國家注冊測繪師考試培訓(xùn)教程課件

國家注冊測繪師考試培訓(xùn)教程

大地測量

武漢大學(xué)測繪學(xué)院1國家注冊測繪師考試培訓(xùn)教程武漢大學(xué)測繪學(xué)院1注冊測繪師資格考試-大地測量考試科目:測繪管理與法律法規(guī)；測繪綜合能力；測繪案例分析。注冊測繪師考試要求

熟練掌握國家測繪及相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)章；了解國內(nèi)外測繪技術(shù)的發(fā)展概況，具有較豐富的專業(yè)知識與技術(shù)工作經(jīng)驗(yàn)，能過處理較復(fù)雜的技術(shù)問題；熟悉運(yùn)用測繪相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)手段，完成測繪項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、咨詢、評估及測繪成果質(zhì)量的檢驗(yàn)與管理；具有組織實(shí)施測繪項(xiàng)目的能力，注冊測繪師考試內(nèi)容強(qiáng)調(diào)“大測繪”的概念，大測繪水平。目前我國各類測繪教育的現(xiàn)狀還不能滿足這一水平。

科目考試的重點(diǎn)從考試的科目來看：大地測量、工程測量、攝影測量與遙感、地圖編制考試內(nèi)容較多；從考試的內(nèi)容來看：主要考查作業(yè)方法、測繪常識性知識、作業(yè)步驟、精度指標(biāo)、組成結(jié)構(gòu)等內(nèi)容；從去年考查的內(nèi)容來看：考察各門課程最基本的知識點(diǎn)。2注冊測繪師資格考試-大地測量考試科目:測繪管理與法律法規(guī)；科從考試的形式看：綜合測試：單選題與多選題；測繪案例分析（指出錯誤、簡單計(jì)算、問答題等）測繪案例分析：測繪項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施方案、施測方法、質(zhì)量驗(yàn)收報(bào)告、成果驗(yàn)收報(bào)告等。復(fù)習(xí)要求與要點(diǎn)

—抓住重點(diǎn)；

—理解法規(guī)；

—明確概念；

—熟悉程序；

—把握指標(biāo)；

—掌握實(shí)例。3從考試的形式看：綜合測試：單選題與多選題；復(fù)習(xí)要求與要點(diǎn)3大地測量學(xué)測繪綜合能力考試的基本要求1.根據(jù)國家、地區(qū)和工程測量的不同需求，優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足要求的衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行的參考站網(wǎng)、衛(wèi)星定位控制網(wǎng)、邊角控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)和重力控制網(wǎng)等空間框架基準(zhǔn)，并應(yīng)充分考慮到對似大地水準(zhǔn)面精華工作的要求；2.根據(jù)不同作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)、環(huán)境、地物以及氣象等情況，選擇滿足設(shè)計(jì)要求的點(diǎn)(站)址，建造合適的測量標(biāo)志；3.根據(jù)控制網(wǎng)的布設(shè)情況，編寫實(shí)施方案，選擇滿足設(shè)計(jì)要求的儀器設(shè)備，進(jìn)行相應(yīng)的儀器設(shè)備檢驗(yàn)，并依據(jù)設(shè)計(jì)的作業(yè)方法進(jìn)行外業(yè)觀測。對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，獲得合格的觀測成果。4.根據(jù)觀測方法和工程項(xiàng)目的要求，選擇經(jīng)過驗(yàn)證可靠的數(shù)據(jù)處理軟件對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。5.根據(jù)衛(wèi)星定位控制網(wǎng)的特點(diǎn)，依據(jù)工程需要進(jìn)行似大地水準(zhǔn)面的精化工作，完成衛(wèi)星定位三維網(wǎng)控制網(wǎng)的建設(shè)。6.根據(jù)作業(yè)區(qū)域的坐標(biāo)系統(tǒng)的具體情況，確定不同坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。歸納起來：大地測量基準(zhǔn)（空間與時間）、經(jīng)典平面控制網(wǎng)的布設(shè)（測角與測距）、高程控制網(wǎng)的布設(shè)（精密水準(zhǔn)與三角高程）、GPS控制網(wǎng)、重力網(wǎng)、似大地水準(zhǔn)面精化與坐標(biāo)系的變換。4大地測量學(xué)測繪綜合能力考試的基本要求4第一部分大地測量概論5第一部分大地測量概論5是指在一定的時間與空間參考系中，測量和描繪地球形狀及其重力場并監(jiān)測其變化，為人類活動提供關(guān)于地球的空間信息的一門學(xué)科。

§1大地測量學(xué)的定義、任務(wù)和作用大地測量的定義大地測量的作用1、大地測量學(xué)是一切測繪科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)保證；2、大地測量學(xué)在防災(zāi)，減災(zāi)，救災(zāi)及環(huán)境監(jiān)測、評價與保護(hù)中提供技術(shù)服務(wù)；3、大地測量是發(fā)展空間技術(shù)和國防建設(shè)的重要保障。大地測量學(xué)的任務(wù)

確定地球形狀及外部重力場及其隨時間的變化，研究地殼形變(包括垂直升降及水平位移)，測定極移以及海洋水面地形及其變化等。研究月球及太陽系行星的形狀及重力場。6是指在一定的時間與空間參考系中，測量和描繪地球形狀及其重力場

確定地球形狀及外部重力場及其隨時間的變化，研究地殼形變(包括垂直升降及水平位移)，測定極移以及海洋水面地形及其變化等。研究月球及太陽系行星的形狀及重力場。

建立和維持國家和全球的測繪基準(zhǔn)、坐標(biāo)系統(tǒng)（天文大地水平控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)和精密水準(zhǔn)網(wǎng)以及海洋大地控制網(wǎng)），以滿足國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的需要。

研究為獲得高精度測量成果的儀器和技術(shù)方法。研究地球表面向橢球面或平面的投影數(shù)學(xué)變換及有關(guān)大地測量計(jì)算。

研究大規(guī)模、高精度和多類別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理的理論和方法等。

現(xiàn)代大地測量的特點(diǎn)：

研究范圍大，如地球兩極、海洋；從靜態(tài)到動態(tài)，從地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)到動力過程；高精度，相對精度10-8~10-9，絕對精度毫米；地心三維測量數(shù)據(jù)；大地測量與其它學(xué)科交叉與融合。7確定地球形狀及外部重力場及其隨時間的變化，研究地殼形變(包大地測量學(xué)的發(fā)展簡史

地球圓球階段

從遠(yuǎn)古至17世紀(jì)，人們用天文方法得到地面上同一子午線上兩點(diǎn)的緯度差，用大地法得到對應(yīng)的子午圈弧長，從而推得地球半徑（弧度測量）；地球橢球階段

從17世紀(jì)至19世紀(jì)下半葉，在這將近200年期間，人們把地球作為圓球的認(rèn)識推進(jìn)到向兩極略扁的橢球。大地水準(zhǔn)面階段

從19世紀(jì)下半葉至20世紀(jì)40年代，人們對橢球的認(rèn)識發(fā)展到是大地水準(zhǔn)面包圍的大地體?，F(xiàn)代大地測量新時期

20世紀(jì)下半葉，大地測量學(xué)進(jìn)入了以空間測量技術(shù)為代表的現(xiàn)代大地測量發(fā)展的新時期。球形地球扁球形地球梨形地球8大地測量學(xué)的發(fā)展簡史地球圓球階段從遠(yuǎn)古至17世紀(jì)，人們

第二部分

大地測量系統(tǒng)框架與時間系統(tǒng)9第二部分9大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)與參考框架大地測量坐標(biāo)系：天球坐標(biāo)系：用于研究天體和人造衛(wèi)星的定位與運(yùn)動。地球坐標(biāo)系：用于研究地球上物體的定位與運(yùn)動。是一種固定在地球上，隨地球一起旋轉(zhuǎn)的非慣性坐標(biāo)系統(tǒng)，根據(jù)其原點(diǎn)的位置不同，分為地心坐標(biāo)系統(tǒng)與參心坐標(biāo)系統(tǒng)，分大地坐標(biāo)系和空間直角坐標(biāo)系兩種形式，2.1大地測量系統(tǒng)與參考框架10大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)與參考框架大地測量坐標(biāo)系：天球坐標(biāo)系：用于研大地測量系統(tǒng)與參考框架大地測量系統(tǒng)與參考框架的描述

大地測量系統(tǒng)：規(guī)定了大地測量的起算基準(zhǔn)、尺度標(biāo)準(zhǔn)及其實(shí)現(xiàn)方式（理論、模型與方法）。

