国家平面控制网的建立

《国家平面控制网的建立》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家平面控制网的建立（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第五章 大地测量基本技术与方法 国家平面控制网的建立 大地测量仪器及精密角度测量 导线测量成果预处理 国家高程控制网的建立 精密水准仪精及密水准测量 重力测量（天文测量简介） 大地测量数据处理的数学模型 上一讲应掌握的内容1、垂线偏差改正 垂线偏差对水平方向的影响2、标高差改正 由照准点高度而引起的改正3、截面差改正 将法截弧方向化为大地线 方向应加的改正上一讲应掌握的内容4、空间边长（电磁波测距）归算至椭球面的改正为了保证S的计算精度不低于10-6级，当D10km时，高差h=（H2-H1）的精度必须达0. 1m；当D10km时，其精度必达1m 。大地高H本身可须达5m，而曲率半径RA达5 5

2、km即可。上式的简化公式：当范围不，可以用球代替椭球；球半径采用地球平均半径上一讲应掌握的内容5、椭球面三角形的解算 当三角形的边长小于240km时，就可把椭球面三角形当 球面三角形来解算。两者对应的边长相等，对应角之差小 于0.001 勒让德定理：对于较小的球面三角形，可用平面三角公 式来解算，只需使三个平面角等于相应的球面角减去三分 之一的球面角超，而边长保持不变。6、球面角超的计算球面角超的计算球面角超的定义： （不能用来计算）球面角超计算公式：F为平面三角形面积：化算平面角需要球面角超，而球面角超的计算又需要平面 角，因此直接用球面角计算球面角超就带有误差。 当边长不大于90km时，这

3、种误差小于0.0005，故可直接 用球面角代替平面角计算球面角超第五章 国家平面控制网的建立建立平面大地控制网的方法 建立国家平面大地控制网的基本原则 国家平面大地控制网的布设方案 利用现代测量技术建立国家大地测量控制网 国家平面大地控制网的布设一、建立国家平面大地控制网的方法（一）常规规大地测测量法 1.三角测测量法 1)网形 三角测量的优点是：图形简 单，结构强，几何条件多， 便于检核，网的精度较高。 不足之处是：在平原地区或 隐蔽地区易受障碍物的影响 ，布设困难，增加了建标费 用；推算而得的边长精度不 均匀，距起始边越远边长精 度越低。1.三角测测量法1)网形 2)坐标计算原理:正弦定理

4、 3)三角网的元素: 起算元素：已知的坐标、边长和已知的方位 角，也称起算数据。 观测元素：三角网中观测的所有方向(或角 度)。 推算元素：由起算元素和观测元素的平差值 推算的三角网中其他边长、坐标方位角和各点 的坐标。 2.导线测量法导线测量的优点：故布设灵活，在隐蔽地区容易克服地形 障碍；导线测量只要求相邻两点通视，故可降低觇标高度 ，造标费用少，且便于组织观测；网内边长直接测量，边 长精度均匀。 导线测量的缺点：导线结构简单，没有三角网那样多的检 核条件，有时不易发现观测中的粗差，可靠性不高。导线网导线网的形状由多边形或多结点组成，测定网的所有边长和角度。需要一个起始点坐标和起始方位角或

5、已 知两点以上的坐标。对网形要求较低。3.三边测量及边角同测法三边网测定网的所有边长，推算控制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标。对网形有要求，如三边网构成的三角形内角在30 150 之间。边角网测定网的所有边长和角度，或部分边长与角度，推 算控制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或已 知两点以上的坐标。对网形要求较宽松。边角全测网的精度最高，相 应工作量也较大。故在建立 高精度的专用控制网(如精 密的形变监测网)或不能选择良好布设图形的地区可采 用此法而获得较高的精度。（二）天文测量法 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

6、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：各点彼此独立观测，也勿需点间通视， 测量误差不会积累。 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。（三）现代定位新技术简介1、GPS测量 全球定位系统是由一系列卫星组成的，它们全天 候地提供高精度的世界范围的定位和导航信息。 准确地说，它是由2 4颗沿距地球20000多公里高 度的轨道运行的GPS卫星组成，不停地发送回精 确的时间和它们的位置信息。GPS接收器同时收 收412颗卫星的信号，从而判断地面上或接近地 面的

7、物体的位置，还有它们的移动速度和方向等 。 GPS接收机利用GPS卫星发送的信号得知某时刻 卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时 间信息来计算GPS接收机与它们间的距离，然后 GPS接收机就可以用三角学原理算出自己的位置 。GPS控制网异步环同步环同步环同步环同步环GPS控制网的形状由多个边连结的多边形组成， 测定构网所需的GPS基线向量。需要几台接收机同步观测。至少需要一个起始点的三维空间坐标 。对网形没有要求。（三）现代定位新技术简介2.甚长基线干涉测量系统(VLBI) 甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端(相距 几千公里)，用射电望远镜，接收银河系或银河系 以外的类星体发出的无线

8、电辐射信号，通过信号 对比，根据干涉原理，直接测定基线长度和方向 的一种空间技术。 长度的相对精度可优于10-6，对测定射电源的空间 位置，可达0.001，由于其定位的精度高，可在 研究地球的极移、地球自转速率的短周期变化、 地球固体潮、大地板块运动的相对速率和方向中 得到广泛的应用。（三）现代定位新技术简介3.惯性测量系统(INS) 惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间 ，对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐 标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标 轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置，它属于相对

