大地測量學(xué)課件大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

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1、第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理外業(yè)觀測：水平方向、變長、G PS基線向量、水準(zhǔn)高差、天文方位角內(nèi)業(yè)計算：概算、平差 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 8.1 大地控制網(wǎng)概算 應(yīng)用大地測量學(xué)u 系 統(tǒng) 地 檢 查 外 業(yè) 觀 測 成 果 質(zhì) 量 ， 把 好 質(zhì) 量 關(guān) ；u 將 地 面 上 觀 測 成 果 化 算 到 高 斯 平 面 上 ， 按 控 制 網(wǎng) 幾 何條 件 進(jìn) 行 檢 核 ， 為 平 差 計 算 做 好 數(shù) 據(jù) 準(zhǔn) 備 工 作 。第一節(jié)概算 應(yīng)用大地測量學(xué)8.1.1 導(dǎo)線測量概算8.1.2 G PS控制網(wǎng)概算8.1 大地控制網(wǎng)概算 應(yīng)用

2、大地測量學(xué)8.1.1 導(dǎo)線測量概算8.1.2 G PS控制網(wǎng)概算8.1 大地控制網(wǎng)概算 8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué)導(dǎo) 線 測 量 概 算 工 作 包 括 ：外 業(yè) 測 量 觀 測 數(shù) 據(jù) 的 檢 查將 觀 測 值 化 算 到 標(biāo) 石 中 心將 觀 測 值 化 算 到 橢 球 面 上將 觀 測 值 化 算 到 高 斯 平 面 上 應(yīng)用大地測量學(xué) 1、 觀 測 手 簿 2、 觀 測 記 薄 3、 歸 心 投 影 用 紙 4、 儀 器 檢 驗 資 料 5、 已 知 數(shù) 據(jù) 表 和 控 制 網(wǎng) 略 圖 的 編 制 8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué) 導(dǎo) 線 外 業(yè) 觀 測 中 ，

3、有 時 儀 器 中 心 偏 離 測 站 點(diǎn) 標(biāo) 石 中 心 ，叫 做 測 站 偏 心 。 而 被 觀 測 目 標(biāo) 如 果 偏 離 照 準(zhǔn) 點(diǎn) 標(biāo) 石 中 心 ， 則稱 為 照 準(zhǔn) 點(diǎn) 偏 心 。 為 了 把 水 平 方 向 觀 測 值 歸 算 到 標(biāo) 石 中 心 ，必 須 將 觀 測 方 向 值 加 上 測 站 點(diǎn) 歸 心 改 正 和 照 準(zhǔn) 點(diǎn) 歸 心 改 正（ 詳 見 本 書 附 錄 4） 。測 站 點(diǎn) 歸 心 改 正 ： （ 8-1）照 準(zhǔn) 點(diǎn) 歸 心 改 正 ： （ 8-2） 8.1.1 導(dǎo)線測量概算 ik TTk ik yyi SMer SMeC 2 1 )sin( )sin( 應(yīng)用

4、大地測量學(xué) 邊 長 測 量 如 果 存 在 偏 心 （ 測 距 儀 偏 心 或 反 射 鏡 偏 心 ） ，要 進(jìn) 行 邊 長 歸 心 改 正 ， 將 觀 測 邊 長 歸 算 到 標(biāo) 石 中 心 。 （ 8-3） 8.1.1 導(dǎo)線測量概算 22 )sinsin()coscos( kkiikkii eeeedd 應(yīng)用大地測量學(xué) 水 平 方 向 觀 測 值 歸 算 到 橢 球 面 上 須 在 測 站 平 差 和 歸心 改 正 后 的 方 向 值 中 加 入 三 差 改 正 ：垂 線 偏 差 改 正 、 標(biāo) 高 差 改 正 和 由 法 截 弧 方 向 化 為 大 地 線方 向 的 截 面 差 改 正