大地測量參考框架：是通過大地測量手段，由固定在地面上的點(diǎn)所構(gòu)成的大地網(wǎng)點(diǎn)按大地測量系統(tǒng)所規(guī)定的模式構(gòu)建的，是大地測量系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。大地測量系統(tǒng)是總體概念，大地測量參考框架是大地測量系統(tǒng)的具體的應(yīng)用形式。大地測量系統(tǒng)包括：坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)與重力參考系統(tǒng)。大地測量參考框架包括：坐標(biāo)參考框架、高程參考框架和重力參考框架。11大地測量系統(tǒng)與參考框架大地測量系統(tǒng)與參考框架的描述11

定義：參心坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)位于參考橢球體的中心，Z軸即橢球的旋轉(zhuǎn)軸與地球的自轉(zhuǎn)軸平行，X軸指向平行于天文起始子午面的大地子午面與赤道面的交點(diǎn)，Y軸與X和Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)與參考框架1）參心坐標(biāo)系統(tǒng)

參心坐標(biāo)系的建立：建立地球參心坐標(biāo)系，需如下幾個方面的工作：選擇或求定橢球的幾何參數(shù)(半徑a和扁率α)。確定橢球中心的位置(橢球定位)。確定橢球短軸的指向(橢球定向)。建立大地原點(diǎn)。2.1.1坐標(biāo)系統(tǒng)與坐標(biāo)參考框架1坐標(biāo)系統(tǒng)12定義：參心坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)位于參考橢球體的中心，Z軸即橢球的類型:

參考橢球:

具有確定參數(shù)(長半徑a和扁率α)，經(jīng)過局部定位和定向，同某一地區(qū)大地水準(zhǔn)面最佳擬合的地球橢球.

總地球橢球:

除了滿足地心定位和雙平行條件外，在確定橢球參數(shù)時能使它在全球范圍內(nèi)與大地體最密合的地球橢球.橢球定位:

確定橢球中心的位置，可分為兩類：局部定位和地心定位。橢球定位和定向概念局部定位：

要求在一定范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面有最佳的符合，而對橢球的中心位置無特殊要求；地心定位：

要求在全球范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面最佳的符合，同時要求橢球中心與地球質(zhì)心一致。13橢球的類型:橢球定位和定向概念局部定位：要求在一定范圍

廣義垂線偏差公式與廣義拉普拉斯方程：一點(diǎn)定位橢球的定向確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向，不論是局部定位還是地心定位，都應(yīng)滿足兩個平行條件：①橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸；②

大地起始子午面平行于天文起始子午面。14廣義垂線偏差公式與廣義拉普拉斯方程：一點(diǎn)定位橢球的定向1選擇大地原點(diǎn)：大地原點(diǎn)的坐標(biāo)為：15選擇大地原點(diǎn)：大地原點(diǎn)的坐標(biāo)為：15廣義弧度測量方程:垂線偏差與大地水準(zhǔn)面公式:多點(diǎn)定位：16廣義弧度測量方程:垂線偏差與大地水準(zhǔn)面公式:多點(diǎn)定位：16坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))上式稱為廣義弧度測量方程17坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))上式稱為廣義弧度測量方程17坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))

多點(diǎn)定位的過程：1)由廣義弧度測量方程采用最小二乘法求

橢球參數(shù):

旋轉(zhuǎn)參數(shù):

新的橢球參數(shù)：2)由廣義弧度測量方程計(jì)算大地原點(diǎn):3)廣義垂線偏差公式與廣義拉普拉斯方程計(jì)算大地原點(diǎn)坐標(biāo):特殊情況下：18坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))多點(diǎn)定位的過程：1)由廣義弧度測量方程采用最大地原點(diǎn)也叫大地基準(zhǔn)點(diǎn)或大地起算點(diǎn)，參考橢球參數(shù)和大地原點(diǎn)上的起算數(shù)據(jù)的確立是一個參心大地坐標(biāo)系建成的標(biāo)志.

坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))大地原點(diǎn)和大地起算數(shù)據(jù)19大地原點(diǎn)也叫大地基準(zhǔn)點(diǎn)或大地起算點(diǎn)，參考橢球參數(shù)和大地原點(diǎn)上1954年北京坐標(biāo)系

1954年北京坐標(biāo)系可以認(rèn)為是前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸。它的原點(diǎn)不在北京，而在前蘇聯(lián)的普爾科沃。相應(yīng)的橢球?yàn)榭死鞣蛩够鶛E球。

1954年北京坐標(biāo)系的缺限:橢球參數(shù)有較大誤差。

參考橢球面與我國大地水準(zhǔn)面存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性的傾斜，在東部地區(qū)大地水準(zhǔn)面差距最大達(dá)+68m。幾何大地測量和物理大地測量應(yīng)用的參考面不統(tǒng)一。定向不明確。坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))

1980年國家大地坐標(biāo)系1980大地坐標(biāo)系建立的方法：201954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))1980年國家大地坐標(biāo)按最小二乘法求:，在進(jìn)一步求大地原點(diǎn)的起算數(shù)據(jù).平差后提供的大地點(diǎn)成果屬于1980年西安坐標(biāo)系，它和原1954年北京坐標(biāo)系的成果是不同的。這個差異除了由于它們各屬不同橢球與不同的橢球定位、定向外，還因?yàn)榍罢呤墙?jīng)過整體平差，而后者只是作了局部平差。坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))21按最小二乘法求:，在進(jìn)一步求大地原點(diǎn)的起

坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))1980年國家大地坐標(biāo)系的特點(diǎn)：采用1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會IUGG第16屆大會上推薦的4個橢球基本參數(shù)。長半徑a=6378140m,

地心引力常數(shù)GM=3.986005×1014m3/s2重力場二階帶球諧系數(shù)J2=1.08263×10-8自轉(zhuǎn)角速度ω=7.292115×10-5rad/s在1954年北京坐標(biāo)系基礎(chǔ)上建立起來的。橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)最為密合，是多點(diǎn)定位。定向明確。橢球短軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點(diǎn)

的方向

大地原點(diǎn)地處我國中部，位于西安市以北60km處的涇陽縣永樂鎮(zhèn)，簡稱西安原點(diǎn)。

大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程系。22坐標(biāo)系統(tǒng)(續(xù))1980年國家大地坐標(biāo)系的特點(diǎn)：采用19大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)

地心坐標(biāo)系統(tǒng)滿足以下四個條件：原點(diǎn)位于整個地球的質(zhì)心（包括海洋和大氣）尺度是相對論意義下某一局部地球框架內(nèi)的尺度。定向?yàn)閲H時間局測定的某一歷元的協(xié)議地極和零子午線，稱為地球的定向參數(shù)EOP。定向隨時間的演變滿足地殼無整體的約束條件。

通俗化的定義：原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心Z軸與X軸的定向某一歷元的EOP參數(shù)確定Y軸與X、Z構(gòu)成空間右手坐標(biāo)系。2）地心坐標(biāo)系統(tǒng)23大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)地心坐標(biāo)系統(tǒng)滿足以下四個條件：2）地地球橢球的幾何和物理屬性可由四個基本常數(shù)完全確定赤道半徑（橢球長半徑）地心引力常數(shù)（大氣質(zhì)量）地球重力場二階帶諧系數(shù)地球自轉(zhuǎn)角速度

GRS80橢球的基本常數(shù)為：目前通常采用正?；A帶球諧系數(shù)代替

兩者關(guān)系為：大地測量常數(shù)國際大地測量與地球物理聯(lián)合會(IUGG)分別于1971,1975,1979年推薦了三組大地測量常數(shù)，對應(yīng)于大地測量系統(tǒng)GRS67、IUGG75、GRS80。我國西安1980坐標(biāo)系統(tǒng)采用IUGG75大地測量常數(shù)，目前廣泛使用的常數(shù)是GRS80大地測量常數(shù)。24地球橢球的幾何和物理屬性可由四個基本常數(shù)完全確定大地測量常數(shù)

1）參心坐標(biāo)參考框架

傳統(tǒng)測量坐標(biāo)框架是由天文大地網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的，一般定義在參心坐標(biāo)系中，是一種區(qū)域、二維、靜態(tài)的地球參考框架。50~80年代，北京1954參心坐標(biāo)參考框架、西安1980參心坐標(biāo)參考框架。

2.坐標(biāo)參考框架我國天文大地網(wǎng)簡介:

20世紀(jì)50年代初，60年代末基本完成，先后共布設(shè)一等三角鎖401條，一等三角點(diǎn)6182個，構(gòu)成121個一等鎖環(huán)，鎖系長達(dá)7.3萬km。一等導(dǎo)線點(diǎn)312個，構(gòu)成10個導(dǎo)線環(huán)，總長約1萬km。

1982年完成天文大地網(wǎng)的整體平差工作。網(wǎng)中包括一等三角鎖系，二等三角網(wǎng)，部分三等網(wǎng)，總共約有5萬個大地控制點(diǎn)，30萬個觀測量的天文大地網(wǎng)。平差結(jié)果：網(wǎng)中離大地點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為±0.9m，一等觀測方向中誤差為±0.46″。

