控制測量培訓(xùn)材料1

1、控制測量培訓(xùn)材料控制測量培訓(xùn)材料方門福方門福深圳市勘察研究院有限公司深圳市勘察研究院有限公司二二O O一三年十一月一三年十一月控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)1、基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)知識2、平面控制測量、平面控制測量3、高程控制測量、高程控制測量4、測量新技術(shù)、測量新技術(shù)控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1、定義、定義u在一定區(qū)域內(nèi)，在一定區(qū)域內(nèi)，按測量任務(wù)（按測量任務(wù)（大地測量、測影測量、地形測量大地測量、測影測量、地形測量和工程測量）和工程測量）所要求的精度，測定一系列地面標(biāo)志點（控制點）所要求的精度，測定一系列地面標(biāo)志點（控制點）的平面坐標(biāo)和高程，建立控制網(wǎng)，這種測量工作稱為

2、控制測量的平面坐標(biāo)和高程，建立控制網(wǎng)，這種測量工作稱為控制測量u控制測量學(xué)是研究精確測定和描繪地面控制點空間位置及其變控制測量學(xué)是研究精確測定和描繪地面控制點空間位置及其變化的學(xué)科化的學(xué)科控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.11.1概述概述2 2、主要任務(wù)、主要任務(wù)u建立國家控制網(wǎng)建立國家控制網(wǎng)全國統(tǒng)一測繪基準(zhǔn)全國統(tǒng)一測繪基準(zhǔn)u建立區(qū)域控制網(wǎng)建立區(qū)域控制網(wǎng)省級或城市控制網(wǎng)省級或城市控制網(wǎng)u建立測圖控制網(wǎng)建立測圖控制網(wǎng)為測繪需要建立的控制網(wǎng)為測繪需要建立的控制網(wǎng)u建立工程控制網(wǎng)建立工程控制網(wǎng)為滿足工程建設(shè)需要建立的專項控制網(wǎng)為滿足工程建設(shè)需要建立的專項控制網(wǎng)u建立變形監(jiān)測

3、控制網(wǎng)建立變形監(jiān)測控制網(wǎng)為研究變形建立的控制基準(zhǔn)為研究變形建立的控制基準(zhǔn)3 3、控制測量分類、控制測量分類控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.11.1概述概述控制測量分類按工作內(nèi)容分平面控制測量高程控制測量測定控制點平面位置測定控制點高程按用途分大地控制測量工程控制測量全國范圍內(nèi),按國家統(tǒng)一頒布的法式、規(guī)范進(jìn)行的控制測量為工程建設(shè)或地形圖測繪，在小區(qū)域內(nèi)，在大地測量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上獨立建立控制網(wǎng)的控制測量1 1、地球表面、地球表面控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.21.2基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面u地球的形狀是一個南北極稍扁的，類似于一個地球的

4、形狀是一個南北極稍扁的，類似于一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)的橢球體橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)的橢球體u地球的自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等地球的自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等起伏形態(tài)，海洋面積約占地表面的起伏形態(tài)，海洋面積約占地表面的71%，陸地面，陸地面積約占積約占29%，是一個不規(guī)則曲面。珠穆朗瑪峰高，是一個不規(guī)則曲面。珠穆朗瑪峰高達(dá)達(dá)8848.13m，馬里亞納海溝深達(dá)，馬里亞納海溝深達(dá)11022mu用靜止的海水面向陸地延伸而形成的一個封閉用靜止的海水面向陸地延伸而形成的一個封閉的曲面的曲面,其所包圍的形體來代替地球的形狀和大其所包圍的形體來代替地球的形狀和大小（大地體）?。ù蟮伢w）2 2、鉛垂線、

5、鉛垂線u地球表面任一質(zhì)點，都同時受到兩個作用力：地球表面任一質(zhì)點，都同時受到兩個作用力：其一是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力，其二是整其一是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力，其二是整個地球質(zhì)量產(chǎn)生的引力，這兩種力的合力稱為個地球質(zhì)量產(chǎn)生的引力，這兩種力的合力稱為重力。重力。u重力的作用線又稱為鉛垂線。鉛垂線是測量外重力的作用線又稱為鉛垂線。鉛垂線是測量外業(yè)所依據(jù)的業(yè)所依據(jù)的基準(zhǔn)線基準(zhǔn)線3 3、水準(zhǔn)面、水準(zhǔn)面控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.21.2基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面u處于自由靜止?fàn)顟B(tài)的水面稱為水準(zhǔn)面。處于自由靜止?fàn)顟B(tài)的水面稱為水準(zhǔn)面。u水準(zhǔn)面是一個重力等位面，水準(zhǔn)面上各點