5、。 由 于 這 三 項 改 正 在 邊 長 小 于 10公 里時 ， 影 響 值 小 于 0.1 ， 因 此 在 短 邊 導(dǎo) 線 概 算 時 一 般 不 加三 項 改 正 。 直 接 將 地 面 方 向 觀 測 值 作 為 橢 球 面 方 向 觀 測值 。8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué) 地 面 實 際 觀 測 邊 長 一 般 需 要 加 氣 象 改 正 、 儀 器 常 數(shù) 改 正 、 傾 斜改 正 、 歸 心 改 正 ， 計 算 得 到 測 站 、 鏡 站 兩 個 控 制 點(diǎn) 之 間 的 水 平 觀 測邊 長 d， 水 平 邊 長 還 要 化 算 到 橢 球 面 上 相 應(yīng) 的 大

6、地 線 長 度 S， 其 計 算公 式 為 ： 式 中 Hm為 測 站 點(diǎn) 和 鏡 站 點(diǎn) 的 平 均 大 地 高 ， RA為 歸 化 邊 長 方 向 法 截 弧曲 率 半 徑 。 a、 e、 Bm分 別 為 橢 球 長 半 軸 、 第 一 偏 心 率 、 測 站 點(diǎn) 和 鏡站 點(diǎn) 的 平 均 緯 度 。 2324)1( AAm RdRHdS mA Be eaR 22 2sin1 1 8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué) 為 了 在 平 面 上 進(jìn) 行 平 差 ， 還 必 須 將 橢 球 上 觀 測 值 化算 到 高 斯 投 影 平 面 上 ， 這 項 工 作 包 括 、和 等 三 項 內(nèi)

7、 容 。1。 方 向 改 正 ： （ 8-6） 式 ， （ 6-62） ， （ 6-64） 式2。 距 離 改 正 ： （ 8-7） 式 ， （ 6-67） 式3。 大 地 方 位 角 化 算 為 坐 標(biāo) 方 位 角 ： （ 8-8） 式8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué) 1、 角 度 歸 心 改 正 2、 高 差 計 算 3、 邊 長 斜 距 改 平 距 、 歸 心 改 正 和 化 算 至 高 斯 平 面 的 改 正 4、 計 算 導(dǎo) 線 方 位 角 條 件 和 環(huán) 形 條 件 閉 合 差 5、 計 算 導(dǎo) 線 測 角 中 誤 差 6、 計 算 導(dǎo) 線 測 距 中 誤 差 7、 計 算

8、 導(dǎo) 線 相 對 閉 合 差 8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué) P232234頁8.1.1 導(dǎo)線測量概算 應(yīng)用大地測量學(xué)8.1.1 導(dǎo)線測量概算8.1.2 G PS控制網(wǎng)概算8.1 大地控制網(wǎng)概算 8.1.2 G PS控制網(wǎng)概算 應(yīng)用大地測量學(xué)（ 一 ） 數(shù) 據(jù) 預(yù) 處 理 及 其 基 線 解 算 數(shù) 據(jù) 傳 輸 將 觀 測 記 錄 數(shù) 據(jù) 傳 輸 至 計 算 機(jī) ， 形 成 觀 測值 文 件 、 衛(wèi) 星 星 歷 文 件 、 測 站 文 件 ； 基 線 解 算 一 般 采 用雙 差 觀 測 值 用 軟 件 解 算 兩 點(diǎn) 間 的 坐 標(biāo) 差 （ 基 線 向 量 ） 。（ 二 ） 觀 測

9、 結(jié) 果 的 外 業(yè) 檢 核 剔 除 精 度 較 差 的 基 線 ； 計 算 并 檢 核 同 步 環(huán) 閉 合 差 ； 計算 并 檢 核 復(fù) 測 基 線 ； 計 算 并 檢 核 異 步 環(huán) 閉 合 差 。 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用大地測量學(xué)8.2.1 條件平差的基本原理與方法8.2.2 間接平差的基本原理與方法8.2.3 控制網(wǎng)平差前的準(zhǔn)備工作 8.2 控制網(wǎng)平差原理 8.2 控制網(wǎng)平差原理 應(yīng)用大地測量學(xué) 8.2 控制網(wǎng)平差原理 應(yīng)用大地測量學(xué) 應(yīng)用大地測量學(xué)8.2.1 條件平差的基本原理與方法8.2.2 間接平差的基本原理與方法8.2.3 控制網(wǎng)平差前的準(zhǔn)備工作 8.2 控制網(wǎng)平差原

