注冊測繪師培訓大地測量(年)

1、武漢大學測繪學院2012年注冊測繪師資格考試考前培訓2第第1 1章章 大地測量大地測量(一一)大地測量大地測量1、根據(jù)測繪基準建設的基本要求，確定國家和區(qū)域、根據(jù)測繪基準建設的基本要求，確定國家和區(qū)域連續(xù)運連續(xù)運行基準站網(wǎng)行基準站網(wǎng)、衛(wèi)星定位控制網(wǎng)衛(wèi)星定位控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)、重力控制重力控制網(wǎng)網(wǎng)以及以及區(qū)域似大地水準面精化區(qū)域似大地水準面精化方案，進行技術(shù)設計。方案，進行技術(shù)設計?！疽c要點】：大地測量控制網(wǎng)的等級、觀測技術(shù)，技大地測量控制網(wǎng)的等級、觀測技術(shù)，技術(shù)術(shù)設計設計。重點是：。重點是：衛(wèi)星定位控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)、似大衛(wèi)星定位控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)、似大地水準面精化地水準面精化 （

2、設計）（設計）大地測量與海洋測繪考試基本要求大地測量與海洋測繪考試基本要求全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范 GB/T 18314-2009國家一、二等水準測量規(guī)范國家一、二等水準測量規(guī)范GB/T 12897-2006全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運行參考站網(wǎng)建設規(guī)范全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運行參考站網(wǎng)建設規(guī)范CH/T 2008-20052、根據(jù)技術(shù)設計，優(yōu)化作業(yè)組織，控制作業(yè)進度，確定安、根據(jù)技術(shù)設計，優(yōu)化作業(yè)組織，控制作業(yè)進度，確定安全生產(chǎn)、成果保密和質(zhì)量控制措施。全生產(chǎn)、成果保密和質(zhì)量控制措施。【要點】：作業(yè)作業(yè)組織組織、質(zhì)量控制質(zhì)量控制措施措施3、根據(jù)作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)、環(huán)境、交通、地形和氣象等條

3、件、根據(jù)作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)、環(huán)境、交通、地形和氣象等條件，選擇滿足設計要求的點，選擇滿足設計要求的點(站站)址，建造合適的測量標志，址，建造合適的測量標志，并提交相應的資料。并提交相應的資料?！疽c】：根據(jù)不同根據(jù)不同測量方法與手段測量方法與手段，掌握，掌握選點準備、要求選點準備、要求及作業(yè)過程及作業(yè)過程（選點埋石）（選點埋石）。4、根據(jù)技術(shù)設計，選擇經(jīng)檢驗合格的測量儀器設備進行、根據(jù)技術(shù)設計，選擇經(jīng)檢驗合格的測量儀器設備進行外業(yè)觀外業(yè)觀測測，對觀測，對觀測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進行進行檢核檢核；選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法和軟件，；選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法和軟件，對外業(yè)觀測對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理?！疽c要點】：設

4、備檢核，觀測數(shù)據(jù)設備檢核，觀測數(shù)據(jù)限差限差檢核，數(shù)據(jù)檢核，數(shù)據(jù)預處理預處理，平平差差計算步驟。計算步驟。(觀測和數(shù)據(jù)處理觀測和數(shù)據(jù)處理)5、根據(jù)項目要求，、根據(jù)項目要求，建立建立并并運行運行大地測量數(shù)據(jù)庫大地測量數(shù)據(jù)庫和和高精度導航定高精度導航定位服務系統(tǒng)位服務系統(tǒng)?！疽c】：大地測量數(shù)據(jù)庫、大地測量數(shù)據(jù)庫、CORS （數(shù)據(jù)管理和應用）（數(shù)據(jù)管理和應用）6、根據(jù)作業(yè)區(qū)坐標系統(tǒng)現(xiàn)狀，分析確定不同坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)、根據(jù)作業(yè)區(qū)坐標系統(tǒng)現(xiàn)狀，分析確定不同坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換方法，建立不同等級、不同年代控制網(wǎng)間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。換方法，建立不同等級、不同年代控制網(wǎng)間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系?！疽c要點】( (坐標轉(zhuǎn)換

5、坐標轉(zhuǎn)換) )1 1）掌握）掌握坐標系坐標系定義（定義（空間直角坐標空間直角坐標、大地坐標大地坐標、站心坐標、站心坐標、高斯平面高斯平面直角坐標直角坐標、城市獨立坐標以及施工坐標）；、城市獨立坐標以及施工坐標）；2 2）掌握）掌握19541954年北京坐標系、年北京坐標系、19801980西安坐標系、西安坐標系、CGCS2000CGCS2000坐標系的相關(guān)坐標系的相關(guān)內(nèi)容；內(nèi)容；3 3）掌握不同坐標系之間轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)方法（）掌握不同坐標系之間轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)方法（空間三維坐標轉(zhuǎn)換、二維平空間三維坐標轉(zhuǎn)換、二維平面坐標轉(zhuǎn)換面坐標轉(zhuǎn)換）。）。7.根據(jù)大地測量項目的特點和要求，對項目過程質(zhì)量進行控根據(jù)大地測

