控制测量优化设计书
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《控制测量》课程教学教案
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《控制测量》课程教学教案。
罨煎龃.高速铁路G PS控制网优化设计及测量方案研究杨肃钟(中铁二十三局集团第三有限工程公司,四川成都611130)喃弱首先论述了精度指标、可靠性指标和费用指标等G pS控制网优化设计指标,然后从G Ps零类优化设计、G PS网一类舌l=北设计、二类优化设计等方面,论述了G PS网优化设计,最后从基准网和CP I的建立、c P I I的建立和建立c PⅢ三个方面,论述了高速铁路控制网测量方案爱技术要.最。
陕键词高速铁路G Ps控制网;优化设计;测量方案1G P S网优化设计指标G P S控制网优化酾十三种指标。
1)精度指标。
根据G PS基线向量所建立法方程,可以得到G P S网协因数阵Q x)(o在G P S网设计阶段,可采用协因数阵Q xx的迹来衡量G P S网精度指标。
—般应用协因数阵Q xx的特征值最大值最小、特征值的行列式最小、迹最小、迹的平均值最,J、和最大特征值与最,j、特征值之间的比值或差值为准则来实现对整体网精度的优化。
2)可言副封旨标。
G PS网的可靠性是指发现或探测聊测值粗差的能力和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力,其中前者被称为内部可靠性,后者被称为外部可靠性。
3)费用指标。
在G PS网建设过程中,经费消耗主要跟网中点的总数和重复设站数有关,重复设站数越多,精度和网的可靠性越高,则建网费用越高。
因此权衡三者关系,对G PS网进行优化酾十,可以实现工程资源和工程质量的最佳配置。
2G PS网优化设计分以下几个方面论述:1)G P S零类优化设计。
基线固定点的误差会给基线结果带来一定的误差,因此必须对网的位置基准进行优化设计。
G P S T程控制网多为约束网,只需要选择国家、地方坐标系或转化为高程抵偿面的任意带高斯投影直角坐标系(平面和高j|呈)下的一个或多个已知点作为位置基准,但有时候根据特定要求,方位基准可由网中给定的起算方位角值确定;尺度基准可根据边长的不同采用其它测量方法确定,如采用较高精度的测距仪或全站仪施测2—3条基线边。
控制测量作业指导书-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII控制测量作业指导书编制:复核:审核:(一)施工控制测量工艺流程图(二)施工控制测量方法及要求本作业指导书是针对施工控制测量的特点和作业需要编写的,范围是施工平面控制网、平高控制网、高程控制网的建立和控制点加密。
使用本指导书进行测量作业,应遵守《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008);《工程测量规范》(GB50026-2007);《城市测量规范》(CJJ8-99);《新建铁路工程测量技术规范》(TB10101-99);《城市轨道交通标准汇编》等规程规范。
一、准备工作1.收集资料1.1广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。
(1)控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。
收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。
(2)收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图,主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。
(3)如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致,则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。