10、理 8.2.1 條件平差 應(yīng)用大地測量學(xué)繪 制 控 制 網(wǎng) 平 差 略 圖 （ 在 圖 上 標(biāo) 明 各 已 知 點(diǎn) 、 待 定 點(diǎn)點(diǎn) 名 和 編 號 ， 觀 測 值 編 號 ， 坐 標(biāo) 推 算 路 線 ） ；編 制 起 算 數(shù) 據(jù) 表 和 觀 測 值 表 ；確 定 條 件 方 程 總 數(shù) 和 各 類 條 件 方 程 個 數(shù) ；列 出 觀 測 值 條 件 方 程 式 和 權(quán) 函 數(shù) 式 ; 組 成 法 方 程 并 解 算 ; 計 算 觀 測 值 改 正 數(shù) V及 其 平 差 值 ; 評 定 精 度 ： 計 算 單 位 權(quán) 中 誤 差 ， 平 差 值 函 數(shù) 中 誤 差 。 應(yīng)用大地測量學(xué)8.2.

11、1 條件平差的基本原理與方法8.2.2 間接平差的基本原理與方法8.2.3 控制網(wǎng)平差前的準(zhǔn)備工作 8.2 控制網(wǎng)平差原理 8.2.2 間接平差 應(yīng)用大地測量學(xué)繪 制 控 制 網(wǎng) 平 差 略 圖 （ 在 圖 上 標(biāo) 明 各 已 知 點(diǎn) 、 待 定 點(diǎn)點(diǎn) 名 和 編 號 ， 觀 測 值 編 號 ， 坐 標(biāo) 推 算 路 線 ） ；編 制 起 算 數(shù) 據(jù) 表 和 觀 測 值 表 ；選 取 參 數(shù) （ 高 程 控 制 網(wǎng) 選 擇 待 定 高 程 點(diǎn) 高 程 近 似 值 的改 正 數(shù) 為 參 數(shù) ， 平 面 控 制 網(wǎng) 選 擇 待 定 控 制 點(diǎn) 坐 標(biāo) 近 似 值 的改 正 數(shù) 為 參 數(shù) ） ；列

12、出 觀 測 量 平 差 值 對 參 數(shù) 的 誤 差 方 程 式 ;列 出 各 參 數(shù) 間 的 條 件 方 程 （ 未 知 參 數(shù) 間 的 約 束 條 件 ） 8.2.2間接平差 應(yīng)用大地測量學(xué)按 附 有 條 件 的 間 接 平 差 原 理 ， 由 誤 差 方 程 和 條 件 方 程組 成 法 方 程 ；解 算 法 方 程 ， 求 出 未 知 數(shù) ; 計 算 觀 測 值 改 正 數(shù) V及 其 平 差 值 ; 評 定 精 度 ： 計 算 單 位 權(quán) 中 誤 差 ， 未 知 數(shù) 中 誤 差 ， 未 知數(shù) 函 數(shù) 中 誤 差 。 應(yīng)用大地測量學(xué)8.2.1 條件平差的基本原理與方法8.2.2 間接平差的

