《2-注册测绘师培训-大地测量(2012年)C说课材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2-注册测绘师培训-大地测量(2012年)C说课材料（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大地测量与海洋测绘,2,第1章 大地测量,(一)大地测量 1、根据测绘基准建设的基本要求，确定国家和区域连续运行基准站网、卫星定位控制网、高程控制网、重力控制网以及区域似大地水准面精化方案，进行技术设计。 【要点】：大地测量控制网的等级、观测技术，技术设计。重点是：卫星定位控制网、高程控制网、似大地水准面精化 （设计）,大地测量与海洋测绘考试基本要求,全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009,国家一、二等水准测量规范 GB/T 12897-2006,全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范 CH/T 2008-2005,4、根据技术设计，选择经检验合格的测量仪器设备进行外业观测，对
2、观测数据进行检核；选择适当的数据处理方法和软件，对外业观测数据处理。 【要点】：设备检核，观测数据限差检核，数据预处理，平差计算步骤。(观测和数据处理) 5、根据项目要求，建立并运行大地测量数据库和高精度导航定位服务系统。 【要点】：大地测量数据库、CORS （数据管理和应用）,6、根据作业区坐标系统现状，分析确定不同坐标系统之间的转换方法，建立不同等级、不同年代控制网间的相互转换关系。 【要点】(坐标转换) 1）掌握坐标系定义（空间直角坐标、大地坐标、站心坐标、高斯平面直角坐标、城市独立坐标以及施工坐标）； 2）掌握1954年北京坐标系、1980西安坐标系、CGCS2000坐标系的相关内容；
3、 3）掌握不同坐标系之间转换的实现方法（空间三维坐标转换、二维平面坐标转换）。,7.根据大地测量项目的特点和要求，对项目过程质量进行控制，并对项目成果进行整理、检查、验收和归档。 【要点】：项目成果检查、验收,【大地测量考试基本要求关键点】 大地测量控制网技术设计、费用计算 选点 实施方案 外业观测、检核 数据处理 似大地水准面精化 坐标系及其转换 质量控制 与成果验收,1.1 大地测量概论,11,(1)大地测量的任务 建立国家或大范围的精密测量控制网。 如国家一等四等平面大地控制网和高程控制网， AE卫星定位控制网，高铁CP0、CPI控制网 (2) 现代大地测量的特点 长距离、高精度、实时快
4、速、四维(XYZT)、地心、学科融合,1.1.1 大地测量的任务和特点,1.1 大地测量概论,12,1.1 大地测量概论,1.1.2 大地测量的主要作用 （1）实用性任务 为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面和高程控制；为空间科学技术和军事用途提供精确的点位、距离、方位及重力资料； （2）科学性任务 为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料; （3）是组织、管理、融合和分析地球海量时空信息的数理基础和时空参考平台。,1.1 大地测量概论,1.1.3 大地测量系统与参考框架,大地测量系统,大地测量参考框架,总体概念,具体实现,1.1.3.1 大地测量坐标系统和大地测
5、量常数 大地测量坐标系统是固定在地球上，与地球一起转动的非惯性坐标系统。 原 点：地心坐标系统 参心坐标系统 表现形式：空间直角坐标(XYZ) 大地坐标(BLH) 大地测量常数是地球椭球几何参数和物理参数,2000国家大地坐标系(CGCS2000)的地球椭球参数： 长半轴 a6378137m 扁率 f1/298.257222101 地心引力常数 GM3.9860044181014m3s-2 自转角速度7.292l1510-5rad s-1,CGCS2000与ITRF97(2000参考历元) 等价,1.1.3.2 大地测量坐标框架 参心坐标框架 参心坐标系 BJ54, Xian80天文大地网 地