1.2收集合同文件、工程设计文件、业主(监理)文件中有关测量专业的技术要求和规定。
1.3准备相应的规范:《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008);《工程测量规范》(GB50026-2007);《城市测量规范》(CJJ8-99);《新建铁路工程测量技术规范》(TB10101-99);《城市轨道交通标准汇编》等规程规范。
2.现场踏勘携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。
踏勘主要了解以下内容:2.1原有的导线点、水准点、GPS点的位置,了解觇标、标石和标志的现状,其造标埋石的质量,以便决定有无利用价值。
2.2原有地形图是否与现有地物、地貌相一致,着重踏勘增加了哪些建筑物,为控制网图上设计做准备。
xxxx大学xx学院课程设计任务书xxxxx 系测绘工程专业 2014 年级学生姓名课程设计题目 XXXXXXXXX地籍控制测量技术设计课程设计主要内容本课程设计主要是针对地籍测量所进行的GPS网的布设,具体内容为:1、GPS控制网布设的目的控制网具有控制全局,限制测量误差累积的作用,是各项测量工作的依据。
对于地籍测量,首级控制是扩展图根控制的基础,常需布设专用控制网,作为地籍测量和地籍变更测量的依据。
①保证整个网中所有的控制点位测量精度一致;②保证网中所有的图根点、界址点测量成果无误;③控制网能给测量计算增加必要的检核条件。
2 、GPS控制网的设计设计测区GPS控制网,本课程主要是对四等GPS控制网的设计:①读懂所给的相关报告和图纸,找出本项设计需注意的方面;确定项目设计的内容及等级要求;②能利用谷歌地图资料,完成纸上设计工作,并完成电子版设计图纸;③对设计的方案进行估算,判断是否满足确定的等级要求;在设计方案估算满足精度的前提下,进行相关项目的优化设计;④根据设计方案,编制本项目设计的相关工程量清单。
其具体要求见课程设计指导书。
3 、成果要求要求提出设计大纲、设计方案(包括控制网基点布置和控制点测量精度评估)、主要测量仪器及设备的数量、相应的图纸等基础资料。
4、时间及进度要求在两个星期内提交GPS控制网设计报告、有关附图、仪器设备清单及相关测量技术要求等。
指导教师(签字) XXX2015年11月9日目录1工程概况 (1)2地籍控制网布设依据与原则 (4)2.1布设依据 (4)2.2布设原则 (4)2.3已有控制资料 (5)3地籍测量技术指标 (5)3.1一般规定 (5)3.2地籍测量精度指标 (5)3.2.1地籍图精度指标 (5)3.2.2界址点精度指标 (5)4XXX地籍控制网布设 (7)4.1一般规定 (7)4.2.首级控制网等级选择及精度指标 (7)4.2.1控制网等级选择 (7)4.2.2四等GPS控制测量精度指标 (7)4.3控制网设计及精度估算 (8)4.3.1控制网设计 (8)4.3.2控制网精度估算 (8)4.4图根控制测量 (9)5地籍控制测量技术要求 (9)5.1 GPS地籍首级控制测量 (9)5.1.1 选点、埋石 (9)5.1.2接收机选用 (10)5.1.3 接收设备检验 (10)5.1.4 GPS观测 (11)5.1.5数据处理 (12)5.2图根控制测量 (13)5.2.1测量方法及技术要求 (13)5.2.2 RTK图根控制测量 (14)6主要工作量 (15)7成果资料 (15)8附录 (15)附图一:XXX首级GPS地籍控制网布置图附图二:XXX首级GPS地籍控制网精度估算报告附录三:GPS点之记附录四:GPS静态测量观测记录手簿1工程概况现XXXXXXXXX需进行农村宅基地确权工作,我单位受丽江市古城区国土局委托,负责该项目地籍控制测量技术设计。
中国矿业大学测绘工程工程测量学课程设计书一、风雨桥施工控制网技术设计书1项目概况1.1项目背景如下图所示,拟在云龙湖北区建立一座跨湖观景桥,桥梁跨越为约1110米,为连续箱梁结构,共三联37(10+17+10)孔。
为了桥梁的施工建设,需布设施工控制网。
控制网需满足工程建设的需求,同时考虑费用和布设难易程度等其他因素,综合选择最优的布设方案。
