第五章」 大地测量的基本技术与方法
第五章 大地测量的基本技术与方法
一、国家平面大地控制网建立的基本原理 (一)建立国家平面控制网的基本方法 1.1常规大地测量法 1、三角测量法：测角网、 测边网、边角网 三膏侧量法 推算元泰 现侧元青 起算元素 网形要来 测角网 起算元素+观测 三个内角 一个起始点尘标、一个起始边长、 三角形内角 元素平差值，推 起始方位角 30°150 算各边边长、方 或已知两点以上的坐标 位角，然后计算 测边网 控制点生尘标 所有边长 一个起酷点尘标和起始方位角 三角形内角 或已知两点以上的坐标 30°150° 边角网 所有边长和角度 一个起始点生标和起始方位角 对网形没有要求， 部分边长与角度 或已知两点以上的生标 但短边优先
一、国家平面大地控制网建立的基本原理 （一）建立国家平面控制网的基本方法 1.1 常规大地测量法 1、三角测量法：测角网、测边网、边角网 三角测量法 推算元素 观测元素 起算元素 网形要求 测角网 起算元素+观测 元素平差值，推 算各边边长、方 位角，然后计算 控制点坐标 三个内角 一个起始点坐标、一个起始边长、 起始方位角 或已知两点以上的坐标 三角形内角 30°~150° 测边网 所有边长 一个起始点坐标和起始方位角 或已知两点以上的坐标 三角形内角 30°~150° 边角网 所有边长和角度 部分边长与角度 一个起始点坐标和起始方位角 或已知两点以上的坐标 对网形没有要求， 但短边优先
(一)建立国家平面控制网的基本方法 1.1常规大地测量法 1、三角测量法：测角网、测边网、边角网 网形：大地四边形、中点多边形、三角锁及其组合网形 中点多边形 大地四边形 A x》 三角锁 优点：图形简单、结构强、几何条件多，便于检核，精度高。 缺点：易受边界影响，布设困难、费用相对较高、推算边离起算边 越远精度越低
网形： 大地四边形、中点多边形、三角锁及其组合网形 优点：图形简单、结构强、几何条件多，便于检核，精度高。 缺点：易受边界影响，布设困难、费用相对较高、推算边离起算边 越远精度越低。 （一）建立国家平面控制网的基本方法 1.1 常规大地测量法 1、三角测量法：测角网、测边网、边角网 中点多边形 大地四边形 三角锁
(一)建立国家平面控制网的基本方法 1.1常规大地测量法 1、导线测量：单导线，结点导线、导线网 号线侧量 雄算元章 观刚元素 起算元◆ 网形要米 单导线 起算元素+观测元素平差值， 边长及角 己知点生标，已 对网形没有要求， 节点导线 推算各导线边方位角及各导 度 知方位角 但短边优先 导线网 线点坐标 或已和两点以上 坐标 优点 布没灵活，受外界条件影响小，观测量少，费用相对拉少，边长稀度均匀。 缺点 结构简单，检核条件少，可靠性不高，控制面积不大
D A B C E F G （一）建立国家平面控制网的基本方法 1.1 常规大地测量法 1、导线测量：单导线，结点导线、导线网 导线测量 推算元素 观测元素 起算元素 网形要求 单导线 节点导线 导线网 起算元素+观测元素平差值， 推算各导线边方位角及各导 线点坐标 边长及角 度 已知点坐标，已 知方位角 或已知两点以上 坐标 对网形没有要求， 但短边优先 优点 布设灵活，受外界条件影响小，观测量少，费用相对较少，边长精度均匀。 缺点 结构简单，检核条件少，可靠性不高，控制面积不大
(一)建立国家平面控制网的基本方法 1.2天文测量法 定义：通过对天体（恒星）的观测，测定地面点的位置（天文经度、天文纬度、天文方 位角)，进一步计算大地经度、大地纬度、大地方位角。 适用范围：简单、误差不会累积、定位精度不高，不是大地测量的主要方法，但需每隔 一 定距离测一点的天文经度、天文纬度、至另一点天文方位角，用来控制水平角测量误 差的累积。 1.3、现代定位新技术 1、GPS测量：已普遍应用 GPS控制网的形状由多边形组成，测定网中所有的GPS基线向量。至少需要一个起始点 的三维空间坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标（其中1点为三维空间坐标）。对网 形没有要求，但短边优先联测。 2、甚长基线干涉测量（VLBI) 3、惯性测量
1.3、现代定位新技术 1、GPS测量：已普遍应用 GPS控制网的形状由多边形组成，测定网中所有的GPS基线向量。至少需要一个起始点 的三维空间坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标（其中1点为三维空间坐标）。对网 形没有要求，但短边优先联测。 2、甚长基线干涉测量（VLBI） 3、惯性测量 定义：通过对天体（恒星）的观测，测定地面点的位置（天文经度、天文纬度、天文方 位角），进一步计算大地经度、大地纬度、大地方位角。 适用范围：简单、误差不会累积、定位精度不高，不是大地测量的主要方法，但需每隔 一定距离测一点的天文经度、天文纬度、至另一点天文方位角，用来控制水平角测量误 差的累积。 （一）建立国家平面控制网的基本方法 1.2 天文测量法