13、基本原理與方法8.2.3 控制網(wǎng)平差前的準(zhǔn)備工作 8.2 控制網(wǎng)平差原理 8.2.3 控制網(wǎng)平差前段準(zhǔn)備工作 應(yīng)用大地測量學(xué)控 制 網(wǎng) 平 差 計 算 是 復(fù) 雜 而 細(xì) 致 的 工 作 。（ 1） 起 算 數(shù) 據(jù) 的 收 集 與 分 析 （ 精 度 和 可 靠 性 ） 。（ 2） 觀 測 數(shù) 據(jù) 的 檢 核 與 換 算 ： 是 否 超 限 、 粗 差 和 系 統(tǒng) 誤差 、 換 算 到 高 斯 平 面 上 。（ 3） 平 差 計 算 的 注 意 事 項 ： 觀 測 值 2個 人 獨(dú) 立 整 理 或 一 個 人 整 理 2次 。 觀 測 值 編 號 正 確 。 程 序 中 數(shù) 據(jù) 格 式 輸 入

14、 正 確 ， 2人 檢 核 。 平 差 結(jié) 果 認(rèn) 真 分 析 、 審 核 、 檢 驗 。 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 第三節(jié) 平面控制網(wǎng)平差 應(yīng)用大地測量學(xué)根 據(jù) 選 取 的 函 數(shù) 模 型 不 同 劃 分 ： 一 、 平 面 控 制 網(wǎng) 間 接 平 差以 待 定 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) X、 Y作 為 未 知 數(shù) （ 又 稱 坐 標(biāo) 平 差 ） ， 列 出網(wǎng) 中 各 類 觀 測 值 的 誤 差 方 程 式 （ 觀 測 值 的 改 正 數(shù) 與 未 知 數(shù)之 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 式 ） 。 二 、 導(dǎo) 線 網(wǎng) 按 條 件 平 差 第三節(jié) 平面控制網(wǎng)平差 應(yīng)用大地測量學(xué)（ 一 ） 方 向 誤 差 方

15、 程 式 的 列 立 與 約 化（ 二 ） 觀 測 邊 誤 差 方 程 的 列 立（ 三 ） 附 加 條 件 方 程 式 的 列 立（ 四 ） 誤 差 方 程 式 的 組 成（ 五 ） 法 方 程 式 的 組 成 與 解 算（ 六 ） 平 差 成 果 計 算（ 七 ） 精 度 評 定 第三節(jié) 平面控制網(wǎng)平差 應(yīng)用大地測量學(xué)導(dǎo) 線 網(wǎng) 結(jié) 點(diǎn) 之 間 （ 或 附 和 導(dǎo) 線 兩 已 知 點(diǎn) 之 間 ） 的 節(jié) 點(diǎn) 數(shù) 量多 ， 采 用 條 件 平 差 法 效 果 較 好 ； 反 之 ， 結(jié) 點(diǎn) 密 集 的 導(dǎo) 線 網(wǎng)易 采 用 間 接 平 差 法 進(jìn) 行 平 差 計 算 。附 和 導(dǎo) 線 三 種

16、 形 式 ：（ 1） 兩 端 均 有 定 向 角 和 已 知 點(diǎn)（ 2） 兩 端 有 已 知 點(diǎn) ， 一 端 有 定 向 角（ 3） 兩 端 有 已 知 點(diǎn) ， 沒 有 定 向 角 （ 無 定 向 附 和 導(dǎo) 線 ） 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 第四節(jié) 高程控制網(wǎng)平差 應(yīng)用大地測量學(xué)高 程 控 制 網(wǎng) ： 水 準(zhǔn) 網(wǎng) （ 等 級 高 程 控 制 ） 和 三 角 高 程 網(wǎng) 一 、 水 準(zhǔn) 網(wǎng) 條 件 平 差 法 （ 嚴(yán) 密 條 件 平 差 ）多 余 觀 測 個 數(shù) r = n t n為 高 差 觀 測 總 數(shù) ， t為 必 要 觀 測 個 數(shù) 。適 用 于 簡 單 網(wǎng) 形 。二 、 結(jié) 點(diǎn) 平