6、處處與該點的重力方向（鉛垂水準(zhǔn)面是一個重力等位面，水準(zhǔn)面上各點處處與該點的重力方向（鉛垂線方向）垂直。線方向）垂直。u在地球表面上、下重力作用的范圍內(nèi)，通過任何高度的點都有一個水準(zhǔn)在地球表面上、下重力作用的范圍內(nèi)，通過任何高度的點都有一個水準(zhǔn)面，因而水準(zhǔn)面有無數(shù)個面，因而水準(zhǔn)面有無數(shù)個4 4、大地水平面、大地水平面u在測量工作中，把一個假想的、與靜止的在測量工作中，把一個假想的、與靜止的海水面重合并向陸地延伸且包圍整個地球海水面重合并向陸地延伸且包圍整個地球的特定重力等位面稱為大地水準(zhǔn)面的特定重力等位面稱為大地水準(zhǔn)面u大地水準(zhǔn)面的特征：是一個封閉的曲面。大地水準(zhǔn)面的特征：是一個封閉的曲面。是一

7、個略有起伏的不規(guī)則曲面，無法用是一個略有起伏的不規(guī)則曲面，無法用 數(shù)學(xué)公式精確表達(dá)。大地水準(zhǔn)面是測量外數(shù)學(xué)公式精確表達(dá)。大地水準(zhǔn)面是測量外業(yè)所依據(jù)的業(yè)所依據(jù)的基淮面基淮面6 6、相互關(guān)系、相互關(guān)系u測量工作的基準(zhǔn)面是大地水準(zhǔn)面，基準(zhǔn)線測量工作的基準(zhǔn)面是大地水準(zhǔn)面，基準(zhǔn)線是鉛垂線是鉛垂線u測量計算的基準(zhǔn)面是參考橢球面，基準(zhǔn)線測量計算的基準(zhǔn)面是參考橢球面，基準(zhǔn)線是法線是法線地球自然表面大地水準(zhǔn)面參考橢球面水 準(zhǔn) 面一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.21.2基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)1 1、參心坐標(biāo)系、參心坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.

8、31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u以地球質(zhì)心為原點建立的坐標(biāo)系：原點為地球質(zhì)心，以地球質(zhì)心為原點建立的坐標(biāo)系：原點為地球質(zhì)心，X X軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正。軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正。Z Z軸軸與地球旋轉(zhuǎn)軸重合，向北為正。與地球旋轉(zhuǎn)軸重合，向北為正。Y Y軸與軸與XZXZ平面垂直構(gòu)平面垂直構(gòu)成右手系。成右手系。u通常分為地心直角坐標(biāo)系和地心大地坐標(biāo)系通常分為地心直角坐標(biāo)系和地心大地坐標(biāo)系uWGS84WGS84、CGCS2000CGCS2000屬于地心坐標(biāo)系屬于地心坐標(biāo)系u以參考橢球的幾何中心為原點建立的坐標(biāo)系：原點以參考橢球的幾何中心為原點建立的坐標(biāo)系：原點O O為參考

9、橢球的幾何中心，為參考橢球的幾何中心，X X軸與赤道面和首子午面的交線重合，向東為正，軸與赤道面和首子午面的交線重合，向東為正，Z Z軸與旋轉(zhuǎn)橢球的短軸重軸與旋轉(zhuǎn)橢球的短軸重合，向北為正，合，向北為正，Y Y軸與軸與XZXZ平面構(gòu)成右手系。參心意指參考橢球的中心。平面構(gòu)成右手系。參心意指參考橢球的中心。u通常分為參考心空間直角坐標(biāo)系和參心大地坐標(biāo)系通常分為參考心空間直角坐標(biāo)系和參心大地坐標(biāo)系u北京北京5454、西安、西安8080、新北京、新北京5454等屬于參心坐標(biāo)系等屬于參心坐標(biāo)系2 2、地心坐標(biāo)系、地心坐標(biāo)系3 3、大地坐標(biāo)系、大地坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)

