注册测绘师培训-大地测量.ppt

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1、1,第四部分 大地测量基本技术与方法,国家注册测绘师考试培训教程 第一篇 大 地 测 量,2,4.1 国家平面大地控制网的建立4.1.1 国家平面大地控制网建立方法（1）常规大地测量法 三角测量法,优点:图形简单，结构强，几何条件多，便于检核，网的精度较高。缺点：易受障碍物的影响，布设困难，增加了建标费用；推算边长精度不均匀，距起始边越远边长精度越低。,国家平面大地控制网建立,3,导线测量法:优点：布设灵活，容易克服地形障碍；导线测量只要求相邻两点通视，故可降低觇标高度，造标费用少，且便于组织观测；网内边长直接测量，边长精度均匀。缺点：导线结构简单，没有三角网那样多的检核条件，不易发现粗差，可

2、靠性不高。,国家平面大地控制网建立,4,三边测量及边角同测法 边角全测网的精度最高，相应工作量也较大。在建立高精度的专用控制网(如精密的形变监测网)或不能选择良好布设图形的地区可采用此法而获得较高的精度。,国家平面大地控制网建立,5,天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测天体(主要是恒星)并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即天文经度、天文纬度和该点至另一点的天文方位角。优点：各点彼此独立观测，也勿需点间通视，测量误差不会积累。缺点：精度不高，受天气影响大。用途：在每隔一定距离的三角点上观测天文来推求大地方位角，控制水平角观测误差积累对推算方位角的影响。,（2）天文测量法,国家平面

3、大地控制网建立,6,主要是GPS测量：全球定位系统GPS(Global Positioning System)可为各位用户提供精密的三维坐标、三维速度和时间信息。GNSS:GPS,GLONASS,Galelio,Compass,（3）现代大地测量新技术,国家平面大地控制网建立,7,4.1.2 国家平面控制网布设原则 从高到低、逐级控制 国家三角网分为一、二、三、四等，GPS网分为A、B、C、D、E五级。大地控制网要有足够的精度 如各级GPS 网相邻点间基线长度精度用下式表示,是确定同步环闭合差、异步环闭合差、重复基线差、基线向量残差等的限差的依据.（2009版GPS测量规范的限差是与仪器的标称

4、精度相关联的）,国家平面大地控制网建立,8,各等级三角测量的精度,国家平面大地控制网建立,9,大地控制网要有足够的密度 国家控制网是测图的基本控制，其密度要满足测图的要求。控制点的密度是指每幅图中包含有多少控制点，不同比例尺有不同的要求。,国家平面大地控制网建立,10,大地控制网要有统一的规格和要求 国家三角测量规范GB/T 17942-2000 全球定位系统测量规范GB/T 18314-2009 国家测量规范规定了：具体的布网方案、作业方法、使用的仪器、各种精度指标等内容。对于GPS网，重点掌握：(1)两个最重要的等级：B，C(2)外业观测最主要的指标：观测时段个数，观测时段长度(3)网形特

5、征：同步基线条数计算，独立基线的选择与条数计算(4)最重要的数据处理质量指标：同步环闭合差、异步环闭合差、重复基线差、基线向量残差。,国家平面大地控制网建立,11,国家平面大地控制网建立,包括以下工作：技术设计，实地选点，建造觇标，标石埋设，外业测量，平差计算等 技术设计 收集资料 实地踏勘 图上设计 编写技术设计书 实地选点：选点图，点之记，选点工作技术总结（参照规范）。,4.1.3 国家平面大地控制网的布设,标石埋设：大地点的坐标指标石中心的坐标。,12,外业测量。平差计算。,观测工作结束后应及时整理和检查外业观测手簿。检查手簿中所有计算是否正确、观测成果是否满足各项限差要求。确认观测成果

6、全部符合本规范规定之后，方可进行计算。,1）三角形闭合差、测角中误差计算；2）极条件自由项及限差计算；3）基线条件自由项及限差计算；4）方位角条件自由项及限差计算；5）三角高程高差的验算。,三角测量成果的验算,国家平面大地控制网建立,13,GPS 测量成果的检验 1）复测基线长度较差 2）同步环闭合差 3）异步环闭合差 4）基线向量残差 其中：n为独立环的边数，,国家平面大地控制网建立,14,4.1.4 国家平面大地控制网的国家技术规范,国家三角测量规范 GB/T 17942-2000 全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009 测绘技术总结编写规定 CH1001-2005 测绘产品

