《2注册测绘师培训大地测量().ppt》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().ppt（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉大学测绘学院2012年注册测绘师资格考试考前培训2第第1 1章章 大地测量大地测量(一一)大地测量大地测量1、根据测绘基准建设的基本要求，确定国家和区域、根据测绘基准建设的基本要求，确定国家和区域连续运连续运行基准站网行基准站网、卫星定位控制网卫星定位控制网、高程控制网高程控制网、重力控制重力控制网网以及以及区域似大地水准面精化区域似大地水准面精化方案，进行技术设计。方案，进行技术设计。【要点要点】：大地测量控制网的等级、观测技术，技大地测量控制网的等级、观测技术，技术术设计设计。重点是：。重点是：卫星定位控制网、高程控制网、似大卫星定位控制网、高程控制网、似大地水准面精化地水准面精化 （
2、设计）（设计）大地测量与海洋测绘考试基本要求大地测量与海洋测绘考试基本要求全球定位系全球定位系统测量量规范范 GB/T 18314-2009国家一、二等水准国家一、二等水准测量量规范范GB/T 12897-2006全球全球导航航卫星系星系统连续运行参考站网建运行参考站网建设规范范CH/T 2008-20052、根据技术设计，优化作业组织，控制作业进度，确定安、根据技术设计，优化作业组织，控制作业进度，确定安全生产、成果保密和质量控制措施。全生产、成果保密和质量控制措施。【要点】：作业作业组织组织、质量控制质量控制措施措施3、根据作业区域的地质、环境、交通、地形和气象等条件，、根据作业区域的地质
3、、环境、交通、地形和气象等条件，选择满足设计要求的点选择满足设计要求的点(站站)址，建造合适的测量标志，并址，建造合适的测量标志，并提交相应的资料。提交相应的资料。【要点】：根据不同根据不同测量方法与手段测量方法与手段，掌握，掌握选点准备、要求选点准备、要求及作业过程及作业过程（选点埋石）（选点埋石）。4、根据技术设计，选择经检验合格的测量仪器设备进行、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外业观测测，对观测，对观测数据数据进行进行检核检核；选择适当的数据处理方法和软件，；选择适当的数据处理方法和软件，对外业观测对外业观测数据处理数据处理。【要点要点】：设备检核，观测数据设备检核
4、，观测数据限差限差检核，数据检核，数据预处理预处理，平平差差计算步骤。计算步骤。(观测和数据处理观测和数据处理)5、根据项目要求，、根据项目要求，建立建立并并运行运行大地测量数据库大地测量数据库和和高精度导航定高精度导航定位服务系统位服务系统。【要点】：大地测量数据库、大地测量数据库、CORS （数据管理和应用）（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、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。换方法，建立不同等级、不同年代控制网间的相互转换关系。【要点要点】( (坐标转换坐标转换) )1 1）掌
5、握）掌握坐标系坐标系定义（定义（空间直角坐标空间直角坐标、大地坐标大地坐标、站心坐标、站心坐标、高斯平面高斯平面直角坐标直角坐标、城市独立坐标以及施工坐标）；、城市独立坐标以及施工坐标）；2 2）掌握）掌握19541954年北京坐标系、年北京坐标系、19801980西安坐标系、西安坐标系、CGCS2000CGCS2000坐标系的相关坐标系的相关内容；内容；3 3）掌握不同坐标系之间转换的实现方法（）掌握不同坐标系之间转换的实现方法（空间三维坐标转换、二维平空间三维坐标转换、二维平面坐标转换面坐标转换）。）。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根据大地测量项目的特点和要求，对项
