注冊測繪師培訓(xùn)-大地測量.ppt

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1、1,第四部分 大地測量基本技術(shù)與方法,國家注冊測繪師考試 培訓(xùn)教程 第一篇 大 地 測 量,2,4.1 國家平面大地控制網(wǎng)的建立 4.1.1 國家平面大地控制網(wǎng)建立方法 （1）常規(guī)大地測量法 三角測量法,,優(yōu)點(diǎn): 圖形簡單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)，幾何條件多，便于檢核，網(wǎng)的精度較高。 缺點(diǎn)：易受障礙物的影響，布設(shè)困難，增加了建標(biāo)費(fèi)用；推算邊長精度不均勻，距起始邊越遠(yuǎn)邊長精度越低。,國家平面大地控制網(wǎng)建立,3,,, 導(dǎo)線測量法: 優(yōu)點(diǎn)：布設(shè)靈活，容易克服地形障礙；導(dǎo)線測量只要求相鄰兩點(diǎn)通視，故可降低覘標(biāo)高度，造標(biāo)費(fèi)用少，且便于組織觀測；網(wǎng)內(nèi)邊長直接測量，邊長精度均勻。 缺點(diǎn)：導(dǎo)線結(jié)構(gòu)簡單，沒有三角網(wǎng)那樣多的

2、檢核條件，不易發(fā)現(xiàn)粗差，可靠性不高。,國家平面大地控制網(wǎng)建立,4, 三邊測量及邊角同測法 邊角全測網(wǎng)的精度最高，相應(yīng)工作量也較大。在建立高精度的專用控制網(wǎng)(如精密的形變監(jiān) 測網(wǎng))或不能選擇良好布設(shè)圖形的地區(qū)可采用 此法而獲得較高的精度。,國家平面大地控制網(wǎng)建立,5,天文測量法是在地面點(diǎn)上架設(shè)儀器，通過觀測天體(主要是恒星)并記錄觀測瞬間的時(shí)刻，來確定地面點(diǎn)的地理位置，即天文經(jīng)度、天文緯度和該點(diǎn)至另一點(diǎn)的天文方位角。 優(yōu)點(diǎn)：各點(diǎn)彼此獨(dú)立觀測，也勿需點(diǎn)間通視，測量誤差不會積累。 缺點(diǎn)：精度不高，受天氣影響大。 用途：在每隔一定距離的三角點(diǎn)上觀測天文來推求大地方位角，控制水平角觀測誤差積累對推算方

3、位角的影響。,（2）天文測量法,國家平面大地控制網(wǎng)建立,6,主要是GPS測量： 全球定位系統(tǒng)GPS(Global Positioning System)可為各位用戶提供精密的三維坐標(biāo)、三維速度和時(shí)間信息。 GNSS: GPS,GLONASS,Galelio,Compass,（3）現(xiàn)代大地測量新技術(shù),國家平面大地控制網(wǎng)建立,7,4.1.2 國家平面控制網(wǎng)布設(shè)原則 從高到低、逐級控制 國家三角網(wǎng)分為一、二、三、四等，GPS網(wǎng)分為A、B、C、D、 E五級。 大地控制網(wǎng)要有足夠的精度 如各級GPS 網(wǎng)相鄰點(diǎn)間基線長度精度用下式表示, 是確定同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、重復(fù)基線差、基線向量殘差等

4、的限差的依據(jù). （2009版GPS測量規(guī)范的限差是與儀器的標(biāo)稱精度相關(guān)聯(lián)的）,,國家平面大地控制網(wǎng)建立,8,各等級三角測量的精度,國家平面大地控制網(wǎng)建立,9,大地控制網(wǎng)要有足夠的密度 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?？刂泣c(diǎn)的密度是指每幅圖中包含有多少控制點(diǎn)，不同比例尺有不同的要求。,國家平面大地控制網(wǎng)建立,10,大地控制網(wǎng)要有統(tǒng)一的規(guī)格和要求 國家三角測量規(guī)范GB/T 17942-2000 全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范GB/T 18314-2009 國家測量規(guī)范規(guī)定了：具體的布網(wǎng)方案、作業(yè)方法、使用的儀器、各種精度指標(biāo)等內(nèi)容。 對于GPS網(wǎng)，重點(diǎn)掌握： (1) 兩個(gè)最重要的