6、量項目的特點和要求，對項目過程質(zhì)量進行控制，并對項目成果進行整理、檢查、驗收和歸檔。制，并對項目成果進行整理、檢查、驗收和歸檔?！疽c】：項目成果項目成果檢查檢查、驗收驗收【大地測量考試基本要求關(guān)鍵點大地測量考試基本要求關(guān)鍵點】 大地測量大地測量控制網(wǎng)控制網(wǎng)技術(shù)技術(shù)設計、費用設計、費用計算計算 選點選點 實施實施方案方案 外業(yè)外業(yè)觀測、檢核觀測、檢核 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 似大地水準面精化似大地水準面精化 坐標系坐標系及其及其轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 質(zhì)量控制質(zhì)量控制 與成果與成果驗收驗收1.1 1.1 大地測量概論大地測量概論11(1)大地測量的任務大地測量的任務建立國家或大范圍的精密測量控制網(wǎng)。建立國家或大范

7、圍的精密測量控制網(wǎng)。如如國家一等國家一等四等平面大地控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，四等平面大地控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)， AE衛(wèi)星定位控制網(wǎng)，高鐵衛(wèi)星定位控制網(wǎng)，高鐵CP0、CPI控制網(wǎng)控制網(wǎng)(2) 現(xiàn)代大地測量的特點現(xiàn)代大地測量的特點長距離、高精度、實時快速、四維長距離、高精度、實時快速、四維(XYZT)、地心、學、地心、學科融合科融合1.1.1 大地測量的任務和特點大地測量的任務和特點1.1 大地測量概論121.1 大地測量概論1.1.2 大地測量的主要作用大地測量的主要作用（1）實用性任務）實用性任務 為大規(guī)模為大規(guī)模地形圖測制地形圖測制及各種及各種工程測量工程測量提供高精度的提供高精度的平平面和高程面

8、和高程控制；為控制；為空間科學空間科學技術(shù)和技術(shù)和軍事軍事用途提供精確用途提供精確的的點位點位、距離距離、方位方位及及重力重力資料；資料；（2）科學性任務）科學性任務為研究地球形狀和大小、地殼形變及地震預報等科學為研究地球形狀和大小、地殼形變及地震預報等科學問題提供資料問題提供資料; （3）是組織、管理、融合和分析地球海量時空信是組織、管理、融合和分析地球海量時空信息的息的數(shù)理基礎和時空參考平臺數(shù)理基礎和時空參考平臺。1.1 大地測量概論1.1.3 大地測量系統(tǒng)與參考框架大地測量系統(tǒng)與參考框架大大地地測測量量系系統(tǒng)統(tǒng)大地測量基準大地測量基準坐標系坐標系尺度尺度數(shù)學模型數(shù)學模型大大地地測測量量參

9、參考考框框架架總體概念總體概念具具體體實實現(xiàn)現(xiàn)1.1.3.1 大地測量坐標系統(tǒng)和大地測量常數(shù)大地測量坐標系統(tǒng)和大地測量常數(shù)大地測量坐標系統(tǒng)是大地測量坐標系統(tǒng)是固定在地球上固定在地球上，與地球，與地球一起一起轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動的的非慣性坐標系非慣性坐標系統(tǒng)。統(tǒng)。原原 點：點：地心地心坐標系統(tǒng) 參心參心坐標系統(tǒng)表現(xiàn)形式：表現(xiàn)形式：空間直角坐標(XYZ) 大地坐標(BLH)大地測量常數(shù)大地測量常數(shù)是是地球橢球幾何參數(shù)地球橢球幾何參數(shù)和和物理參數(shù)物理參數(shù)2000國家大地坐標系(CGCS2000)的地球橢球參數(shù)： 長半軸 a6378137m 扁率 f1/298.257222101 地心引力常數(shù) GM3.98600

10、44181014m3s-2 自轉(zhuǎn)角速度7.292l1510-5rad s-1 CGCS2000與與ITRF97(2000參考歷元參考歷元) 等價等價1.1.3.2 大地測量坐標框架大地測量坐標框架參心坐標框架參心坐標框架 參心坐標系參心坐標系BJ54, Xian80天文大地網(wǎng)地心坐標框架地心坐標框架 地心坐標系地心坐標系 CGCS2000大地網(wǎng)(三級構(gòu)成) 國際地球參考框架ITRF1.1.3.3高程系統(tǒng)和高程框架高程系統(tǒng)和高程框架高程基準：水準原點 1956黃海高程系(H0=72.289m) 1985國家高程基準(H0=72.2604m)高程系統(tǒng)：正常高、正高、大地高高程框架：高程系統(tǒng)的具體實

11、現(xiàn)。 例如國家一、二、三、四等水準控制網(wǎng)，似大地水準面精化模型1.1.3.4 重力系統(tǒng)和重力測量框架重力系統(tǒng)和重力測量框架重力參考系統(tǒng)：p 采用的正常橢球常數(shù)正常橢球常數(shù)及其正常重力場正常重力場。p 1950-1979， 波茨坦重力基準，克拉索夫斯基橢球；p 1980-1999，國家1985重力基本網(wǎng)(85網(wǎng))，IAG75橢球常數(shù)及正常重力場；p 2000-現(xiàn)在，2000網(wǎng)，GRS80橢球常數(shù)及正常重力場1.1.3.5 深度基準深度基準理論深度基準面理論深度基準面、平均低潮面、最低低潮面、大潮平均低潮面1.1.3.6 時間系統(tǒng)與框架時間系統(tǒng)與框架時間系統(tǒng)時間系統(tǒng)：世界時(UT)、原子時(AT)