10、知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 大地坐標(biāo)系是以參考橢球面作為基準(zhǔn)面，以起大地坐標(biāo)系是以參考橢球面作為基準(zhǔn)面，以起始子午面和赤道面作為在橢球面上確定某一點始子午面和赤道面作為在橢球面上確定某一點投影位置的兩個參考面。投影位置的兩個參考面。u 大地經(jīng)度（大地經(jīng)度（L）：）：過地面某點的子午面與起始過地面某點的子午面與起始子午面的夾角子午面的夾角 規(guī)定規(guī)定: :從起始子午面起算，向東為正，由從起始子午面起算，向東為正，由 0至至180，稱為東經(jīng)；向西為負(fù)，由，稱為東經(jīng)；向西為負(fù)，由0至至180，稱為西經(jīng)，稱為西經(jīng)u 大地緯度（大地緯度（B）：）：過地面某點的橢球面法線與過地面某點的橢球面法線與赤

11、道面的夾角赤道面的夾角 規(guī)定：規(guī)定：從赤道面起算，由赤道面向北為正，從赤道面起算，由赤道面向北為正，從從 0到到90，稱為北緯；由赤道面向南為負(fù)，稱為北緯；由赤道面向南為負(fù)，從從 0到到90，稱為南緯，稱為南緯u 大地高：大地高：P點沿橢球面法線到橢球面的距離點沿橢球面法線到橢球面的距離H，稱為大地高，從橢球面起算，向外為正，向內(nèi)稱為大地高，從橢球面起算，向外為正，向內(nèi)為負(fù)為負(fù)NSO子午面子午線赤道面赤道4 4、空間直角坐標(biāo)系、空間直角坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 以橢球體中心以橢球體中心O O為原點為原點u 起始子午面與赤道面交

12、線為起始子午面與赤道面交線為X X軸軸u 赤道面上與赤道面上與X X軸正交的方向為軸正交的方向為Y Y軸軸u 橢球體的旋轉(zhuǎn)軸為橢球體的旋轉(zhuǎn)軸為Z Z軸；軸；u 構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系O-XYZO-XYZu 在該坐標(biāo)系中，在該坐標(biāo)系中，P P點的位置用點的位置用x x，y y，z z表示表示ZYXONS空間直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系的關(guān)系OYXZPLBxzyHP5 5、平面直角坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 測繪工作中所用的平面直角坐標(biāo)系與解析幾何中所用的平面直角坐標(biāo)測繪工作中所用的平面直角坐標(biāo)系與解析幾何中

13、所用的平面直角坐標(biāo)系有所不同系有所不同u 測量平面直角坐標(biāo)系以縱軸為測量平面直角坐標(biāo)系以縱軸為X軸，表示南北方向，向北為正；橫軸軸，表示南北方向，向北為正；橫軸為為Y軸，表示東西方向，向東為正；象限順序依順時針方向排列。軸，表示東西方向，向東為正；象限順序依順時針方向排列。u 當(dāng)測區(qū)范圍較小時（如小于當(dāng)測區(qū)范圍較小時（如小于100km2），常把球面看作平面，建立），常把球面看作平面，建立獨立平面直角坐標(biāo)系，這樣地面點在投影面上的位置就可以用平面獨立平面直角坐標(biāo)系，這樣地面點在投影面上的位置就可以用平面直角坐標(biāo)來確定。建立獨立坐標(biāo)系時，坐標(biāo)原點有時是假設(shè)的，假直角坐標(biāo)來確定。建立獨立坐標(biāo)系時，坐

14、標(biāo)原點有時是假設(shè)的，假設(shè)的原點位置應(yīng)使測區(qū)內(nèi)各點的設(shè)的原點位置應(yīng)使測區(qū)內(nèi)各點的x、y值為正。值為正。 YOPXPYPXIIIIIIIV測量平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系OXYPXPIIIIIIIVY數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)笛卡爾笛卡爾平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系 6 6、高斯平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 高斯投影：設(shè)想有一個橢圓柱面橫套在地球橢球體高斯投影：設(shè)想有一個橢圓柱面橫套在地球橢球體外面，使它與橢球上某一子午線（該子午線稱為中央外面，使它與橢球上某一子午線（該子午線稱為中央子午線）相切，橢圓柱的中心軸通過橢球