5、等級：B，C (2) 外業(yè)觀測最主要的指標(biāo)：觀測時(shí)段個(gè)數(shù)，觀測時(shí)段長度 (3) 網(wǎng)形特征：同步基線條數(shù)計(jì)算，獨(dú)立基線的選擇與條數(shù)計(jì)算 (4) 最重要的數(shù)據(jù)處理質(zhì)量指標(biāo)：同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、重復(fù)基線差、基線向量殘差。,國家平面大地控制網(wǎng)建立,11,國家平面大地控制網(wǎng)建立,包括以下工作：技術(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)地選點(diǎn)，建造覘標(biāo)，標(biāo)石埋設(shè)，外業(yè)測量，平差計(jì)算等 技術(shù)設(shè)計(jì) 收集資料 實(shí)地踏勘 圖上設(shè)計(jì) 編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書 實(shí)地選點(diǎn)：選點(diǎn)圖，點(diǎn)之記，選點(diǎn)工作技術(shù)總結(jié)（參照規(guī)范）。,4.1.3 國家平面大地控制網(wǎng)的布設(shè),標(biāo)石埋設(shè)：大地點(diǎn)的坐標(biāo)指標(biāo)石中心的坐標(biāo)。,12,外業(yè)測量。 平差計(jì)算。,觀測工作

6、結(jié)束后應(yīng)及時(shí)整理和檢查外業(yè)觀測手簿。檢查手簿中所有計(jì)算是否正確、觀測成果是否滿足各項(xiàng)限差要求。確認(rèn)觀測成果全部符合本規(guī)范規(guī)定之后，方可進(jìn)行計(jì)算。,1）三角形閉合差、測角中誤差計(jì)算； 2）極條件自由項(xiàng)及限差計(jì)算； 3）基線條件自由項(xiàng)及限差計(jì)算； 4）方位角條件自由項(xiàng)及限差計(jì)算； 5）三角高程高差的驗(yàn)算。,三角測量成果的驗(yàn)算,國家平面大地控制網(wǎng)建立,13,GPS 測量成果的檢驗(yàn) 1）復(fù)測基線長度較差 2）同步環(huán)閉合差 3）異步環(huán)閉合差 4）基線向量殘差 其中：n為獨(dú)立環(huán)的邊數(shù) ，,,,,,,,國家平面大地控制網(wǎng)建立,14,4.1.4 國家平面大地控制網(wǎng)的國家技術(shù)規(guī)范, 國家三角測量規(guī)范

7、 GB/T 17942-2000 全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范 GB/T 18314-2009 測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定 CH1001-2005 測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定 CH1002-1995 測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn) CH1003-1995 測繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定CH/T 1004-2005,國家平面大地控制網(wǎng)建立,15,4.2.1 國家高程（框架)控制網(wǎng)的目的和任務(wù) 1）建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項(xiàng)建設(shè)提供必要的高程控制基礎(chǔ)； 2）為地殼垂直運(yùn)動、平均海面傾斜及其變化和大地水準(zhǔn)面形狀等地球科學(xué)研究提供精確的高程數(shù)據(jù)。,4.2 國家高程控制網(wǎng)的建立,國家高程控制網(wǎng)建立,16,,4.2.2 國家

8、高程（框架)控制網(wǎng)的布設(shè)原則 從高到低、逐級控制 一等水準(zhǔn)測量是國家高程控制網(wǎng)的骨干，同時(shí)也為相關(guān)地球科學(xué)研究提供高程數(shù)據(jù)； 二等水準(zhǔn)測量是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)； 三、四等水準(zhǔn)測量是直接為地形測圖和其他工程建設(shè)提供高程控制點(diǎn)。,國家高程控制網(wǎng)建立,17,,水準(zhǔn)點(diǎn)滿足一定的密度,國家高程控制網(wǎng)建立,18,水準(zhǔn)測量達(dá)到足夠的精度 各等級水準(zhǔn)測量的精度，用每公里高差中數(shù)的偶然中誤差 和每公里高差中數(shù)的全中誤差來表示。, 一等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測,國家高程控制網(wǎng)建立,19,4.2.3 國家高程（框架）控制網(wǎng)布設(shè)方案 我國的水準(zhǔn)測量分為四等，各等級水準(zhǔn)測量路線必須自行閉合或閉合于高等級的水準(zhǔn)路

