大地测量学课程设计

目录一、任务概况运用平差和大地测量学的知识，在邯郸紫山附近建立四等三角网。在谷歌地球上完成选点，然后对所选未知点点位的坐标进行精度评定，计算出最弱边的相对中误差，绘制出误差椭圆。二、测区概况1.1测区气候本测区位于河北省邯郸市邯郸县。测区位于北纬36°44’-36°40’、东经114°17’-114°22’之间。邯郸市位于河北省南部，属大陆性季风气候，年平均气温约为摄氏13度，最低温度在1月，最高温度在7月，可达摄氏38度。实习时间在二三月份，温度较低，可能有降雪。1.2测区交通可利用谷歌地球，完成图上选点过程。利用测区内已有的国家三角点二等点2个，均保存完好，在测区内布设四等三角网。紫山交通不便，测区地处山区与平原交接处，农村占很大比例，且大部分地区山路崎岖，通行不便。1.3测绘的困难由于测区地处山区，农村占很大比例，且大部分地区山路崎岖，通行不便，还有就是山区占一部分，因此对于整体选点，布点及建造觇标造成很大困难。从整个工作角度来看，测区进行测绘工作的难度较大。1.4采用的坐标系及投影坐标系统：平面坐标系统采用1980西安坐标系采用高斯投影，三度分带，中央子午线经度为114°。二、布网原则和所依据的技术规范1.1布网的步骤在谷歌地球上展绘已知点；按布网的基本要求，从已知点开始扩展；利用谷歌地球中的高度配置选项，判断点间的通视；利用平差易把谷歌地球上所选点的经纬度，进行高斯正算；估算控制网中各点的坐标精度；绘制误差椭圆；提交技术设计书；1.2布网原则一、各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁）。其三角形的内角不应小于30°；当受地形限制时，个别角可放宽，但不应小于25°。二、首级控制网的布设，应因地制宜，且适当考虑发展；当与国家坐标系统测时，应同时考虑联测方案。三、加密的控制网，可采用插网、线形网一、各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁）。其三角形的内或插点等形式。各等级的插点宜采用坚强图形布设。当受条件限制时，单插点对于三等点应有不少于6个内外交会方向，其中外交会方向至少应有两个交角为60°-120°；四等点应有不少于55个内外交会方向，当图形欠佳时，其中至少应有外交会方向。双插点的交会方向数应为上述规定的22倍，但其中不应包括两待定点间的对向观测方向。当采用边角联合交会时，多余观测数必须与上述各等级插点规定相同。一、二级小三角插点的内外交会方向数不应少于4个或外交会方向数不应少于3个。1.3图上设计对点位的基本要求是：（1）从技术指标方面考虑图形结构良好，边长适中，对于三角网求距角不小于30°；便于扩展和加密低级网，点位要选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越（或旁离）障碍物一定的距离；点位要长期保存，宜选在土质坚硬，易于排水的高地上。（2）从经济指标方面考虑充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象。（3）从安全生产方面考虑点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离。1.4.技术规范：依据GB50026-2007工程测量规范三角网的主要技术要求等级平均边长(km)测角中误差(″)最弱边边长相对中误差测回数DJ1DJ2DJ4四等22.5≤1/4000046－三、网的图上设计在测区内选用两个国家二等控制点作为已知点，然后根据网布设的基本原则和要求在测区内直接布设全面四等网。3.1.控制网略图A和B点为已知点。此方案共布设6个控制点，包括2个已知国家二等点（A,B）和4个四等点（1，2，3，4）。四、控制网精度估算过程及结果4.1精度估算a．高斯坐标正算5NNxXsinBcosBl+sinBcosBtl+NsinBcosBttl23244246(5-94)224(61-58)720b.计算B矩阵c.计算权阵Pd.计算坐标协因数阵e.计算边长的协因数阵f.计算点的坐标中误差g.计算边长的相对中误差h.计算误差椭圆1-4点位误差点名坐标误差误差椭圆参数Mx(mm)My(mm)M(mm)E(mm)Fmm)Ψ(度分)122.2617.3128.1925.3512.3414646210.4712.5116.3113.948.4612348311.809.2414.9911.869.17840415.2710.6918.6415.3310.61172581-6误差椭圆图NyNBlcosBtl+NcosBtttl32235242225cos(1)6(5181458)1203.方案选择：（1）从精度标准来说，由方案一的表1-1网形及精度统计表和方案二的表1-1网形及精度统计表可看出，方案二的网形精度要高于方案一的网形精度。（2）从费用标准来说，方案一网形有45个控制点，其中，利用了11个测区内已有的测绘成果，初步估算需要造二座觇标；方案二有39个控制点，其中也利用了11个测区内已有的测绘成果，初步估算需要造二座觇标。但是，考虑从达到基本控制的条件讲，两种方案所能控制的测区范围大致一样。所以，方案二的费用要低于方案一。（3）从可靠性和灵敏度标准来说，从前面各方案网形的精度计算可看出，两种方案都满足可靠性标准和灵敏度标准的要求。综上所述，方案二优于方案一，故选择方案二。四、高程控制网选线设计和精度估算1.最弱点确定及选线设计：前面已经确定方案二最优，而由表2-4可知点A1,A9,A26,A27,A31的高程中误差最大，属于最弱点处，故采用二等水准路线从已知二等点J1点（黄土打）出发联测A9,A26,A27，并进行往返侧。水准路线草图如南坪市1：25000地形图图二所示。（共设定3条水准路线）2.