6、心坐标框架 地心坐标系 CGCS2000大地网(三级构成) 国际地球参考框架ITRF,1.1.3.3高程系统和高程框架 高程基准：水准原点 1956黄海高程系(H0=72.289m) 1985国家高程基准(H0=72.2604m) 高程系统：正常高、正高、大地高,高程框架：高程系统的具体实现。 例如国家一、二、三、四等水准控制网，似大地水准面精化模型,1.1.3.4 重力系统和重力测量框架 重力参考系统： 采用的正常椭球常数及其正常重力场。 1950-1979， 波茨坦重力基准，克拉索夫斯基椭球； 1980-1999，国家1985重力基本网(85网)，IAG75椭球常数及正常重力场； 2000
7、-现在，2000网，GRS80椭球常数及正常重力场,1.1.3.5 深度基准 理论深度基准面、平均低潮面、最低低潮面、大潮平均低潮面 1.1.3.6 时间系统与框架 时间系统：世界时(UT)、原子时(AT)、力学时(DT)、协调时(UTC)、GPS时(GPST) 时间系统框架：采用的时间频率基准、守时系统、授时系统、覆盖范围,1.1.3.7 常用坐标系及其转换,大地坐标系、空间直角坐标系,22,站心坐标系： 以测站为原点， 测站上的法线(垂线)为Z轴方向的坐标系就称为法线(或垂线)站心坐标系。,23,一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线(中央子午线)相切; 椭圆柱的中心轴通过椭球
8、体中心， 将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面 。,高斯平面直角坐标系,24,平面坐标系统间的相互转换实际上是一种二维转换。一般而言，两平面坐标系统间包含四个原始转换因子，即两个平移因子、一个旋转因子和一个尺度因子。, 先旋转、再平移、最后统一尺度,坐标系转换,（1）二维平面直角坐标变换,1）二维坐标变换,25, 先旋转、再统一尺度、最后平移, 先平移、再旋转、最后变换尺度,26,（2）大地坐标（B，L）计算高斯平面直角坐标（x，y）,（高斯投影正算）,27,（3）高斯平面直角坐标（x，y）计算大地坐标（B，L）,（高斯投影反算）,28,不同坐标系
9、统的转换本质上是不同基准间的转换，不同基准间的转换方法有很多，其中，最为常用的有布尔沙模型，又称为七参数转换法(3个平移参数、3个旋转参数和1个尺度参数 )。,（1）三维空间直角坐标的相互转换,2）三维坐标的相互转换,29,(2）空间大地坐标与空间直角坐标的相互转换,BLHXYZ,30,XYZ BLH,31,(3）ITRF参考框架及其相互转换,自1988年起，IERS已经发布了ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF97 、ITRF2000、 ITRF2005、ITRF2008等全球坐标参考框架。 一个地球参考框架
10、的定义，是通过对框架的定向、原点、尺度和框架时间演变基准的明确定义来实现的。,1.2 传统大地控制网,33,(一)国家平面控制网布设原则 分级布网、逐级控制 足够的精度 足够的密度 即每幅图中包含控制点个数，不同比例尺要求不同； 国家控制网是测图的基本控制，其密度要满足测图的要求。 统一的规范和要求 国家三角测量规范GB/T 17942-2000，规定了： 布网方案 作业方法 使用仪器 精度指标等内容。,(二）传统大地测量仪器 经纬仪：光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪（角测量） 按准确度分为四级 (m1, 1m2, 2m6, 6m10) 光电测距仪：短程(3km)、中程(3-15km)、长程(1
11、5-60km).按准确度分为三级（边测量）,(三）传统大地测量方法,三角测量法 导线测量法 三边测量及边角同测法 天文测量法,水平角观测 （1）误差源 （2）观测方法,三角高程测量 （1）垂直角观测方法 （2）高差计算公式 （3）大气垂直折光 （4）精度,36,三角测量法,优点: 图形简单，结构强， 几何条件多，便于检核， 网的精度较高。,缺点： 易受障碍物的影响，布设困难，增加了建标费用； 推算边长精度不均匀，距起始边越远边长精度越低。,国家三角测量规范GB/T 17942-2000,37,导线测量法,优点： 布设灵活，易克服地形障碍； 只要求相邻两点通视，降低了觇标高度，降低成本，易于组织