9、定位，其相对精度为(12)10-5，测定的平面位置中误差为 25cm左右。 优点主要是：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只 取决于汽车能否开动、飞机能否飞行。缺点主要是：相对测量，精度不高。二、建立国家平面大地控制网的基本原则 大地控制网应分级布设、逐级控制三角（导线）网：一等锁，二、三、四等网GPS网：A、B、C、D、E五级；A级为我国最高精度的坐标框架，B级相当一等 大地控制网应有足够的精度 (M)首级图根点相对于起算三角点的点位误差，图上不超过 0.1mm；相邻国家三角点的点位误差小于1/30.1Nmm 大地控制网应有一定的密度 大地控制网应有统一的技术规格和要求 大地测量法式、

10、国家三角测量和精密导线测量规范 全球定位系统（GPS）测量规范三、国家平面大地控制网的布设方案 1.一等三角锁系布设方案 2.二等三角锁、网布设方案3.三、四等三角网1)插网法 3.三、四等三角网2)插点法 4.我国天文大地网基本情况简介我国天文大地网从1951年至1975年共25年建成： 一等三角锁系：共有5206三角点，构成326个锁段，形成120 个锁环，锁系长达7.5万km。 一等导线22条，全长约1.24万km，含426个导线点。 二等三角锁（网），共14149个点； 二等三角全面网，共19329个点。 二等导线48条，全长约6800万km，含400个导线点。 一、二等起始边：467

11、条。 拉普拉斯方位角：458个。 用于推算垂线偏差的天文点：2218个。 天文水准和天文重力水准路线：全长6.4万km 包括部分三等网，总共约有5万个大地控制点，31万个观测 量。四、利用现代测量技术建立国家大地测量控制网 一般可把GPS网分为两大类：一类是全球或全国性的高 精度的GPS网(A、B级网），另一类是区域性的GPS网 （C、D、E级网）。 1. 92中国GPS大会战 由国家测绘局、国家地震局、石油部、地矿部、煤炭部 等部门共同施测。全网由27个点组成（其中有6个点有 副站），平均边长800km，使用4台MINI-MAC2816、 13台Trimble 4000 SST和17台Ash

12、tech MDX C/A双 频接收机观测，平差后在ITRF 91地心参考框架中的定位精度优于0.1m (ITRF国际地球参考架)2. 96 GPS A级网96 GPS A级网共包括33个主站，23个副站，与92 GPS A级网点重合21个。96 GPS A级网观测时共 使用了53台双频GPS接收机。经数据精处理后基 线分量重复性水平方向优于4mm+3ppm，垂直方向 优于8mm+4ppm，地心坐标分量重复性优于2cm。 全网整体平差后，在ITRF93参考框架中的地心坐 标精度优于0.1m,基线边长的相对精度优于110-8 3.国家高精度GPS B级网全网由818个点组成，分布全国各地(除台湾省

13、外)。 东部点位较密，平均站间5070km,中部地区平均 站间100km，西部地区平均站间距150km。外业自 1991年至1995年结束。经数据精处理后，点位中 误差相对于已知点在水平方向优于0.07m，高程方 向优于0.16m，平均点位中误差水平方向为0.02m ，垂直方向为0.04m，基线相对精度达到10-7。4.全国GPS一、二级网全国GPS一、二级网是军测部门建立的，一级网 由40余点组成，相邻点间距平均为683km。外 业观测自1991年5月至1992年4月进行，使用10 台MINIMAC 2816接收机作业。网平差后点位 中误差，绝大多数点在2cm以内。二级网由500 多个点组成

14、，二级网是一级网的加密。5.中国地壳运动观测网络中国地壳运动观测网络是中国地震局、总参测绘 局、中国科学院和国家测绘局联合建立的，第 一期于1999年10月观测结束，主要是服务于中 长期地震预报，兼顾大地测量的目的。该网络 是以GPS为主，辅以激光测卫(SLR)以及甚长基 线干涉测量(VLBI)以及重力测量的观测网络， 它由三个层次的网络组成，即25站连续运行的 基准网、56站定期复测的基本网和1 000站复测 频率低的区域网。 五、国家平面大地控制网的布设包括以下工作：技术设计，实地选点，建造觇标 ，标石埋设，外业测量，平差计算等 1.技术设计1)收集资料 2)实地踏勘 3)图上设计 4)编

15、写技术设计书 2.实地选点：选点图，点之记，选点技术总结 。 3.建造觇标寻常标 双锥标(钢标) 微相位差照准圆筒4.标石埋设大地点的坐标，实际上指的就是标石中心的坐标 。 点之记全国天文大地网的整体平差 全国天文大地网整体平差于1982年全部完成。该网在 1980年大地坐标系的参考椭球面上进行的，方向观测 值和边长都归算到参考椭球面上。在测定基线或有拉 普拉斯方位角的方向观测值误差方程中，采用消去一 个或两个相应的未知数，以保持固定边长及固定方位 角平差后保持不变。按照完全独立的两种方案来进行 平差计算：分区坐标参数平差法和条件联系平差法。 两种平差结果几乎完全一致(坐标最大差为4.8cm)， 网中离大地点最远点的点位中误差为0.84m。 全部网点平差后将大地经纬度换算成的6带及3带的 高斯平面直角坐标。还将化算为新54 北京坐标系的坐 标。天文大地网同时存在三种坐标系的坐标值。结束谢谢!不同比例尺地图对大地点的数量要求测图测图 比例尺平均每幅 图图面积积 (km2)平均每幅 图图要求的 三角点数每点控制 的面积积 (km2)三角网的 平均边长边长 (km)相应应的三 角网等级级15万350500315013二等12.5万10012523508三等11万152012026四等