《《大地测量学》实习指导书 新》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《大地测量学》实习指导书 新（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2009 级大地测量学实习指导书测绘工程系二 0 一一年十二月大地测量学实习指导书本实习指导书是根据测绘工程专业 2009 级教学计划中，测绘工程专业本科生培养目标和大地测量学实习大纲特制定的。本设计的任务是一、 坐标基准设计与坐标转换；二、 一级导线网测量和导线网平差；三、 精密水准测量和水准网平差计算。一、 目的和要求1、目的：根据测绘工程专业教学计划有测绘工程专业本科生培养目标和实践教学计划安排，定于20112012 学年第一学期的 15-17 周安排一个大地测量学实习，为期三周。时间：2011 年 12 月 5 日至 2011 年 12 月 24 日2、要求：掌握大地测量常用基准的概念
2、；掌握我国大地测量常用基准或地方基准；掌握精密导线测量方法和平差计算方法；掌握精密水准测量方法平差计算方法。3、指导老师：姚吉利曹俊茹孔维华张海玲王志勇王殷行二、 大地测量实习的内容和实习安排大地测量实习是在课程结束后进行的，设计时间为一周。日期 任务 要求 地点实习动员 全部参加 作笔记、带课本302第 1 天实习准备和理论学习 熟悉设计指导书 理论学习设计内容、目的和任务，MATLAB 查阅资料自由选择第 2 天 基准设计 用原始中央子午线计算每公里投影变形，投影面（大地高为 0）测区范围院机房第 3-5 天 坐标换带计算 用 MATLAB 编程计算，(组内可用一套程序)院机房第 6 天
3、领取全站仪器，数字水准仪器，并对主要技术指标进行检验测绘工程实验室第 78 天 前 16 组：一级导线测量后 8 组：精密水准测量水平角：J2 级经纬仪或全站仪两个测加。边长：精度（5+5PPM）院机房第 9-10 天 前 1-8 组：精密水准测量 中不包括计算公式后 9-24 组：一级导线测量第 10-11 天 9-16 组：精密水准测量其它组整理导线测量成果实验和实习数据结合第 12-13 天 全体整理导线观测成果和精密水准测量成果，平差计算和精度评定水准测量验：每公理高差中数中误差，平差计算平面点坐标平差、高程平差值、误差椭圆，高程中误差第 14-15 天 写报告第 16 天 上交报告注
4、意：从设计第一天就开始写设计报告，才能保证设计报告准时交上；设计报告每位同学要亲自上交指导教师审阅，合格后方能回家；三、 大地测量实习的任务 坐标基准设计与坐标转换：计算原来已有点在中央子午线为 117 度 45 分的坐标 一级导线网测量和导线网平差：每组两个点水平角观测和边长测量； 精密水准测量和水准网平差计算：学校内所有点统一平差。四、 实习步骤第二部分 导线网的基准设计1、设计技术要求和资料准备本次设计技术要求：所选基准满足整个市 1：500 地形图和 1：500 地籍图有测图需要。在整个测区内已有控制点，见附录一。这些点就是本次设计基础数据。设计一定要规范。2、基准设计明确基准的定义和
5、概念，在对已有资料的分析基础上，合理利用，找出基准参数或基准表达的公式。 设计好中央子午线：中央子午线的分必须是 5 的整数倍（因为中央子午线拫重要，便于记忆，不选秒，只选到分的整 5 分或整10 分） ，如 117 度 55 分可以，117度 31 分就不好了； 每公里和一幅 50cm*50cm 地图图幅的投影变形：用 y 的自然的自然值计算投影变形。地球平均曲率半径用子午曲率半径和卯酉曲率半径计算 。投影面MNR引起的变形为负值，和高斯投影变形的符号相反； 测区范围：用平均经度和纬度计算。 抵偿投影面设计 高程基准设计：（选择 56 高程系统或 85 高程系统都可以） 。3、方案论证以上设
