1、1第四部分第四部分 大地测量基本技术与方法大地测量基本技术与方法国家注册测绘师考试国家注册测绘师考试培训教程培训教程 第一篇第一篇 大大 地地 测测 量量24.1 国家平面大地控制网的建立国家平面大地控制网的建立4.1.1 4.1.1 国家平面大地控制网建立方法国家平面大地控制网建立方法（1 1）常规大地测量法）常规大地测量法 三角测量法三角测量法优点优点:图形简单，结构强，几何条件图形简单，结构强，几何条件多，便于检核，网的精度较高。多，便于检核，网的精度较高。缺点：缺点：易受障碍物的影响，布设困易受障碍物的影响，布设困难，增加了建标费用；推算边长精难，增加了建标费用；推算边长精度不均匀，距
2、起始边越远边长精度度不均匀，距起始边越远边长精度越低。越低。国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立3 导线测量法导线测量法: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；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。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，可靠性不高。现粗差，可靠性不高。国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建
3、立4 三边测量及边角同测法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。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在建立高精度的专用控制网(如精密的形变监如精密的形变监测网测网)或不能选择良好布设图形的地区可采用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。此法而获得较高的精度。国家平面大地控制网建立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，通过观测天体天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测天体(主要主要是恒星是恒星)并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，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
4、和该点至另一点的天文方位角。即天文经度、天文纬度和该点至另一点的天文方位角。优点：优点：各点彼此独立观测，也勿需点间通视，测量误差不会各点彼此独立观测，也勿需点间通视，测量误差不会积累。积累。缺点：缺点：精度不高，受天气影响大。精度不高，受天气影响大。用途用途：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。角，控制水平角观测误差积累对推算方位角的影响。（2 2）天文测量法）天文测量法 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立6 主要是主要是GPS测量：测量：全球定位系统全球定位系统GPS(Globa
5、l Positioning System)可为各位用户提供精密的三维坐标、可为各位用户提供精密的三维坐标、三维速度和时间信息。三维速度和时间信息。GNSS:GPS,GLONASS,Galelio,Compass（3 3）现代大地测量新技术）现代大地测量新技术 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立74.1.2 4.1.2 国家平面控制网布设原则国家平面控制网布设原则 l分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制 国家三角网分为一、二、三、四等，国家三角网分为一、二、三、四等，GPS网分网分为为A、B、C、D、E五级。五级。l大地控制网要有足够的精度大地控制网要有足够的精度 如各级如各级GPS
6、网相邻点间基线长度精度用下式网相邻点间基线长度精度用下式表示表示,是确定同步环闭合差、异步环闭合差、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重复基线差、基线向量残差等的限差的依据.（2009版版GPS测量规范的限差是与仪器的标称测量规范的限差是与仪器的标称精度相关联的）精度相关联的）22()abD 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立8 各等级三角测量的精度各等级三角测量的精度 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立9l大地控制网要有足够的密度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，其国家控制网是测图的基本控制，其密度要满足测图的要求
7、。控制点的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。点，不同比例尺有不同的要求。国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立10l大地控制网要有统一的规格和要求大地控制网要有统一的规格和要求国家三角测量规范国家三角测量规范GB/T 17942-2000全球定位系统测量规范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、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、各种精度指标作业方法、使用的仪器、各种精度指标等内容。等内容。国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立