7、检查验收规定 CH1002-1995 测绘产品质量评定标准 CH1003-1995 测绘技术设计规定CH/T 1004-2005,国家平面大地控制网建立,15,4.2.1 国家高程（框架)控制网的目的和任务 1）建立统一的高程控制网，为地形测图和各项建设提供必要的高程控制基础；2）为地壳垂直运动、平均海面倾斜及其变化和大地水准面形状等地球科学研究提供精确的高程数据。,4.2 国家高程控制网的建立,国家高程控制网建立,16,4.2.2 国家高程（框架)控制网的布设原则 从高到低、逐级控制 一等水准测量是国家高程控制网的骨干，同时也为相关地球科学研究提供高程数据；二等水准测量是国家高程控制网的全面

8、基础；三、四等水准测量是直接为地形测图和其他工程建设提供高程控制点。,国家高程控制网建立,17,水准点满足一定的密度,国家高程控制网建立,18,水准测量达到足够的精度 各等级水准测量的精度，用每公里高差中数的偶然中误差 和每公里高差中数的全中误差来表示。,一等水准网应定期复测,国家高程控制网建立,19,4.2.3 国家高程（框架）控制网布设方案 我国的水准测量分为四等，各等级水准测量路线必须自行闭合或闭合于高等级的水准路线上，与其构成环形或附合路线，以便控制水准测量系统误差的积累和在高等级的水准环中布设低等级的水准路线。,国家高程控制网建立,20,一等闭合环线周长，在平原和丘陵地区为1 000

9、1 500km，一般山 区为2 000km左右。二等闭合环线周长，在平原地区为500750km,山区一般不超过1 000km。三、四等水准用于加密，根据高等级水准环的大小和实际需要布设，其中环线周长、附合路线长度和结点间路线长度，三等水准分别为200km、150km和70km；四等分别为100km、80km和30km。,国家高程控制网建立,21,4.2.4 国家平面大地控制网的国家技术规范,国家一、二等水准测量规范GB12897-2006 国家三、四等水准测量规范GB12897-2009 测绘技术总结编写规定 CH1001-2005 测绘产品检查验收规定 CH1002-1995 测绘产品质量评

10、定标准 CH1003-1995 测绘技术设计规定CH/T 1004-2005,国家高程控制网建立,22,重力控制网采用逐级控制方法建立 首先在全国范围内建立各级重力控制网，然后在此基础上根据各种不同目的和用途再进行加密重力测量。国家重力控制测量分为三级：国家重力基本网，国家一等重力网，国家二等重力点。此外还有国家级重力仪标定基线,4.3 重力控制网的建立,重力控制网建立,23,重力控制测量设计原则 重力控制测量的目的，是建立国家重力基准和重力控制网。国家重力基准是由一定数量分布合理的重力基准点组成的重力基准网，以构成控制全国的重力测量的基准框架。重力基准点的设计首先应根据国家绝对重力测量的能力

11、，以确定组成的重力基准网的点数，其次应考虑点位的区域均匀分布，选择地壳板块稳定，无较大质量搬迁地区，交通便利，并远离震动的基岩上。,重力控制网建立,24,重力基本网的设计原则应有一定的点位密度，有效地覆盖国土范围，以满足控制一等重力点相对联测的精度要求和国民经济及国防建设需要。基本重力控制点应在全国构成多边形网，其点距应在 500 km 左右。一、二等重力点的布设应满足各部门进行区域重力测量的需要，在全国范围内分布，点间距应在 30 0 km 左右，由基本重力点开始联测，可布设成附合形式（即由一个基本重力点联测若干个一等重力点，最后又联测到另一个基本点）或闭合形式（即由一个基本重力点联测若干个

12、一等重力点，最后仍闭合到同一基本点）。当条件不许可时，也可联测成支线形式（即由一个基本重力点联测一个一等重力点）。,重力控制网建立,25,基本重力点联测 国家基本重力点（含引点）联测应采用对称观测，即：A 一 B 一 C C 一 B 一 A，观测过程中仪器停放超过 2 小时，则在停放点应重复观测，以消除静态零漂。每条测线一般在 24 小时内闭合，特殊情况可以放宽到 48 小时。每条测线计算一个联测结果。,重力控制网建立,26,一、二等重力点联测 一等重力点联测路线应组成闭合环或附合在两基本点间，其测段数一般不超过 5 段，特殊情况下可以按辐射状布测一个一等点。联测时应采用对称观测，即：A 一

13、B 一 C C 一 B 一 A,观测过程中仪器停放超过 2 小时，则在停放点应重复观测，以消除静态零漂。每条测线一般在 24 小时内闭合，特殊情况可放宽到 48 小时。每条测线计算一个联测结果。,重力控制网建立,27,二等重力点联测起算点为重力基本点、一等重力点或其引点。联测组成的闭合路线或附合路线中的二等重力点数不得超过 4 个，在支测路线中允许支测 2 个二等重力点。一般情况下，二等联测应尽量采用三程循环法，即：A 一 B 一 A,B 一 A 一 B 作为两条测线计算。每条测线一般在 36 小时内闭合，困难地区可以放宽到 48 小时。一、二等重力点联测使用 LCR 重力仪，每点观测程序与国