精度估算：3-1点位误差点名坐标误差误差椭圆参数高程中误差(mm)Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度分)A914.0812.3218.7115.0411.123133二等水准点精度A116.2713.9621.4417.2412.7415032二等水准点精度A2717.0228.0832.8329.2614.8910907二等水准点精度A2612.8011.8317.4313.0811.5115354二等水准点精度A3117.5615.0223.1119.0913.0214735二等水准点精度A210.2811.8215.6612.779.071222812.39A311.708.9214.7111.758.8674810.59A49.519.2313.2510.108.5839439.61A57.588.7011.548.727.5682089.95A68.438.8612.238.878.42100379.72A710.599.4914.2210.649.4312199.19A812.9911.6817.4713.2011.45204211.68A1012.9811.2717.1913.5110.6226457.70A118.447.6311.388.577.48159209.12A129.759.7813.8111.168.13451711.29A138.8810.0913.4410.418.491151911.38A149.999.1613.5510.778.221443810.47A158.947.8811.929.117.6820579.38A167.207.9310.708.037.0870159.20A178.798.6912.368.818.671592410.41A188.897.5311.658.897.5302610.41A1910.949.7914.6811.618.99315113.33A2012.939.5116.0512.959.4941114.27A219.767.7012.439.877.56130711.28A229.358.4412.599.428.35155910.74A238.908.3512.209.457.73353210.26A249.779.0213.3010.008.7726178.77A2511.5010.3515.4711.7510.06156199.78A2812.4911.9817.3112.8911.56146158.39A2910.2710.1414.4410.499.92382910.55A308.989.7713.2710.088.62611611.03A3212.9911.3717.2613.0211.341723610.76A3312.7710.4316.4913.399.621542412.77A3412.908.8715.6513.028.691692112.47A358.6211.1914.1311.358.41753911.41A3617.2110.8620.3517.3710.6193513.01与表2-4比较可知，结合水准测量后，点的高程的精度提高。3-2点间误差起点名终点名纵横向误差误差椭圆参数高程点间误差(mm)纵向(mm)横向(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F(度分)A1A211.4014.5118.4614.5111.40215912.39A1A310.0813.3416.7213.3710.041150410.59A1A3610.4415.8418.9715.8410.44743913.01A2A39.2413.5216.3813.529.24624214.31A2J29.0712.7715.6612.779.071222812.39A2A1911.0214.9218.5514.9910.931721916.31A3A368.2112.7715.1812.788.19252411.88A3A48.5510.9713.9011.058.441155011.27A3J28.8811.7314.7111.758.8674810.59A4A88.9511.2714.3911.288.94564111.58A4A78.289.6412.719.648.281095410.52A4A68.509.7512.949.788.471520811.09A4A58.0610.2613.0510.278.05184011.11A4J28.6810.0113.2510.108.5839439.61A4A369.8414.4917.5214.709.521631812.96A5A67.979.1212.119.127.97975610.93A5A178.109.4712.469.558.0002111.22A5A188.4510.5313.5010.538.45285112.06A5J27.608.6811.548.727.5682089.95A6A77.539.4112.059.477.4513259.72A6A117.799.1812.049.247.721260010.87A6A168.549.5512.819.688.40165111.33A6A178.309.9812.9810.058.21303411.44A7A88.5710.5213.5710.528.571591311.41A7A98.2812.7415.1912.748.2749039.19A7A108.3111.2814.0111.348.22631310.64A7A118.3610.3413.2910.398.291594410.95A8A99.6213.3616.4613.469.48824411.68A9A107.319.4111.929.487.22171217.70A10A1211.2012.9217.1013.0711.031741212.73A10A119.6912.5115.8312.519.69164410.87A11A128.6610.6213.7010.668.6186