12、、力學時(DT)、協(xié)調(diào)時(UTC)、GPS時(GPST)時間系統(tǒng)框架時間系統(tǒng)框架：采用的時間頻率基準、守時系統(tǒng)、授時系統(tǒng)、覆蓋范圍1.1.3.7 常用坐標系及其轉(zhuǎn)換常用坐標系及其轉(zhuǎn)換 大地坐標系、空間直角坐標系大地坐標系、空間直角坐標系22站心坐標系：站心坐標系：以測站為原點，以測站為原點，測站上的法線測站上的法線( (垂線垂線) )為為Z Z軸方向的坐標系就軸方向的坐標系就稱為法線稱為法線( (或垂線或垂線) )站站心坐標系。心坐標系。23p一個橢圓柱面橫套在地球橢球體外面，并與某一條子午線一個橢圓柱面橫套在地球橢球體外面，并與某一條子午線( (中央子午線中央子午線) )相切相切; ;p橢圓

13、柱的中心軸通過橢球體中心，橢圓柱的中心軸通過橢球體中心，p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，再將此柱面展開即成為投影面面上，再將此柱面展開即成為投影面 。高斯平面直角坐標系高斯平面直角坐標系24cossin(1)()sincosxxxmyyy 新舊平面坐標系統(tǒng)間的相互轉(zhuǎn)換實際上是一種二維轉(zhuǎn)換。一般而言，兩平平面坐標系統(tǒng)間的相互轉(zhuǎn)換實際上是一種二維轉(zhuǎn)換。一般而言，兩平面坐標系統(tǒng)間包含四個原始轉(zhuǎn)換因子，即兩個平移因子、一個旋轉(zhuǎn)因子和面坐標系統(tǒng)間包含四個原始轉(zhuǎn)換因子，即兩個平移因子、一個旋轉(zhuǎn)因子和一個尺度因子。一個尺度因子。 先

14、旋轉(zhuǎn)、再平移、最后統(tǒng)一尺度先旋轉(zhuǎn)、再平移、最后統(tǒng)一尺度坐標系轉(zhuǎn)換坐標系轉(zhuǎn)換（1 1）二維平面直角坐標變換）二維平面直角坐標變換1 1）二維坐標變換）二維坐標變換25 先旋轉(zhuǎn)、再統(tǒng)一尺度、最后平移先旋轉(zhuǎn)、再統(tǒng)一尺度、最后平移cossin(1)sincosxxxmyyy 新舊cossin(1)()sincosxxxmyyy 新舊 先平移、再旋轉(zhuǎn)、最后變換尺度先平移、再旋轉(zhuǎn)、最后變換尺度265NNxXsinBcosBl +sinBcos Btl +N sinBcos Bttl 23244246(5 -94)224(61 - 58)720 NyNB lco s Btl+N co s Btttl 322

15、35242225co s(1)6(51 81 45 8)1 2 0 （2 2）大地坐標（）大地坐標（B B，L L）計算高斯平面直角坐標（）計算高斯平面直角坐標（x x，y y）（高斯投影正算）（高斯投影正算）272222232465539224619045720ffffffffffffffffttBByttMNMNt ttyMN()() 2233224225511126152 862 481 2 0ffffffffffffflytyNBNB tttyNB()co sco s()co s （3 3）高斯平面直角坐標（）高斯平面直角坐標（x x，y y）計算大地坐標（）計算大地坐標（B B，L

16、L）（高斯投影反算）（高斯投影反算）28不同坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上是不同基準間的轉(zhuǎn)換，不同基準間的轉(zhuǎn)換方不同坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上是不同基準間的轉(zhuǎn)換，不同基準間的轉(zhuǎn)換方法有很多，其中，最為常用的有布爾沙模型，又稱為七參數(shù)轉(zhuǎn)換法法有很多，其中，最為常用的有布爾沙模型，又稱為七參數(shù)轉(zhuǎn)換法(3(3個平移個平移參數(shù)、參數(shù)、3 3個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和1 1個尺度參數(shù)個尺度參數(shù) ) )。 000111222111)1 (ZYXZYXmZYXXYXzYz（1）三維空間直角坐標的相互轉(zhuǎn)換）三維空間直角坐標的相互轉(zhuǎn)換 2）三維坐標的相互轉(zhuǎn)換）三維坐標的相互轉(zhuǎn)換 29(2）空間大地坐標與空間直角坐標的相互轉(zhuǎn)換）空

