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测绘综合能力----第一章大地测量第一节大地测量概论大地测量的概论（P3）大地测量是为研究地球的形状及表面特性进行的实际测量工作。其主要任务是建立国家或大范围的精密控制测量网，内容有三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大地测量以及各种大地测量数据处理等。①它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;②为空间科学技术和军事用途等提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料;③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。大地坐标系与参考框架（P4）大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。与大地测量系统相对应，大地参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框架和重力测量(参考)框架三种。地心坐标系（P4）国际地面参考框架(ITRF)是国际地面参考系统(ITRS)的具体实现。它以甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月(LLR)、G(P)S和卫星多普勒定轨定位(DORIS)等空间大地测量技术构成全球观测网点，经数据处理，得到ITRF点(地面观测点)站坐标和速度场等。2000国家大地控制网是定义在ITF'S2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。区域性地心坐标框架一般由三级构成。第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框架，它是区域性地心坐标框架的主控制;第二级是与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架;第三级是加密大地控制点.(ITRF)已成为国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。高程系统（p5）1985国家高程基准是我国现采用的高程基准，青岛水准原点高程为72.2604m。水准原点网由主点-----原点、参考点、附点共6个点组成我国高程系统采用正常高系统，正常高的起算面是似大地水准面。由地面点沿垂线向下至似大地水准面之间的距离，就是该点的正常高，即该点的高程。正高：沿重力(垂)到大地水准面的距离大地高：沿法线到椭球面的距离N为大地水准面差距，为高程异常测量外业作业大基准面、基准线(大地水准面，铅垂线);内业作业的基准面、基准线(参考椭球面，法线)深度基准（p5）有的采用理论深度基准面，有的采用平均低潮面、最低低潮面、大潮平均低潮面等。我国1956年以前主要采用了最低低潮面、大潮平均低潮面和实测最低潮面等为深度基准。从1957年起采用理论深度基准面为深度基准。该面是按苏联弗拉基米尔计算的当地理论最低低潮面。常用坐标系（p6-11）大地坐标系、地心坐标系、空间直角坐标系、站心坐标系、高斯直角坐标系地心坐标系满足的四个条件（p6-11）1、原点位于整个地球(包括海洋和大气)的质心;2、尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度;3、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，称为地球定向参数(EO(P));4、定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件。高斯坐标的投影三个条件；坐标的分带规划；坐标系的加常数（p6-11）高斯投影平面上的中央子午线投影为直线且长度不变，其余的子午线均为凹向中央子午线的曲线，其长度大于投影前的长度，离中央子午线愈远长度变形愈长，为了将长度变化限制在测图精度允许的范围内，通常采用6°分带法，即从首子午线起每隔经度差6°为一带，将旋转椭球体面由西向东等分为60带。高斯投影平面上的中央子午线投影为直线且长度不变，其余的子午线均为凹向中央子午线的曲线，其长度大于投影前的长度。中央子午线投影后为直线;中央子午线投影后长度不变;投影具有正形投影性质，即正形投影条件;投影坐标Y=带号+(500Km+自然坐标)带号=[经度/6]+1;坐标系的转换（p10）第2节传统大地控制网（p11）传统大地测量技术建立平面大地控制网就是通过测角、测边推算大地控制网点的坐标。其方法有：三角测量法、导线测量法、三边测量法和边角同测法。三角测量法优点是：检核条件多，图形结构强度高;采取网状布设，控制面积较大，精度较高;主要工作是测角，受地形限制小，扩展迅速。缺点是：在交通或隐蔽地区布网困难，网中推算的边长精度不均匀，距起始边愈远精度愈低。但在网中适当位置加测起算边和起算方位角，就可以控制误差的传播，弥补这个缺点。三角测量法是我国建立天文大地网的主要方法。我国在西藏地区天文大地网布设中主要采用导线测量法。三角网的布设原则（p11）1、分级布网、逐级控制国家三角网分为一、二、三、四等，G(P)S网分为A、B、C、D、E五级。2、具有足够的精度各等级三角网观测精度要求3、具有足够的密度4、要有统一的规格国家三角测量规范GB/T17942-2000全球定位系统测量规范GB/T18314-2009光电测距仪（p13）分类：脉冲式和相位式光电测距仪的主要误差：加常数、乘常数;水平角观测（p13）1、水平角观测的主要误差影响:(1)观测过程中引起的人差(2)外界条件对观测精度的影响(3)仪器误差对测角精度的影响影响观测精度的因素除上述外界条件之外，还有仪器误差，如视准轴误差、水平轴不水平的误差、垂直轴倾斜误差、测微器行差、照准部及水平度盘偏心差、度盘和测微器分划误差等。照准部转动时的弹性带动误差，脚螺旋的空隙带动差，水平微动螺旋的隙动差。2、水平角观测的方法水平角观测一般采用方向观测法、分组方向观测法和全组合测角法。其中方向观测法一般广泛用于三、四等三角观测，或在地面点、低觇标点和方向较少的二等三角观测;当观测方向多于6个时采用分组方向观测法;在一等三角观测，或在高标上的二等三角观测采用全组合测角法。各等级三角测量观测使用仪器、观测方法和测回数按表1-2-5规定执行。