坐標(biāo)參考框架251）參心坐標(biāo)參考框架2.坐標(biāo)參考框架我國天文大地網(wǎng)2）地心坐標(biāo)參考框架國際地面參考框架（ITRF）是國際地面參考系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),它甚長基線干涉（VLBI）、激光測衛(wèi)SLR、激光測月LLR、DORIS技術(shù),

GPS技術(shù)等空間大地測量技術(shù),利用全球觀測站點(diǎn),經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到ITRF點(diǎn)（地面觀測站）的站坐標(biāo)和速度場等。目前ITRF是全球公認(rèn)的應(yīng)用最廣泛、精度最高的地心坐標(biāo)框架。（1)國際地球參考系統(tǒng)(ITRS)

與ITRF國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)IERS(InternationalEarthRotationService)

1988年:IUGG+IAU→IERS（IBH+IPMS）IERS的任務(wù)主要有以下幾個方面：維持國際天球參考系統(tǒng)(ICRS)和框架(ICRF)；維持國際地球參考系統(tǒng)(ITRS)和框架(ITRF)；提供及時準(zhǔn)確的地球自轉(zhuǎn)參數(shù)(EOP)。地心坐標(biāo)參考框架262）地心坐標(biāo)參考框架國際地面參考框架（ITRF）是國際地面參CTRS的長度單位為米(m)，并且是在廣義相對論框架下的定義；CTRS的定向Z軸從地心指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極(CTP)；X軸從地心指向格林尼治平均子午面與CTP赤道的交點(diǎn)；Y軸與XOZ平面垂直而構(gòu)成右手坐標(biāo)系；CTRS的定向的隨時演變滿足地殼無整體旋轉(zhuǎn)NNR條件的板塊運(yùn)動模型，國際地球參考系統(tǒng)ITRS

ITRF是ITRS的具體實(shí)現(xiàn),是由IERS中心局利用VLBI、LLR、SLR、GPS和DORIS等空間大地測量技術(shù)的觀測數(shù)據(jù)分析得到的一組全球站坐標(biāo)和速度。

自1988年起，IERS已經(jīng)發(fā)布ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF2000等全球參考框架。

ITRF是通過框架的定向、原點(diǎn)、尺度和框架時間演變基準(zhǔn)的明確定義來實(shí)現(xiàn)的。

27CTRS的長度單位為米(m)，并且是在廣義相對論框架下的定義132428132428132429132429WGS84地心坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極方向，X軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點(diǎn)，Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。（2)WGS-84世界大地坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是WorldGeodicalSystem-84（世界大地坐標(biāo)系-84），它是一個地心地固坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)由美國國防部制圖局建立，于1987年取代了當(dāng)時GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)―WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)而成為GPS的所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS84最初是采用美國海軍的TRANSIT導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的多普勒觀測數(shù)據(jù)所建立的（1987年），主要為導(dǎo)航服務(wù)，精度較低，約為1~2m.30WGS84地心坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于地球的質(zhì)為改善WGS-84系統(tǒng)的精度，1994年6月，由美國國防制圖局DMA(DefenceMappingAgency)將其和美國空軍(AirForce)在全球的10個GPS跟蹤站的數(shù)據(jù)加上部分IGS站(InternationalGPSServiceforGeodynamics)的ITRF91數(shù)據(jù)，進(jìn)行聯(lián)合處理，并以IGS站在ITRF91框架下的站坐標(biāo)為固定值，重新計(jì)算了這些全球跟蹤站在1994.0歷元的站坐標(biāo)，得到了精確的WGS84（G730）坐標(biāo)參考框架，G表示GPS，730表示GPS周。

1996年，WGS-84坐標(biāo)框架再次進(jìn)行更新,參考?xì)v元為1997.0。

WGS84最近更新的時間是2002年1月，更新后的WGS84(G1150)的站坐標(biāo)與ITRF2000框架的站坐標(biāo)差異為幾個厘米，參考?xì)v元為2001.0.

5個基本參數(shù)

·a=6378137m·e2=0.0066943799013·GM=3986005×108m3s-2·C2,0=-484.16685×10-6·ω=7292115×10-11rad/sWGS84地心坐標(biāo)系31為改善WGS-84系統(tǒng)的精度，1994年6月，由美國國防制圖我國于2004年完成“2000國家GPS控制網(wǎng)”的計(jì)算。該網(wǎng)包含了國家測繪局布設(shè)的高精度GPSA、B級網(wǎng)，總參布設(shè)的GPS一、二級網(wǎng)，地震局、總參測繪局、科學(xué)院、國家測繪局共建的中國地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)網(wǎng)、基本網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)，該控制網(wǎng)整合了上述三個大型的有重要影響力的GPS觀測網(wǎng)的成果。2000國家GPS網(wǎng)共有28個連續(xù)運(yùn)行參考站，2500多個GPS網(wǎng)點(diǎn)組成，通過聯(lián)合處理將其歸于一個坐標(biāo)參考框架（ITRF97)，2000國家GPS網(wǎng)的精度優(yōu)于10-8，可滿足現(xiàn)代測量技術(shù)對地心坐標(biāo)的需求，是我國新一代的地心坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)框架。2000國家大地坐標(biāo)系從2008年7月1日開始采用，2000網(wǎng)的參考框架ITRF97,參考?xì)v元為2000.0.（3）2000國家GPS控制網(wǎng)：長半軸

a=6378137.0m地球含大氣層引力常數(shù)GM=3986004.418108m3s-2地球的動力形狀因子J2=1.082629832258地球自轉(zhuǎn)角速度=7292115.010-11rads-12000國家大地坐標(biāo)系32我國于2004年完成“2000國家GPS控制網(wǎng)”的計(jì)算。該網(wǎng)GPS大地控制網(wǎng)概況我國先后建成四個較大規(guī)模的GPS大地網(wǎng)

一、二級網(wǎng)A、B級網(wǎng)形變監(jiān)測網(wǎng)地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)框架：ITRF96歷元：1997.0精度約為：3*10-8框架：ITRF93歷元：1996.365精度約為：10-7框架：ITRF96歷元：1996.582精度約為：10-8框架：ITRF96歷元：1998.680精度優(yōu)于2mm33GPS大地控制網(wǎng)概況我國先后建成四個較大規(guī)模的GPS大地網(wǎng)2000國家GPS控制網(wǎng)由國家測繪局高精度GPSA、B級網(wǎng),總參測繪局GPS一、二級網(wǎng)，中國地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)組成,共2609個點(diǎn)。

342000國家GPS控制網(wǎng)由國家測繪局高精度GPSA、B級網(wǎng)2.1.2高程系統(tǒng)與參考框架高程基準(zhǔn)區(qū)域性高程基準(zhǔn)可以由驗(yàn)潮站的長期平均海水面來確定，通常定義該平均海水面的高程為零。平均海水面通常稱為高程的基準(zhǔn)面在地面上預(yù)先設(shè)置一固定點(diǎn)（組），利用精密水準(zhǔn)測量聯(lián)測固定點(diǎn)與該平均海水面的高差，從而確定該固定點(diǎn)（組)的海拔高程。該固定點(diǎn)稱為水準(zhǔn)原點(diǎn)。水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程就是區(qū)域性水準(zhǔn)測量的起算點(diǎn)。國家高程基準(zhǔn)：

黃海平均海水面

1987年以前,“1956年國家高程基準(zhǔn)”.水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289m

1988年1月1日起,“1985國家高程基準(zhǔn)”,水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260.“1985國家高程基準(zhǔn)”的平均海水面比“1956年國家高程基準(zhǔn)”的平均海水面高0.029m。高程系統(tǒng)與參考框架352.1.2高程系統(tǒng)與參考框架國家高程基準(zhǔn)：黃海平均海水面

高程系統(tǒng)在測量中常用的高程系統(tǒng)有大地高系統(tǒng)、正高系統(tǒng)和正常高系統(tǒng)。

大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號H表示。同一個點(diǎn)，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離。

高程系統(tǒng)國家高程系統(tǒng):

正常高高程系統(tǒng)

36高程系統(tǒng)在測量中常用的高程系統(tǒng)有大地高系統(tǒng)、正高系統(tǒng)和高程框架是高程系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。我國高程框架由全國高精度水準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，以黃海高程基準(zhǔn)為起算基準(zhǔn),以正常高系統(tǒng)為水準(zhǔn)高差的傳遞方式。水準(zhǔn)高程框架分為四個等級,為國家一、二、三、四等水準(zhǔn)控制網(wǎng)。框架點(diǎn)的正常高采用逐級控制布設(shè),其現(xiàn)勢性通過一等水準(zhǔn)網(wǎng)的定期復(fù)測和二等網(wǎng)的部分復(fù)測來維護(hù)。①第一期主要是1976年以前完成的,以1956年黃海高程基準(zhǔn)起算的各等級水準(zhǔn)網(wǎng)；②第二期主要是1976年至1990年完成,以“1985國家高程基準(zhǔn)”起算的國家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng);③第三期是1990年以后國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測和局部地區(qū)二等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測,現(xiàn)已完成外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)平差計(jì)算工作,成果已提供使用。