17、間大地坐標與空間直角坐標的相互轉(zhuǎn)換 nBLHBLHXYZ XYZ BHeNLBHNLBHNZYXsin)1 (sincos)(coscos)(2BeaN22sin12222abae30nXYZ XYZ BLHBLHXYLarctan)1 ()()(arctan22HeNYXHNZB21sineNBZH31(3(3）ITRFITRF參考框架及其相互轉(zhuǎn)換參考框架及其相互轉(zhuǎn)換 自自19881988年起，年起，IERSIERS已經(jīng)發(fā)布了已經(jīng)發(fā)布了ITRF88ITRF88、ITRF89ITRF89、ITRF90ITRF90、ITRF91ITRF91、ITRF92ITRF92、ITRF93ITRF93、I

18、TRF94ITRF94、ITRF96ITRF96、ITRF97 ITRF97 、ITRF2000ITRF2000、 ITRF2005、ITRF2008等全球坐標參考框架。等全球坐標參考框架。一個地球參考框架的定義，是通過對框架的定向、原點、尺度和框架時一個地球參考框架的定義，是通過對框架的定向、原點、尺度和框架時間演變基準的明確定義來實現(xiàn)的。間演變基準的明確定義來實現(xiàn)的。 ITRFxxITRFyyZYXRRRRRRDTTTZYX111)1 (1213233211.2 傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)33( (一一) )國家平面控制網(wǎng)布設原則國家平面控制網(wǎng)布設原則 l分級布網(wǎng)、逐級控制分級布網(wǎng)、逐級

19、控制l足夠的精度足夠的精度l足夠的密度足夠的密度即每幅圖中包含控制點個數(shù)，不同比例尺要求不同；即每幅圖中包含控制點個數(shù)，不同比例尺要求不同；國家控制網(wǎng)是測圖的基本控制，其密度要滿足測圖的要求。國家控制網(wǎng)是測圖的基本控制，其密度要滿足測圖的要求。l統(tǒng)一的規(guī)范和要求統(tǒng)一的規(guī)范和要求國家三角測量規(guī)范國家三角測量規(guī)范GB/T 17942-2000，規(guī)定了：，規(guī)定了：布網(wǎng)方案布網(wǎng)方案作業(yè)方法作業(yè)方法使用儀器使用儀器精度指標等內(nèi)容。精度指標等內(nèi)容。 (二）傳統(tǒng)二）傳統(tǒng)大地大地測量儀器測量儀器經(jīng)緯儀：經(jīng)緯儀：光學經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀（角測量）（角測量）按準確度分為四級 (m1, 1m2, 2m6, 6

20、70km1.3.3 基準站建設設計設計技術(shù)設計方案、點位設計圖、站點位置信息表、基準站施工設計圖選址選址觀測環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、依托保障、提交成果基建基建觀測墩、觀測室、防雷工程、輔助工程、提交成果設備設備接收機、天線、氣象設備、電源設備、計算機與軟件1.3.4 數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)產(chǎn)品服務系統(tǒng)產(chǎn)品服務系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房數(shù)據(jù)中心機房計算機與網(wǎng)絡計算機與網(wǎng)絡基本產(chǎn)品：基本產(chǎn)品：GNSS原始數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)、基準站坐標及精度和速度原始數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)、基準站坐標及精度和速度高級產(chǎn)品：衛(wèi)星星歷、電離層與對流層模型、相位和偽距差分高級產(chǎn)品：衛(wèi)星星歷、電離層與對

21、流層模型、相位和偽距差分1.3.5 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡1.3.6 基準站網(wǎng)測試基準站網(wǎng)測試測試基準站測試基準站數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)完好性、數(shù)據(jù)完好性測試基準站測試基準站-數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心-用戶的用戶的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù)中心對基準站的測試數(shù)據(jù)中心對基準站的監(jiān)控能力監(jiān)控能力測試實時定位的測試實時定位的覆蓋范圍覆蓋范圍和有效和有效作業(yè)時間作業(yè)時間測試站網(wǎng)數(shù)據(jù)測試站網(wǎng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務內(nèi)容產(chǎn)品服務內(nèi)容和精度指標和精度指標測試測試其他其他內(nèi)容內(nèi)容1.3.7 基準站網(wǎng)維護基準站網(wǎng)維護n設備維護全年每天連續(xù)24小時運行定期進行設備檢測，必要時進行設備更新n基準維護定期與IGS站聯(lián)測解算，

22、維持坐標框架更新根據(jù)需要對關(guān)聯(lián)的水準標志進行定期測定根據(jù)需要對埋設的重力標石與國家重力基本網(wǎng)進行定期聯(lián)測1.3.8 網(wǎng)絡網(wǎng)絡RTK測量測量單基站單基站RTKRTK技術(shù)技術(shù)(CORS(CORS網(wǎng)網(wǎng)) )CORS網(wǎng)，30km，單站信息改正。虛擬基站技術(shù)虛擬基站技術(shù)(VRS)(VRS)3基站，誤差改正模型，虛擬改正基站主副站技術(shù)主副站技術(shù)(MAC)(MAC)選擇一基準站為主站選擇一基準站為主站，并將主站所有的改正數(shù)及坐標信息改正數(shù)及坐標信息 傳送給流動站;網(wǎng)絡中其基準站網(wǎng)絡中其基準站只是將其相對主站相對主站的改正數(shù)變化改正數(shù)變化及坐標差信息坐標差信息傳送給流動站，從而減少了傳送的數(shù)據(jù)量減少了傳送的數(shù)