6、计是否合理，要根据国家或行业规范，通过数据来说明，可用 MATLAB 编程计算，设计报告中可附源程序清单。可能要编写的程序：高斯正反算；平面坐标转换；三维空间坐标转换；大地经纬度坐标和空间直角坐标转换。4、具体步骤1）设计资料准备和有关知识（有关基准的 5 个理论、MATLAB 在测量中和应用）的学习；2）54 和 80 坐标的相互转换（为了工程使用方便，同时提供 54 和 80 坐标） ， （1）用 2 个以上公共点平差计算转换参数；（2）只有 54 坐标的点 80 坐标计算；（3）只有 80 坐标的点的 54 坐标计算；3）计算 54 和 80 的经纬度坐标；4）测区范围和测区中心位置的确
7、定、测区大小计算；测区平均曲率半径；5）中央子午线和抵偿面设计，计算投影变形、归算变形、综合变形；6）改中央子午线经度和抵偿面高，用第四步方法设计出多种方案；7）选择出一组合理方案作为最终的设计方案；8）整理相关资料：原始数据、54 和 80 的 6 度带坐标、设计方案论证和选择表、最终的设计方案下的高斯坐标（54 和 80 都要提供） ；第二部分 一级导线测量一二级导线的主要技术要求如下表：导线等级导线最大点个数测回数（J2） 导线长度/km 平均边长/km 测距中误差/mm 测角中误差导线全长相对闭合差 方位角闭合差 相邻边长比一级 12 23.6 0.3 10 5 1/20000 n10
8、二级 12 12.4 0.2 15 8 1/10000 6相邻长边与短边的比不能大于 3：1注意：1对角度和边长进行分别测量，也可同时测量。2导线点要能长期保存，同时作为精密水准测量的水准点。3本次实习导线网比较大，各小组不进行验算，三个班的成果才能构成完整的结点形式的导线网。4记录坚决不能涂改和造假，更不能转抄，否则重测，如果记录错误，请将本测站“距离”列标明“作废” ，本测站重测，并从下行开始记录。如有转抄或涂改，实验成绩为“0”分，自然不能参加本课程的考试，因为这是职业道德问题。5记录字不能出格。6测角主要限差：同一方向值的 2C 互差不大于 13 秒；上下半测回方向值之差不大于 9 秒
9、；两测回同一方向值之差不在于 9 秒（一级导线才有此项限差） ；如果方向多于 3 个，则归零差不大天 8 秒，各记录员必须记牢，在一测站结束后必须算完限差，如果各项结果在限差范围之内，才能搬站，否则要重测。第三部分 精密水准测量数字水准仪的测量限差，应该根据实验所选用的水准级别进行设置。当所观测的数据超出限差范围时，仪器会提醒是否需要重测，如果相差很大需要重测。项目视线长度 上下丝读数平均值 与中丝读数之差等级仪器类型视线长度m前后视距差m前后视距累计差 m视线高度（下丝读数）mm基辅分划读数之差mm基辅分划所得高差之差 mm0.5cm分化标尺mm1cm 分划尺mm检测间歇点高差之差mm一 S
10、05 305.15.03.4.05.10.37.S1二S05 3613、验算水准测量验算的目的是检查外业测量成果整体是否达到要求。精密水准测量验算表水准点名水准路线长度 往测高差 返测高差往返高差较差 高差中数 高程平差测段 号R(km) (m) (m) W(mm) 1 2 3 4 5 6 若测段路线往返测不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测；附合路线和环线闭合差超限，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，如重测后仍不符合限差，则需重测其他测段。项目等级测段路线往返测高差不符值 mm 附合路线闭合差 mm 环线闭合差 mm检测已测测段