6、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。制，并对项目成果进行整理、检查、验收和归档。【要点】：项目成果项目成果检查检查、验收验收【大地测量考试基本要求关键点大地测量考试基本要求关键点】 大地测量大地测量控制网控制网技术技术设计、费用设计、费用计算计算 选点选点 实施实施方案方案 外业外业观测、检核观测、检核 数据处理数据处理 似大地水准面精化似大地水准面精化 坐标系坐标系及其及其转换转换 质量控制质量控制 与成果与成果验收验收1.1 1.1 大地测量概论大地测量概论11(1)大地测量的任务大地测量的任务建立国家或大范围的精密测量控制网。建立国家或大范围的精密测量控制网。如如
7、国家一等国家一等四等平面大地控制网和高程控制网，四等平面大地控制网和高程控制网， AE卫星定位控制网，高铁卫星定位控制网，高铁CP0、CPI控制网控制网(2) 现代大地测量的特点现代大地测量的特点长距离、高精度、实时快速、四维长距离、高精度、实时快速、四维(XYZT)、地心、学科、地心、学科融合融合1.1.1 大地测量的任务和特点大地测量的任务和特点1.1 大地测量概论121.1 大地测量概论1.1.2 大地测量的主要作用大地测量的主要作用（1）实用性任务）实用性任务 为大规模为大规模地形图测制地形图测制及各种及各种工程测量工程测量提供高精度的提供高精度的平平面和高程面和高程控制；为控制；为空
8、间科学空间科学技术和技术和军事军事用途提供精确用途提供精确的的点位点位、距离距离、方位方位及及重力重力资料；资料；（2）科学性任务）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问题提供资料; （3）是组织、管理、融合和分析地球海量时空信是组织、管理、融合和分析地球海量时空信息的息的数理基础和时空参考平台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与参考框架大大地地测测量量系系统统大地测量基准大地测量基准坐标系坐标系尺度尺度数学模型数学模型大大地地测测量量参参考考框框架架总体概念总
9、体概念具具体体实实现现1.1.3.1 大地测量坐标系统和大地测量常数大地测量坐标系统和大地测量常数大地测量坐标系统是大地测量坐标系统是固定在地球上固定在地球上，与地球，与地球一起一起转动转动的的非惯性坐标系非惯性坐标系统。统。原原 点：点：地心地心坐标系统 参心参心坐标系统表现形式：表现形式：空间直角坐标(XYZ) 大地坐标(BLH)大地测量常数大地测量常数是是地球椭球几何参数地球椭球几何参数和和物理参数物理参数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-
10、2 自转角速度7.292l1510-5rad s-1 CGCS2000与与ITRF97(2000参考历元参考历元) 等价等价1.1.3.2 大地测量坐标框架大地测量坐标框架参心坐标框架参心坐标框架 参心坐标系参心坐标系BJ54, Xian80天文大地网地心坐标框架地心坐标框架 地心坐标系地心坐标系 CGCS2000大地网(三级构成) 国际地球参考框架ITRF1.1.3.3高程系统和高程框架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
11、、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系统和重力测量框架重力参考系统：p采用的正常椭球常数正常椭球常数及其正常重力场正常重力场。p1950-1979， 波茨坦重力基准，克拉索夫斯基椭球；p1980-1999，国家1985重力基本网(85网)，IAG75椭球常数及正常重力场；p2000-现在，2000网，GRS80椭球常数及正常重力场1.1.3.5 深度基准深度基准理论深度基准面理论深度基准面、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与框架时间系统时间系统：世界时(UT)、原子时(AT)、力学时(DT)、协调时(UTC