23、據(jù)量。VRSVRS和和MACMAC技術(shù)服務半徑一般可以達到技術(shù)服務半徑一般可以達到40KM40KM左右左右1.4 衛(wèi)星大地控制網(wǎng)衛(wèi)星大地控制網(wǎng)1.4.1 GNSS1.4.1 GNSS控制網(wǎng)等級控制網(wǎng)等級GNSS: GPS,GLONASS,Galelio,Compass 全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范GB/T 18314-2009, GPS網(wǎng)分為網(wǎng)分為A、B、C、D、 E五級五級 2009版版GPS測量規(guī)范的限差是與儀器的標稱精度相關(guān)聯(lián)的測量規(guī)范的限差是與儀器的標稱精度相關(guān)聯(lián)的5022()abD A級：由衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準站構(gòu)成，建立國家一等一等大地控制網(wǎng)，為全球全球地球動力學研究地

24、球動力學研究、地殼形變地殼形變和衛(wèi)星精密定軌精密定軌服務；B級：建立國家二等二等大地控制網(wǎng)、地方或城市坐標基準框架，區(qū)域性區(qū)域性的地球動力學地球動力學研究、地殼形變地殼形變測量和各種精密工程測量精密工程測量等；C級：建立三等三等大地控制網(wǎng)，及區(qū)域、城市及工程測量基本控制等;D級：建立四等四等大地控制網(wǎng)；E級：用于測圖、施工測圖、施工等控制測量。對于對于GPS網(wǎng)，重點掌握：網(wǎng)，重點掌握：n兩個最重要的兩個最重要的等級等級： B，Cn外業(yè)觀測指標外業(yè)觀測指標：時段數(shù)時段數(shù)時段長度時段長度重復設站數(shù)重復設站數(shù)n網(wǎng)形特征網(wǎng)形特征：同步基線數(shù)同步基線數(shù)獨立基線選擇與條數(shù)計算獨立基線選擇與條數(shù)計算n最重要

25、的最重要的數(shù)據(jù)處理質(zhì)量指標數(shù)據(jù)處理質(zhì)量指標：同步環(huán)閉合差同步環(huán)閉合差異步環(huán)閉合差異步環(huán)閉合差重復基線差重復基線差基線向量殘差。基線向量殘差。521.4.2 GNSS1.4.2 GNSS網(wǎng)布設網(wǎng)布設一、 GNSS網(wǎng)技術(shù)設計n資料收集n實地踏勘 n圖上設計 n技術(shù)設計書編寫 二、 GNSS網(wǎng)點選址與埋石1選點原則B級點須選在一等水準路線結(jié)點結(jié)點或一等與二等水準路線結(jié)點結(jié)點處，建在基巖上；如附近3km處無基巖，選在土層上。C級點作為水準路線的結(jié)點時應選建在基巖上，如無基巖或不利于水準聯(lián)測，可選在土層上。點位分布應均勻，所選點位應滿足GPS觀測和水準聯(lián)測條件。點位占用土地，應得到土地使用者或管理者的同

26、意。2、選點要求n人員:熟悉GPS、水準觀測, 充分了解測區(qū)的地理、地質(zhì)、水文、氣象、驗潮、交通、通信、水電等信息。n實地勘察選點:點位確定后用手持GPS測定大地坐標坐標，同時考察衛(wèi)星通視環(huán)境與電磁干擾環(huán)境環(huán)境，確定可用標石類型標石類型，記錄點之記點之記有關(guān)內(nèi)容，實地豎立標志牌標志牌、拍攝照片照片。n最終選擇在穩(wěn)定堅實的基巖、巖石、土層、建筑物頂部等能長期保存及滿足觀測、擴展、使用條件的地點，并做好選點標記。n 環(huán)境：避開環(huán)境變化大，地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定的地區(qū)；遠離發(fā)射功率強大的無線發(fā)射源、微渡信道、高壓線等，距離不小于200 m。n 觀測條件：避開多路徑影響，周圍高度角15以上無遮擋，困難地區(qū)高度

27、角大于15的遮擋物在水平投影范圍總和不應超過30 。50 m以內(nèi)的各種固定與變化反射體應標注在點之記環(huán)視圖上。n 示意圖：選點時必須繪制水準聯(lián)測示意圖。n 成果：選點完成后提交選點圖、點之記信息、實地選點情況說明、對埋石工作的建議等。3 3、GPSGPS點建造點建造 三、三、GPS接收機檢驗接收機檢驗所用GPS接收機及天線都必須送國家計量部門認可的儀器檢定單位檢定，檢定合格后在有效期限內(nèi)使用。四、四、GPS觀測實施觀測實施 GPS土層點埋石結(jié)束后，一般地區(qū)應經(jīng)過一個雨季經(jīng)過一個雨季，凍土深度凍土深度大于0.8 m的地區(qū)還應經(jīng)過一個凍、解期，巖層上埋設的標石應經(jīng)一個月，方可進行觀測。1 1基本技