8、对于对于GPS网，重点掌握：网，重点掌握：(1)两个最重要的等级：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，外业观测最主要的指标：观测时段个数，观测时段长度，重复设站数观测时段长度，重复设站数(3)网形特征：同步基线条数计算，独立基网形特征：同步基线条数计算，独立基线的选择与条数计算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、基合差、异步环闭合差、重复基线差、基线向量残差。线向量残差。1112 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立技术设计技术设计 收集资料收集资料 实地踏勘实地踏勘
9、图上设计图上设计 编写技术设计书编写技术设计书 实地选点实地选点：选点图，点之记，选点工作技术总结：选点图，点之记，选点工作技术总结标石埋设标石埋设外业测量外业测量平差计算平差计算 4.1.3 4.1.3 国家平面大地控制网的布设国家平面大地控制网的布设13GPS 测量成果的检验测量成果的检验 1）复测基线长度较差复测基线长度较差 2）同步环闭合差）同步环闭合差 3）异步环闭合差异步环闭合差 4）基线向量残差）基线向量残差 其中：其中：n为独立环的边数为独立环的边数 2 2ds 3XWn 3YWn 3ZWn 3 3Wn 22()abD 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立5XnW 5Y
10、nW 5ZnW 3 144.1.4 国家平面大地控制网的国家技术规范国家平面大地控制网的国家技术规范 国家三角测量规范国家三角测量规范 GB/T 17942-2000 全球定位系统测量规范全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009 测绘技术总结编写规定测绘技术总结编写规定 CH1001-2019 测绘产品检查验收规定测绘产品检查验收规定 CH1002-2019 测绘产品质量评定标准测绘产品质量评定标准 CH1003-2019 测绘技术设计规定测绘技术设计规定CH/T 1004-2019 国家平面大地控制网建立国家平面大地控制网建立154.2.1 4.2.1 国家高程（框架国家高程（框
11、架)控制网的目的和任务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；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和大地水准面形状等地球科学研究提供精确的高程数据。程数据。4.2 4.2 国家高程控制网的建立国家高程控制网的建立 国家高程控制网建立国家高程控制网建立164.2.2 4.2.2 国家高程（框架国家高程（框架)控制网的布设原则控制网的布设原则 l从高到低、逐级控制从高到低、逐级控制 一等水准测量是国家高
12、程控制网的骨干，同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；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基础；二等水准测量是国家高程控制网的全面基础；三、四等水准测量是直接为地形测图和其他三、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。工程建设提供高程控制点。国家高程控制网建立国家高程控制网建立17 水准水准标石标石类型类型 间距（间距（km）布设具体要求布设具体要求一般一般地区地区经济发经济发达地区达地区荒漠荒漠地区地区基 岩基 岩水 准水 准标石标石500 只设于一等水准路线上，大城市和断只设于一等水准路线上，大城市和
13、断裂带附近应增设，基岩较深地区可适裂带附近应增设，基岩较深地区可适当放宽，每省（市、自治区）至少两当放宽，每省（市、自治区）至少两座。座。基 本基 本水 准水 准标石标石4020-3060设于一二等水准路线上及交叉处，大、设于一二等水准路线上及交叉处，大、中城市两侧及县城附近。尽量设置在中城市两侧及县城附近。尽量设置在坚固岩层上。坚固岩层上。普 通普 通水 准水 准标石标石4-82-410设于各等级水准路线上，以及山区水设于各等级水准路线上，以及山区水准路线高程变换点附近，长度超过准路线高程变换点附近，长度超过300米的遂道，跨河水准测量的两岸米的遂道，跨河水准测量的两岸标尺附近。标尺附近。l
14、 水准点满足一定的密度水准点满足一定的密度 国家高程控制网建立国家高程控制网建立18l水准测量达到足够的精度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 和和每公里高差中数的全中误差来表示。每公里高差中数的全中误差来表示。水 准 测 量等级一等(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 一等水准网应定期复测一等水准网应定期复测 国家高程控制网建立国家高程控制网建立194.2.3 4.2.3 国家高程（框架）控制网布设方案国家高程（框架）控制网布
15、设方案 我国的水准测量分为四等，各等级水准测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。布设低等级的水准路线。国家高程控制网建立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一等闭合环线周长，在平原和丘陵地区为1 0001 500km，一般山，一般山 区为区为2 000km左右。左右。二等闭合环线周长，在平原地区为二等闭合环线周长，
16、在平原地区为500750km,山区一般不超过山区一般不超过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，三等水准分别为度和结点间路线长度，三等水准分别为200km、150km和和70km；四等分别为；四等分别为100km、80km和和30km。国家高程控制网建立国家高程控制网建立214.2.4 4.2.4 国家高程控制网的技术规范国家高程控制网的技术规范 国家一、二等水准测量规范国家一、二等水准测量规范GB12897-2019 国家三、四