15、體中心，然子午線）相切，橢圓柱的中心軸通過橢球體中心，然后用一定的投影方法，將中央子午線兩側(cè)各一定經(jīng)差后用一定的投影方法，將中央子午線兩側(cè)各一定經(jīng)差范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將此柱面展開即范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將此柱面展開即成為投影面，高斯投影又稱為橫軸橢圓柱投影成為投影面，高斯投影又稱為橫軸橢圓柱投影u 高斯投影的特點高斯投影的特點 中央子午線投影后為直線且長度不變，距中央子午線愈遠(yuǎn)中央子午線投影后為直線且長度不變，距中央子午線愈遠(yuǎn)的子午線，投影后變曲程度愈大，長度變形也愈大的子午線，投影后變曲程度愈大，長度變形也愈大 橢球面上除中央子午線外，其他子午線投影后，均向中央橢球面

16、上除中央子午線外，其他子午線投影后，均向中央子午線彎曲，并向兩極收斂，對稱于中央子午線和赤道子午線彎曲，并向兩極收斂，對稱于中央子午線和赤道 在橢球面上對稱于赤道的緯圈，投影后仍成為對稱的曲線，在橢球面上對稱于赤道的緯圈，投影后仍成為對稱的曲線，并與子午線的投影曲線互相垂直且凹向兩極。并與子午線的投影曲線互相垂直且凹向兩極。 控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)6 6、高斯平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系u 高斯投影分帶高斯投影分帶 為了控制長度變形，將地球橢球面按一定的經(jīng)度差分成若干范圍為了控制長度變形，將地球橢球面按一定的經(jīng)度差分成若干范圍

17、不大的帶，稱為投影帶，不大的帶，稱為投影帶，一般采用按經(jīng)差一般采用按經(jīng)差6 6和和3 3分分帶帶 6 6帶：帶：從從0 0子午線起，每隔經(jīng)差子午線起，每隔經(jīng)差6 6自西向東分帶，依次編號自西向東分帶，依次編號1,2,3,601,2,3,60，每帶中間的子午線稱為中央子午線或軸子午線，各，每帶中間的子午線稱為中央子午線或軸子午線，各帶相鄰子午線稱為分界子午線。帶相鄰子午線稱為分界子午線。 N N帶的中央子午線經(jīng)度帶的中央子午線經(jīng)度L L0 0為：為：L L0 06N6N3 3 3 3帶：帶：3 3帶的分帶是在帶的分帶是在6 6帶的基礎(chǔ)上進(jìn)行分帶。自東經(jīng)帶的基礎(chǔ)上進(jìn)行分帶。自東經(jīng) 1 1 開始開始

18、, ,每隔每隔 3 3由西向東按由西向東按 1 1，2 2，3 1203 120順序編號順序編號 n n帶帶的的中央子午線的經(jīng)度中央子午線的經(jīng)度L L為：為：L=3nL=3n6 6、高斯平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 高斯平面直角坐標(biāo)系的建立是采用橫軸橢圓柱高斯平面直角坐標(biāo)系的建立是采用橫軸橢圓柱等角投影方法。投影時設(shè)想把一個橫橢圓柱，套等角投影方法。投影時設(shè)想把一個橫橢圓柱，套在橢圓球的外面，使橫橢圓柱的中心軸通過橢圓在橢圓球的外面，使橫橢圓柱的中心軸通過橢圓球的中心，與橢圓球的某一子午線相切，這條子球

19、的中心，與橢圓球的某一子午線相切，這條子午線稱為中央子午線午線稱為中央子午線u中央子午線投影到投影面上；擴(kuò)大赤道面與橫中央子午線投影到投影面上；擴(kuò)大赤道面與橫橢圓柱相交，這條交線必與中央子午線相垂直。橢圓柱相交，這條交線必與中央子午線相垂直。沿過沿過N N或或S S的母線切開并展平后，這兩條直線是正的母線切開并展平后，這兩條直線是正交的。所以，把交點作為原點，中央子午線作為交的。所以，把交點作為原點，中央子午線作為縱坐標(biāo)軸縱坐標(biāo)軸X X軸，把赤道的投影作為橫坐標(biāo)軸軸，把赤道的投影作為橫坐標(biāo)軸Y Y軸。軸。這樣就構(gòu)成了高斯平面直角坐標(biāo)系這樣就構(gòu)成了高斯平面直角坐標(biāo)系NSo中央子午線中央子午線XY