11、高差之差 mm一等二等K24L24F24R36三等四等由 个测段往返测的高差不符值 计算往返测高差平均值的每公里偶然中误差为n412RnM式中， 是各测段往返测的高差不符值，取 mm 为单位； R 是各测段的距离，取 km 为单位； 是 n测段的数目。如果此误差大于二等精密水准测量，每公里高差中数中误差，则不合，要重新检查记录，整理成果是否正确？五、分组情况大地测量实习每班分 8 个小组，每组 5 人，个别同学需要调整到其它组，必须经过指导老师同意，不得擅自改变原来分组。六、设计报告编写大地测量设计报告一般按下面大纲进行编写（参考本指导书） 。1、前言：设计的目的和任务、基本要求；2、实习的理
12、论基础；3、实习内容及成果整理；4、实习收获与体会。附录一 基准设计知识在测量数据处理过程中，经常要进行坐标系变换与基准变换。坐标系变换就是在不同的坐标表示形式间进行变换。基准变换是指在不同的参考基准（椭球）间进行变换。 1站心坐标系（也叫水准面切面坐标）与经纬度大地坐标关系（建立摄影测量地面坐标系）：以测站 P 为原点，P 点的法线方向为轴（指向天顶为正） ，轴指向过 P 点的大地子午线的切线北方向，轴与平面垂直，构成左手坐标系。 其中 ZYXBLBLUENsinicoscos0incoi:TPXYZ 测 站 点 的 空 间 直 角 坐 标 ： 测 站 点 的 空 间 直 角 坐 标2 高斯
13、投影坐标正算 Kllll 76427 525323196cos0418821coscs ttBNtx Kllll 86428 246 4225313cos403207579coscosttBNt tttly 3 高斯投影坐标反算 K 86428 62422428 42422422 )157093615(4032 )97 )93635()1ytttNt tttt yttttytBffff ffffff fffffffff K76427 5225 330 )0136(cos041882 )(coscos ytttBNtttyL fffff ffffff ffffff 不同地球椭球坐标系的平面相似转
14、换（见大地测量学理工大学版的第五次课的 PPT 文稿）附录二投影变形的处理方法1、投影变形对工程测量的影响规律工程测量控制网不但应作为测绘大比例尺图的控制基础，还应作为城市建设和各种工程建设施工放样测设数据的依据。为了便于施工放样工作的顺利进行，要求由控制点坐标直接反算的边长与实地量得的边长，在长度上应该相等，这就是说由上述两项归算投影改正而带来的长度变形或者改正数，不得大于施工放样的精度要求。一般来说，施工放样的方格网和建筑轴线的测量精度为 1/5 0001/20 000。因此，由投影归算引起的控制网长度变形应小于施工放样允许误差的 1/2，即相对误差为 1/10 0001/40 000，也
15、就是说，每公里的长度改正数不应该大于 10mm2.5cm。平面控制测量投影面和投影带的选择，主要是解决长度变形问题。这种投影变形主要是由于以下两种因素引起的： 实测边长归算到参考椭球面上的变形影响，其值为 mRHs1 将参考椭球面上的边长归算到高斯投影面上的变形影响，其值为 202mys2、投影变形的处理方法有 3 个 通过改变 从而选择合适的高程参考面，将抵偿分带投影变形，这种方法通常称为抵偿投影面的mH高斯正形投影； 通过改变 ，从而对中央子午线作适当移动，来抵偿由高程面的边长归算到参考椭球面上的投影y变形，这就是通常所说的任意带高斯正形投影； 通过既改变 （选择高程参考面） ，又改变 （移动中央子午线） ，来共同抵偿两项归算改正变形，mHmy这就是所谓的具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影。3、抵偿投影面的高斯坐标系在这种坐标系中，依然采用国家 30 带高斯投影，但投影的高程面不是参考椭球面而是依据补偿高斯投影长度变形而选择的高程参考面。在这个高程参考面上，长度变形为零。 0212ssRHysm令可得 ，RyHm2投影面高程 投0201 I08（I09） I04（I03） 北 西 南0202 I13 (I14) I2