17、 差 法以 待 定 點(diǎn) 近 似 高 程 點(diǎn) 改 正 數(shù) 為 未 知 參 數(shù) ， 以 兩 個 高 程 點(diǎn) 之間 的 高 差 為 觀 測 值 ， 列 誤 差 方 程 式 。 適 用 于 復(fù) 雜 網(wǎng) 形 。 第四節(jié) 高程控制網(wǎng)平差 應(yīng)用大地測量學(xué)（ 一 ） 按 間 接 平 差 法 對 結(jié) 點(diǎn) 進(jìn) 行 平 差（ 二 ） 按 單 一 水 準(zhǔn) 路 線 條 件 平 差 對 各 水 準(zhǔn) 路 線 進(jìn) 行 平 差（ 三 ） 水 準(zhǔn) 網(wǎng) 結(jié) 點(diǎn) 平 差 算 例（ 四 ） 三 角 高 程 網(wǎng) 結(jié) 點(diǎn) 平 差 高程控制網(wǎng)結(jié)點(diǎn)平差法觀測高差的誤差方程式：法方程式：解算未知數(shù)，計算結(jié)點(diǎn)高程平差值： 精度評定：圖8-15 6

18、6326 55215 44314 3333 2222 1111 PlXXV PlXXV PlXXV PlXV PlXV PlXV 0)( 0)( 0)( 336432614 236265215 134251541 UXPPPXPXP UXPXPPPXP UXPXPXPPP 11 12 1312 21 22 233 31 32 33Q Q QX Q Q QXX Q Q Q 122UUU )3,2,1( 0 iXXH iii tnPVVm T 00 iiiH Qmm 0，相 鄰 結(jié) 點(diǎn) 間 的 各 測 段 高 差 組 成 單 一 水 準(zhǔn) 路 線 ； 先 平 差 求 出 結(jié) 點(diǎn) 高 程 ； 相 鄰

19、結(jié) 點(diǎn) 間 再 按 單 一 附 合路 線 進(jìn) 行 平 差 。 直 接 解 算 法 方 程 可 得 ：解 算 方 法 ： 迭 代 法1。 先 計 算 結(jié) 點(diǎn) 高 程 近 似 值 ， Xi=H i+hi；2。 計 算 X1時 ， X2、 X3以 近 似 值 代 入 ； 計 算 X2時 X3以 近 似 值 代 入 ， X1以 第 一 次 計 算 值 代 入 ； 計 算 X3時 ， X1、 X2以 第 一 次 計 算 值 代 入 ；3。 第 二 次 計 算 X1時 ， X2、 X3以 第 一 次 計 算 值 代 入 ； 依 次 類 推 。4。 至 X（ i+1） -X（ i） 0。 0001m， 迭

20、代 計 算 結(jié) 束 。5。 精 度 評 定 ： 按 最 后 結(jié) 果 計 算 高 差 與 高 差 觀 測 值 的 改 正 數(shù) 評 定 精 度 。 )PP)/(Ph(xP)h(xP)h(Hp xxx )PP)/(Ph(xP)h(xP)h(Hp xxx )PP)/(Ph(xP)h(xP)h(Hp xxx 6436264143C33033 6526365152B22022 5415254341A11011 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 第五節(jié) G PS基線向量網(wǎng)平差 應(yīng)用大地測量學(xué)第五節(jié)GPS網(wǎng)平差 第八章 大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理 第六節(jié) 控制網(wǎng)精度與可靠性估算 應(yīng)用大地測量學(xué)大 地 控 制 網(wǎng) 的 設(shè) 計

21、 ： 選 點(diǎn) 確 定 觀 測 方 案 （ 選 擇 儀 器 、 觀 測 方 法 、 構(gòu) 網(wǎng) ） 精 度 估 算 控 制 網(wǎng) 質(zhì) 量 的 重 要 量 化 指 標(biāo) 可 靠 性 分 析第六節(jié)控制網(wǎng)精度與可靠性 第六節(jié) 控制網(wǎng)精度與可靠性估算 應(yīng)用大地測量學(xué)第六節(jié)控制網(wǎng)精度與可靠性 第六節(jié) 控制網(wǎng)精度與可靠性估算 應(yīng)用大地測量學(xué)在 圖 上 量 測 各 控 制 點(diǎn) 的 近 似 坐 標(biāo) ， 確 定 各 類 觀 測 量 的 誤差 方 程 式 的 系 數(shù) B， 根 據(jù) 控 制 網(wǎng) 等 級 和 所 選 擇 儀 器 設(shè) 備 確 定 觀測 值 的 權(quán) P和 單 位 權(quán) 中 誤 差 ， 按 間 接 平 差 方 法 組