20、O6 6、我國的常用坐標(biāo)系、我國的常用坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 5454北京坐標(biāo)系北京坐標(biāo)系 原點在前蘇聯(lián)普爾科沃，采用克拉索夫斯基橢球原點在前蘇聯(lián)普爾科沃，采用克拉索夫斯基橢球 主要參數(shù)：主要參數(shù)：a a=6378245=6378245，b=6356863, =1/298.3b=6356863, =1/298.3 高程基準(zhǔn)采為高程基準(zhǔn)采為19561956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面，高程異常以前蘇聯(lián)年青島驗潮站求出的黃海平均海水面，高程異常以前蘇聯(lián)19551955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)，按我國天文水準(zhǔn)路線推算

21、而得年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)，按我國天文水準(zhǔn)路線推算而得 u 8080西安坐標(biāo)系西安坐標(biāo)系 是在是在5454北京坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上對天文大地網(wǎng)進(jìn)行整體平北京坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上對天文大地網(wǎng)進(jìn)行整體平差后建立，大地原點在陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，概略大差后建立，大地原點在陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，概略大地坐標(biāo)：地坐標(biāo)：L L0 0108108o o5555，B0B0 34 34o o3232 橢球參數(shù)為國際大地測量和地球物理學(xué)聯(lián)合會（橢球參數(shù)為國際大地測量和地球物理學(xué)聯(lián)合會（IUGGIUGG）19751975年推薦年推薦 a a=6378140=6378140，b=6356755 =1/298.257b=6

22、356755 =1/298.257， 高程基準(zhǔn)為高程基準(zhǔn)為19561956年青島驗潮站求出的黃海平均海水面年青島驗潮站求出的黃海平均海水面6 6、我國的常用坐標(biāo)系、我國的常用坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 新新5454北京坐標(biāo)系北京坐標(biāo)系 在在8080西安坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，將基于西安坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，將基于IUGG1975IUGG1975橢球的橢球的8080西安坐標(biāo)系平差成果整體西安坐標(biāo)系平差成果整體轉(zhuǎn)換為基于克拉索夫斯基橢球的坐標(biāo)值，并將轉(zhuǎn)換為基于克拉索夫斯基橢球的坐標(biāo)值，并將8080西安坐標(biāo)系原點空間平移而西安坐標(biāo)系原點空間平移而建立，

23、采用多點定位，定向明確。建立，采用多點定位，定向明確。 新新5454坐標(biāo)系與坐標(biāo)系與80 80 西安坐標(biāo)系平行，但橢球面與大地水準(zhǔn)面在我國不是最佳密西安坐標(biāo)系平行，但橢球面與大地水準(zhǔn)面在我國不是最佳密合；大地原點與合；大地原點與80 80 西安坐標(biāo)系相同，但大地起算數(shù)據(jù)不同西安坐標(biāo)系相同，但大地起算數(shù)據(jù)不同 與與5454北京坐標(biāo)系采用的橢球參數(shù)相同，定位相近，但定向不同；北京坐標(biāo)系采用的橢球參數(shù)相同，定位相近，但定向不同；5454北京坐標(biāo)北京坐標(biāo)系是局部平差，新系是局部平差，新5454北京坐標(biāo)系是北京坐標(biāo)系是8080西安坐標(biāo)系整體平差成果的轉(zhuǎn)換值，因西安坐標(biāo)系整體平差成果的轉(zhuǎn)換值，因此，兩個坐

24、標(biāo)系之間沒有全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換參數(shù)，只能進(jìn)行局部轉(zhuǎn)換此，兩個坐標(biāo)系之間沒有全國范圍內(nèi)統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換參數(shù)，只能進(jìn)行局部轉(zhuǎn)換6 6、我國的常用坐標(biāo)系、我國的常用坐標(biāo)系控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u 國家國家20002000坐標(biāo)系（坐標(biāo)系（CGCS2000CGCS2000） 原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心；原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心；Z Z軸由原點指向歷元軸由原點指向歷元2000.02000.0的的地球參考極的方向，該歷元的指向由國際時間局給定的歷元為地球參考極的方向，該歷元的指向由國際時間局給定的歷元為1984.0198

