1-注册测绘师培训-大地测量-1课件.ppt
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1、1 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 2前前 言言注册测绘师资格考试大纲注册测绘师资格考试大纲:是注册测绘师资格考试的国家标准是注册测绘师资格考试的国家标准 是考试命题的依据是考试命题的依据 是应试人员的必备指南是应试人员的必备指南 其内容和范围体现了注册测绘师运用所学专业知识,其内容和范围体现了注册测绘师运用所学专业知识,完成测绘工作的基本能力完成测绘工作的基本能力 考试科目分为三个科目:考试科目分为三个科目:测绘管理与法律法规测绘管理与法律法规 测绘综合能力测绘综合能力 测绘案例分析测绘案例分析3【第一科目:第一科目:测绘管理与法
2、律法规考试目的测绘管理与法律法规考试目的】考察测绘专业技术人员在测绘项目的管理中,考察测绘专业技术人员在测绘项目的管理中,运用法律法规、技术规范、技术标准运用法律法规、技术规范、技术标准解决实际解决实际问题问题的能力。的能力。4【第二科目:第二科目:测绘综合能力测绘综合能力考试目的考试目的】考察测绘专业技术人员考察测绘专业技术人员运用运用测绘专业技术理测绘专业技术理论,论,分析、判断和解决分析、判断和解决测绘项目实施过程中专测绘项目实施过程中专业技术问题的能力,以及业技术问题的能力,以及处理处理测绘专业之间综测绘专业之间综合性问题的能力。合性问题的能力。前前 言言5 【第三科目:测绘案例分析考
3、试目的第三科目:测绘案例分析考试目的】考察测绘专业技术人员考察测绘专业技术人员运用运用测绘管理与测绘管理与法律法规法律法规、测绘综合能力测绘综合能力科目在实务应科目在实务应用时体现的用时体现的综合分析能力及实际执业能力综合分析能力及实际执业能力。前前 言言61.根据国家、区域和工程测量的不同需求,优化设根据国家、区域和工程测量的不同需求,优化设计满足要求的卫星定位连续运行参考站网、卫星计满足要求的卫星定位连续运行参考站网、卫星定位控制网、边角控制网、高程控制网和重力控定位控制网、边角控制网、高程控制网和重力控制网等空间框架基准,并应充分考虑到对似大地制网等空间框架基准,并应充分考虑到对似大地水
4、准面精化工作的要求。水准面精化工作的要求。【要点要点】:大地测量控制网的等级、分类、观测技术(大地测量控制网的等级、分类、观测技术(GPS,GPS,全全站仪,水准仪)站仪,水准仪),技术方案设计。重点是:技术方案设计。重点是:卫星定卫星定位控制网、高程控制网、似大地水准面精化位控制网、高程控制网、似大地水准面精化 【大地测量考试基本要求解读大地测量考试基本要求解读】前前 言言全球定位系统测量规范 GB/T 18314-20097全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009822()abD 全球定位系统测量规范 GB/T 18314-200992.根据不同作业区域的地质、环境、地物以及气
5、象根据不同作业区域的地质、环境、地物以及气象等情况,选择满足设计要求的点等情况,选择满足设计要求的点(站站)址,并建造适址,并建造适合该区域的测量标志。合该区域的测量标志。【要点要点】:选点选点:根据不同测量方法与手段,掌握选点准备、:根据不同测量方法与手段,掌握选点准备、选点基本要求以及选点作业过程。选点基本要求以及选点作业过程。【大地测量考试基本要求解读大地测量考试基本要求解读】前前 言言1011【大地测量考试基本要求解读大地测量考试基本要求解读】3.根据控制网的布设情况,编写实施方案,选择满足根据控制网的布设情况,编写实施方案,选择满足设计要求的仪器设备,进行相应的仪器设备检验,设计要求
6、的仪器设备,进行相应的仪器设备检验,并依据设计的作业方法进行外业观测。对外业观测并依据设计的作业方法进行外业观测。对外业观测数据进行检核,获得合格的观测成果。数据进行检核,获得合格的观测成果。【要点要点】:1 1)项目)项目实施方案实施方案;2 2)外业)外业观测计划观测计划(时间安排、仪器安排、人员安(时间安排、仪器安排、人员安排);排);3 3)掌握)掌握“点连接点连接”、“边连接边连接”、“同步环同步环”、“异步环异步环”等概念。等概念。前前 言言124.根据观测方法和工程项目的要求,选择经过验证、根据观测方法和工程项目的要求,选择经过验证、可靠的数据处理软件对外业观测数据进行处理,可靠
7、的数据处理软件对外业观测数据进行处理,处理结果应符合设计的要求。处理结果应符合设计的要求。【要点要点】:1 1)掌握不同观测方法的数据处理软件;)掌握不同观测方法的数据处理软件;2 2)掌握导线网、)掌握导线网、水准网水准网、GPSGPS网平差原理和方法;网平差原理和方法;3 3)限差规定限差规定【大地测量考试基本要求解读大地测量考试基本要求解读】前前 言言13【大地测量考试基本要求解读大地测量考试基本要求解读】5.根据卫星定位控制网的特点,依据工程需要进行似根据卫星定位控制网的特点,依据工程需要进行似大地水准面大地水准面(或高程异常模型或高程异常模型)的精化工作,完成卫的精化工作,完成卫星定