高程框架的另一種形式可以通過似大地水準(zhǔn)面來實(shí)現(xiàn)。高程參考框架高程框架37高程框架是高程系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。我國高程框架由全國高精度水準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)2.1.3重力參考系統(tǒng)與重力測量框架重力基準(zhǔn)和參考系統(tǒng)重力基準(zhǔn)是標(biāo)定一個國家或地區(qū)重力值的標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)70年代以前我國采用波茨坦重力基準(zhǔn)，重力參考系統(tǒng)采用克拉索夫斯基橢球常數(shù)。80年我國重力基準(zhǔn)采用經(jīng)國際比對的高精度相對重力儀自行測定，參考系統(tǒng)是IUGG75橢球常數(shù)。21世紀(jì)初，我國采用高精度絕對和相對重力儀測定我國新的重力基準(zhǔn)，目前重力基準(zhǔn)的參考系統(tǒng)采用GRS80橢球常數(shù)及其相應(yīng)正常重力場。重力參考框架重力參考框架由分布在我國的若干絕對重力點(diǎn)和相對重力點(diǎn)構(gòu)成的重力控制網(wǎng)，以及用做相對重力尺度標(biāo)準(zhǔn)的若干重力長短基線構(gòu)成。80年代初，我國建立了國家1985重力基本網(wǎng)，由6個基準(zhǔn)點(diǎn)，46個基本點(diǎn)和5個基本點(diǎn)引點(diǎn)組成。重力參考框架的現(xiàn)狀國家重力基本網(wǎng)是確定我國重力加速度數(shù)值的參考框架，目前提供使用的2000國家重力基本網(wǎng)包括21個重力基準(zhǔn)點(diǎn)和126個重力基本點(diǎn)與基本點(diǎn)引點(diǎn)112個；重力參考系統(tǒng)與重力測量框架382.1.3重力參考系統(tǒng)與重力測量框架重力基準(zhǔn)和參考系統(tǒng)重力時間的描述包括時間原點(diǎn)、單位（尺度）兩大要素。選取的物理對象不同，時間的定義不同。地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動、地球的公轉(zhuǎn)、物質(zhì)的振動等都可作為計(jì)量時間的方法。計(jì)量時間的方法的特點(diǎn)應(yīng)具備運(yùn)動是連續(xù)的；運(yùn)動的周期具有足夠的穩(wěn)定性；運(yùn)動是可觀測的。2.1.4時間系統(tǒng)與時間參考框架在現(xiàn)代測量中，時間是研究點(diǎn)位運(yùn)動與規(guī)律的一個重要參量，空間與時間構(gòu)成四維大地測量。時間系統(tǒng)規(guī)定了時間測量的參考系統(tǒng)，包括時刻的參考標(biāo)準(zhǔn)與時間的尺度標(biāo)準(zhǔn)。時間系統(tǒng)又叫時間基準(zhǔn)或時間標(biāo)準(zhǔn)。時間系統(tǒng)框架是在某一區(qū)域或全球范圍內(nèi)，通過守時、授時與時間頻率測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)與維持統(tǒng)一的時間系統(tǒng)。時間系統(tǒng)與時間參考框架39時間的描述包括時間原點(diǎn)、單位（尺度）兩大要素。2.1.4時恒星時（ST=SiderealTime)世界時（UT)歷書時與力學(xué)時原子時(AT)協(xié)調(diào)世界時(UTC)GPS時間系統(tǒng)(GPST)

根據(jù)選取的定義時間的對象不同，測量中幾種常見的時間系統(tǒng)：

時間系統(tǒng)恒星時(ST):以春分點(diǎn)作為基本參考點(diǎn)，由春分點(diǎn)周日視運(yùn)動確定的時間稱為恒星時。世界時UT:以格林尼治平子夜為零時起算的平太陽時稱為世界時。UT=GAMT+12

,GAMT代表格林尼治平太陽時角.未經(jīng)任何改正的世界時表示為UT0，經(jīng)過極移改正的世界時表示為UT1，進(jìn)一步經(jīng)過地球自轉(zhuǎn)速度的季節(jié)性改正后的世界時表示為UT2。UT1=UT0+Δλ,UT2=UT1+ΔT40恒星時（ST=SiderealTime)根據(jù)選取的定時間系統(tǒng)(續(xù))歷書時ET與力學(xué)時DT由于地球自轉(zhuǎn)速度不均勻，導(dǎo)致用其測得的時間不均勻。1958年第10屆IAU決定，自1960年起開始以地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動為基準(zhǔn)的歷書時來量度時間，用歷書時系統(tǒng)代替世界時。歷書時的秒長規(guī)定為1900年1月1日12時整回歸年長度的1／31556925.9747.在天文學(xué)中，天體的星歷是根據(jù)天體動力學(xué)理論建立的運(yùn)動方程而編寫的，其中采用的獨(dú)立變量是時間參數(shù)T,其變量被定義為力學(xué)時。

參考點(diǎn)不同，力學(xué)時分為：1)太陽系質(zhì)心力學(xué)時TDB,2)地球質(zhì)心力學(xué)時TDT,TDT和TDB可以看作是ET分別在兩個坐標(biāo)系中的實(shí)現(xiàn)，TDT代替了過去的ET.地球質(zhì)心力學(xué)時的基本單位國際秒制，與原子時的尺度相同。IGU規(guī)定：1977年1月1日原子時（TAI)0時與地球力學(xué)時嚴(yán)格對應(yīng)為：TDT=TAI+32.18441時間系統(tǒng)(續(xù))歷書時ET與力學(xué)時DT在天文學(xué)中，天體的星歷時間系統(tǒng)(續(xù))原子時(AT)原子時是一種以原子諧振信號周期為標(biāo)準(zhǔn)?；締挝皇窃訒r秒，定義為在零磁場下，位于海平面的銫原子基態(tài)兩個超精細(xì)能級間躍遷輻射192631770周所持續(xù)的時間為原子時秒，規(guī)定為國際單位制中的時間單位。原子時的原點(diǎn)定義：1958年1月1日UT2的0時。AT=UT2－0.0039(s)地球自轉(zhuǎn)的不均性，原子時與世界時的誤差逐年積累。協(xié)調(diào)世界時(UTC)原子時與地球自轉(zhuǎn)沒有直接聯(lián)系，由于地球自轉(zhuǎn)速度長期變慢的趨勢，原子時與世界時的差異將逐漸變大，秒長不等，大約每年相差1秒，便于日常使用，協(xié)調(diào)好兩者的關(guān)系，建立以原子時秒長為計(jì)量單位、在時刻上與平太陽時之差小于0.9秒的時間系統(tǒng)，稱之為世界協(xié)調(diào)時(UTC)。當(dāng)大于0.9秒，采用12月31日或6月30日調(diào)秒。調(diào)秒由國際計(jì)量局來確定公布。世界各國發(fā)布的時號均以UTC為準(zhǔn)。TAI=UTC+1×n(秒）42時間系統(tǒng)(續(xù))原子時(AT)原子時是一種以原子諧振信號周期為時間系統(tǒng)(續(xù))GPS時間系統(tǒng)GPS的時間系統(tǒng)采用基于美國海軍觀測實(shí)驗(yàn)室USNO維持的原子時稱為GPST，它與國際原子的原點(diǎn)不同，瞬時相差一常量：

TAI－GPST=19(s)GPST的起點(diǎn)，規(guī)定1980年1月6日0時GPS與UTC相等。GPST與UTC的關(guān)系：GPST=UTC+1×n-191987年：n=23;1992年：n=26;2005年：n=3243時間系統(tǒng)(續(xù))GPS時間系統(tǒng)GPS的時間系統(tǒng)采用基于美國海軍時間系統(tǒng)框架時間系統(tǒng)框架是時間系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，描繪時間系統(tǒng)框架包括兩方面的內(nèi)容：—時間的頻率基準(zhǔn)：時間系統(tǒng)決定時間系統(tǒng)框架采用的時間頻率基準(zhǔn)。不同的時間基準(zhǔn)其建立與維護(hù)的方法不同。歷書時通過觀測月球來維護(hù)；力學(xué)時通過觀測行星來維護(hù)；原子時是通過分布在不同地點(diǎn)的原子頻標(biāo)的建立，通過頻率測量與比對的方法來維護(hù)?！貢r系統(tǒng)：守時系統(tǒng)用于建立和維護(hù)時間頻率基準(zhǔn)的時刻。—授時系統(tǒng)：向用戶授時與時間服務(wù)。時間系統(tǒng)框架44時間系統(tǒng)框架時間系統(tǒng)框架是時間系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，描繪時間系統(tǒng)框架包第三部分常用測量坐標(biāo)系及其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換45第三部分45