12、)、GPS时(GPST)时间系统框架时间系统框架：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常用坐标系及其转换 大地坐标系、空间直角坐标系大地坐标系、空间直角坐标系22站心坐标系：站心坐标系：以测站为原点，以测站为原点，测站上的法线测站上的法线( (垂线垂线) )为为Z Z轴方向的坐标系就轴方向的坐标系就称为法线称为法线( (或垂线或垂线) )站站心坐标系。心坐标系。23p一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线( (中央子午线中央子午线) )相切相切; ;p椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，椭圆柱
13、的中心轴通过椭球体中心，p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面上，再将此柱面展开即成为投影面 。高斯平面直角坐标系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。一个尺度因子。 先旋转、再平移、最后统一尺度先旋转、再平移、最后统一尺度坐标系转换坐标系转换（1 1）二
14、维平面直角坐标变换）二维平面直角坐标变换1 1）二维坐标变换）二维坐标变换25 先旋转、再统一尺度、最后平移先旋转、再统一尺度、最后平移 先平移、再旋转、最后变换尺度先平移、再旋转、最后变换尺度26 （2 2）大地坐标（）大地坐标（B B，L L）计算高斯平面直角坐标（）计算高斯平面直角坐标（x x，y y）（高斯投影正算）（高斯投影正算）27 （3 3）高斯平面直角坐标（）高斯平面直角坐标（x x，y y）计算大地坐标（）计算大地坐标（B B，L L）（高斯投影反算）（高斯投影反算）28不同坐标系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不同坐标系统的转换本质上是不同基准间的转换，
15、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(3个平移个平移参数、参数、3 3个旋转参数和个旋转参数和1 1个尺度参数个尺度参数 ) )。 （1）三维空间直角坐标的相互转换）三维空间直角坐标的相互转换 2）三维坐标的相互转换）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）空间大地坐标与空间直角坐标的相互转换 nBLHBLHXYZ XYZ 30nXYZ XYZ BLHBLH31(3(3）ITRFITRF参考框架及其相互转换参考框架及其相互转换 自自19881988年起，年起，IER
16、SIERS已经发布了已经发布了ITRF88ITRF88、ITRF89ITRF89、ITRF90ITRF90、ITRF91ITRF91、ITRF92ITRF92、ITRF93ITRF93、ITRF94ITRF94、ITRF96ITRF96、ITRF97 ITRF97 、ITRF2000ITRF2000、 ITRF2005、ITRF2008等全球坐标参考框架。等全球坐标参考框架。一个地球参考框架的定义，是通过对框架的定向、原点、尺度和框架时一个地球参考框架的定义，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。间演变基准的明确定义来实现的。 1.2 传统大地控制网传统大地控制网
17、33( (一一) )国家平面控制网布设原则国家平面控制网布设原则 l分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制l足够的精度足够的精度l足够的密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；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。国家控制网是测图的基本控制，其密度要满足测图的要求。l统一的规范和要求统一的规范和要求国家三角测量规范国家三角测量规范GB/T 17942-2000，规定了：，规定了：布网方案布网方案作业方法作业方法使用仪器使用仪器精度指标等内容。精度指标等内容。 (二）传统二）传统大地大地测量仪器测量仪器经纬仪：经纬仪：