1.2地形地貌及气象条件2测区已有资料及成果利用2.1地形图资料拟建桥梁区域1:1000地形图(实际是1:1000,实习指导书上说是1:500),作为工作计划图和控制网布设工作底图。
2.2平面控制资料为了使大桥施工坐标系统与大桥勘测资料坐标系统的一致性。
故选用两个国家二等三角网点A,B,这两个控制点都是大桥连接线勘测阶段时建立的线路控制测量的起算点。
2.3高程控制资料为使大桥施工控制网的高程系统与大桥连接勘测时建立的高程系统相一致,故大桥施工控制网的高程系统选择1985黄海高程系,桥两岸有国家二等水准点各两个。
表1 桥梁两侧控制点坐标(单位:米)3作业规范及要求和仪器3.1相关测量规范3.2等级、精度要求桥梁施工平面控制网的建立,应符合下列规定:(1)桥梁施工平面控制网,宜布设成自由网,并根据线路测量控制点定位。
(2)控制网可采用GPS 网、三角形网和导线网等形式。
(3)控制网的边长,宜为主桥轴线长度的0.5-1.5倍。
(4)当控制网跨越江河时,每岸不少于3点,其中轴线上每岸宜布设2点。
3.2.1平面控制测量等级表2平面控制测量等级表3 桥梁施工控制网等级的选择注:1 L 为桥的总长2 l 为跨越的宽度指桥梁所跨越的江、河、峡谷的宽度。
3.2.3水准测量主要技术要求表4 水准测量的主要技术要求注:1.成带节点的水准网时,节点之间或节点与已知点之间的路线长度,不应大于表中规定的0.7倍。
2.L为往返段附合或闭合环的水准路线长度,km。
n为测站数。
3.2.4主要测量仪器表表5 主要测量仪器表4桥梁施工控制网的建立4.1桥梁控制网特点和平面控制网精度4.1.1桥梁施工控制网建立的一般特点桥梁施工的主要任务之一就是正确测设出桥墩、桥台的位置,而桥轴线长度又是设计与测设墩台位置的依据,因此,保证桥轴线测量的必要精度,有着极为重要的意义。
目录一、课程设计的目的和任务 (3)1.1.设计目的 (3)1.2.任务概述 (3)二、测区概况 (3)2.1.测区自然地理概况 (3)2.2民族种类 (3)2.3已有资料情况 (3)2.4测区的范围: (3)三、设计的依据 (3)四、主要的技术指标 (4)4.1GPS测量 (4)4.2水平角观测 (6)4.2.1水平距离的观测 (6)4.2.2导线网 (6)五、坐标系统的选择 (7)六、设计方案 (7)6.1布网的原则 (7)6.1.1.GPS网型网型方案设计 6.2.图上展绘已知点(或图上查找已知点) (7)6.3按点位要求与测区情况在图上选点布网 (8)6.4.判断和检查点间的通视(主要点间) (10)6.5.外业选点埋石 (10)6.5.1选点 (10)6.5.2标志埋设 (11)六、仪器设备的选择 (12)七、外野实测方案设计 (12)7.1. GPS外业工作的原则 (12)7.2安置天线要求 (12)7.2.1对仪器设备的要求 (13)7.3观测方法 (13)7.3.1 GPS 观测方法 (13)7.4 地籍勘丈 (14)7.4.1 、地籍勘丈的方法: (14)7.4.2. 宗地图编号 (14)7.4.3. 地籍图的规格及分幅 (14)7.4.4 地籍勘丈的基本精度 (14)7.4.5界址点的施测方法 (15)7.4.6 界址点边长的检核: (15)7.4.7 地籍图的表示原则: (15)7.4.8 宗地图 (15)7.4.9面积量算与汇总统计 (16)7.4.10提交成果 (16)7.5数据的记录 (16)八、数据处理的方法与要求 (17)8.1.外业观测数据处理 (17)8.2外业观测数据质量检核 (17)8.3数据处理和平差计算 (19)8.3.1数据处理 (19)8.3.1无约束平差 (19)8.3.2约束平差 (19)8.4 GPS 高程拟合 (20)七、提交成果 (20)八、参考文献 (21)D级GPS控制网技术方案设计一、课程设计的目的和任务1.1.设计目的:本次课程设计的主要目的是通过本课程的学习并结合“GPS”技术完成一项“GPS”D级网的技术设计,为下一步大比例尺数字测图提供基础控制。