28、術(shù)要求基本技術(shù)要求 (1)最少衛(wèi)星4顆； (2)采樣間隔30s； (3) 靜態(tài)觀測； (4) 截止高度角10o； (5)坐標和時間系統(tǒng)：WGS 84，UTC； (6)時段及時長： 等級BCDE時段數(shù)321.61.6時段時長23h4h1h40min2. 2. 觀測設備觀測設備 各等級大地控制網(wǎng)觀測均應采用大地型大地型GPS接收機接收機。3. 3. 觀測方案觀測方案基于GPS連續(xù)運行站的觀測模式；同步環(huán)、邊連接、相對定位觀測模式4. 4. 作業(yè)要求作業(yè)要求 架設天線嚴格整平整平、對中，指向磁北磁北（偏差小于5）； 天線與接收機用電纜連接并固緊。 檢查儀器、天線及電源連接等，確認無誤后開機觀測。 開

29、機后，輸人測站編號、天線高等測站信息。 每時段觀測前后各量測一次天線高，讀數(shù)精確至1 mm。 觀測手簿現(xiàn)場填寫，嚴禁事后補記和涂改編造數(shù)據(jù)。 定時檢查、記錄接收機各信息。 嚴防人或牲畜碰動儀器、天線和遮擋衛(wèi)星信號。 雷雨季節(jié)觀測注意防雷擊，應關(guān)閉接收機卸下天線。 5. 5. 數(shù)據(jù)下載與存儲數(shù)據(jù)下載與存儲 觀測時段結(jié)束后，應及時下載觀測數(shù)據(jù) 每天的原始數(shù)據(jù)使用一個子目錄 原始觀測數(shù)據(jù)和RINEX格式數(shù)據(jù)均應備份五、外業(yè)數(shù)據(jù)檢查與技術(shù)總結(jié)五、外業(yè)數(shù)據(jù)檢查與技術(shù)總結(jié)1.1.數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查 觀測衛(wèi)星總數(shù)； 數(shù)據(jù)可利用率(80)； Ll、L2頻率的多路徑效應； GPS接收機鐘的日頻穩(wěn)定性。2.

30、2.技術(shù)總結(jié)技術(shù)總結(jié) 任務來源、內(nèi)容、完成情況、測區(qū)概況； 作業(yè)依據(jù)、采用基準及已有資料利用情況； 作業(yè)組織實施、儀器檢驗、質(zhì)量控制、技術(shù)問題的處理； 存在問題和建議； 提交成果內(nèi)容等。64一、外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核一、外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核 1 復測基線長度較差復測基線長度較差 2 同步環(huán)閉合差同步環(huán)閉合差 3 異步環(huán)閉合差異步環(huán)閉合差 4 基線向量殘差基線向量殘差其中：其中：n為為閉合閉合環(huán)的邊數(shù)環(huán)的邊數(shù)， m為儀器數(shù)為儀器數(shù) 2 2ds 3 3Wn 22()abD 3XWn 3YWn 3ZWn 5XnW 5YnW 5ZnW 3V 1.4.3 GPS1.4.3 GPS測量數(shù)據(jù)處理測量數(shù)據(jù)處理(1)/2

31、m m1m 二、二、GPS網(wǎng)網(wǎng)基線精處理基線精處理結(jié)果質(zhì)量檢查結(jié)果質(zhì)量檢查 基線分量、邊長的重復性。 各時間段的較差。 獨立環(huán)閉合差，或附和路線坐標閉合差。三、三、GPS網(wǎng)平差網(wǎng)平差首先，首先，提取基線向量；其次，其次，三維無約束平差；再次，再次，約束平差和聯(lián)合平差；最后，最后，質(zhì)量分析與控制。1 1、基線向量提取、基線向量提取 選取相對獨立獨立基線，否則平差結(jié)果會與實際不相符合。 選取質(zhì)量好質(zhì)量好的基線向量基線向量(依據(jù)依據(jù)RMS、RDOP、RATIO、同步環(huán)閉合差、同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差及重復基線較差來判定、異步環(huán)閉合差及重復基線較差來判定)。 所選取的基線應構(gòu)成閉合圖形構(gòu)成閉合圖形。

32、 選取能構(gòu)成邊數(shù)較少的異步環(huán)邊數(shù)較少的異步環(huán)的基線向量. 選取邊長較短較短的基線向量。2 2、三維無約束平差、三維無約束平差 根據(jù)無約束平差結(jié)果，判別消除粗差消除粗差基，以使構(gòu)網(wǎng)的所有基線向量均滿足質(zhì)量要求； 調(diào)整調(diào)整各基線向量觀測值的權(quán)數(shù)權(quán)數(shù)，使得它們相互匹配。3 3、約束平差和聯(lián)合平差、約束平差和聯(lián)合平差 指定指定進行平差基準平差基準和坐標系統(tǒng)坐標系統(tǒng)； 指定指定起算數(shù)據(jù)； 檢驗約束條件的質(zhì)量檢驗約束條件的質(zhì)量； 進行平差解算平差解算。4 4、質(zhì)量分析與控制、質(zhì)量分析與控制 根據(jù)基線向量改正數(shù)的大小判斷粗差； 相鄰點的中誤差和相對中誤差。1.5 高程控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)70目的和任務目的和任務