14、家基本重力点（含引点）联测相同。一等重力点（含引点）段差联测中误差不得大于士 2510-8ms-2，二等重力点段差联测中误差不得大于士 25010-8ms-2。,重力控制网建立,28,加密重力点联测 加密重力测量的起算点为各等级重力控制点，重力测线应形成闭合或附合路线，其闭合时间一般不应超过 60 小时，困难地区可以放宽到 84 小时。,重力控制网建立,29,平面坐标和高程测定 每个重力点都必须测定平面坐标和高程。重力点坐标采用国家大地坐标系，高程采用国家高程基准。各等级的重力点的平面坐标、高程测定中误差不应超过 1.0m。加密重力点的点位相对于国家大地控制点的平面点位中误差不得超过 100m

15、，相对精度不低于国家四等水准点的高程点的中误差不应超过 1.0m，困难地区可以放宽到 2.0m。,重力控制网建立,30,精密角度测量仪器概述 我国大地经纬仪系列标准：五个等级：DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ15 D：表示“大地测量”J：表示“经纬仪”下标数字：表示一测回水平方向中误差 DJ07级系列：北京光学仪器厂：DJ07 南京 1002厂：DJ07等；DJ1级系列：Wild厂：T3，Kern厂：DKM3等。,4.4 精密角度测量,精密角度测量,31,精密测角的误差来源及影响外界条件的影响 大气层密度的变化对目标成像稳定性的影响 早晨太阳升起时，目标成像也仅有轻微的波动；日出以后，有

16、一段时间，大约13h，成像较稳定；1215 h，成像波动较大；日落前有一段成像稳定而有利于观测的时间；,精密角度测量,水平折光的影响,照准目标的相位差,温度变化对视准轴的影响,外界条件对觇标内（或三角架）架稳定性的影响,32,观测程序 上半测回：1 2 3 4 1 下半测回：1 4 3 2 1“1”称为零方向.零方向选择：通视好，成像清晰，边长适中。测回数确定:参考规范度盘配置:参考规范测站限差:2次读数的秒差（光学经纬仪）,半测回归零差 L-R=2C的各方向互差 各测回同一方向的方向值之差测站平差,角度观测方法,精密角度测量,33,1.电磁波测距仪的分类和分级测距原理：相位式测距仪（固定频率

17、、可变频率）、脉冲式测距仪测程：长(十10km以上)、中(数公里至10km)、短(3km)载波源：红外、激光、微波载波数：单频、双频反射目标：合作目标、漫反射目标精度：高精度、一般精度、低精度,4.5 精密电磁波测距,精密电磁波测距,34,2、电磁波测距基本原理,电磁波测距基本公式 相位式测距原理,精密电磁波测距,35,距离观测值的改正,1.气象改正 Dn2.仪器加常数改正3.和乘常数改正4.周期误差改正5.距离归算（距离归算面）6.投影改正（高斯投影面）,测距误差来源和精度表达式,测距的精度表达式 m=a+bD,精密电磁波测距,36,4.6 精密水准测量,水准测量仪器概述 我国水准测量仪系列

18、标准：五个等级：DS05，DS1，DS3，DS10，DS20 D：表示“大地测量”S：表示“水准仪”下标数字：表示每公里往返高差中数的偶然中误差。与我国DS05相当精度的仪器：德国蔡司：Ni007自动安平水准仪 瑞士威特厂：N3水准仪 瑞士徕卡：DNA03数字水准仪，托普康DL101/102C数字水准仪等。索佳SDL30电子水准仪。,精密水准测量,37,(1)仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等，其差应小于规定的限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于1.0m，前、后视距累积差应小于3m。(2)在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测。对于往测奇数测站按“后前前后”，偶数

19、测站按“前后后前”的观测程序在相邻测站上交替进行。返测时，奇数测站与偶数测站的观测程序与往测时相反，即奇数测站由前视开始，偶数测站由后视开始。,精密水准测量作业的一般规定,精密水准测量,38,(3)每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两水准标尺应互换位置，并应重新整置仪器。每一测段的水准测量路线应进行往测和返测(4)一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件下进行，如分别在上午和下午观测。,精密水准测量,39,水准测量的概算,概算主要内容：观测高差的各项改正数的计算和水准点概略高程表的编算等。（1）水准标尺每米长度误差的改正数计算；（2）水准高差温度改正；（3）正常水准面不平行的改正数计算；（4）重力异常改正；（5）水准路线闭合差改正计算；（6）水准测量外业高差与概略高程表编制。,精密水准测量,