按坐標(biāo)原點(diǎn)的不同分類：

地心坐標(biāo)系統(tǒng)（空間直角坐標(biāo)系、大地坐標(biāo)系）參心坐標(biāo)系統(tǒng)（空間直角坐標(biāo)系、大地坐標(biāo)系）站心坐標(biāo)系統(tǒng)（站心直角坐標(biāo)系、站心極坐標(biāo)系）平面坐標(biāo)系統(tǒng)（高斯平面坐標(biāo)系、施工平面坐標(biāo)系）測量常用坐標(biāo)系3.1測量常用坐標(biāo)系的分類

按坐標(biāo)的維數(shù)不同分類：

二維坐標(biāo)：北京54坐標(biāo)，80大地坐標(biāo)，城市獨(dú)立坐標(biāo)系，施工平面坐標(biāo)系。三維坐標(biāo)：地心坐標(biāo)（ITRF、WGS-84)，站心坐標(biāo)。46按坐標(biāo)原點(diǎn)的不同分類：測量常用坐標(biāo)系3.1測量常用坐標(biāo)測量常用坐標(biāo)系及其變換①空間直角坐標(biāo)系：坐標(biāo)系原點(diǎn)位于參考橢球的中心,Z軸指向參考橢球的北極,X軸指向起始子午面與赤道的交點(diǎn),Y軸位于赤道面上,且按右手系與X軸呈90夾角.某點(diǎn)在空間中的坐標(biāo)可用該點(diǎn)在此坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸上的投影來表示.

②空間大地坐標(biāo)系：采用大地經(jīng)度（L）、大地緯度（B）和大地高（H）來描述空間位置的。緯度是空間的點(diǎn)與參考橢球面的法線與赤道面的夾角，經(jīng)度是空間中的點(diǎn)與參考橢球的自轉(zhuǎn)軸所在的面與參考橢球的起始子午面的夾角，大地高是空間點(diǎn)沿參考橢球的法線方向到參考橢球面的距離。

47測量常用坐標(biāo)系及其變換①空間直角坐標(biāo)系：坐標(biāo)系原點(diǎn)位于參考橢

③站心坐標(biāo)系以測站為原點(diǎn)，測站上的法線(垂線)為Z軸方向的坐標(biāo)系就稱為法線(或垂線)站心坐標(biāo)系。點(diǎn)在站心坐標(biāo)系中可用三維直角坐標(biāo)（x、y、z）或極坐標(biāo)來（d、z、a)表示。48③站心坐標(biāo)系以測站為原點(diǎn)，④高斯平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系是利用投影變換，將空間坐標(biāo)（空間直角坐標(biāo)或空間大地坐標(biāo)）通過某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又稱為投影變換。投影變換的方法有很多，如UTM投影、Lambert投影等，在我國采用的是高斯-克呂格投影，也稱為高斯投影。原點(diǎn)：中央子午線和赤道的交點(diǎn)；X軸：中央子午線的投影；Y軸：赤道的投影。高斯投影必須滿足以下以下條件：中央子午線投影后為直線,且為投影點(diǎn)的對稱軸；中央子午線投影后長度不變；投影具有正形性質(zhì)(長度比與方位角無關(guān));高斯平面直角坐標(biāo)系49④高斯平面直角坐標(biāo)系原點(diǎn)：中央子午線和赤道的交點(diǎn)；高斯投影必高斯平面直角坐標(biāo)系想象有一個橢圓柱面橫套在地球橢球體外面，并與某一條子午線(此子午線稱為中央子午線或軸子午線)相切，橢圓柱的中心軸通過橢球體中心，然后用一定投影方法，將中央子午線兩側(cè)各一定經(jīng)差范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將此柱面展開即成為投影面。高斯投影的描述：50高斯平面直角坐標(biāo)系想象有一個橢圓柱面橫套在地球橢球體外面，并高斯平面直角坐標(biāo)系

6°帶:

自0°子午線起每隔經(jīng)差6°自西向東分帶，依次編號1，2，3，…60。我國6°帶中央子午線的經(jīng)度，由73°起每隔6°而至135°，共計(jì)11帶，帶號用n表示，中央子午線的經(jīng)度用Ｌ０表示。

帶號及中央子午線經(jīng)度的關(guān)系：Ｌ０＝６ｎ－３

3°帶:

自東經(jīng)1.5°子午線起，每隔3°設(shè)立一個投影帶，依次編號為1，2，3，…，120帶；中央子午線經(jīng)度依次為3°,6°,9°,…,360°。我國規(guī)定按經(jīng)差6°和3°進(jìn)行投影分帶51高斯平面直角坐標(biāo)系6°帶:自0°子午線起每隔經(jīng)差6

１.5°帶或任意帶:

工程測量控制網(wǎng)也可采用１.5°帶或任意帶，但為了測量成果的通用，需同國家6°或3°帶相聯(lián)系。

n=L/3(四舍五入)Ｌ０＝3ｎ高斯平面直角坐標(biāo)系帶號及中央子午線經(jīng)度的關(guān)系：國家統(tǒng)一坐標(biāo)在我國x坐標(biāo)都是正的，y坐標(biāo)的最大值(在赤道上)約為330km。為了避免出現(xiàn)負(fù)的橫坐標(biāo)，規(guī)定在橫坐標(biāo)上加上500000m。此外還應(yīng)在坐標(biāo)前面再冠以帶號。這種坐標(biāo)稱為國家統(tǒng)一坐標(biāo)。例如：Y=19123456.789m該點(diǎn)位在19帶內(nèi)，橫坐標(biāo)的真值：首先去掉帶號，再減去500km，最后得y=-376543.211(m)。

52１.5°帶或任意帶:工程測量控制網(wǎng)也可采用１.5°分帶存在的問題？邊界子午線兩側(cè)的控制點(diǎn)與地形圖位于不同的投影帶內(nèi)，使得地形圖不能正確拼接，采用帶重疊的方法解決此問題。53分帶存在的問題？邊界子午線兩側(cè)的控制點(diǎn)與地形圖位于不同的投影建立原則要求邊長投影變形滿足：高程歸化改正－將地面上觀測的長度元素歸算到參考橢球面上而產(chǎn)生的改正。

高斯投影改正－將參考橢球面上的長度經(jīng)高斯投影歸算到高斯平面上而產(chǎn)生的改正，⑤城市獨(dú)立坐標(biāo)系與工程獨(dú)立坐標(biāo)系54建立原則要求邊長投影變形滿足：⑤城市獨(dú)立坐標(biāo)系與工程獨(dú)立坐標(biāo)總變形：3）同時改變和1）改變：任意帶坐標(biāo)系，確定中央子午線位置2）改變：抵償坐標(biāo)系，確定高程抵償面的高程。：確定高程抵償面的高程與中央子午線。

減小投影變形的方法

確定平面坐標(biāo)系的三大要素

投影面的高程；中央子午線的經(jīng)度；起始點(diǎn)坐標(biāo)和起始方位角。55總變形：3）同時改變和1）改變：任意帶坐標(biāo)系，確定中央子午線平面坐標(biāo)變換平面坐標(biāo)系統(tǒng)之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)際上是一種二維轉(zhuǎn)換。一般而言，兩平面坐標(biāo)系統(tǒng)之間包含四個原始轉(zhuǎn)換因子，即兩個平移因子、一個旋轉(zhuǎn)因子和一個尺度因子。

3.2坐標(biāo)系換算（1）二維平面直角坐標(biāo)變換1）二維坐標(biāo)變換56平面坐標(biāo)變換平面坐標(biāo)系統(tǒng)之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)際上是一種二維轉(zhuǎn)換。高斯投影坐標(biāo)正算

（2）大地坐標(biāo)（x，y）計(jì)算高斯直角坐標(biāo)（B，L）57高斯投影坐標(biāo)正算（2）大地坐標(biāo)（x，y）計(jì)算高斯直角坐標(biāo)迭代解法:

高斯投影坐標(biāo)正算58高斯投影坐標(biāo)正算58高斯投影坐標(biāo)反算

（3）高斯直角坐標(biāo)（B，L）計(jì)算大地坐標(biāo)（x，y）59高斯投影坐標(biāo)反算（3）高斯直角坐標(biāo)（B，L）計(jì)算大地坐標(biāo)1)位于兩個相鄰帶邊緣地區(qū)并跨越兩個投影帶(東、西帶)的控制網(wǎng)；2)在分界子午線附近地區(qū)測圖時，往往需要用到另一帶的三角點(diǎn)作為控制，因此必須將這些點(diǎn)的坐標(biāo)換算到同一帶中；3)特別是在工程測量中，要求采用3°帶、1.5°帶或任意帶，而國家控制點(diǎn)通常只有6°帶坐標(biāo)，這時就產(chǎn)生了6°帶同3°帶(或1.5°帶、任意帶)之間的相互坐標(biāo)換算問題。(4）高斯投影的鄰帶坐標(biāo)換算