33、建立統(tǒng)一高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項建設提供必要建立統(tǒng)一高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項建設提供必要的高程控制基礎；的高程控制基礎；（實用任務）（實用任務） 為地殼垂直運動、平均海面傾斜及其變化和大地水準面為地殼垂直運動、平均海面傾斜及其變化和大地水準面形狀等地球科學研究提供精確的高程數(shù)據(jù)形狀等地球科學研究提供精確的高程數(shù)據(jù)（科學任務）（科學任務）。1.5.1 1.5.1 水準網(wǎng)的布設水準網(wǎng)的布設71一、水準網(wǎng)的布設原則和精度一、水準網(wǎng)的布設原則和精度 國家一、二等水準測量規(guī)范GB12897-2006 國家三、四等水準測量規(guī)范GB12897-2009l從高到低、逐級控制從高到低、逐級控制一等一等:

34、 :是國家高程控制網(wǎng)的是國家高程控制網(wǎng)的骨干骨干，同時也為相關(guān)，同時也為相關(guān)地球科學研究地球科學研究提供提供高程數(shù)據(jù)；高程數(shù)據(jù)；二等二等: :是國家高程控制網(wǎng)的是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎全面基礎；三、四等：三、四等：為為地形測圖地形測圖和和其他工程建設其他工程建設提供高程控制。提供高程控制。 72 水準水準標石標石類型類型 間距（間距（km） 布設具體要求布設具體要求一般一般地區(qū)地區(qū)經(jīng)濟發(fā)經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)達地區(qū)荒漠荒漠地區(qū)地區(qū)基巖水基巖水準標石準標石500 只設于一等水準路線上，大城市和斷裂只設于一等水準路線上，大城市和斷裂帶附近應增設，基巖較深地區(qū)可適當放帶附近應增設，基巖較深地區(qū)可適當放寬，每

35、省（市、自治區(qū)）至少兩座。寬，每?。ㄊ?、自治區(qū)）至少兩座?；舅舅疁蕵耸瘻蕵耸?020-3060設于一二等水準路線上及交叉處，大、設于一二等水準路線上及交叉處，大、中城市兩側(cè)及縣城附近。盡量設置在堅中城市兩側(cè)及縣城附近。盡量設置在堅固巖層上。固巖層上。普通水普通水準標石準標石4-82-410設于各等級水準路線上，以及山區(qū)水準設于各等級水準路線上，以及山區(qū)水準路線高程變換點附近，長度超過路線高程變換點附近，長度超過300米的米的遂道，跨河水準測量的兩岸標尺附近。遂道，跨河水準測量的兩岸標尺附近。l 水準點滿足一定的密度水準點滿足一定的密度73l水準測量達到足夠的精度水準測量達到足夠的精度 各

36、等級水準測量的精度，用每公里高差中數(shù)的偶然中誤差各等級水準測量的精度，用每公里高差中數(shù)的偶然中誤差 和和每公里高差中數(shù)的全中誤差來表示。每公里高差中數(shù)的全中誤差來表示。 等級一等 (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 一等水準網(wǎng)應定期復測一等水準網(wǎng)應定期復測 74二、二、 國家高程控制網(wǎng)布設方案國家高程控制網(wǎng)布設方案n 我國的水準測量分為我國的水準測量分為四等四等；n 各等級路線必須各等級路線必須自行閉合自行閉合或或附和高等級附和高等級的水準路線上，的水準路線上，以便以便n 控制控制水準測量水準測量系統(tǒng)誤差的積

37、累系統(tǒng)誤差的積累和和n 在高等級的水準環(huán)中布設低等級的水準路線在高等級的水準環(huán)中布設低等級的水準路線（加密）（加密）。75一等一等閉合，閉合，環(huán)線長，平原和丘陵環(huán)線長，平原和丘陵1 0001 500km，一般山，一般山 區(qū)為區(qū)為2 000km左右。左右。二等二等閉合，閉合，環(huán)線長，平原環(huán)線長，平原500750km,山區(qū)不超過山區(qū)不超過1 000km。三、四等，三、四等，用于用于加密加密，環(huán)線環(huán)線長、長、附合附合路線長度和結(jié)點間路線路線長度和結(jié)點間路線長度，三等水準分別為長度，三等水準分別為200km、150km和和70km；四等；四等分別為分別為100km、80km和和30km。 1.5.2

38、1.5.2 水準儀和水準標尺檢驗水準儀和水準標尺檢驗一一 、水準儀器的選用、水準儀器的選用二、二、 水準儀和水準標尺的檢驗水準儀和水準標尺的檢驗作業(yè)前作業(yè)前 水準測量儀器和標尺儀器和標尺應送檢和校準，在效期內(nèi)使用。作業(yè)中作業(yè)中 i角檢校角檢校自動安平光學水準儀每天每天開測前；氣泡式水準儀每天上、下午每天上、下午各檢校一次i角，作業(yè)開始后的7個個工作日內(nèi)，若i角較為穩(wěn)定,以后每隔15天天檢校一次。數(shù)字水準儀，每天每天開測前。1.5.3 1.5.3 水準測量作業(yè)方法及誤差來源水準測量作業(yè)方法及誤差來源 一、水準觀測的程序和基本要求一、水準觀測的程序和基本要求 準備工作：與環(huán)境一致 儀器架設：氣泡、