8、位三维控制网的建设。星定位三维控制网的建设。【要点要点】:1 1)熟悉似大地水准面精化的意义与目的;)熟悉似大地水准面精化的意义与目的;2 2)熟悉)熟悉似大地水准面精化的实施步骤和实现方法似大地水准面精化的实施步骤和实现方法;3 3)熟悉似大地水准面精化所用的资料。)熟悉似大地水准面精化所用的资料。前前 言言14【大地测量考试基本要求解读大地测量考试基本要求解读】6.根据作业区域的根据作业区域的坐标系统坐标系统情况,进行坐标系之间的情况,进行坐标系之间的分析,确定不同等级、不同年代控制网间的相互关分析,确定不同等级、不同年代控制网间的相互关系。系。【要点要点】:1 1)熟练掌握测量坐标系的定
9、义()熟练掌握测量坐标系的定义(空间直角坐标空间直角坐标、大、大地坐标、站心坐标、地坐标、站心坐标、高斯平面直角坐标高斯平面直角坐标、城市独立、城市独立坐标以及施工坐标);坐标以及施工坐标);2 2)熟练掌握)熟练掌握19541954年北京坐标系、年北京坐标系、19801980西安坐标系、西安坐标系、CGCS2000CGCS2000坐标系的相关内容;坐标系的相关内容;3 3)熟练掌握不同坐标系之间转换的实现方法()熟练掌握不同坐标系之间转换的实现方法(空间空间三维坐标转换、二维平面坐标转换三维坐标转换、二维平面坐标转换)。)。前前 言言15【大地测量考试基本要求关键点大地测量考试基本要求关键点
10、】1 大地测量控制网技术设计大地测量控制网技术设计 2 选点、埋石选点、埋石 3 实施方案,外业观测实施方案,外业观测 4 数据处理数据处理 5 似大地水准面精化似大地水准面精化 6 坐标系及其转换坐标系及其转换前前 言言16第一部分第一部分 绪绪 论论17 指在一定的时间与空间参考系中,测指在一定的时间与空间参考系中,测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化,研究定位技术和方法,为人类活动提化,研究定位技术和方法,为人类活动提供关于地球的空间信息的一门学科。供关于地球的空间信息的一门学科。大地测量学的定义大地测量学的定义绪绪 论论18绪绪 论论 主要任务主
11、要任务 建立国家大地控制网建立国家大地控制网(一等、二等、三等、四等大地控一等、二等、三等、四等大地控制网制网)主要作用主要作用(1)为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度)为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制;的平面控制和高程控制;(2)为空间科学技术和军事用途提供精确的点位坐标、)为空间科学技术和军事用途提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力资料;距离、方位及地球重力资料;(3)为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等)为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。科学问题提供资料。19测量技术测量技术 三角测量三角测量 天文测量天文测量 导
12、线测量导线测量重力测量重力测量惯性测量惯性测量 水准测量水准测量卫星大地测量(卫星大地测量(GPS,VLBI)绪绪 论论20 第二部分第二部分 大地测量系统与参考框架大地测量系统与参考框架21坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架大地测量系统与参考框架的描述大地测量系统与参考框架的描述 大地测量系统:大地测量系统:规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式(理论、模型与方法)。实现方式(理论、模型与方法)。大地测量参考框架:大地测量参考框架:通过大地测量手段,按大地测量系统规定的通过大地测量手段,按大地测量系统规定的模式,构建的固定在地面上的点所构成的大
13、地网,模式,构建的固定在地面上的点所构成的大地网,是大地测量系统的具体实现。是大地测量系统的具体实现。大地测量系统是大地测量系统是总体总体概念,大地测量参考框概念,大地测量参考框架是大地测量系统的架是大地测量系统的具体应用具体应用形式。形式。22大地测量系统:大地测量系统:坐标系统坐标系统 高程系统高程系统 重力参考系统重力参考系统大地测量参考框架:大地测量参考框架:坐标参考框架坐标参考框架 高程参考框架高程参考框架 重力参考框架重力参考框架坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架23 定义:定义:原点:位于参考椭球体中心原点:位于参考椭球体中心 Z 轴:椭球的旋转轴,与地球的自转轴平行轴:椭球的