18、光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪（角测量）（角测量）按准确度分为四级 (m1, 1m2, 2m6, 670km1.3.3 基准站建设设计设计技术设计方案、点位设计图、站点位置信息表、基准站施工设计图选址选址观测环境、地质环境、依托保障、提交成果基建基建观测墩、观测室、防雷工程、辅助工程、提交成果设备设备接收机、天线、气象设备、电源设备、计算机与软件1.3.4 数据中心数据中心数据管理系统数据管理系统数据处理分析系统数据处理分析系统产品服务系统产品服务系统数据中心机房数据中心机房计算机与网络计算机与网络基本产品：基本产品：GNSS原始数据，气象数据、基准站坐标及精度和速度原始数据，气象数据、基准站
19、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 数据通信网络数据通信网络1.3.6 基准站网测试基准站网测试测试基准站测试基准站数据采集数据采集、数据完好性、数据完好性测试基准站测试基准站-数据中心数据中心-用户的用户的数据传输数据传输稳定性稳定性测试数据中心对基准站的测试数据中心对基准站的监控能力监控能力测试实时定位的测试实时定位的覆盖范围覆盖范围和有效和有效作业时间作业时间测试站网数据测试站网数据产品服务内容产品服务内容和精度指标和精度指标测试测试其他其他内容内容1.3.7 基准站网维护基准站网维护n设
20、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n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1.3.8 网络网络RTK测量测量单基站单基站RTKRTK技术技术(CORS(CORS网网) )CORS网，30km，单站信息改正。虚拟基站技术虚拟基站技术(VRS)(VRS)3基站，误差改正模型，虚拟改正基站主副站技术主副站技术(MAC)(MAC)选择一基准站为主站选择一基准站为主站，并将主站所有的改正数及坐标信息改正数及坐标信息 传送给流动站;网络中其基准站网络中其基准站只是将其相对主站相
21、对主站的改正数变化改正数变化及坐标差信息坐标差信息传送给流动站，从而减少了传送的数据量减少了传送的数据量。VRSVRS和和MACMAC技术服务半径一般可以达到技术服务半径一般可以达到40KM40KM左右左右1.4 卫星大地控制网卫星大地控制网1.4.1 GNSS1.4.1 GNSS控制网等级控制网等级GNSS: GPS,GLONASS,Galelio,Compass全球定位系统测量规范全球定位系统测量规范GB/T 18314-2009, GPS网分为网分为A、B、C、D、 E五级五级2009版版GPS测量规范的限差是与仪器的标称精度相关联的测量规范的限差是与仪器的标称精度相关联的50A级：由卫
22、星定位连续运行基准站构成，建立国家一等一等大地控制网，为全球全球地球动力学研究地球动力学研究、地壳形变地壳形变和卫星精密定轨精密定轨服务；B级：建立国家二等二等大地控制网、地方或城市坐标基准框架，区域性区域性的地球动力学地球动力学研究、地壳形变地壳形变测量和各种精密工程测量精密工程测量等；C级：建立三等三等大地控制网，及区域、城市及工程测量基本控制等;D级：建立四等四等大地控制网；E级：用于测图、施工测图、施工等控制测量。对于对于GPS网，重点掌握：网，重点掌握：n两个最重要的两个最重要的等级等级： B，Cn外业观测指标外业观测指标：时段数时段数时段长度时段长度重复设站数重复设站数n网形特征网