E级GPS平面控制网技术设计书1、概述本次gps平面控制测量任务和作业容是位于北部松花江主航道北侧,为配合本次控制测量课程设计任务,需在江心岛开发区约4.2平方公里的测区围建立E级GPS平面控制网。
2、测区自然地理概况和已有资料2.1、测区自然地理概况测区位于省市北部松花江主航道北侧,是松花江泛洪区自然形成的梭形岛,为河漫滩湿地。
该岛地理位置优越,南北与市区相望,西隔宾洲铁路桥与太阳岛相望。
测区东西长约4.5公里,南北最宽约1.3公里,面积达4.2平方公里,平均海拔115米,位于松花江中游,属中温带大陆性季风气候,冬长夏短,全年平均降水量569.1毫米,降水主要集中在6-9月,夏季占全年降水量的60%。
四季分明,冬季1月平均气温约零下19度;夏季7月的平均气温约23度。
测区围:测区地理坐标为东经:126度37分—126度40分北纬:45度48分实测围呈不规则形状,围面积约4.2平方公里。
2.2、测区已有资料成果情况测区有google earth卫星遥感图一幅,该图可供图上选点。
此外,测区有校区控制三角点2个,其数据如下:3、测量技术设计依据(1)GB-T-18314-2009《全球定位系统(GPS)测量规》(2)CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》(3)CH 1002-95《测绘产品检查验收规定》(4)CH 1003-95《测绘产品质量评定标准》(5)CH / T1004《测绘技术设计规定》(5)CJJ -8-99《城市测量规》4、使用仪器本次测量采用的GPS接收机型号是南方北极星GPS 9600,该GPS仪接受的信号是L1-C/A码。
其平面精度:5mm+1ppm ,高程精度:10mm+2ppm 。
5、布网方案5.1、布网要求GPS 网相邻点间基线中误差按下式计算:式中(mm)为固定误差;(ppm)为比例误差系数;(km)为相邻点间的距离。
GPS-E 级网的主要技术要求应符合表1规定。
姓名:班级: 0814081组别: 第组指导教师:实习地点:实习时间: 2011.5.16—5.20目录****************************************************1总述 (3)2 测区概况 (4)2.1测区位置及面积 (4)2.2地理概况 (4)3 作业依据 (5)4 已有资料及利用 (6)3.1 平面控制资料 (6)3.2 高程控制资料 (6)3.3 其他资料 (6)5 平面控制测量 (6)6方案图形及解析 (8)7技术总结 (9)8附表 (12)控制测量优化设计1 总述本次测量的任务是根据学校的课程安排,在老师的指导下把班级分成若干的实习小组,以平顶山新城区从市政府至卫生学校的环形测区为主要的实习区域,以四等水准网加一级导线为标准建立平面控制网.控制面积估算为1.54平方公里。
因此工作量并不算大,从16日至19日完成控制网设计工作,于20日起草完成技术设计书报告。
1.1 设计目的1、落实控制测量的教学实践环节;2、全面了解编制技术设计的要求,能够独立编写技术设计;3、保证布设的控制网既满足质量要求又做到经济合理4、编制指导布设控制网的技术依据(指导生产的技术文件)1.2设计任务和要求1、平面控制网的技术设计,要求分两级控制:首级为四等网,加密为一级导线;2、高程控制网的技术设计,要求分两级控制:首级为三等水准网,加密为四等水准路线或四等三角高程网;3、严格遵守《规范》要求,精心设计,合理安排;4、编写具体的布网方案、作业方法、技术要求,选用标石类型、规格及现有成果的联测利用等规定和方法。
5、选用统一的坐标系统和高程系统。
2 测区概况2.1测区位置及面积X: 3737828.852m—3739141.998m; Y: 424176.726m—424947.941m。
施测范围呈不规则形状,范围面积约520472.346 m2。
详见附图一。
附图一2.2地理概况平顶山市新城区的规划勾画了一条东南——西北走向的历史文化和生态发展轴线。
新老城区之间通过生态园这条生态廊道相连。
新城区的规划范围是北至漯宝铁路,东至姚孟电厂,西至毛营军铁专用线,南至水库,规划共分三个阶段:起步区7.6平方公里,近期规划面积40平方公里,远期规划面积100平方公里。