高斯投影鄰帶坐標(biāo)換算方法：高斯投影反算(x1,y2)－>(B,L)高斯投影正算(B,L)－>(x2,y2)

為什么要鄰帶坐標(biāo)換算？高斯投影的鄰帶坐標(biāo)換算601)位于兩個相鄰帶邊緣地區(qū)并跨越兩個投影帶(東、西帶)的控制不同坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上是不同基準(zhǔn)間的轉(zhuǎn)換，不同基準(zhǔn)間的轉(zhuǎn)換方法有很多，其中，最為常用的有布爾沙模型，又稱為七參數(shù)模型(3個平移參數(shù)、3個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和1個尺度參數(shù))。

（1）三維空間直角坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換

2）三維坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換

7參數(shù)模型求解要注意的問題：？

三維坐標(biāo)變換61不同坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上是不同基準(zhǔn)間的轉(zhuǎn)換，不同基準(zhǔn)間的轉(zhuǎn)換（2）空間大地坐標(biāo)與空間直角坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換

BLHXYZXYZBLH三維坐標(biāo)變換62（2）空間大地坐標(biāo)與空間直角坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換BLHXY(3）ITRF參考框架及其相互轉(zhuǎn)換

自1988年起，IERS已經(jīng)發(fā)布了ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF97和ITRF2000等全球坐標(biāo)參考框架。一個地球參考框架的定義，是通過對框架的定向、原點(diǎn)、尺度和框架時間演變基準(zhǔn)的明確定義來實(shí)現(xiàn)的。

三維坐標(biāo)變換63(3）ITRF參考框架及其相互轉(zhuǎn)換自1988年起，IERS

ITRF2000與其它框架的轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)變化率。

為站點(diǎn)在框架1、2下的速度。

ITRF框架之間進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換的公式:其中：t0給定的轉(zhuǎn)換參數(shù)歷元，tk是初始框架歷元，t是目標(biāo)始框架歷元。64ITRF2000與其它框架的轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)變化率。不同框架之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法1.先同一歷元下框架變換，再不同歷元變換。1）不同框架變換：2）計(jì)算ITRFxx框架在參考?xì)v元t0速度V(t0)：3、同框架歷元變換已知初始框架ITRFyy,歷元tk的坐標(biāo)與速度，計(jì)算目標(biāo)ITRFxx框架在歷元t的坐標(biāo)與速度，轉(zhuǎn)換參數(shù)的參考?xì)v元為t0.65不同框架之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法1.先同一歷元下框架變換，再不

方法2：先歷元變換后框架變換1、同框架不同歷元變換3、不同框架變換2、計(jì)算ITRFyy框架與ITRFxx框架的轉(zhuǎn)換參數(shù)不同框架之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換66方法2：先歷元變換后框架變換1、同框架不同歷元變換3、不同(4)站心直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)、地心（參心）直角坐標(biāo)關(guān)系：站心直角坐標(biāo)與地心（參心）直角坐標(biāo)的關(guān)系：站心直角坐標(biāo)與站心極坐標(biāo)系的關(guān)系：67(4)站心直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)、地心（參心）直角坐標(biāo)關(guān)系：站心直（5）不同大地坐標(biāo)系換算

68（5）不同大地坐標(biāo)系換算686969坐標(biāo)系統(tǒng)變換(續(xù))70坐標(biāo)系統(tǒng)變換(續(xù))70坐標(biāo)系統(tǒng)變換(續(xù))

稱為廣義大地坐標(biāo)微分公式或廣義變換橢球微分公式，在新舊坐標(biāo)變換時，通常采用最小二乘法求71坐標(biāo)系統(tǒng)變換(續(xù))稱為廣義大地坐標(biāo)微分公式或廣義變第四部分經(jīng)典大地測量基本技術(shù)與方法72第四部分724.1經(jīng)典大地水平控制網(wǎng)734.1經(jīng)典大地水平控制網(wǎng)734.1.1經(jīng)典大地水平控制網(wǎng)的布設(shè)1）布設(shè)方法

三角測量法

優(yōu)點(diǎn)：圖形簡單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)，幾何條件多，便于檢核，網(wǎng)的精度較高。缺點(diǎn)：易受障礙物的影響，布設(shè)困難，增加了建標(biāo)費(fèi)用；推算邊長精度不均勻，距起始邊越遠(yuǎn)邊長精度越低。

導(dǎo)線測量法優(yōu)點(diǎn)：布設(shè)靈活，容易克服地形障礙；導(dǎo)線測量只要求相鄰兩點(diǎn)通視，故可降低覘標(biāo)高度，造標(biāo)費(fèi)用少，且便于組織觀測；網(wǎng)內(nèi)邊長直接測量，邊長精度均勻。

缺點(diǎn)：導(dǎo)線結(jié)構(gòu)簡單，沒有三角網(wǎng)那樣多的檢核條件，不易發(fā)現(xiàn)粗差，可靠性不高。

經(jīng)典大地網(wǎng)水平網(wǎng)布設(shè)方法744.1.1經(jīng)典大地水平控制網(wǎng)的布設(shè)優(yōu)點(diǎn)：圖形簡單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)，

三邊測量及邊角同測法邊角全測網(wǎng)的精度最高，相應(yīng)工作量也較大。在建立高精度的專用控制網(wǎng)(如精密的形變監(jiān)測網(wǎng))或不能選擇良好布設(shè)圖形的地區(qū)可采用此法而獲得較高的精度（在天文大地網(wǎng)中未用到）。

天文測量法天文測量法是在地面點(diǎn)上架設(shè)儀器，通過觀測天體(主要是恒星)并記錄觀測瞬間的時刻，來確定地面點(diǎn)的地理位置，即天文經(jīng)度、天文緯度和該點(diǎn)至另一點(diǎn)的天文方位角。優(yōu)點(diǎn)：各點(diǎn)彼此獨(dú)立觀測，也勿需點(diǎn)間通視，測量誤差不會積累。缺點(diǎn)：精度不高，受天氣影響大。用途：在每隔一定距離的三角點(diǎn)上觀測天文來推求大地方位角，控制水平角觀測誤差積累對推算方位角的影響。經(jīng)典大地網(wǎng)水平網(wǎng)布設(shè)方法75三邊測量及邊角同測法天文測量法經(jīng)典大地網(wǎng)水平網(wǎng)布設(shè)方法7經(jīng)典大地網(wǎng)水平網(wǎng)布設(shè)原則2）布設(shè)原則

從高到低、逐級控制

國家三角網(wǎng)分為一、二、三、四等，GPS網(wǎng)分為A、B、C、D、E五級，A級網(wǎng)為高精度坐標(biāo)框架，B、C、D、E相當(dāng)于常規(guī)大地測量的一、二、三、四等。等級一等二等三等四等邊長相對中誤差1/20萬1/12萬1/7萬1/4萬方位角中誤差±0.9″±1.5″±2.5″±4.5″大地控制網(wǎng)要有足夠的精度等級一等二等三等四等測角中誤差±0.7″±1.0″±1.8″±2.5″76經(jīng)典大地網(wǎng)水平網(wǎng)布設(shè)原則2）布設(shè)原則等級一等二等三等四等邊大地控制網(wǎng)要有足夠的密度

國家控制網(wǎng)是測圖的基本控制，其密度要滿足測圖的要求?？刂泣c(diǎn)的密度是指每幅圖中包含有多少控制點(diǎn)，不同比例尺有不同的要求。測圖比例尺平均每幅圖面積(km2)平均每幅圖要求的控制點(diǎn)數(shù)每點(diǎn)控制的面積（km2)網(wǎng)平均邊長（km)控制網(wǎng)等級1：5萬350~500315013二等1：2.5萬100~1252~3508三等1：1萬15~201202~6四等大地控制網(wǎng)要有統(tǒng)一的規(guī)格和要求

國家三角測量規(guī)范GB/T17942-2000，精密導(dǎo)線測量規(guī)范。國家測量規(guī)范規(guī)定：具體的布網(wǎng)方案、作業(yè)方法、使用的儀器、各種精度指標(biāo)等內(nèi)容。3）全國天文大地網(wǎng)整體平差：1978-1984年完成，橢球參數(shù)IAG75，坐標(biāo)系統(tǒng)西安80大地坐標(biāo)。經(jīng)典大地網(wǎng)水平網(wǎng)布設(shè)方法77大地控制網(wǎng)要有足夠的密度測圖比例尺平均每幅圖面積(km2)平4.1.2水平角觀測觀測方法：水平角觀測一般采用方向觀測法、分組方向觀測法和全組合測角法。方向觀測法適用與三、四等三角觀測，或方向較少的二等三角觀測；當(dāng)觀測方向大于6個觀測困難時可采用分組方向觀測法；一等三角觀測，或在高標(biāo)上的二等三角觀測采用全組合測角法。