3、三角测量外业验算外业验算应包括以下内容和程序：(1)检查外业资料，包括观测手簿、观测记簿、归心投影用纸等;(2)编制已知数据表和绘制三角锁网图;(3)三角形近似球面边长计算和球面角超计算;(4)归心改正计算，并将观测方向值化至标石中心;(5)分组的测站平差;(6)三角形闭合差和测角中误差的计算;(7)近似坐标和曲率改正计算;(8)极条件闭合差计算，基线条件闭合差计算，方位角条件闭合差计算等第3节GNSS连续运行基准站网基准站的组成设备数据中心的构成第4节卫星大地控制测量控制网等级要求（p24）按照国家标准《全球定位系统(G(P)S)测量规范》(GB/T18314-2009)，G(P)S测量按其精度分为A、B、C、D、E五级。(1)A级G(P)S网由卫星定位连续运行基准站构成，用于建立国家一等大地控制网，进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和卫星精密定轨测量;(2)B级G(P)S测量主要用于建立国家二等大地控制网，建立地方或城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工程测量等;(3)C级G(P)S测量用于建立三等大地控制网，以及区域、城市及工程测量的基本控制网等;(4)D级G(P)S测量用于建立四等大地控制网;(5)E级G(P)S测量用于测图、施工等控制测量。GPS的观测技术要求（p26）1、基本技术要求(1)最少观测卫星数4颗;(2)采样间隔30s;(3)观测模式：静态观测;(4)观测卫星截止高度角10。;(5)坐标和时间系统：WGS-84，UTC;(6)观测时段及时长：B级点连续观测3个时段，每个时段长度大于等于23h;C级点观测大于等于2个时段，每个时段长度大于等于4h;D级点观测大于等于1.6个时段，每个时段长度大于等于th;E级点观测大于等于1.6个时段，每个时段长度大于等于40min。2、观测设备各等级大地控制网观测均应采用双频大地型G(P)S接收机。3、观测方案G(P)S观测可以采用以下两种方案：(1)基于G(P)S连续运行站的观测模式;(2)同步环边连接G(P)S静态相对定位观测模式：同步观测仪器台数大于等于5台，异步环边数小于等于6条，环长应小于等于1500km。第5节高程控制水准网的布设原则及其精度（p30）我国水准点的高程采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。青岛国家原点高程为72.260m。水准网的布设原则是由高级到低级，从整体到局部，逐级控制，逐级加密。水准尺和水准仪的检验（p31）水准仪检验：光学测微器隙动差和分划值的测定、视准轴和水准轴相互关系检查、倾斜螺旋隙动差和分划值测定、调焦误差、自动补偿误差等。水准尺的检查：水准尺分划面弯曲差的测定、标尺名义米长和分划偶然误差、零点不等差和基辅分划误差。水准测量的基本要求（p31）(1)观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致;设站时，应用测伞遮蔽阳光;迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，预热不少于20次单次测量。(2)对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随时调整零点位置。对于自动安平水准仪的圆水准器，应严格置平。(3)在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。(4)除路线转弯处，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。(5)不应为了增加标尺读数，而把尺桩(台)安置在壕坑中。(6)转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。(7)每一测段的往测与返测，其测站数均为偶数。由往测转向返测时，两支标尺应互换位置，并应重新整置仪器。(8)在高差很大的地区，应选用长度稳定的、标尺名义米长度偏差和分划偶然误差较小的水准标尺作业。对于数字水准仪，应避免望远镜直接对准太阳;尽量避免视线被遮挡，遮挡不要超过标尺在望远镜中截长的20%;仪器只能在厂方规定的温度范围内工作;确信震动源造成的震动消失后，才能启动测量键。水准测量的误差来源（p32）1、仪器误差仪器误差主要有视准轴与水准器轴不平行的误差、水准标尺每米真长误差和两根水准标尺零点差。2、外界因素引起的误差外界因素引起的误差主要有温度变化对i角的影响、大气垂直折光影响、仪器脚架和尺台(桩)升降的影响等。3、观测误差观测误差主要包括作业员整平误差、照准误差和读数误差。使用数字水准仪进行水准测量，其观测误差主要是作业员对准标尺的调焦误差。知识点20外业高差和概略高程表(P33)在国家一、二等水准测量外业高差和概略高程表编算时，所用的高差应加天水准标尺长度改正、水准标尺温度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正、环闭合差改正。在国家三，.四等水准测量外业高差和概略高程表编算时，所用的高差只加入水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、路(环)线闭合差改正。外业高差和概略高程表编算应由两人各自独立编算一份，并校核无误。第六节重力控制网重力控制网的等级（p35）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。重力基本网是重力控制网中最高级控制，它由重力基准点和基本点以及引点组成。重力基准点经多台、多次的高精度绝对重力仪测定。基本点以及引点由多台高精度的相对重力仪测定，并与国家重力基准点联测。重力控制的设计原则（p35）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的需要。基本重力控制点应在全国构成多边形网，其点距应在500km左右。一、二等可布设成闭合、附合等形式，点间距约300km;长基线两端均须为基准点，短基线至少一端须与国家点联测。加密重力设计的测量原则（p35）1、在全国建立5'×5'的国家基本格网的数字化平均重力异常模型;2、为精化大地水准面，采用天文、重力、G(P)S水准测量方法确定全国范围的高程异常值;3、为内插大地点求出天文大地垂线偏差;4、为国家一、二等水准测量正常高系统改正。第7节似大地水准面的精化似大地水准面的概念（p40）大地水准面也称为重力等位面，它既是一个几何面，又是一个物理面，相当于地球让完全静止的海水所包围的一个曲面。大地水准面是正高的起算面，地面点沿重力线到大地水准面的距离称为正高。根据位差理论，某待定点的正高应等于沿水准路线所测的位差除以该点的重力平均值gm，