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1、1,第四部分 大地測量基本技術與方法,國家注冊測繪師考試 培訓教程 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: 圖形簡單，結構強，幾何條件多，便于檢核，網(wǎng)的精度較高。 缺點：易受障礙物的影響，布設困難，增加了建標費用；推算邊長精度不均勻，距起始邊越遠邊長精度越低。,國家平面大地控制網(wǎng)建立,3,,, 導線測量法: 優(yōu)點：布設靈活，容易克服地形障礙；導線測量只要求相鄰兩點通視，故可降低覘標高度，造標費用少，且便于組織觀測；網(wǎng)內邊長直接測量，邊長精度均勻。 缺點：導線結構簡單，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上架設儀器，通過觀測天體(主要是恒星)并記錄觀測瞬間的時刻，來確定地面點的地理位置，即天文經(jīng)度、天文緯度和該點至另一點的天文方位角。 優(yōu)點：各點彼此獨立觀測，也勿需點間通視，測量誤差不會積累。 缺點：精度不高，受天氣影響大。 用途：在每隔一定距離的三角點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、三維速度和時間信息。 GNSS: GPS,GLONASS,Galelio,Compass,（3）現(xiàn)代大地測量新技術,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稱精度相關聯(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的密度是指每幅圖中包含有多少控制點，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、各種精度指標等內容。 對于GPS網(wǎng)，重點掌握： (1) 兩個最重要的
5、等級：B，C (2) 外業(yè)觀測最主要的指標：觀測時段個數(shù)，觀測時段長度 (3) 網(wǎng)形特征：同步基線條數(shù)計算，獨立基線的選擇與條數(shù)計算 (4) 最重要的數(shù)據(jù)處理質量指標：同步環(huán)閉合差、異步環(huán)閉合差、重復基線差、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：技術設計，實地選點，建造覘標，標石埋設，外業(yè)測量，平差計算等 技術設計 收集資料 實地踏勘 圖上設計 編寫技術設計書 實地選點：選點圖，點之記，選點工作技術總結（參照規(guī)范）。,4.1.3 國家平面大地控制網(wǎng)的布設,標石埋設：大地點的坐標指標石中心的坐標。,12,外業(yè)測量。 平差計算。,觀測工作
6、結束后應及時整理和檢查外業(yè)觀測手簿。檢查手簿中所有計算是否正確、觀測成果是否滿足各項限差要求。確認觀測成果全部符合本規(guī)范規(guī)定之后，方可進行計算。,1）三角形閉合差、測角中誤差計算； 2）極條件自由項及限差計算； 3）基線條件自由項及限差計算； 4）方位角條件自由項及限差計算； 5）三角高程高差的驗算。,三角測量成果的驗算,國家平面大地控制網(wǎng)建立,13,GPS 測量成果的檢驗 1）復測基線長度較差 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 測繪技術總結編寫規(guī)定 CH1001-2005 測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定 CH1002-1995 測繪產(chǎn)品質量評定標準 CH1003-1995 測繪技術設計規(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 1）建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項建設提供必要的高程控制基礎； 2）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)。,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)的布設原則 從高到低、逐級控制 一等水準測量是國家高程控制網(wǎng)的骨干，同時也為相關地球科學研究提供高程數(shù)據(jù)； 二等水準測量是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎； 三、四等水準測量是直接為地形測圖和其他工程建設提供高程控制點。,國家高程控制網(wǎng)建立,17,,水準點滿足一定的密度,國家高程控制網(wǎng)建立,18,水準測量達到足夠的精度 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 和每公里高差中數(shù)的全中誤差來表示。, 一等水準網(wǎng)應定期復測,國家高程控制網(wǎng)建立,19,4.2.3 國家高程（框架）控制網(wǎng)布設方案 我國的水準測量分為四等，各等級水準測量路線必須自行閉合或閉合于高等級的水準路
9、線上，與其構成環(huán)形或附合路線，以便控制水準測量系統(tǒng)誤差的積累和在高等級的水準環(huán)中布設低等級的水準路線。,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、四等水準用于加密，根據(jù)高等級水準環(huán)的大小和實際需要布設，其中環(huán)線周長、附合路線長度和結點間路線長度，三等水準分別為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)的國家技術規(guī)范, 國家一、二等水準測量
10、規(guī)范GB12897-2006 國家三、四等水準測量規(guī)范GB12897-2009 測繪技術總結編寫規(guī)定 CH1001-2005 測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定 CH1002-1995 測繪產(chǎn)品質量評定標準 CH1003-1995 測繪技術設計規(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 首先在全國范圍內建立各級重力控制網(wǎng)，然后在此基礎上根據(jù)各種不同目的和用途再進行加密重力測量。 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。此外還有國家級重力儀標定基線,4.3 重力控制網(wǎng)的建立,重力控制網(wǎng)建立,23,重力控制測量設計原則 重力