厚S004 S007 T017 S005 gS008 S010 $H0 5009 SO1h 6006 S002 S016 S012 S013 S003 S014 -S015 上海港GPS扩展网网图
上海港GPS扩展网网图
二) 建立国家平面大地控制网的基本原则 1、大地控制网应从高到低，分级布设、逐级控制 三角网：一、二、三、四级，低一级三角网是在上一级的基础上加密而成。 GPS网：A、B、C、D、E五级，其中B、C、D、E相当于常规大地测量的一、二、三、四级。 2、大地控制网应有足够的精度 国家三角网的精度，应能满足大比例尺测图的要求。在测图中，要求首级图根点相对于起算三角 点的点位误差，在图上应不超过±0.1mm,相对于地面点的点位误差则不超过0.1NmmN为测图比例 尺分母)。为使国家三角点的误差对图点的影响可以忽略不计，应使相邻国家三角点的点位误差小于 (1/3)×0.1Nmm。 国家三角锁、网布设规格及其精度 表22 边 长 图形强度限制 测 起算元素精度 三大 最弱边长 单中形大形 角 边长范围 角闭 起算边长 均 意点任地任 别 中 相对中误差 形合 相对中误差 角角多意四意 误 天文观测 级 匹 最差 (km) (km) 边角边角 角 差 哈 m<士0.5 平原20 15-45 40 30° 30 士0.T 2.5 1:350000 m<土0.02s 1:150000 山区25 m<士0.3 二 10-18 13 30° 30 25 ±1.0 3.5 1350000 与一等相同 1:150000 30°30° 25 ±1.8 7.0 1180000 四 2.6 4 3030 25° ±2.59.0 1:40000
1、大地控制网应从高到低，分级布设、逐级控制 三角网：一、二、三、四级，低一级三角网是在上一级的基础上加密而成。 GPS网：A、B、C、D、E五级，其中B、C、D、E相当于常规大地测量的一、 二、三、四级。 2、大地控制网应有足够的精度 国家三角网的精度，应能满足大比例尺测图的要求。在测图中，要求首级图根点相对 于起算三角 点的点位误差，在图上应不超过±0.1mm，相对于地面点的点位误差则不超过 ±0.1Nmm(N为测图比例 尺分母)。为使国家三角点的误差对图点的影响可以忽略不计，应使相邻国家三角点的点位误差小于 (1/3) ×0.1Nmm。 （二）建立国家平面大地控制网的基本原则
GPS测量中，相邻点间弦长精度计算式为： o=a2+(bd)2 其中：o一标准差，mm:a一固定误差，mm;b一比例误差系数，ppm,d一相邻点间距离，km。 级 别 固定误差a(mm) 比例误差系数b(ppm) A ≤5 0.1 B ≤8 1 C ≤10 ≤5 D ≤10 510 E 兹10 军20
GPS测量中，相邻点间弦长精度计算式为： 其中：σ—标准差， ㎜；a—固定误差，㎜；b—比例误差系数，ppm; d—相邻点间距离，km
3.大地控制网应有一定的密度 国家三角网是测图的基本控制，故其密度应满足测图的要求。 平均每犒图 平均每幅图要 每点控制的 三角网的平均 相应的三角 测图比例尺 面积(km2) 求的三角点数 面积(km) 边长(km) 网等级 1:5万 350500 3 150 13 二等 1:2.5万 100-125 23 50 三等 】:1万 15-24 1 20 2-6 码等 GPS网点的密度要求： 级别 A B C D E 项目 相邻点最小距离 100 15 5 2 1 相邻点最大距离 2000 250 40 15 10 相邻点平均距离 300 70 15~10 10-5 5-2 4、大地控制网应有统一的技术规格和要求 按照国家制定的相关《测量规范》进行作业
3. 大地控制网应有一定的密度 国家三角网是测图的基本控制，故其密度应满足测图的要求。 4、大地控制网应有统一的技术规格和要求 按照国家制定的相关《测量规范》进行作业。 GPS网点的密度要求：
(三)国家平面大地控制网的布设方案 1、常规大地测量方法布设国家三角网 1)一等三角锁系布设方案 基本上是沿经纬线方向构成纵横交叉网状，采用三角锁（大地四边形或中点多 边形)，锁段长一般为200km。平均边长山区一般为25km,平原一般为20km,测角 中误差应30°。起始边相对中误差 优于1：35万。 -200km-
1、常规大地测量方法布设国家三角网 1）一等三角锁系布设方案 基本上是沿经纬线方向构成纵横交叉网状，采用三角锁（大地四边形或中点多 边形），锁段长一般为200km 。平均边长山区一般为25km，平原一般为20km，测角 中误差应＜±0.7″，三角形内角应≥40°，传距角应＞30°。起始边相对中误差 优于1：35万。 （三）国家平面大地控制网的布设方案