14、旋转轴,与地球的自转轴平行 X 轴:指向大地子午面与赤道面的交点轴:指向大地子午面与赤道面的交点 Y 轴:与轴:与X和和Z轴正交,构成右手坐标系。轴正交,构成右手坐标系。1 1)参心坐标系统)参心坐标系统2.1 2.1 坐标系统与坐标参考框架坐标系统与坐标参考框架1 1 坐标系统坐标系统坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架24参心坐标系的建立:参心坐标系的建立:建立地球参心坐标系,需如下几个方面的工作:建立地球参心坐标系,需如下几个方面的工作:选择或求定椭球的几何参数选择或求定椭球的几何参数(半径半径a和扁率和扁率)确定椭球中心的位置确定椭球中心的位置(椭球定位椭球定位)确定椭球短轴的指向确定
15、椭球短轴的指向(椭球定向椭球定向)建立大地原点建立大地原点坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架25 大地原点也叫大地基准点或大地起算点,参考椭球参数和大大地原点也叫大地基准点或大地起算点,参考椭球参数和大地原点上的起算数据的确立是一个参心大地坐标系建成的标志地原点上的起算数据的确立是一个参心大地坐标系建成的标志.v大地原点和大地起算数据大地原点和大地起算数据坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架261954年北京坐标系年北京坐标系 1954年北京坐标系可认为是前苏联年北京坐标系可认为是前苏联1942年坐标系的延伸。年坐标系的延伸。它的原点不在北京,而在前苏联的它的原点不在北京,而在前苏联的普尔科
16、沃普尔科沃。相应的椭。相应的椭球称为球称为克拉索夫斯基椭球克拉索夫斯基椭球。1954年北京坐标系的缺限年北京坐标系的缺限:l椭球参数有较大误差。椭球参数有较大误差。l参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜,在东部地区大地水准面差距最大达系统性倾斜,在东部地区大地水准面差距最大达+68m。l几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。l定向不明确定向不明确 。坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架27 19801980西安坐标系西安坐标系l 采用采用1975年国际大地测量与地球物理联合会
17、年国际大地测量与地球物理联合会IUGG第第16届大会上届大会上推荐的推荐的4个椭球基本参数:个椭球基本参数:长半径长半径 a=6378140ma=6378140m 地心引力常数地心引力常数 GM=3.986 005GM=3.986 0051014 m1014 m3 3/s/s2 2 重力场二阶带球谐系数重力场二阶带球谐系数J2=1.082 63J2=1.082 631010-8-8 自转角速度自转角速度 =7.292 115=7.292 1151010-5-5 rad/srad/sl 在在19541954年北京坐标系基础上建立起来的。年北京坐标系基础上建立起来的。l 椭球面同似大地水准面在我国
18、境内最为密合,是多点定位。椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合,是多点定位。l定向明确。椭球短轴平行于地球质心指向地极原点定向明确。椭球短轴平行于地球质心指向地极原点 的方向的方向 l 大地原点地处我国中部,位于西安市以北大地原点地处我国中部,位于西安市以北60 km 处的处的泾阳县永泾阳县永 乐乐镇镇,简称,简称西安原点西安原点。l 大地高程基准采用大地高程基准采用1956年黄海高程系年黄海高程系。坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架28 地心坐标系统满足以下四个条件:地心坐标系统满足以下四个条件:l原点位于整个地球质心(包括海洋和大气)。原点位于整个地球质心(包括海洋和大气)。l尺度是相
19、对论意义下某一局部地球框架内的尺度。尺度是相对论意义下某一局部地球框架内的尺度。l定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线,定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线,称为地球的定向参数称为地球的定向参数EOP。l定向随时间的演变满足地壳无整体的约束条件。定向随时间的演变满足地壳无整体的约束条件。通俗化的定义:通俗化的定义:原点位于地球质心原点位于地球质心Z轴与轴与X轴的定向某一历元的轴的定向某一历元的EOP参数确定参数确定Y轴与轴与X、Z轴正交,构成空间右手坐标系轴正交,构成空间右手坐标系2 2)地心坐标系统)地心坐标系统坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架29 1)参心坐