12、； 网内边长直接测量，边长精度均匀。,缺点： 导线结构简单，没有三角网那样多的检核条件，不易发现粗差，可靠性不高。,38,三边测量及边角同测法 边角网精度最高，工作量较大。 适用： 建立高精度的专用控制网 不能选择良好布设图形地区采用此法而获得较高的精度。,39,天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测天体(主要是恒星)并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即天文经度、天文纬度和该点至另一点的天文方位角。 优点：各点独立观测，勿需点间通视，不会误差积累。 缺点：精度不高，受天气影响大。 用途：在每隔一定距离的三角点上观测天文来推求大地方位角，控制水平角观测误差积累对推算方位角的影响。,
13、天文测量法,1.3 GNSS连续运行 基准站网,1.3.1 基准站网组成,基准站,数据中心,数据通信网络,1.3.2 分类与布设原则,国家基准站网 区域基准站网 专业应用站网,陆态网,布设原则 国家基准站网：站间距100-200km,全国均匀分布满足国家地心参考框架建设的需要 区域基准站网： 专业应用站网：专业服务目标,1.3.3 基准站建设,设计 技术设计方案、点位设计图、站点位置信息表、基准站施工设计图 选址 观测环境、地质环境、依托保障、提交成果 基建 观测墩、观测室、防雷工程、辅助工程、提交成果 设备 接收机、天线、气象设备、电源设备、计算机与软件,1.3.4 数据中心,基本产品：GN
14、SS原始数据，气象数据、基准站坐标及精度和速度 高级产品：卫星星历、电离层与对流层模型、相位和伪距差分,1.3.5 数据通信网络 1.3.6 基准站网测试 测试基准站数据采集、数据完好性 测试基准站-数据中心-用户的数据传输稳定性 测试数据中心对基准站的监控能力 测试实时定位的覆盖范围和有效作业时间 测试站网数据产品服务内容和精度指标 测试其他内容,1.3.7 基准站网维护 设备维护 全年每天连续24小时运行 定期进行设备检测，必要时进行设备更新 基准维护 定期与IGS站联测解算，维持坐标框架更新 根据需要对关联的水准标志进行定期测定 根据需要对埋设的重力标石与国家重力基本网进行定期联测,1.
15、3.8 网络RTK测量 单基站RTK技术(CORS网) CORS网，30km，单站信息改正。 虚拟基站技术(VRS) 3基站，误差改正模型，虚拟改正基站 主副站技术(MAC) 选择一基准站为主站，并将主站所有的改正数及坐标信息 传送给流动站; 网络中其基准站只是将其相对主站的改正数变化及坐标差信息传送给流动站，从而减少了传送的数据量。 VRS和MAC技术服务半径一般可以达到40KM左右,1.4 卫星大地控制网,1.4.1 GNSS控制网等级,GNSS: GPS,GLONASS,Galelio,Compass 全球定位系统测量规范GB/T 18314-2009, GPS网分为A、B、C、D、 E
16、五级 2009版GPS测量规范的限差是与仪器的标称精度相关联的,50,A级：由卫星定位连续运行基准站构成，建立国家一等大地控制网，为全球地球动力学研究、地壳形变和卫星精密定轨服务； B级：建立国家二等大地控制网、地方或城市坐标基准框架，区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工程测量等； C级：建立三等大地控制网，及区域、城市及工程测量基本控制等; D级：建立四等大地控制网； E级：用于测图、施工等控制测量。,对于GPS网，重点掌握： 两个最重要的等级：B，C 外业观测指标： 时段数 时段长度 重复设站数 网形特征： 同步基线数 独立基线选择与条数计算 最重要的数据处理质量指标： 同步环闭合差 异步环闭合差 重复基线差 基线向量残差。,52,1.4.2 GNSS网布设,一、 GNSS网技术设计 资料收集 实地踏勘 图上设计 技术设计书编写,二、 GNSS网点选址与埋石 1选点原则 B级点须选在一等水准路线结点或一等与二等