25、4.0的初始的初始指向推算，定向的時間演化保證相對于地殼不產(chǎn)生殘余的全球旋轉(zhuǎn)，指向推算，定向的時間演化保證相對于地殼不產(chǎn)生殘余的全球旋轉(zhuǎn)，X X軸由原軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元2000.02000.0）的交點，）的交點，Y Y軸與軸與Z Z軸、軸、X X軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系 采用廣義相對論意義下的尺度采用廣義相對論意義下的尺度 橢球參數(shù)的數(shù)值為：橢球參數(shù)的數(shù)值為：a a6378137m6378137m b b6356752.314146356752.31414 f f=1/298.257222101 =1/29

26、8.257222101 地心引力常數(shù)地心引力常數(shù) GMGM3.9860044183.98600441810101414m m3 3s s-2-2 自轉(zhuǎn)角速度自轉(zhuǎn)角速度 7.292l157.292l151010-5-5rad srad s-1-16 6、我國的坐標(biāo)系統(tǒng)、我國的坐標(biāo)系統(tǒng)控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.31.3坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)u WGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系 原點在地球質(zhì)心，原點在地球質(zhì)心，Z Z軸指向軸指向BIH1984.0BIH1984.0定義的協(xié)定地球極（定義的協(xié)定地球極（CTPCTP）方向，）方向，X X軸指軸指向向BIH1984.0BIH

27、1984.0的零度子午面和的零度子午面和CTPCTP赤道的交點，赤道的交點，Y Y軸和軸和Z Z、X X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。它是一個地固坐標(biāo)系。它是一個地固坐標(biāo)系。 目前修訂了目前修訂了3 3次，第一次次，第一次19941994年，稱為年，稱為WGSWGS（G730G730）；第二次）；第二次19961996年，稱為年，稱為WGSWGS（873873）；第三次）；第三次20012001年，稱為年，稱為WGS84WGS84（G1150G1150） WGS-84WGS-84橢球及其有關(guān)常數(shù)：橢球及其有關(guān)常數(shù)：WGS-84WGS-84采用的橢球是國際大地測量與地球物理聯(lián)采用的橢球是國

28、際大地測量與地球物理聯(lián)合會第合會第1717屆大會大地測量常數(shù)推薦值，其四個基本參數(shù)屆大會大地測量常數(shù)推薦值，其四個基本參數(shù): : 長半徑：長半徑：a=6378137a=63781372 2（m m）；）； 地球引力常數(shù)：地球引力常數(shù)：GM=3986005GM=3986005108m108m3 3s s-2-20.60.6108m108m3 3s s-2-2； 正常化二階帶諧系數(shù)：正?；A帶諧系數(shù)：C C2020=-484.16685=-484.166851010-6-61.31.31010-9-9； 地球自轉(zhuǎn)角速度：地球自轉(zhuǎn)角速度：=7292115=72921151010-11-11rads

29、rads-1-10.1500.1501010-11-11radsrads-1-1 WGS84橢球扁率：橢球扁率：F1298.2572235631 1、大地坐標(biāo)與直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、大地坐標(biāo)與直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.41.4坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換u正高系統(tǒng)：正高系統(tǒng)：1 1、高程的幾個概念、高程的幾個概念控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.51.5高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)u正高系統(tǒng)：正高系統(tǒng)：以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點的正以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點的正高是該點到通過該點的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點之間的高是該點到通過該點的

30、鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點之間的距離，正高用符號距離，正高用符號Hg表示。表示。 u正常高系統(tǒng)：正常高系統(tǒng)：以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點的以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點的正常高是該點到通過該點的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點正常高是該點到通過該點的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點之間的距離，正常高用之間的距離，正常高用Hy表示。表示。u大地高系統(tǒng)：大地高系統(tǒng)：以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點的以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點的大地高是該點到通過該點的參考橢球的法線與參考橢球面大地高是該點到通過該點的參考橢球的法線與參考橢球面的交點間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符的交點間的

31、距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號號H表示。大地高是一個純幾何量，不具有物理意義，同一表示。大地高是一個純幾何量，不具有物理意義，同一個點，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。個點，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。u大地水準(zhǔn)面差距：大地水準(zhǔn)面差距：大地水準(zhǔn)面到橢球面的距離，記為大地水準(zhǔn)面到橢球面的距離，記為hg （或（或N） 。u高程異常：高程異常：似大地水準(zhǔn)面到橢球面的距離，記為似大地水準(zhǔn)面到橢球面的距離，記為 。u三種系統(tǒng)的關(guān)系：三種系統(tǒng)的關(guān)系： H=Hg+ hg H= H + 2 2、高程與高差、高程與高差控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.51.5高程系