39、腳架、測微鼓 采用偶數(shù)站，往測測，返測標尺互換 數(shù)字水準儀，避免望遠鏡直接對準太陽； 避免視線被遮擋，遮擋不要超過標尺在望遠鏡中截長的20(二二) 水準測量主要限差水準測量主要限差 測站視線長度 前后視距差 視線高度 數(shù)字水準儀重復測量次數(shù) 往返高差不符值 環(huán)閉合差 檢測高差限差(三三) 水準測量誤差來源水準測量誤差來源n 儀器誤差 視準軸與水準器軸不平行的誤差 水準標尺每米真長誤差（尺差尺差） 兩根水準標尺零點差。n 外界因素引起的誤差 溫度變化對i角角的影響 大氣垂直折光影響 儀器腳架和尺臺(樁)升降的影響等。n 觀測誤差 整平整平誤差 照準照準誤差 讀數(shù)讀數(shù)誤差。1.5.4 1.5.4

40、水準測量外業(yè)計算水準測量外業(yè)計算(1) 觀測數(shù)據(jù)的檢查(2) 外業(yè)高差和概略高程表的編算一、二等：一、二等：水準標尺長尺長改正和溫度改正溫度改正、正常水準面不平行改正、重力異常改正、固體潮改正、環(huán)閉合差改正。三、四等：三、四等：尺長度改正尺長度改正、正常水準面不平行改正正常水準面不平行改正、路路(環(huán)環(huán))線閉合差線閉合差改正。(3) 每千米水準測量的偶然中誤差計算(4) 每千米水準測量的全中誤差計算/(4 )MRn/WMWW FN 1.5.5 1.5.5 水準網(wǎng)平差水準網(wǎng)平差(一一) 水準測量觀測值權(quán)的確定水準測量觀測值權(quán)的確定(二二)間接平差法間接平差法 (1) 確定未知數(shù) (2) 列出誤差方

41、程 (3) 組成法方程 (4) 求解未知數(shù) (5) 精度評定,CCPPln(三三)條件平差法條件平差法 (1) 確定必要觀測個數(shù)，即條件方程的個數(shù)； (2) 列出足夠數(shù)目又線性無關(guān)的條件方程； (3) 列出平差值函數(shù)式 (4) 寫出條件方程系數(shù)表； (5) 組成法方程組的系數(shù)及常數(shù)項 (6) 解算法方程組 (7) 求出改正數(shù) (8) 計算單位權(quán)中誤差及函數(shù)的中誤差1.6 重力控制網(wǎng)重力控制網(wǎng)85( (一一) )重力控制測量等級重力控制測量等級首先，首先，在全國范圍內(nèi)在全國范圍內(nèi)建立各級建立各級重力控制網(wǎng)，重力控制網(wǎng)，然后，然后，根據(jù)不同目的和用途，再進行根據(jù)不同目的和用途，再進行加密加密測量。

42、測量。三級：三級：國家重力國家重力基本網(wǎng)基本網(wǎng)國家國家一等一等重力網(wǎng)重力網(wǎng)國家國家二等二等重力點重力點。此外，還有國家級此外，還有國家級重力儀標定基線重力儀標定基線 設計設計選點埋石選點埋石儀器檢驗儀器檢驗野外觀測野外觀測數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 1.6.1 1.6.1 重力測量設計重力測量設計(二二) 重力控制測量設計原則重力控制測量設計原則 有一定的密度密度，有效地覆蓋范圍有效地覆蓋范圍，滿足聯(lián)測精度要求精度要求和經(jīng)濟、國防建設需要需要。 基本重力控制點應在全國構(gòu)成多邊形網(wǎng)，其點距應在500 km左右。 一、二等重力點布設應滿足各部門進行區(qū)域重力測量的需要，全國分布，點間距300km左右。(三三)

43、 加密重力測量設計原則加密重力測量設計原則滿足如下要求： 在全國建立55國家基本格網(wǎng)平均重力異常模型； 為精化大地水準面，采用天文、重力、GPS水準測量方法確定全國范圍的高程異常值； 為內(nèi)插大地點求出天文大地垂線偏差； 為國家一、二等水準測量正常高系統(tǒng)所需的重力改正1.6.2 重力控制網(wǎng)選點與埋石重力控制網(wǎng)選點與埋石 基準點應位于穩(wěn)固的非風化基巖基巖上 基本重力點基本重力點及引點引點一般選在機場附近機場附近 一等重力點一等重力點一般選在機場、公路附近機場、公路附近1.6.3 重力測量儀器及檢驗重力測量儀器及檢驗 FG5型絕對重力儀絕對重力儀 拉科斯特型相對重力儀相對重力儀 石英彈簧相對重力儀相對重力儀1.6.4 重力測量重力測量(一一) 絕對重力測量絕對重力測量(二二) 基本重力點聯(lián)測