20、标参考框架)参心坐标参考框架 传统测量坐标框架是由传统测量坐标框架是由天文大地网天文大地网来实现的,一来实现的,一般定义在参心坐标系中,是一种区域、二维、静态般定义在参心坐标系中,是一种区域、二维、静态的地球参考框架。的地球参考框架。20世纪世纪5080年代,我国建立了:年代,我国建立了:1954北京参心坐标参考框架;北京参心坐标参考框架;1980西安参心坐标参考框架。西安参心坐标参考框架。2.2.坐标参考框架坐标参考框架坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架302)地心坐标参考框架)地心坐标参考框架(1)1)国际地球参考框架国际地球参考框架ITRFITRF ITRF ITRF是是ITRS IT
21、RS 的具体实现的具体实现,是由是由IERSIERS中心局中心局IERS CBIERS CB利用利用VLBIVLBI、LLRLLR、SLRSLR、GPSGPS和和DORISDORIS等空间大地测量等空间大地测量技术的观测数据分析得到的一组全球站坐标和速度技术的观测数据分析得到的一组全球站坐标和速度 自自19881988年起,年起,IERSIERS已经发布已经发布ITRF88ITRF88、ITRF89ITRF89、ITRF90ITRF90、ITRF91ITRF91、ITRF92ITRF92、ITRF93ITRF93、ITRF94ITRF94、ITRF96ITRF96、ITRF97ITRF97、I
22、TRF2000ITRF2000、ITRF2019ITRF2019等全球参考等全球参考框架。框架。坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架31 ITRF是通过框架的定向、原点、尺度和框架是通过框架的定向、原点、尺度和框架时间演变基准的明确定义来实现的。时间演变基准的明确定义来实现的。目前目前ITRF是全球公认的应用最广泛、精度最是全球公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。高的地心坐标框架。坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架32132433(2)WGS842)WGS84世界大地坐标系世界大地坐标系vWGS84的全称是的全称是World Geodetic System 1984,即,即世界大地坐标
23、系世界大地坐标系-1984,它是一个地心地固坐标系,它是一个地心地固坐标系统,是统,是GPS使用的坐标系。使用的坐标系。vWGS84坐标系的几何意义是:坐标系的原点位于坐标系的几何意义是:坐标系的原点位于地球质心,地球质心,z轴指向轴指向BIH1984.0定义的协议地球极定义的协议地球极(CTP)方向,方向,x轴指向轴指向BIH1984.0的零度子午面和的零度子午面和CTP赤道的交点,赤道的交点,y轴通过右手规则确定。轴通过右手规则确定。坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架34v WGS84WGS84分别在分别在19941994、20192019、20192019年年进行更新,得到进行更新,得
24、到WGS84(G730)WGS84(G730)、WGS84(G873)WGS84(G873)、WGS84(G1150)WGS84(G1150)更新后的更新后的WGS84(G1150)WGS84(G1150)的站坐标与的站坐标与ITRF2000ITRF2000框架的站坐标差异为几个框架的站坐标差异为几个厘米。厘米。35v国务院批准自国务院批准自2019年年7月月1日启用我国的地心坐日启用我国的地心坐标系标系2000国家大地坐标系,英文名称为国家大地坐标系,英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000,英文,英文缩写为缩写为CGCS2000。v用用810年的
25、时间,完成现行国家大地坐标系年的时间,完成现行国家大地坐标系向向2000国家大地坐标系的过渡和转换国家大地坐标系的过渡和转换。(3 3)CGCS2000CGCS2000坐标系坐标系坐标系统与参考框架坐标系统与参考框架ITRF97(2000.0)36v我国于我国于2019年完成年完成“2000国家国家GPS控制网控制网”计算。该计算。该网包含网包含:国家测绘局布设的高精度国家测绘局布设的高精度GPS A、B级网;级网;总参测绘局布设的总参测绘局布设的GPS 一、二级网;一、二级网;国家地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测国家地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网络的
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