32、統(tǒng)高程系統(tǒng)u高程高程 ：地面點至高程基準(zhǔn)面的鉛垂距離。通地面點至高程基準(zhǔn)面的鉛垂距離。通常是以大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面。常是以大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面。u 絕對高程絕對高程 某點沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面某點沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，稱為該點的絕對高程或海拔，簡稱高程，的距離，稱為該點的絕對高程或海拔，簡稱高程，用用H表示表示u相對高程相對高程 假定一個水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面，假定一個水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面，地面點至假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為相對高程地面點至假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為相對高程或假定高程。用或假定高程。用H表示。表示。u高差：高差：兩點高程之差。兩點高程之差。Ha、Hb為為A、B

33、點的絕對點的絕對高程，高程，Ha、Hb為相對高程，為相對高程，hab為為A、B兩點間的兩點間的高差，即：高差，即： Hab HaHb HaHbu所以，兩點之間的高差與高程起算面無關(guān)所以，兩點之間的高差與高程起算面無關(guān)大地水準(zhǔn)面地球自然表面AAHBH3 3、我國高程系統(tǒng)、我國高程系統(tǒng)控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.51.5高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)u 1956年黃海高程系統(tǒng)：以年黃海高程系統(tǒng)：以19501956年青年青島驗潮站潮汐資料計算的黃海平均海水面島驗潮站潮汐資料計算的黃海平均海水面為基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面 基準(zhǔn)點高程基準(zhǔn)點高程:72.289u 1985年國家高程基準(zhǔn)：年國家高程

34、基準(zhǔn)： 19521979年青島年青島驗潮站潮汐資料計算的黃海平均海水面為驗潮站潮汐資料計算的黃海平均海水面為基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面 基準(zhǔn)點高程基準(zhǔn)點高程: 72.260u 兩者相差兩者相差:H56-H80=0.029m1 1、分類、分類控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)二、平面控制測量二、平面控制測量2.12.1等級與分類等級與分類u 按測量方法分類按測量方法分類 天文大地測量天文大地測量通過觀測太陽或其他恒星位置以確定地面通過觀測太陽或其他恒星位置以確定地面點的經(jīng)度、緯度和至某點天文方位角點的經(jīng)度、緯度和至某點天文方位角 GPS控制測量控制測量觀測衛(wèi)星確定點的空間位置觀測衛(wèi)星確定點的空間位置 三角控制測

35、量三角控制測量測角推算點的坐標(biāo)測角推算點的坐標(biāo) 導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量測邊、測角計算點的坐標(biāo)測邊、測角計算點的坐標(biāo)u 按用途分類按用途分類 基線測量基線測量起算點測量起算點測量 國家控制測量國家控制測量全國范圍統(tǒng)一控制網(wǎng)全國范圍統(tǒng)一控制網(wǎng) 區(qū)域控制測量解決區(qū)域性控制測量問題區(qū)域控制測量解決區(qū)域性控制測量問題 工程控制測量工程控制測量為工程建設(shè)需要進(jìn)行的控制測量為工程建設(shè)需要進(jìn)行的控制測量 控制基準(zhǔn)網(wǎng)控制基準(zhǔn)網(wǎng)變形監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)變形監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng) 施工控制測量施工控制測量為滿足施工測量需要為滿足施工測量需要BA(1)C(n+1)Ds1s2sn23n12345n+1 2 2、等級、等級控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技

36、術(shù)培訓(xùn)二、平面控制測量二、平面控制測量2.12.1等級與分類等級與分類u 天文測量天文測量 一等、二等一等、二等u 三角測量三角測量 國家：一等、二等、三等、四等、國家：一等、二等、三等、四等、5 、8 城市：二等、三等、四等、五秒城市：二等、三等、四等、五秒u GPS測量測量 國家：國家：AA、A、B、C、D、E 城市：城市：二等、三等、四等、一級、二級二等、三等、四等、一級、二級u 導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量 一等、二等、三等、四等、一級、二級一等、二等、三等、四等、一級、二級u 變形測量基準(zhǔn)網(wǎng)變形測量基準(zhǔn)網(wǎng) 一級、二級、三級一級、二級、三級ABCb3a1b1a2c1c3c2a3b2D3 3、國家控