23、形特征：同步基线数同步基线数独立基线选择与条数计算独立基线选择与条数计算n最重要的最重要的数据处理质量指标数据处理质量指标：同步环闭合差同步环闭合差异步环闭合差异步环闭合差重复基线差重复基线差基线向量残差。基线向量残差。521.4.2 GNSS1.4.2 GNSS网布设网布设一、 GNSS网技术设计n资料收集n实地踏勘 n图上设计 n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结点或一等与二等水准路线结点结点处，建在基岩上；如附近3km处无基岩，选在土层上。C级点作为水准路线的结点时应选建在基岩上，如无基岩或不利于水准联测，可选在土层上。点位分布应均匀，所
24、选点位应满足GPS观测和水准联测条件。点位占用土地，应得到土地使用者或管理者的同意。2、选点要求n人员:熟悉GPS、水准观测, 充分了解测区的地理、地质、水文、气象、验潮、交通、通信、水电等信息。n实地勘察选点:点位确定后用手持GPS测定大地坐标坐标，同时考察卫星通视环境与电磁干扰环境环境，确定可用标石类型标石类型，记录点之记点之记有关内容，实地竖立标志牌标志牌、拍摄照片照片。n最终选择在稳定坚实的基岩、岩石、土层、建筑物顶部等能长期保存及满足观测、扩展、使用条件的地点，并做好选点标记。n环境：避开环境变化大，地质环境不稳定的地区；远离发射功率强大的无线发射源、微渡信道、高压线等，距离不小于2
25、00 m。n观测条件：避开多路径影响，周围高度角15以上无遮挡，困难地区高度角大于15的遮挡物在水平投影范围总和不应超过30 。50 m以内的各种固定与变化反射体应标注在点之记环视图上。n示意图：选点时必须绘制水准联测示意图。n成果：选点完成后提交选点图、点之记信息、实地选点情况说明、对埋石工作的建议等。3 3、GPSGPS点建造点建造 三、三、GPS接收机检验接收机检验所用GPS接收机及天线都必须送国家计量部门认可的仪器检定单位检定，检定合格后在有效期限内使用。四、四、GPS观测实施观测实施 GPS土层点埋石结束后，一般地区应经过一个雨季经过一个雨季，冻土深度冻土深度大于0.8 m的地区还应
26、经过一个冻、解期，岩层上埋设的标石应经一个月，方可进行观测。1 1基本技术要求基本技术要求 (1)最少卫星4颗； (2)采样间隔30s； (3) 静态观测； (4) 截止高度角10o； (5)坐标和时间系统：WGS 84，UTC； (6)时段及时长： 等级BCDE时段数321.61.6时段时长23h4h1h40min2. 2. 观测设备观测设备 各等级大地控制网观测均应采用大地型大地型GPS接收机接收机。3. 3. 观测方案观测方案基于GPS连续运行站的观测模式；同步环、边连接、相对定位观测模式4. 4. 作业要求作业要求架设天线严格整平整平、对中，指向磁北磁北（偏差小于5）；天线与接收机用电
27、缆连接并固紧。检查仪器、天线及电源连接等，确认无误后开机观测。开机后，输人测站编号、天线高等测站信息。每时段观测前后各量测一次天线高，读数精确至1 mm。观测手簿现场填写，严禁事后补记和涂改编造数据。定时检查、记录接收机各信息。严防人或牲畜碰动仪器、天线和遮挡卫星信号。雷雨季节观测注意防雷击，应关闭接收机卸下天线。 5. 5. 数据下载与存储数据下载与存储观测时段结束后，应及时下载观测数据每天的原始数据使用一个子目录原始观测数据和RINEX格式数据均应备份五、外业数据检查与技术总结五、外业数据检查与技术总结1.1.数据质量检查数据质量检查观测卫星总数；数据可利用率(80)；Ll、L2频率的多路
28、径效应；GPS接收机钟的日频稳定性。2.2.技术总结技术总结任务来源、内容、完成情况、测区概况；作业依据、采用基准及已有资料利用情况；作业组织实施、仪器检验、质量控制、技术问题的处理；存在问题和建议；提交成果内容等。64一、外业数据质量检核一、外业数据质量检核 1 复测基线长度较差复测基线长度较差 2 同步环闭合差同步环闭合差 3 异步环闭合差异步环闭合差 4 基线向量残差基线向量残差其中：其中：n为为闭合闭合环的边数环的边数， m为仪器数为仪器数 1.4.3 GPS1.4.3 GPS测量数据处理测量数据处理二、二、GPS网网基线精处理基线精处理结果质量检查结果质量检查基线分量、边长的重复性。