22、成 法 方 程系 數(shù) 矩 陣 ： PBBN TBB 11 )( PBBNQ TBBX tXtXXtXXtX tXXXXXX tXXXXXXX QQQ QQQ QQQQ 21 22212 12111iix Qi 0 0 第六節(jié) 控制網(wǎng)精度與可靠性估算 應(yīng)用大地測量學(xué) 測 量 觀 測 值 除 含 有 隨 機(jī) 誤 差 外 ， 還 常 并 存 有 系 統(tǒng) 誤 差 和 粗 差 。 系統(tǒng) 誤 差 和 粗 差 必 須 排 除 ， 才 能 獲 得 可 靠 的 平 差 結(jié) 果 。 控 制 網(wǎng) 的 可 靠 性理 論 是 研 究 在 測 量 觀 測 值 中 發(fā) 現(xiàn) 粗 差 和 消 除 粗 差 影 響 的 理 論 與

23、 方 法 ?？?靠 性 理 論 主 要 包 括 以 下 兩 個 方 面 的 內(nèi) 容 ：第 一 ， 在 理 論 上 研 究 平 差 系 統(tǒng) 發(fā) 現(xiàn) 、 區(qū) 分 不 同 模 型 誤 差 能 力 及 不 可 發(fā)現(xiàn) 、 不 可 區(qū) 分 模 型 誤 差 對 平 差 結(jié) 果 的 影 響 ， 前 者 稱 為 內(nèi) 部 可 靠 性 ， 后者 稱 為 外 部 可 靠 性 。第 二 ， 在 實 際 數(shù) 據(jù) 處 理 過 程 中 ， 尋 求 在 平 差 過 程 中 自 動 發(fā) 現(xiàn) 和 區(qū) 分 模型 誤 差 、 確 定 模 型 誤 差 位 置 和 消 除 模 型 誤 差 的 方 法 。平 差 之 前 進(jìn) 行 概 算 ，

24、檢 查 觀 測 成 果 的 質(zhì) 量 實 際 上 是 檢 查 和 發(fā) 現(xiàn) 粗 差 。 對 于 有 多 余 觀 測 的 控 制 網(wǎng) ， 已 經(jīng) 具 有 了 一 定 的 可 靠 性 ， 多 余 觀 測 越 多 ，控 制 網(wǎng) 的 可 靠 性 越 高 。 1。 控 制 網(wǎng) 概 算 的 意 義 。2。 導(dǎo) 線 網(wǎng) 、 水 準(zhǔn) 網(wǎng) 、 GPS網(wǎng) 概 算 的 方 法 步 驟 。3。 導(dǎo) 線 網(wǎng) 條 件 數(shù) 的 判 別 。4。 水 準(zhǔn) 網(wǎng) 條 件 數(shù) 的 判 別 。5。 GPS網(wǎng) 條 件 數(shù) 的 判 別 。6。 間 接 平 差 與 條 件 平 差 對 比 各 有 什 么 特 點(diǎn) ？7。 列 出 導(dǎo) 線 網(wǎng) 間 接 平 差 觀 測 方 向 、 觀 測 邊 長 的 誤 差 方程 式 。8。 列 出 水 準(zhǔn) 網(wǎng) 間 接 平 差 觀 測 高 差 的 誤 差 方 程 式 。9。 列 出 GPS網(wǎng) 間 接 平 差 基 線 向 量 的 誤 差 方 程 式 。