37、制網(wǎng)、國家控制網(wǎng)控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)二、平面控制測量二、平面控制測量2.12.1等級與分類等級與分類u 1951年開始，年開始，1971年基本結(jié)束。年基本結(jié)束。 建網(wǎng)原則：建網(wǎng)原則： 分級布網(wǎng)、逐級控制分級布網(wǎng)、逐級控制 ；有足夠的精度；有足夠的；有足夠的精度；有足夠的密度；有統(tǒng)一的規(guī)格。密度；有統(tǒng)一的規(guī)格。 布設(shè)一等三角鎖布設(shè)一等三角鎖401401條，一等三角點條，一等三角點61826182個，構(gòu)成個，構(gòu)成121121個一等鎖環(huán)，鎖系長達(dá)個一等鎖環(huán)，鎖系長達(dá)7.37.3萬萬kmkm。一等導(dǎo)線點。一等導(dǎo)線點312312個，構(gòu)成個，構(gòu)成1010個導(dǎo)線環(huán)，總長約個導(dǎo)線環(huán)，總長約1 1萬

38、萬kmkm。 19821982年完成了全國天文大地網(wǎng)的整體平差工作。年完成了全國天文大地網(wǎng)的整體平差工作。網(wǎng)中包括一等三角鎖系，二等三角網(wǎng)，部分三等網(wǎng)中包括一等三角鎖系，二等三角網(wǎng)，部分三等網(wǎng)，總共約有網(wǎng)，總共約有5 5萬個大地控制點，萬個大地控制點，500500條起始邊和條起始邊和近近10001000個正反起始方位角的約個正反起始方位角的約3030萬個觀測量的天萬個觀測量的天文大地網(wǎng)。文大地網(wǎng)。 平差結(jié)果表明：網(wǎng)中離大地點最遠(yuǎn)點的點位中誤平差結(jié)果表明：網(wǎng)中離大地點最遠(yuǎn)點的點位中誤差為差為0.9m0.9m，一等觀測方向中誤差為，一等觀測方向中誤差為。為檢驗。為檢驗和研究大規(guī)模大地網(wǎng)計算的精度，

39、采用了兩種方和研究大規(guī)模大地網(wǎng)計算的精度，采用了兩種方案獨立進(jìn)行，第一種方案為條件聯(lián)系數(shù)法，第二案獨立進(jìn)行，第一種方案為條件聯(lián)系數(shù)法，第二種為附有條件的間接觀測平差法。兩種方案平差種為附有條件的間接觀測平差法。兩種方案平差后所得結(jié)果基本一致，坐標(biāo)最大差值為后所得結(jié)果基本一致，坐標(biāo)最大差值為4.8cm4.8cm。一等三角鎖二等三角網(wǎng)控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)二、平面控制測量二、平面控制測量2.12.1等級與分類等級與分類3 3、國家控制網(wǎng)、國家控制網(wǎng)控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)二、平面控制測量二、平面控制測量2.12.1等級與分類等級與分類u 三、四等三角網(wǎng)三、四等三角網(wǎng) 在一、二等網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了在一、二等網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了加密控制點，以滿足測圖和工程建設(shè)加密控制點，以滿足測圖和工程建設(shè)的需要。的需要。 三、四等點以高等級三角點為基礎(chǔ)，三、四等點以高等級三角點為基礎(chǔ)，盡可能采用插網(wǎng)方法布設(shè)，盡可能采用插網(wǎng)方法布設(shè)， 也采用了插點方法布設(shè)，或越級布網(wǎng)。也采用了插點方法布設(shè)，或越級布網(wǎng)。即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插人四等全面網(wǎng)，即在二等網(wǎng)內(nèi)直接插人四等全面網(wǎng)，而不經(jīng)過三等網(wǎng)的加密。而不經(jīng)過三等網(wǎng)的加密。1 1、專業(yè)規(guī)范、專業(yè)規(guī)范控制測量技術(shù)培訓(xùn)控制測量技術(shù)培訓(xùn)二、平面控制測量二、平面控制測量2.22.2規(guī)范規(guī)范u 國家三角測量