29、各时间段的较差。独立环闭合差，或附和路线坐标闭合差。三、三、GPS网平差网平差首先，首先，提取基线向量；其次，其次，三维无约束平差；再次，再次，约束平差和联合平差；最后，最后，质量分析与控制。1 1、基线向量提取、基线向量提取选取相对独立独立基线，否则平差结果会与实际不相符合。选取质量好质量好的基线向量基线向量(依据依据RMS、RDOP、RATIO、同步环闭合差、同步环闭合差、异步环闭合差及重复基线较差来判定异步环闭合差及重复基线较差来判定)。所选取的基线应构成闭合图形构成闭合图形。选取能构成边数较少的异步环边数较少的异步环的基线向量.选取边长较短较短的基线向量。2 2、三维无约束平差、三维无
30、约束平差根据无约束平差结果，判别消除粗差消除粗差基，以使构网的所有基线向量均满足质量要求；调整调整各基线向量观测值的权数权数，使得它们相互匹配。3 3、约束平差和联合平差、约束平差和联合平差指定指定进行平差基准平差基准和坐标系统坐标系统；指定指定起算数据；检验约束条件的质量检验约束条件的质量；进行平差解算平差解算。4 4、质量分析与控制、质量分析与控制根据基线向量改正数的大小判断粗差；相邻点的中误差和相对中误差。1.5 高程控制网高程控制网70目的和任务目的和任务建立统一高程控制网，为地形测图和各项建设提供必要建立统一高程控制网，为地形测图和各项建设提供必要的高程控制基础；的高程控制基础；（实
31、用任务）（实用任务） 为地壳垂直运动、平均海面倾斜及其变化和大地水准面为地壳垂直运动、平均海面倾斜及其变化和大地水准面形状等地球科学研究提供精确的高程数据形状等地球科学研究提供精确的高程数据（科学任务）（科学任务）。1.5.1 1.5.1 水准网的布设水准网的布设71一、水准网的布设原则和精度一、水准网的布设原则和精度 国家一、二等水准测量规范GB12897-2006国家三、四等水准测量规范GB12897-2009l从高到低、逐级控制从高到低、逐级控制一等一等: :是国家高程控制网的是国家高程控制网的骨干骨干，同时也为相关，同时也为相关地球科学研究地球科学研究提供提供高程数据；高程数据；二等二
32、等: :是国家高程控制网的是国家高程控制网的全面基础全面基础；三、四等：三、四等：为为地形测图地形测图和和其他工程建设其他工程建设提供高程控制。提供高程控制。 72 水准水准标石标石类型类型间距（间距（km）布设具体要求布设具体要求一般一般地区地区经经济济发发达地区达地区荒漠荒漠地区地区基基岩岩水水准标石准标石500只只设设于于一一等等水水准准路路线线上上，大大城城市市和和断断裂裂带带附附近近应应增增设设，基基岩岩较较深深地地区区可可适适当当放放宽宽，每省（市、自治区）至少两座。每省（市、自治区）至少两座。基基本本水水准标石准标石4020-3060设设于于一一二二等等水水准准路路线线上上及及交
33、交叉叉处处，大大、中中城城市市两两侧侧及及县县城城附附近近。尽尽量量设设置置在在坚坚固固岩岩层上。层上。普普通通水水准标石准标石4-82-410设设于于各各等等级级水水准准路路线线上上，以以及及山山区区水水准准路路线线高高程程变变换换点点附附近近，长长度度超超过过300米米的的遂遂道，跨河水准测量的两岸标尺附近。道，跨河水准测量的两岸标尺附近。l 水准点满足一定的密度水准点满足一定的密度73l水准测量达到足够的精度水准测量达到足够的精度 各等级水准测量的精度，用每公里高差中数的偶然中误差各等级水准测量的精度，用每公里高差中数的偶然中误差 和和每公里高差中数的全中误差来表示。每公里高差中数的全中
34、误差来表示。 等级一等(mm)二等(mm)三等(mm)四等(mm)M的限值0.451.03.05.0MW的限值1.02.06.010.0 一等水准网应定期复测一等水准网应定期复测 74二、二、 国家高程控制网布设方案国家高程控制网布设方案n我国的水准测量分为我国的水准测量分为四等四等；n各等级路线必须各等级路线必须自行闭合自行闭合或或附和高等级附和高等级的水准路线上，的水准路线上，以便以便n控制控制水准测量水准测量系统误差的积累系统误差的积累和和n在高等级的水准环中布设低等级的水准路线在高等级的水准环中布设低等级的水准路线（加密）（加密）。75一等一等闭合，闭合，环线长，平原和丘陵环线长，平原
