大学测量《大地测量》教学课件：04-水平控制网

测量工程与装备系测量工程与装备系:范范 百百 兴兴20222022年年9 9月月6 6日日第二章第二章 水平控制网的技术设计水平控制网的技术设计Horizontal Control Network2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案课程内容回顾：课程内容回顾：控制测量、大地测量的定义、内容和关系控制测量、大地测量的定义、内容和关系 大地水准面、参考椭球面和似大地水准面大地水准面、参考椭球面和似大地水准面 外业测量和测量计算的基准面和基准线外业测量和测量计算的基准面和基准线 垂线偏差和大地水准面差距垂线偏差和大地水准面差距 北京北京54坐标、坐标、80坐标、坐标、WGS84坐标坐标 1956黄海高程、黄海高程、1985国家高程国家高程 测量仪器和测量理论对控制测量的重要性测量仪器和测量理论对控制测量的重要性2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案本次课程主要内容：本次课程主要内容：国家天文大地网布设原则国家天文大地网布设原则 国家水准网国家水准网 国家国家GPS控制网控制网 工程控制网工程控制网 控制网精度估算控制网精度估算 测量标志测量标志2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网一、国家天文大地网(Astrogeodetic Network)布设时间布设时间 1951年年-1971年年 布设原则布设原则 分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制 具有足够的精度具有足够的精度 具有足够的密度具有足够的密度 具有统一的规格具有统一的规格测量基准是什么测量基准是什么2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 一等三角锁一等三角锁(Triangulation Chain)控制骨干，精度为主，控制二等一下各级三角测量。控制骨干，精度为主，控制二等一下各级三角测量。2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 布设情况布设情况 沿经纬线布设段长沿经纬线布设段长200km1:350000、1:150000测角中误差测角中误差 0.7，天文精度天文精度 0.3天文纬度天文纬度 0.3方位角方位角 0.5国家一等三角锁国家一等三角锁2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 二等基本锁二等基本锁(Secondary Fundamental Chain)2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 平均边长平均边长1520km，测角中误差测角中误差 1.2 ,基线测量精度基线测量精度1:200000。二等补充网二等补充网平均边长平均边长13km测角中误差测角中误差 2.5 二等全面网二等全面网 四周与一等锁衔接四周与一等锁衔接 1:350000、1:150000 测角中误差测角中误差 1.0 天文精度天文精度 0.3；天文纬度天文纬度 0.3，方位角方位角 0.5 2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 三、四等三角网布设方案三、四等三角网布设方案 加加密密控控制制点点，满满足足测测图图和和工工程程建建设设需需要要。常常采采用用插插点点法、插网法或越级布网。法、插网法或越级布网。精度精度 三等：三等：1.8、8km、1:80000 四等：四等：2.5、4km、1:400002.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 只附和于高级网点，边长较短三、四等三角网插网布设方案三、四等三角网插网布设方案2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 和高级网的边尽可能直接相接，边长较长三、四等三角网差点布设方案三、四等三角网差点布设方案2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 v 内插点位于高级三角形内切圆心附近，不得位于图中阴影内插点位于高级三角形内切圆心附近，不得位于图中阴影 部分部分三、四等三角网差点布设方案三、四等三角网差点布设方案2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案一、国家天文大地网布设原则一、国家天文大地网布设原则 特殊地区和要特殊地区和要求可以布设附和锁求可以布设附和锁和线形锁。最好联和线形锁。最好联测高等级的边。测高等级的边。2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案二、国家天文大地网的建立二、国家天文大地网的建立 利用常规测量技术建立国家大地测量控制网利用常规测量技术建立国家大地测量控制网时间：时间：20世纪世纪50年代初年代初-20时世纪时世纪60年代末年代末 1982年完成天文大地网整体平差年完成天文大地网整体平差精度：精度：最远点位中误差最远点位中误差 0.9m 一等观测方向中误差一等观测方向中误差 0.46 采用条件联系数法和附有条件的间接平差法采用条件联系数法和附有条件的间接平差法 两种平差坐标最大不符值两种平差坐标最大不符值 4.8cm2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案二、国家天文大地网的建立二、国家天文大地网的建立 利用现代测量技术建立国家大地测量控制网利用现代测量技术建立国家大地测量控制网1、92 GPS A 级网级网组织组织:中国资源卫星应用中心和中国测绘规划设计中心中国资源卫星应用中心和中国测绘规划设计中心 国家测绘局、地震局、中石油等单位实施国家测绘局、地震局、中石油等单位实施 