点的草图绘制者时应及时整理草图与全站仪数据，形成图块。
数字地形图要用到的软件有AutoCAD和南方CASS成图系统。
在整理和对照属性数据时，若发现有矛盾，如草图绘制有错误，应按照实地情况修改草图，若数据记录有错误，可修改测点编号、地形码，对于记录中的水平角、竖直角、距离、觇标高等观测数据不允许修改，要求返工重测。
本次实习需要掌握成图软件的使用。通过得到的全站仪坐标数据，我们可以得到该小区域的地形图，具体的绘制要求见规范。
6)GPS RTK地形图碎部数据采集
RTK系统由基准站与流动站组成。无论是在几点间进行同步观测的后处理，还是从基站将改正值传输到流动站都称为相对技术。测量级GPS接收机可以测出载波相位的差异，每一颗卫星的发射的整波数加上相位差异，就可以测出卫星离地距离。
在测量时，将基准站设在一个已知点上，流动点设在要测量的点上，然后通过无线电台把基准站的所有卫星信息连续不断地传给流动站，流动站根据接收到的基准站载波相位观测数据经过软件结算后实时得到流动站坐标值。
我们在该实习中由于仪器和种种因素的限制，只是跟着学长学姐们大致地熟悉了一下流程。GPS RTK地形图碎部数据采集作业流程为：流动站测量文件的建立、
坐标系统的建立和有关参数的设置；流动站测量设置；RTK走走停停测量、连续测量地形点。
3.测量成果质量说明与评价
1)i角检验得到的水准仪的i角数据为6.06 ’’，在限差之内，相对来说，仪器测量得比较准确。
2)单一闭合水准路线测得的高差闭合差为- 0.004m，高差往返较差均未超限。
3)图根导线控制测量的角度闭合差为-89’’，横坐标闭合差为+0.009m，纵坐标闭合差为-0.082m，导线全长为899.225m，导线全长闭合差为1/10901 二、实习总结 这次寒假前的实习，使我受益匪浅。我们小组一共完成了i角检验、单一闭合水准导线测量、图根导线控制测量、碎部测量和GPS RTK的初步熟悉。 从这次实习中，我最大的一个收获是——对任何事情都要有“较真”的精神，因为数据是从来不骗人的，即使是最精妙的伪造，也无法得到完美的数据。比如，在i角检验时，必须按照书上的步骤来操作，需要距离相等的地方就必须距离相等，否则就有可能超过限差；闭合水准导线测量的统一测站往返测量要求更换4687和4787的水准尺就必须更换，不更换的后果就只能是重测和大大降低完成实习任务的效率；控制测量的坐标不完成或者是超过了限差要求就无法进行碎部点的测量。任何环节都是环环相扣的，任何的偷懒抑或是投机取巧得到的只是一时的轻松，却会带来不可估量的后果。 我们小组在这方面进行了深刻的实践，弄不清楚观测的过程以及如何填写实习需要上交的表格就不能盲目地开始测量的任务。由于各组同学的互帮互助和老师的热情帮忙，我们小组的进度还是比较迅速的，这也让我明白了实习分小组进行的目的，实习为我们提供了一个合作和互相学习的契机，更有益于我们检视自身的错误，认清自己的优势，学习他人的长处，优化我们的实习过程和结果。 接着，对我们小组数据贡献最大的不是别人，正是我们的内部小组成员，其中孙一璠同学为我们提供了大量的绘图指导，使得我们后期的绘图成果更加喜人。并且，最为重要的是，我们小组的每个成员都切身投入进了这次实习过程当中，每个人都体验了测量、计算、记录、扶尺（扶棱镜、架设仪器等）的劳力活动，每个人都有收获，这就是最好的成果。 最后，提一些关于测绘和地信专业的展望，这是在GPS RTK的初步了解过程中获得的一些收获。从某种程度上来说，测绘专业和地信专业是相辅相成的，地信专业的发展需求使得测绘仪器更新成为可能，而测绘的传统方式为地信提供了坚实的理论基础和实践的经验。我们并不是正宗的测绘专业的学生，但我们的知识是共享的，所以这样的一个实习是很有存在的意义的。有了邢诚老师和其他各位老师以及同班同学的指导和帮助，我们成功地完成了这次有意义的实习，这种成就感是难以言喻的。我们小组内的成员都认为这样的实习有必要进行下去。并且，这种理论联系实际的重要性，在大学里的很多课程都有体现，这也是这次实习的长远意义，书面的理论知识都是经过前人的无数验证的，当我们要运用它们真正地解决实际问题的时候面临的问题那才是真正的问题，也是真正需要解决的问题。所以凡事都不能纸上谈兵，如何将它运用到实际中去，才是最重要的。 四等水准点点之记 水准路线BM20201-BM20205 点名BM20203 详细位置断面图 所在图幅标石类型混凝土普通水准标石经纬度标石质料混凝土玻璃钢标志所在地 土地使用 者 地别土质 地下水深 度 交通路线 点位详细 说明 1.位于友谊广场下部与武汉大学南门交界处 2.与左侧和右侧石狮角点的距离分别为1 3.12m和10.08m 3.与最左侧和最右侧拦路石的距离分别为15.80m和13.21m 接管单位保管人 选点单位埋石单位 维修单 位 选点者埋石者维修者 选点日期埋石日期 维修日 期 备注BM20203点之记由刘泽彬完成 四等水准测量i检验记录表 四等单一闭合水准路线高程计算表（按距离分配闭合差） 计算：刘泽彬检核：孙一璠 导线点之记 点名BM20201 等级一级导线标志类 型 水泥油漆画点 点号BM20201 通视点号BM20209与BM20202 所在地一食堂、学生四舍、五舍交界路口 详细位置 比例尺：1:500 点位详细说明1.与西侧路垂距为4.01m 2.与西侧路边路灯距离为4.50m 3.与四舍侧独立树距离为5.90m 所在图 幅 经纬度 选点单 位 地信二班2组埋石单位 选点者孙一璠埋石者 选点日 期 2016.01.15 埋石日期 备注图根导线控制点BM20201点之记，由刘泽彬完成 三维图根导线控制点成果计算表 综合评语：
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