35、和丘陵1 0001 500km，一般山，一般山 区为区为2 000km左右。左右。二等二等闭合，闭合，环线长，平原环线长，平原500750km,山区不超过山区不超过1 000km。三、四等，三、四等，用于用于加密加密，环线环线长、长、附合附合路线长度和结点间路线路线长度和结点间路线长度，三等水准分别为长度，三等水准分别为200km、150km和和70km；四等；四等分别为分别为100km、80km和和30km。 1.5.2 1.5.2 水准仪和水准标尺检验水准仪和水准标尺检验一一 、水准仪器的选用、水准仪器的选用二、二、 水准仪和水准标尺的检验水准仪和水准标尺的检验作业前作业前 水准测量仪器和
36、标尺仪器和标尺应送检和校准，在效期内使用。作业中作业中 i角检校角检校自动安平光学水准仪每天每天开测前；气泡式水准仪每天上、下午每天上、下午各检校一次i角，作业开始后的7个个工作日内，若i角较为稳定,以后每隔15天天检校一次。数字水准仪，每天每天开测前。1.5.3 1.5.3 水准测量作业方法及误差来源水准测量作业方法及误差来源 一、水准观测的程序和基本要求一、水准观测的程序和基本要求准备工作：与环境一致仪器架设：气泡、脚架、测微鼓采用偶数站，往测测，返测标尺互换数字水准仪，避免望远镜直接对准太阳；避免视线被遮挡，遮挡不要超过标尺在望远镜中截长的20(二二) 水准测量主要限差水准测量主要限差测
37、站视线长度前后视距差视线高度数字水准仪重复测量次数往返高差不符值环闭合差检测高差限差(三三) 水准测量误差来源水准测量误差来源n仪器误差视准轴与水准器轴不平行的误差水准标尺每米真长误差（尺差尺差）两根水准标尺零点差。n外界因素引起的误差温度变化对i角角的影响大气垂直折光影响仪器脚架和尺台(桩)升降的影响等。n观测误差整平整平误差照准照准误差读数读数误差。1.5.4 1.5.4 水准测量外业计算水准测量外业计算(1) 观测数据的检查(2) 外业高差和概略高程表的编算一、二等：一、二等：水准标尺长尺长改正和温度改正温度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正、环闭合差改正。三、四等：三
38、、四等：尺长度改正尺长度改正、正常水准面不平行改正正常水准面不平行改正、路路(环环)线闭合差线闭合差改正。(3) 每千米水准测量的偶然中误差计算(4) 每千米水准测量的全中误差计算 1.5.5 1.5.5 水准网平差水准网平差(一一) 水准测量观测值权的确定水准测量观测值权的确定(二二)间接平差法间接平差法 (1) 确定未知数 (2) 列出误差方程 (3) 组成法方程 (4) 求解未知数 (5) 精度评定(三三)条件平差法条件平差法 (1) 确定必要观测个数，即条件方程的个数； (2) 列出足够数目又线性无关的条件方程； (3) 列出平差值函数式 (4) 写出条件方程系数表； (5) 组成法方
39、程组的系数及常数项 (6) 解算法方程组 (7) 求出改正数 (8) 计算单位权中误差及函数的中误差1.6 重力控制网重力控制网85( (一一) )重力控制测量等级重力控制测量等级首先，首先，在全国范围内在全国范围内建立各级建立各级重力控制网，重力控制网，然后，然后，根据不同目的和用途，再进行根据不同目的和用途，再进行加密加密测量。测量。三级：三级：国家重力国家重力基本网基本网国家国家一等一等重力网重力网国家国家二等二等重力点重力点。此外，还有国家级此外，还有国家级重力仪标定基线重力仪标定基线 设计设计选点埋石选点埋石仪器检验仪器检验野外观测野外观测数据处理数据处理 1.6.1 1.6.1 重
40、力测量设计重力测量设计(二二) 重力控制测量设计原则重力控制测量设计原则有一定的密度密度，有效地覆盖范围有效地覆盖范围，满足联测精度要求精度要求和经济、国防建设需要需要。基本重力控制点应在全国构成多边形网，其点距应在500 km左右。一、二等重力点布设应满足各部门进行区域重力测量的需要，全国分布，点间距300km左右。(三三) 加密重力测量设计原则加密重力测量设计原则满足如下要求：在全国建立55国家基本格网平均重力异常模型；为精化大地水准面，采用天文、重力、GPS水准测量方法确定全国范围的高程异常值；为内插大地点求出天文大地垂线偏差；为国家一、二等水准测量正常高系统所需的重力改正1.6.2 重