各等級三角測量使用的儀器與觀測方法和測回?cái)?shù)水平角觀測784.1.2水平角觀測觀測方法：各等級三角測量全

組

合

測

角

法

限

差方

向

觀

測

限

差水平角觀測79全

組

合

測

角

法

限

差方

向

觀

測

限

差水平角觀水平角觀測各級水平角觀測的基本要求（規(guī)范規(guī)定）：儀器及操作要求：1）觀測水平角在一測回內(nèi)不容許調(diào)焦，照準(zhǔn)目標(biāo)時盡量不要使用垂直制動與微動螺旋，使用水平微動螺旋與測微器螺旋對準(zhǔn)分劃線時，最后旋轉(zhuǎn)均為旋進(jìn)方向；2）在觀測過程中，如果發(fā)現(xiàn)2C（2倍視準(zhǔn)軸誤差）互差的絕對值DJ07、DJ01型儀器大于20″，DJ02型大于30″

，本測回?zé)o效，應(yīng)校正后再觀測；3）觀測過程中應(yīng)保持儀器水平，照準(zhǔn)部上水準(zhǔn)器氣泡偏離中心，DJ07最大不得超過1.5格，DJ01、DJ02不的超過1格；垂直軸傾斜改正：1）當(dāng)照準(zhǔn)點(diǎn)的垂直角一等超過1度，二等超過3度時，應(yīng)在方向觀測值中加入垂直軸傾斜改正，在該方向上記錄照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡的位置，確定垂直軸在水平軸方向的傾斜量，求的方向的改正量；2）三四等方向觀測一般不加垂直軸傾斜改正。80水平角觀測各級水平角觀測的基本要求（規(guī)范規(guī)定）：儀器及操作要水平角觀測觀測時間的選擇與時段的要求：1）觀測一等三角點(diǎn)至少要有三個時段，每個觀測時段觀測的測回?cái)?shù)不得超過全部測回?cái)?shù)的2/5，在同一時段內(nèi)觀測任一單角的測回?cái)?shù)不得超過總測回的1/2

,且不宜連續(xù)觀測同一單角；對日夜測比例一般不做要求，當(dāng)視線上有明顯的旁折光影響時，要求日夜測比例在30%~70%內(nèi)變通，并注意選擇有利的觀測時間段；2）二等觀測一般不得少于2個時段，每個觀測時段觀測的測回?cái)?shù)不得超過全部測回?cái)?shù)的2/3，個別特殊情況下可以一個時段測完；3）上午、下午、夜間各為一個時段；零方向的選擇：方向觀測法一測回的操作程序（見規(guī)范）：……當(dāng)方向數(shù)少于4個時，可以不閉合至零方向。81水平角觀測觀測時間的選擇與時段的要求：零方向的選擇：方向觀測分組觀測水平角觀測采用方向觀測法，當(dāng)觀測方向數(shù)多余6個觀測有困難時，可以采用分組觀測，每組方向數(shù)大致相等，應(yīng)有兩個共同零方向，兩組觀測結(jié)果分別取中數(shù)，共同方向角度差不得大于2m(m為相應(yīng)等級測角中誤差），兩組觀測值按等權(quán)分組觀測平差，其限差與平差結(jié)果如下：聯(lián)測限差：假設(shè)兩組觀測精度相同，且兩聯(lián)測角的角差為：測站平差：先將兩組觀測值分別進(jìn)行測站平差，得到兩組的測站平差值，然后比較兩組觀測的聯(lián)測角，小于限差，則聯(lián)合兩組的測站平差方向值再進(jìn)行平差：82分組觀測水平角觀測采用方向觀測法，當(dāng)觀測方向數(shù)多余6個觀測有補(bǔ)測規(guī)定

規(guī)范規(guī)定：當(dāng)方向數(shù)多余3個時，方向觀測一測回中可以暫時放棄不宜觀測的方向，放棄的方向數(shù)不得超過應(yīng)測方向數(shù)的三分之一，補(bǔ)測放棄的方向可只聯(lián)測零方向。超限觀測值重測要求水平角觀測重測和取舍觀測成果應(yīng)遵循的原則：1）因?qū)﹀e讀盤、測錯方向、讀錯記錯、碰動儀器、氣泡偏離過大、上半測回歸零超限以及其它原因未測完的測回可以立即重測，不計(jì)重測數(shù)；2）一測回中2C互差超限或化歸同一起始方向后，同一方向值各測回互差超限時，應(yīng)重測超限方向并聯(lián)測零方向。3)一個測回中重測方向數(shù)超過方向總數(shù)的1/3時，以及觀測三個個方向有一個方向要重測，則應(yīng)重測整個測回；4）測回互差超限，除明顯值外，一般應(yīng)測觀測結(jié)果中最大與最小的測回；5）若零方向的2C互差超限或下半個測回歸零差超限，應(yīng)重測整個測回；6）在一測站中，當(dāng)重測的方向數(shù)超過方向測回總數(shù)的1/3時，需重測全部測回。一份成果的方向測回總數(shù)為（n-1)m，n是方向數(shù)，m是測回?cái)?shù)。83補(bǔ)測規(guī)定超限觀測值重測要求水平角觀測重測和取舍觀測成水平觀測的主要誤差來源1)外界條件的影響大氣層密度的變化對目標(biāo)成像穩(wěn)定性的影響早晨太陽升起時，目標(biāo)成像也僅有輕微的波動；日出以后，有一段時間，大約1～3h，成像較穩(wěn)定；12~15h，成像波動較大；日落前有一段成像穩(wěn)定而有利于觀測的時間；夜間大氣層一般是平衡的。

水平折光的影響

光線通過密度不均勻的空氣介質(zhì)時，經(jīng)過連續(xù)折射后形成一條曲線，并向密度大的一方彎曲。照準(zhǔn)目標(biāo)的相位差溫度變化對視準(zhǔn)軸的影響假定在一個測回的短時間觀測過程中，空氣溫度的變化與時間成比例，那么可以采用按時間對稱排列的觀測程序來削弱這種誤差對觀測結(jié)果的影響。

84水平觀測的主要誤差來源1)外界條件的影響水平折光的影響照外界條件對覘標(biāo)內(nèi)架穩(wěn)定性的影響

假定在一測回的觀測過程中，覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的扭轉(zhuǎn)是勻速發(fā)生的，因此采用按時間對稱排列的觀測程序也可以減弱這種誤差對水平角的影響。

精密角度誤差來源及其影響2)儀器誤差的影響視準(zhǔn)軸誤差、水軸不水平誤差、垂直軸傾斜誤差、測微行差、讀盤分劃與測微器分劃誤差、水平度盤位移的影響；照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確的影響；照準(zhǔn)部水平微動螺旋的隙動差；垂直微動螺旋作用不正確的影響；3)照準(zhǔn)和讀數(shù)誤差的影響照準(zhǔn)誤差受外界因素的影響較大,與照準(zhǔn)目標(biāo)的形狀和清晰度密切相關(guān)。85外界條件對覘標(biāo)內(nèi)架穩(wěn)定性的影響精密角度誤差來源及其影響2)精密測角的一般原則

觀測應(yīng)在目標(biāo)成像清晰、穩(wěn)定的、有利于觀測的時間進(jìn)行，以提高照準(zhǔn)精度和減小旁折光的影響。觀測前應(yīng)認(rèn)真調(diào)好焦距，消除視差。在一測回的觀測過程中不得重新調(diào)焦，以免引起視準(zhǔn)軸的變動。各測回的起始方向應(yīng)均勻地分配在水平度盤和測微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測微分劃尺的分劃誤差的影響。在上下半測回之間倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以消除和減弱視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差等影響，同時可以由盤左、盤右讀數(shù)之差求得兩倍視準(zhǔn)誤差2c，借以檢核觀測質(zhì)量。上下半測回照準(zhǔn)目標(biāo)的次序應(yīng)相反，其目的在于消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差影響，如覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的扭轉(zhuǎn)等。為了克服或減弱在操作儀器的過程中帶動水平度盤位移的誤差，要求每半測回開始觀測前，照準(zhǔn)部按規(guī)定的轉(zhuǎn)動方向先預(yù)轉(zhuǎn)1～2周。使用照準(zhǔn)部微動螺旋和測微螺旋時，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)。為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測過程中應(yīng)保持照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。86精密測角的一般原則觀測應(yīng)在目標(biāo)成像清晰、穩(wěn)觀測工作結(jié)束后應(yīng)及時整理和檢查外業(yè)觀測手簿。檢查手簿中所有計(jì)算是否正確、觀測成果是否滿足各項(xiàng)限差要求。確認(rèn)觀測成果全部符合本規(guī)范規(guī)定之后，方可進(jìn)行計(jì)算。1）三角形閉合差、測角中誤差計(jì)算；2）極條件自由項(xiàng)及限差計(jì)算；3）基線條件自由項(xiàng)及限差計(jì)算；4）方位角條件自由項(xiàng)及限差計(jì)算；5）三角高程高差的驗(yàn)算。三角測量成果的驗(yàn)算