17、等水准测量规范国家三、四等水准测量规范GB12897-2009 国家高程控制网建立国家高程控制网建立22n重力控制网采用逐级控制方法建立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。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力点。此外还有国家级重力仪标定基线 4.3 4.3 重力控制网的建立重力控制网
18、的建立 重力控制网建立重力控制网建立23n精密角度测量仪器概述精密角度测量仪器概述 我国大地经纬仪系列标准：我国大地经纬仪系列标准：五个等级：五个等级：DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ15 D：表示：表示“大地测量大地测量”J：表示表示“经纬仪经纬仪”下标数字：表示一测回水平方向中误差下标数字：表示一测回水平方向中误差 4.4 4.4 精密角度测量精密角度测量精密角度测量精密角度测量24n 精密测角的误差来源及影响精密测角的误差来源及影响外界条件的影响外界条件的影响 p大气层密度的变化对目标成像稳定性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；
19、早晨太阳升起时，目标成像也仅有轻微的波动；日出以后，有一段时间，大约日出以后，有一段时间，大约13h，成像较稳定；，成像较稳定；12 121515 h h，成像波动较大；，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；日落前有一段成像稳定而有利于观测的时间；精密角度测量精密角度测量p 水平折光的影响水平折光的影响p 照准目标的相位差照准目标的相位差p 温度变化对视准轴的影响温度变化对视准轴的影响p 外界条件对觇标内架（或三角架）稳定性的影响外界条件对觇标内架（或三角架）稳定性的影响251.1.电磁波测距仪的分类和分级电磁波测距仪的分类和分级l测距原理：相位式测距仪（固定频率、可变频测距
20、原理：相位式测距仪（固定频率、可变频率）、脉冲式测距仪率）、脉冲式测距仪l测程：长测程：长(十十10km10km以上以上)、中、中(数公里至数公里至10km)10km)、短短(3km)(3km)l载波源：红外、激光、微波载波源：红外、激光、微波l载波数：单频、双频载波数：单频、双频l反射目标：合作目标、漫反射目标反射目标：合作目标、漫反射目标l精度：高精度、一般精度、低精度精度：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 精密电磁波测距精密电磁波测距262、电磁波测距基本原理电磁波测距基本原理 n电磁波测距基本公式电磁波测距基本公式 n 相位式测距原理相位式测距原理 ctD
21、21ft2)(22NNN)()(2)(2NNuNNNNfcD是整周未知数（称为“电子尺”）Nu2精密电磁波测距精密电磁波测距27n距离观测值的改正距离观测值的改正 1.气象改正气象改正 Dn2.仪器加常数改正仪器加常数改正3.3.和乘常数改正和乘常数改正4.4.周期误差改正周期误差改正5.5.距离归算（距离归算面）距离归算（距离归算面）6.6.投影改正（高斯投影面）投影改正（高斯投影面）n测距误差来源和精度表达测距误差来源和精度表达式式 22222220222202)()4(0cnfcDmDnmfmcmmfncmn 测距的精度表达式测距的精度表达式 m=a+bD 精密电磁波测距精密电磁波测距2
22、84.6 精密水准测量精密水准测量 n水准测量仪器概述水准测量仪器概述 我国水准测量仪系列标准：我国水准测量仪系列标准：五个等级：五个等级：DS05，DS1，DS3，DS10，DS20 D：表示：表示“大地测量大地测量”J：表示表示“水准仪水准仪”下标数字：表示每公里往返高差中数的偶然中下标数字：表示每公里往返高差中数的偶然中误差。误差。精密水准测量精密水准测量29(1)(1)仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等，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，其差应小于规定的限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于一测站前、后视距差应小于1.0m
23、1.0m，前、后视距累，前、后视距累积差应小于积差应小于3m3m。(2)(2)在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测在两相邻测站上，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程序进行观测。对于往测奇数测站按“后前前后前前后后”，偶数测站按，偶数测站按“前后后前前后后前”的观测程序在相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。开始，偶数测站由后视开始。n精密水准测量作业的一般规定精密水准测量作业的一般规定精密水准测量精密
24、水准测量30(3)每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶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不同的气象条件下进行，如分别在上午和下午观测。观测。精密水准测量精密水准测量31n 水准测量的概算水准测量的概算 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。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；）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；）水准高差温度改正；（3）正常水准面不平行的改正数计算；）正常水准面不平行的改正数计算；（4）重力异常改正；）重力异常改正；（5）水准路线闭合差改正计算；）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。）水准测量外业高差与概略高程表编制。精密水准测量精密水准测量谢谢你的阅读v知识就是财富v丰富你的人生