41、力控制网选点与埋石重力控制网选点与埋石基准点应位于稳固的非风化基岩基岩上基本重力点基本重力点及引点引点一般选在机场附近机场附近一等重力点一等重力点一般选在机场、公路附近机场、公路附近1.6.3 重力测量仪器及检验重力测量仪器及检验FG5型绝对重力仪绝对重力仪拉科斯特型相对重力仪相对重力仪石英弹簧相对重力仪相对重力仪1.6.4 重力测量重力测量(一一) 绝对重力测量绝对重力测量(二二) 基本重力点联测基本重力点联测 国家基本重力点联测应采用对称观测对称观测，即：ABCCBA，每条测线一般在24小时内闭合。(三三) 一、二等重力点联测一、二等重力点联测一等重力点联测路线一等重力点联测路线应组成闭合
42、环闭合环或附合附合在两基本点间;二等重力点联测起算点二等重力点联测起算点为重力基本点、一等重力点或其引点。(四四) 加密重力点联测加密重力点联测起算点为各等级重力控制点;重力测线应形成闭合或附和路线。(五五)平面坐标和高程测定平面坐标和高程测定每个重力点都必须测定平面坐标和高程，各等级的重力点的平面坐标、高程测定中误差不应超过1m。 1.6.5 重力观测的数据计算重力观测的数据计算 (一一)绝对重力测量数据计算绝对重力测量数据计算墩面或离墩面1.3 m高度处重力值计算；每组观测重力值的平均值计算及精度估算总平均值计算及精度估算；重力梯度计算。 (二二) 相对重力测量数据计算相对重力测量数据计算
43、初步观测值的计算；零漂改正后的观测值计算。 1.7 似大地水准面精化似大地水准面精化93参心局域二维低精度静止现势性差地心全球三维高精度动态在线服务现代测绘基准体系现代测绘基准体系经典测绘基准体系经典测绘基准体系1.7.1 大地水准面大地水准面重力等位面与平均海水面最为接近。正高的起算面，地面点沿重力重力线到大地水准面的距离称为正高。确定大地水准面确定大地水准面的方法：几何法、重力学法几何与重力联合法(或称组台法)。95测量中常用的高程系统有大地高、正高和正常高。 高程系统之间的转换关系高程系统之间的转换关系 96 h h = = H HGPS GPS - - 国国家家海海拔拔高高程程（基基准
44、准）零零点点上的海拔高上的海拔高 h h0 0 = 0 = 0，椭球高，椭球高H H0 0 = N= N0 0 00关关键键技技术术：联联合合重重力力、卫卫星星和和地地形形数数据据建建立立厘厘米米级级精精度度似大地水准面数值模型。似大地水准面数值模型。大地水准面（海洋）海洋陆地大地水准面 （虚拟海面）HGPShN0参考椭球面参考椭球面水准测量不可达山区水准测量不可达山区GPS海拔高测量海拔高测量平坦地区水准测量平坦地区水准测量地形表面地形表面从从GPSGPS大地高转化为正常高大地高转化为正常高97似大地水准面精化法:利用GPS、水准观测结果，结合重力测量、重力场数据，确定高精度区域似大地水准面
45、。卫星卫星重力重力地形地形数据数据地面地面重力重力精密精密GPS精密精密水准水准格网化重力似大地水准面离散GPS水准测量似大地水准面融合技术精密似大地水准面98似大地水准面精化法的特点：似大地水准面精化法的特点： 结合重力似大地水准面高分辨率、GPS 水准似大地水准面高精度优势，达到区域似大地水准面精化的目的。计算步骤计算步骤GPS水准计算实测似大地水准面任一点重力似大地水准面的计算区域重力似大地水准面的拟合计算，根据(1)(2)的结果建立多项式拟合模型 1.8 大地测量数据库大地测量数据库1.8.1 概述概述大地测量数据库是管理大地测量数据及实现其输入、编辑、浏览、查询、统计、分析、表达、输出、更新等管理管理、维护维护与分发分发功能的软件和支撑环境的总称。1.8.2 组成、分级与结构组成、分级与结构由大地测量数据大地测量数据、管理系统管理系统和支撑环境支撑环境三部分组成。分为国家省区和市(县)三级。