9、線上，與其構(gòu)成環(huán)形或附合路線，以便控制水準(zhǔn)測量系統(tǒng)誤差的積累和在高等級的水準(zhǔn)環(huán)中布設(shè)低等級的水準(zhǔn)路線。,國家高程控制網(wǎng)建立,20,,一等閉合環(huán)線周長，在平原和丘陵地區(qū)為1 0001 500km，一般山 區(qū)為2 000km左右。 二等閉合環(huán)線周長，在平原地區(qū)為500750km,山區(qū)一般不超過1 000km。 三、四等水準(zhǔn)用于加密，根據(jù)高等級水準(zhǔn)環(huán)的大小和實(shí)際需要布設(shè)，其中環(huán)線周長、附合路線長度和結(jié)點(diǎn)間路線長度，三等水準(zhǔn)分別為200km、150km和70km；四等分別為100km、80km和30km。,國家高程控制網(wǎng)建立,21,,4.2.4 國家平面大地控制網(wǎng)的國家技術(shù)規(guī)范, 國家一、二等水準(zhǔn)測量

10、規(guī)范GB12897-2006 國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范GB12897-2009 測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定 CH1001-2005 測繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收規(guī)定 CH1002-1995 測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn) CH1003-1995 測繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定CH/T 1004-2005,國家高程控制網(wǎng)建立,22,重力控制網(wǎng)采用逐級控制方法建立 首先在全國范圍內(nèi)建立各級重力控制網(wǎng)，然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)各種不同目的和用途再進(jìn)行加密重力測量。 國家重力控制測量分為三級：國家重力基本網(wǎng)，國家一等重力網(wǎng)，國家二等重力點(diǎn)。此外還有國家級重力儀標(biāo)定基線,4.3 重力控制網(wǎng)的建立,重力控制網(wǎng)建立,23,重力控制測量設(shè)計(jì)原則 重力

11、控制測量的目的，是建立國家重力基準(zhǔn)和重力控制網(wǎng)。 國家重力基準(zhǔn)是由一定數(shù)量分布合理的重力基準(zhǔn)點(diǎn)組成的重力基準(zhǔn)網(wǎng)，以構(gòu)成控制全國的重力測量的基準(zhǔn)框架。重力基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)根據(jù)國家絕對重力測量的能力，以確定組成的重力基準(zhǔn)網(wǎng)的點(diǎn)數(shù)，其次應(yīng)考慮點(diǎn)位的區(qū)域均勻分布，選擇地殼板塊穩(wěn)定，無較大質(zhì)量搬遷地區(qū)，交通便利，并遠(yuǎn)離震動的基巖上。,重力控制網(wǎng)建立,24,重力基本網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則 應(yīng)有一定的點(diǎn)位密度，有效地覆蓋國土范圍，以滿足控制一等重力點(diǎn)相對聯(lián)測的精度要求和國民經(jīng)濟(jì)及國防建設(shè)需要。 基本重力控制點(diǎn)應(yīng)在全國構(gòu)成多邊形網(wǎng)，其點(diǎn)距應(yīng)在 500 km 左右。 一、二等重力點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足各部門進(jìn)行區(qū)域重力測量

12、的需要，在全國范圍內(nèi)分布，點(diǎn)間距應(yīng)在 30 0 km 左右，由基本重力點(diǎn)開始聯(lián)測，可布設(shè)成附合形式（即由一個(gè)基本重力點(diǎn)聯(lián)測若干個(gè)一等重力點(diǎn)，最后又聯(lián)測到另一個(gè)基本點(diǎn)）或閉合形式（即由一個(gè)基本重力點(diǎn)聯(lián)測若干個(gè)一等重力點(diǎn)，最后仍閉合到同一基本點(diǎn)）。當(dāng)條件不許可時(shí)，也可聯(lián)測成支線形式（即由一個(gè)基本重力點(diǎn)聯(lián)測一個(gè)一等重力點(diǎn)）。,重力控制網(wǎng)建立,25,基本重力點(diǎn)聯(lián)測 國家基本重力點(diǎn)（含引點(diǎn)）聯(lián)測應(yīng)采用對稱觀測，即： A 一 B 一 C C 一 B 一 A ，觀測過程中儀器停放超過 2 小時(shí)，則在停放點(diǎn)應(yīng)重復(fù)觀測，以消除靜態(tài)零漂。每條測線一般在 24 小時(shí)內(nèi)閉合，特殊情況可以放寬到 48 小時(shí)。每條測