11、控制測量的目的，是建立國家重力基準和重力控制網(wǎng)。 國家重力基準是由一定數(shù)量分布合理的重力基準點組成的重力基準網(wǎng)，以構成控制全國的重力測量的基準框架。重力基準點的設計首先應根據(jù)國家絕對重力測量的能力，以確定組成的重力基準網(wǎng)的點數(shù)，其次應考慮點位的區(qū)域均勻分布，選擇地殼板塊穩(wěn)定，無較大質量搬遷地區(qū)，交通便利，并遠離震動的基巖上。,重力控制網(wǎng)建立,24,重力基本網(wǎng)的設計原則 應有一定的點位密度，有效地覆蓋國土范圍，以滿足控制一等重力點相對聯(lián)測的精度要求和國民經(jīng)濟及國防建設需要。 基本重力控制點應在全國構成多邊形網(wǎng)，其點距應在 500 km 左右。 一、二等重力點的布設應滿足各部門進行區(qū)域重力測量
12、的需要，在全國范圍內分布，點間距應在 30 0 km 左右，由基本重力點開始聯(lián)測，可布設成附合形式（即由一個基本重力點聯(lián)測若干個一等重力點，最后又聯(lián)測到另一個基本點）或閉合形式（即由一個基本重力點聯(lián)測若干個一等重力點，最后仍閉合到同一基本點）。當條件不許可時，也可聯(lián)測成支線形式（即由一個基本重力點聯(lián)測一個一等重力點）。,重力控制網(wǎng)建立,25,基本重力點聯(lián)測 國家基本重力點（含引點）聯(lián)測應采用對稱觀測，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，則在停放點應重復觀測，以消除靜態(tài)零漂。每條測線一般在 24 小時內閉合，特殊情況可以放寬到 48 小時。每條測
13、線計算一個聯(lián)測結果。,重力控制網(wǎng)建立,26,一、二等重力點聯(lián)測 一等重力點聯(lián)測路線應組成閉合環(huán)或附合在兩基本點間，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一等點。聯(lián)測時應采用對稱觀測，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，則在停放點應重復觀測，以消除靜態(tài)零漂。每條測線一般在 24 小時內閉合，特殊情況可放寬到 48 小時。每條測線計算一個聯(lián)測結果。,重力控制網(wǎng)建立,27,二等重力點聯(lián)測起算點為重力基本點、一等重力點或其引點。聯(lián)測組成的閉合路線或附合路線中的二等重力點數(shù)不得超過 4 個，在支測路線中允許支測 2 個二等重力點。一
14、般情況下，二等聯(lián)測應盡量采用三程循環(huán)法，即： A 一 B 一 A , B 一 A 一 B 作為兩條測線計算。每條測線一般在 36 小時內閉合，困難地區(qū)可以放寬到 48 小時。 一、二等重力點聯(lián)測使用 LCR 重力儀，每點觀測程序與國家基本重力點（含引點）聯(lián)測相同。一等重力點（含引點）段差聯(lián)測中誤差不得大于士 2510 - 8ms -2 ，二等重力點段差聯(lián)測中誤差不得大于士 25010 - 8ms -2。,重力控制網(wǎng)建立,28,加密重力點聯(lián)測 加密重力測量的起算點為各等級重力控制點，重力測線應形成閉合或附合路線，其閉合時間一般不應超過 60 小時，困難地區(qū)可以放寬到 84 小時。,重力控制網(wǎng)
15、建立,29,平面坐標和高程測定 每個重力點都必須測定平面坐標和高程。重力點坐標采用國家大地坐標系，高程采用國家高程基準。各等級的重力點的平面坐標、高程測定中誤差不應超過 1 . 0m 。 加密重力點的點位相對于國家大地控制點的平面點位中誤差不得超過 100m ，相對精度不低于國家四等水準點的高程點的中誤差不應超過 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)緯儀系列標準： 五個等級：DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ15 D：表示“大地測量” J： 表示“經(jīng)緯儀” 下標數(shù)字：表示一測回水平方向中誤差 DJ07級系列
16、：北京光學儀器廠：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成像穩(wěn)定性的影響 早晨太陽升起時，目標成像也僅有輕微的波動； 日出以后，有一段時間，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間；,精密角度測量,水平折光的影響,照準目標的相位差,溫度變化對視準軸的影響,外界條件對覘標內（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。 測回數(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：合作目標、漫反射目標 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式,測距的精度表達式 m=a+bD,精密電磁波測距,36,4.6 精密水準測量,,,,,水準測量儀器概述 我國水準測量儀系列標準： 五個等級：DS05，DS1，DS3，DS10，DS20 D：表示“大地測量” S： 表示“水準儀” 下標數(shù)字：表示每公里往返高差中數(shù)的偶然中誤差。 與我國DS05相當精度的儀器
19、： 德國蔡司：Ni007自動安平水準儀 瑞士威特廠：N3水準儀 瑞士徠卡：DNA03數(shù)字水準儀，托普康DL101/102C數(shù)字水準儀等。 索佳SDL30電子水準儀。,精密水準測量,37,(1) 儀器距前、后視水準標尺的距離應盡量相等，其差應小于規(guī)定的限值：二等水準測量中規(guī)定，一測站前、后視距差應小于1.0m，前、后視距累積差應小于3m。 (2) 在兩相鄰測站上，應按奇、偶數(shù)測站的觀測程序進行觀測。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行。返測時，奇數(shù)測站與偶數(shù)測站的觀測程序與往測時相反，即奇數(shù)測站由前視開始，偶數(shù)測站由后視開始。,精密水準測量
20、作業(yè)的一般規(guī)定,精密水準測量,38,(3) 每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均應為偶數(shù)，由往測轉向返測時，兩水準標尺應互換位置，并應重新整置儀器。每一測段的水準測量路線應進行往測和返測 (4) 一個測段的水準測量路線的往測和返測應在不同的氣象條件下進行，如分別在上午和下午觀測。,精密水準測量,39,水準測量的概算,概算主要內容：觀測高差的各項改正數(shù)的計算和水準點概略高程表的編算等。 （1）水準標尺每米長度誤差的改正數(shù)計算； （2）水準高差溫度改正； （3）正常水準面不平行的改正數(shù)計算； （4）重力異常改正； （5）水準路線閉合差改正計算； （6）水準測量外業(yè)高差與概略高程表編制。,,精密水準測量,
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