新城区的规划形态是带状,交通流量主要是东西方向,新城区与老城区之间距离10公里,通过6条城市道路和规划的轻轨交通相互联系,十分钟即可到达。
向西通过2条公路和郑石(郑州至石人山)高速公路与鲁山县和宝丰县相接,北部的漯平洛高速公路出入口在新区起步区东部2公里处,通过此入口向东南20公里处即可接许平南高速公路。
四通八达,快捷顺畅的交通联系对新城区的建设必将起到积极的带动作用。
新城区起步区北依香山,湛河、漯宝铁路、漯平洛高速公路在北面穿过,白龟山水库西干渠纵贯南北。
教育科研文化区位于新城区北部和起步区东部的锅底山一带;纬四路南侧从东至西分别为:平顶山市工业学校、平顶山工学院、平顶山卫校、平顶山金世纪高级中学,与纬四路北侧的文化居住用地一起构成新城区的教育文化景观轴线;行政办公、商业金融区位于主干道纬一路以北;居住区主要沿滨水地带布局工业园区位于新城区西北部;新城区的给水、排水、电力、通讯、热力、燃气以及污水处理厂等市政工程规划也充分结合城市的发展需要。
3 作业依据1、《国家三、四等水准测量规范》(GB12898—91);2、《城市测量规范》(CJJ8-99);3、《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》(GB/T7929-1995)4、《1:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码》(GB14804-93);5、本《技术设计书》及相关《技术补充规定》。
4已有资料及利用4.1 平面控制资料平顶山市已有GPS控制点(中央子午线114°带高斯平面直角坐标,参考椭球体为克拉索夫斯基参考椭球体)作本期一级导线起算数据,使用时平面坐标表示X(N)加分带号和百公里数,Y(E)省略分带号。
4.2 高程控制资料高程点采用平顶山工学院测量实习基地控制点成果表(按一级闭合导线网的要求施测;导线总长3000m;相对闭合差1/12000。
高程为水准点。
)4.3 其他资料平工西校区总平面图,河南省平顶山市新城区分区规划(2004-2010)——土地利用规划图。
5 平面控制测量5.1四等导线测量5.1.1 布网在各等级GPS网(点)的基础上,布设城市一级光电测距导线,沿道路及测区边缘,以多结点网或附合路线的形式布设(详见附图三),不允许布设闭合导线。
结点导线网导线节长度一般不宜大于附合路线规定长度的0.7倍;导线平均边长应控制在300m之内,长短边比不应超过1:3。
主要技术指标按表1规定执行。
5.1.2选点、埋石1、城市一级导线点位应选定于便于利用和能长久保存的位置。
相邻点之间通视应良好,便于观测及长期保存使用。
2、城市一级导线点应埋设标石,位于高层建筑物顶上的控制点,不得埋设于隔热层上。
中心标志(包括水泥、沥青路面)采用特制铸铁标志,测区内已有的埋石标志应尽量利用,避免重复埋石,以防后续使用错误,城乡接合部标石制作及埋设应按《规范》要求执行。
标石规格及埋设要求见附录一。
3、城市一级导线点点号以JMI 再加流水编号,如JMI01、JMI02、……JMIn 。
编号在导线节中应尽量做到顺序连号,不得有重号。
埋石后,测区检查人员必须对埋石情况予以检查,方可进行观测。
5.1.3水平角观测1、水平角观测采用DJ2型全站仪按方向法观测。
观测前,所使用之仪器应按《规范》第2.3.1条要求进行检验。
记录可使用各种电子手簿或人工进行记录。
可不作度盘和测微器的位置分配。
2、一个测站观测方向数少于或等于三个方向时,可不归零。
3、在高级点设站时,应尽可能联测二个高级方向进行检查,观测值与原平差角之差应≤±22221m m (式中m 1、m 2为相应于新、旧成果等级规定的测角中误差)。
4、水平角观测成果的重测和取舍按《规范》第 2.3.12条执行。
水平角观测技术要求按表1执行。
5.1.3导线边长测量导线边长测量与测角同步进行,采用电子记录。
1、一级导线边长以经鉴定后的电子全站仪单程测定二测回(每测回二个读数记录,但在记录之前应先预测几次,边长稳定后再作记录),测距一测回内读数较差应<±5mm,测回间较差应<7mm。