13、線計(jì)算一個(gè)聯(lián)測結(jié)果。,重力控制網(wǎng)建立,26,一、二等重力點(diǎn)聯(lián)測 一等重力點(diǎn)聯(lián)測路線應(yīng)組成閉合環(huán)或附合在兩基本點(diǎn)間，其測段數(shù)一般不超過 5 段，特殊情況下可以按輻射狀布測一個(gè)一等點(diǎn)。聯(lián)測時(shí)應(yīng)采用對稱觀測，即： A 一 B 一 C C 一 B 一 A , 觀測過程中儀器停放超過 2 小時(shí)，則在停放點(diǎn)應(yīng)重復(fù)觀測，以消除靜態(tài)零漂。每條測線一般在 24 小時(shí)內(nèi)閉合，特殊情況可放寬到 48 小時(shí)。每條測線計(jì)算一個(gè)聯(lián)測結(jié)果。,重力控制網(wǎng)建立,27,二等重力點(diǎn)聯(lián)測起算點(diǎn)為重力基本點(diǎn)、一等重力點(diǎn)或其引點(diǎn)。聯(lián)測組成的閉合路線或附合路線中的二等重力點(diǎn)數(shù)不得超過 4 個(gè)，在支測路線中允許支測 2 個(gè)二等重力點(diǎn)。一

14、般情況下，二等聯(lián)測應(yīng)盡量采用三程循環(huán)法，即： A 一 B 一 A , B 一 A 一 B 作為兩條測線計(jì)算。每條測線一般在 36 小時(shí)內(nèi)閉合，困難地區(qū)可以放寬到 48 小時(shí)。 一、二等重力點(diǎn)聯(lián)測使用 LCR 重力儀，每點(diǎn)觀測程序與國家基本重力點(diǎn)（含引點(diǎn)）聯(lián)測相同。一等重力點(diǎn)（含引點(diǎn)）段差聯(lián)測中誤差不得大于士 2510 - 8ms -2 ，二等重力點(diǎn)段差聯(lián)測中誤差不得大于士 25010 - 8ms -2。,重力控制網(wǎng)建立,28,加密重力點(diǎn)聯(lián)測 加密重力測量的起算點(diǎn)為各等級重力控制點(diǎn)，重力測線應(yīng)形成閉合或附合路線，其閉合時(shí)間一般不應(yīng)超過 60 小時(shí)，困難地區(qū)可以放寬到 84 小時(shí)。,重力控制網(wǎng)

15、建立,29,平面坐標(biāo)和高程測定 每個(gè)重力點(diǎn)都必須測定平面坐標(biāo)和高程。重力點(diǎn)坐標(biāo)采用國家大地坐標(biāo)系，高程采用國家高程基準(zhǔn)。各等級的重力點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程測定中誤差不應(yīng)超過 1 . 0m 。 加密重力點(diǎn)的點(diǎn)位相對于國家大地控制點(diǎn)的平面點(diǎn)位中誤差不得超過 100m ，相對精度不低于國家四等水準(zhǔn)點(diǎn)的高程點(diǎn)的中誤差不應(yīng)超過 1 . 0m ，困難地區(qū)可以放寬到 2 . 0m 。,重力控制網(wǎng)建立,30,精密角度測量儀器概述 我國大地經(jīng)緯儀系列標(biāo)準(zhǔn)： 五個(gè)等級：DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ15 D：表示“大地測量” J： 表示“經(jīng)緯儀” 下標(biāo)數(shù)字：表示一測回水平方向中誤差 DJ07級系列

16、：北京光學(xué)儀器廠：DJ07 南京 1002廠：DJ07等； DJ1級系列：Wild廠：T3，Kern廠：DKM3等。,4.4 精密角度測量,精密角度測量,31,精密測角的誤差來源及影響 外界條件的影響 大氣層密度的變化對目標(biāo)成像穩(wěn)定性的影響 早晨太陽升起時(shí)，目標(biāo)成像也僅有輕微的波動； 日出以后，有一段時(shí)間，大約13h，成像較穩(wěn)定； 1215 h，成像波動較大； 日落前有一段成像穩(wěn)定而有利于觀測的時(shí)間；,精密角度測量,水平折光的影響,照準(zhǔn)目標(biāo)的相位差,溫度變化對視準(zhǔn)軸的影響,外界條件對覘標(biāo)內(nèi)（或三角架）架穩(wěn)定性的影響,32,觀測程序 上半測回：1 2 3 4 1 下半測回：1