概况概况:27个点组成，平均边长个点组成，平均边长800km MINI-MAC2816 4 MINI-MAC2816 4台台 Trimble 4000SST 13 Trimble 4000SST 13台台 Ashtech Ashtech MDX 17MDX 17台台精度精度:定位精度优于定位精度优于 0.1m,边长相对精度优于边长相对精度优于110-8目的目的:确定全国地心坐标系确定全国地心坐标系,建立地心参考框架及其与国家坐建立地心参考框架及其与国家坐标标 系的转换参数系的转换参数,作为国家高精度卫星大地网的骨架作为国家高精度卫星大地网的骨架,并并为地壳运动和地球动力学运动奠定基础为地壳运动和地球动力学运动奠定基础2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案利用现代测量技术建立国家大地测量控制网利用现代测量技术建立国家大地测量控制网2、96 GPS A 级网级网概况概况:33个主站，个主站，23个副站个副站 Leica Leica 200/Rogue 8000200/Rogue 8000 8 8台台/6/6台台 Trimble 4000SSE 17 Trimble 4000SSE 17台台 Ashtech Ashtech MD12/Z12 14MD12/Z12 14台台/8/8台台精度精度:水平方向水平方向4mm 3 3ppmppmDD,垂直方向垂直方向8mm 4 4ppmppmDD 目的目的:改造改造92 GPS A 级网级网,完善全国地心框架完善全国地心框架2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案利用现代测量技术建立国家大地测量控制网利用现代测量技术建立国家大地测量控制网3、GPS B 级网级网概况概况:818个点个点，19911995年测量年测量 采用采用TrimbleTrimble和和AshtechAshtech接收机接收机精度精度:水平方向优于水平方向优于 0.07m,垂直方向优于垂直方向优于 0.16m 基线相对精度基线相对精度10-7目的目的:精化大地水准面精化大地水准面,建立海洋和陆地大地测量统一系统建立海洋和陆地大地测量统一系统2.12.1水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案利用现代测量技术建立国家大地测量控制网利用现代测量技术建立国家大地测量控制网4、GPS 一级网一级网概况概况:军测部门建立军测部门建立，19911992年测量年测量 基本与国家三角点（导线点基本与国家三角点（导线点）重合，联测高程重合，联测高程 MINI-MAC2816 10 MINI-MAC2816 10台台 精度精度:基线分量相对误差基线分量相对误差0.01ppm 点位中误差优于点位中误差优于2cm 2.12.1水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案利用现代测量技术建立国家大地测量控制网利用现代测量技术建立国家大地测量控制网5、GPS 二级网二级网概况概况:军测部门建立，军测部门建立，500多个点多个点 200 200多点与国家三角点（导线点多点与国家三角点（导线点）重合，联测高程重合，联测高程 19921994 19921994年年 MINI-MAC2816MINI-MAC2816接收机测量接收机测量 1995199719951997年年 AshtechAshtech Z12 Z12接收机测量接收机测量精度精度:基线分量相对误差基线分量相对误差0.02ppm 大地纬度中误差大地纬度中误差 0.18cm 大地经度中误差大地经度中误差 0.21cm 大地高中误差大地高中误差 0.81cm 2.12.1水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案6、中国地壳运动观测网络、中国地壳运动观测网络概况概况:地震局、总参测绘局、中科院、国家测绘局地震局、总参测绘局、中科院、国家测绘局 25站的基准网站的基准网 56站的基本网站的基本网 1000站的区域网站的区域网目的目的:精化服务于中长期地震预报，兼顾大地测量精化服务于中长期地震预报，兼顾大地测量 广州站广州站永兴岛永兴岛鼎新站鼎新站嵩山站嵩山站嵩山站嵩山站 25站的基准网 1000站的区域网 56站的基本网 2.1 2.1 水平控制网的布设原则和方案水平控制网的布设原则和方案2.2 2.2 工程水平控制网的布设原则和方案工程水平控制网的布设原则和方案布设原则布设原则 分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制 具有足够的精度具有足够的精度 具有足够的密度具有足够的密度 具有统一的规格具有统一的规格 与国家控制网的关系与国家控制网的关系 一般需要联测国家控制网一般需要联测国家控制网 一般使用独立坐标系一般使用独立坐标系 要求精度但不追求剩余精度要求精度但不追求剩余精度 2.2 2.2 工程水平控制网的布设原则和方案工程水平控制网的布设原则和方案布设原则布设原则 不同行业的工程测量控制网遵循不同的测量标准：不同行业的工程测量控制网遵循不同的测量标准：城市测量规范城市测量规范 工程测量规范工程测量规范 交通测量规范交通测量规范 地质矿产勘查测量规范地质矿产勘查测量规范 水利工程测量规范水利工程测量规范2.2 2.2 工程水平控制网的布设原则和方案工程水平控制网的布设原则和方案布设方案布设方案 工测三角控制网具有等级多、首级控制网等级不确定、边长工测三角控制网具有等级多、首级控制网等级不确定、边长相对较短等特点，电磁波导线也可代替三角控制网作为工相对较短等特点，电磁波导线也可代替三角控制网作为工测各级控制网，其中三四等导线对应三四等三角网。测各级控制网，其中三四等导线对应三四等三角网。2.3 2.3 控制网推算元素的精度估算控制网推算元素的精度估算精度估算的目的精度估算的目的 技术报告的主要内容是论述控制网的精度能否满足需要。精技术报告的主要内容是论述控制网的精度能否满足需要。精度