测距时温度气压只在测站读取,温度读至0.5℃,气压读至1Hpa。
仪器加乘常数,气象常数可直接置入全站仪自动改正。
2、导线边长改平,垂直角采用与测角测边同型号全站仪按中丝法与测边同向观测二测回,技术要求按表1执行。
3、测距仪器高、反光镜高直接量至0.001m。
所测边长经仪器常数、气象改正后应投影到城市高程面0m后,再归算到高斯平面,测区平均经度为114°,测区平均曲率半径R=6364245m。
6 一级导线、水准测量的方案图形及分析:方案g9,g11为已知点,K1.K2...K15为四等控制网点,1,2...11为加密网点具体参数详见表三形及精度统计表7技术总结用CAD设计控制网一.设置。
打开CAD,在“格式(Format)”菜单下设置点类型(Point Style)为一种可见样式如圆形,设置字体样式(Text Style)及合适的字高,在“捕捉”设置中设置捕捉节点(Node)。
二.绘已知点。
1.建立图层:层名“已知点”,设定颜色(如红色),以与未知点相区别。
2.使用POINT命令,分别输入已知点的Y、X、H,如果不需高程,则可不输H,由于CAD中的坐标X、Y与测量的X、Y相反,请勿必先输Y再输X。
以单行文本(TEXT)命令在靠近该点的右边写上点名。
点名不能换行。
如果高程为0,程序读入时将默认为没有输入高程,如果恰巧有已知点的高程为0,则需要在读入程序后的已知数据表内填入0。
3.重复第二步输完所有已知点。
可以自定义命令以简化输入。
4.可以先将所有点制作成.dat的文件,再在cass7.0里展开。
三.导入地形图。
如果已有测区小比例尺的地形图,则导入地形图,用对齐(AL)命令将地形图上的控制点与已知点对齐。
调整显示顺序(DR)使地形图显示最后。
四.绘未知点。
1.建立图层:层名“未知点”。
设定与已知点层不同的颜色,可以一目了然看出控制点与点名是否确实位于同一图层。
2.使用POINT命令,用鼠标在图形中点取未知点位置。
以单行文本(TEXT)命令在靠近该点右边写上点名。
3.重复第二步输完所有已知点。
五.观测数据。
1.方向:建立图层,层名“方向”,以“直线”(L)命令连接测站与各照准点(使用捕捉)。
注意方向别反了。
请选择可以指示出方向的线型,可以自定义线型。
2.边长:建立图层,层名“边长”,关闭“方向”层(以避免混淆),用“直线”(L)命令连接观测边的两端点(注意要使用捕捉)。
3.高差:建立图层,层名“高差”,关闭“边长”层(以避免混淆),用“直线”(L)命令连接观测高差的两端点(注意要使用捕捉)。
技巧:如果层名设为“方向边长”,则在此层以Line连接的直线代表这两点间即观测了方向又观测了边长,同样层名设为“边长高差”,则在此层以Line连接的直线代表这两点间即观测了边长又观测了高差,以此类推。
为各图层设定不同的颜色,以方便判断直线、点、文字等是否确实位于该图层。
六.需评定点间误差的不相邻点。
建立图层,层名“点间”,以“直线”(L)命令连接该两点。
则该两点将评定相对点位误差。
七.读入程序在本程序的图形窗口中按“读入CAD图形”命令读入该图形,设置先验误差后即可计算。
如果成果超限,则移动未知点位或增删观测数据。
如果图形读取出错则可能的原因有:1.所有的控制点均应以point命令输入了点。
并且所有点都在“已知点”或“未知点”层中。
高程恰巧为0的已知点其高程应在程序中重新输入。
2.所有点都应以单行文本命令(TEXT)在右边写上点名,不能以多行文本(MT)写入,而且点名与对应的点必须同图层,当设置了合适的图层颜色后,可以通过颜色看出控制点与点名是否确实位于同一图层。
而且该点名的起始点与其对应点的距离必须比其它文字都要近。
3.所有直线都必须是“直线”(Line)命令绘制的,不能是多义线。
直线两端点必须捕捉在控制点上。
所有直线必须位于正确的图层上。
当要移动未知点时可以使用“伸展”(Stretch)命令同时移动该点及拉伸与该点相连的直线。
8附表、附件。
附表1 电磁波测距导线主要技术要求附表2四等水准观测的主要技术要求附表3网形及精度统计表附表4优化设计模拟数据精度表附表5优化设计模拟控制点成果表附表6点位误差附表7点间误差。