17、 4 3 2 1 “1”稱為零方向. 零方向選擇：通視好，成像清晰，邊長適中。 測回?cái)?shù)確定: 參考規(guī)范 度盤配置: 參考規(guī)范 測站限差: 2次讀數(shù)的秒差（光學(xué)經(jīng)緯儀）, 半測回歸零差 L-R=2C的各方向互差 各測回同一方向的方向值之差 測站平差,角度觀測方法,精密角度測量,33,1.電磁波測距儀的分類和分級 測距原理：相位式測距儀（固定頻率、可變頻率）、脈沖式測距儀 測程：長(十10km以上)、中(數(shù)公里至10km)、短(3km) 載波源：紅外、激光、微波 載波數(shù)：單頻、雙頻 反射目標(biāo)：合作目標(biāo)、漫反射目標(biāo) 精度：高精度、一般精度、低精度,4.5 精密電磁波測距

18、,精密電磁波測距,34,2、電磁波測距基本原理,電磁波測距基本公式 相位式測距原理,,,精密電磁波測距,35,距離觀測值的改正,,,1.氣象改正 Dn2.儀器加常數(shù)改正3.和乘常數(shù)改正4.周期誤差改正5.距離歸算（距離歸算面）6.投影改正（高斯投影面）,測距誤差來源和精度表達(dá)式,測距的精度表達(dá)式 m=a+bD,精密電磁波測距,36,4.6 精密水準(zhǔn)測量,,,,,水準(zhǔn)測量儀器概述 我國水準(zhǔn)測量儀系列標(biāo)準(zhǔn)： 五個(gè)等級：DS05，DS1，DS3，DS10，DS20 D：表示“大地測量” S： 表示“水準(zhǔn)儀” 下標(biāo)數(shù)字：表示每公里往返高差中數(shù)的偶然中誤差。 與我國DS05相當(dāng)精度的儀器

19、： 德國蔡司：Ni007自動安平水準(zhǔn)儀 瑞士威特廠：N3水準(zhǔn)儀 瑞士徠卡：DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀，托普康DL101/102C數(shù)字水準(zhǔn)儀等。 索佳SDL30電子水準(zhǔn)儀。,精密水準(zhǔn)測量,37,(1) 儀器距前、后視水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準(zhǔn)測量中規(guī)定，一測站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。 (2) 在兩相鄰測站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測站的觀測程序進(jìn)行觀測。對于往測奇數(shù)測站按“后前前后”，偶數(shù)測站按“前后后前”的觀測程序在相鄰測站上交替進(jìn)行。返測時(shí)，奇數(shù)測站與偶數(shù)測站的觀測程序與往測時(shí)相反，即奇數(shù)測站由前視開始，偶數(shù)測站由后視開始。,精密水準(zhǔn)測量

20、作業(yè)的一般規(guī)定,精密水準(zhǔn)測量,38,(3) 每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測轉(zhuǎn)向返測時(shí)，兩水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。每一測段的水準(zhǔn)測量路線應(yīng)進(jìn)行往測和返測 (4) 一個(gè)測段的水準(zhǔn)測量路線的往測和返測應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行，如分別在上午和下午觀測。,精密水準(zhǔn)測量,39,水準(zhǔn)測量的概算,概算主要內(nèi)容：觀測高差的各項(xiàng)改正數(shù)的計(jì)算和水準(zhǔn)點(diǎn)概略高程表的編算等。 （1）水準(zhǔn)標(biāo)尺每米長度誤差的改正數(shù)計(jì)算； （2）水準(zhǔn)高差溫度改正； （3）正常水準(zhǔn)面不平行的改正數(shù)計(jì)算； （4）重力異常改正； （5）水準(zhǔn)路線閉合差改正計(jì)算； （6）水準(zhǔn)測量外業(yè)高差與概略高程表編制。,,精密水準(zhǔn)測量,