87觀測工作結(jié)束后應(yīng)及時整理和檢查外業(yè)觀測手簿。檢查手簿中所有計(jì)經(jīng)緯儀與光電測距儀及其檢驗(yàn)4.1.3經(jīng)緯儀與光電測距儀及其檢驗(yàn)

我國光學(xué)經(jīng)緯儀系列的標(biāo)準(zhǔn)型號的劃分儀器等級精密經(jīng)緯儀普通經(jīng)緯儀DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15測角中誤差0.7秒1秒2秒6秒15秒用途一等三角天文測量一二等三角三四等三角地形測量普通測量

光電測距儀的分類與分級

測距原理：相位式測距儀、脈沖式測距儀。測程：長(十10km以上)、中(數(shù)公里至10km)、短(3km)

載波源：紅外、激光、微波。載波數(shù)：單頻、雙頻。反射目標(biāo)：合作目標(biāo)、漫反射目標(biāo)。精度：高精度、一般精度、低精度。88經(jīng)緯儀與光電測距儀及其檢驗(yàn)4.1.3經(jīng)緯儀與光電測距儀及其檢等級測距精度中短程測距儀長程測距儀ⅠⅡⅢⅣ

光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀、光電測距儀的檢驗(yàn)（略見規(guī)范）光電測距儀的分級光學(xué)經(jīng)緯儀JJG414-2003電子經(jīng)緯儀JJG100-2003光電測距儀的檢驗(yàn)JJG703-200389等級測距精度中短程測距儀長程測距儀ⅠⅡⅢⅣ光學(xué)經(jīng)緯儀、電子儀器設(shè)在已知高程點(diǎn)，觀測該點(diǎn)與未知高程點(diǎn)之間的高差稱為直覘；

儀器設(shè)在未知高程點(diǎn)，測定該點(diǎn)與已知高程點(diǎn)之間的高差稱為反覘。

考慮到地球曲率與大氣折光的影響的嚴(yán)密公式4.1.4三角高程測量

三角高程測量原理

在地面高低起伏較大或不便于水準(zhǔn)測量的地區(qū)，可采用三角高程測量的方法傳遞高程。三角高程測量90儀器設(shè)在已知高程點(diǎn)，觀測該點(diǎn)與未知高程點(diǎn)之間的高差稱為直覘；

垂直角觀測方法垂直角觀測方法有中絲法和三絲法。

垂直角記錄格式

垂直角與指標(biāo)差的計(jì)算公式三角高程測量91垂直角觀測方法垂直角觀測方法有中絲法和三絲法。

三角高程測量的誤差來源

1）豎角測量誤差測角誤差主要包括觀測誤差、儀器誤差以及外界條件的影響。觀測誤差中有照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差以及豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中的誤差。儀器誤差如豎盤分劃誤差、外界條件主要大氣折射的影響。

2）邊長誤差邊長誤差大小取決于量測方法。全站儀測距而言取決于測距的精度。

3）大氣折光誤差大氣折光誤差主要決定于空氣的密度?？諝獾拿芏纫话阍缤碜兓^大，中午附近比較穩(wěn)定。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明折光系數(shù)誤差對于短距離三角高程測量的影響不是主要的，但對于長距離三角高程測量而言，其影響是顯著的。

4）儀器高與目標(biāo)高的量測誤差儀器高誤差與目標(biāo)高誤差的量測誤差是不可避免的，對于精度較低的高程測量（如地形高程點(diǎn)控制測量），其量測精度一般能滿足要求，但是對于高精度的高程測量而言（如代替二等水準(zhǔn)測量），其量取誤差不可忽略，可以采用其它的的觀測方法加以削弱與消除(如對向觀測方法取中數(shù))。三角高程測量92三角高程測量的誤差來源4）儀器高與目標(biāo)高的量測誤差三三角高程測量綜上所述，三角測量的精度受垂直角觀測誤差、邊長誤差、大氣折光誤差、儀器高與目標(biāo)高的量測誤差等諸多因素的影響，其中主要誤差來源是垂直角觀測誤差與大氣折光誤差，同時儀器高與目標(biāo)高的量測誤差也限制了三角高程測量的運(yùn)用。

提高三角測量精度的方法：三角高程測量由于存在諸多誤差的影響，采取一定的措施來消除或削弱其相關(guān)誤差的影響。全站儀的測量精度的不斷提高，測角測量精度得到了提高；大氣折光誤差可以采用對向觀測加以消除或削弱；儀器高與目標(biāo)高可以從觀測方法上加以改進(jìn)（如兩點(diǎn)間等距離觀測，可以消除儀器高誤差）。1）對向觀測三角高程因此在對向觀測中，大氣折射誤差基本可以消除；如果目標(biāo)高不變，其目標(biāo)高量測誤差也可以消除。93三角高程測量綜上所述，三角測量的精度受垂直角觀測誤差、邊長誤2)兩點(diǎn)間等距離觀測（間視法）間視法是將全站儀置于A、B兩點(diǎn)之間大致等距離中間位置的D點(diǎn)，分別對A、B兩點(diǎn)進(jìn)行三角高程測量，則有故間視法可以消除儀器高量測誤差。

大氣折光系數(shù)的確定：

1）根據(jù)水準(zhǔn)測量的觀測成果確定C值

2）對向觀測垂直角計(jì)算C值根據(jù)垂直折光的性質(zhì)與折光系數(shù)的變化規(guī)律，可選擇有利的觀測時間、對向觀測、提高視線的高度、選擇短邊傳遞高程等措施，減弱大氣折光的影響。942)兩點(diǎn)間等距離觀測（間視法）故間視法可以消除儀器高量測誤三角高程測量的精度三角測量的精度受垂直角觀測誤差、邊長誤差、大氣折光誤差、儀器高與目標(biāo)高的量測誤差等諸多因素的影響，尤其是大氣折光與觀測條件密切相關(guān)，因此不能從理論上推到出一個普遍適用的公式，一般根據(jù)大量的實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)分析得到其經(jīng)驗(yàn)公式。

對向觀測高差閉合差的限差：三角高程的限差：

環(huán)線閉合差的限差：重測規(guī)定：（見相應(yīng)規(guī)范）95三角高程測量的精度三角測量的精度受垂直角觀測誤差、邊長誤差4.2高程控制網(wǎng)964.2高程控制網(wǎng)96

國家高程（框架)控制網(wǎng)的目的和任務(wù)—建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項(xiàng)建設(shè)提供必要的高程控制基礎(chǔ)；

—為地殼垂直運(yùn)動、平均海面變化和大地水準(zhǔn)面形狀等地球科學(xué)研究提供精確的高程數(shù)據(jù)。一等水準(zhǔn)測量是國家高程控制網(wǎng)的骨干，同時也為相關(guān)地球科學(xué)研究提供高程數(shù)據(jù)；二等水準(zhǔn)測量是國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)；三、四等水準(zhǔn)測量是直接為地形測圖和其他工程建設(shè)提供高程控制點(diǎn)。4.2.1高程控制網(wǎng)的布設(shè)水準(zhǔn)測量分為四等，各等級水準(zhǔn)測量路線必須自行閉合或閉合于高等級的水準(zhǔn)路線上，與其構(gòu)成環(huán)形或附合路線，以便控制水準(zhǔn)測量系統(tǒng)誤差的積累和在高等級的水準(zhǔn)環(huán)中布設(shè)低等級的水準(zhǔn)路線。一等閉合環(huán)線周長，在平原和丘陵地區(qū)為1000～1500km，一般山區(qū)為2000km左右；二等閉合環(huán)線周長，在平原地區(qū)為500～750km,山區(qū)一般不超過1000km；三、四等水準(zhǔn)用于加密，其中環(huán)線周長、附合路線長度和結(jié)點(diǎn)間路線長度，三等水準(zhǔn)分別為200km、150km和70km；四等分別為100km、80km和30km。

國家高程（框架)控制網(wǎng)的布設(shè)原則

—從高到低、逐級控制97國家高程（框架)控制網(wǎng)的目的和任務(wù)4.2.1高程控制網(wǎng)的—水準(zhǔn)點(diǎn)滿足一定的密度（點(diǎn)位的選擇與標(biāo)石的埋設(shè)）水準(zhǔn)標(biāo)石類型

間距（km)布設(shè)具體要求一般地區(qū)發(fā)達(dá)地區(qū)荒漠地區(qū)基巖水準(zhǔn)標(biāo)石500只設(shè)于一等水準(zhǔn)路線上，大城市和斷裂帶附近應(yīng)增設(shè)，基巖較深地區(qū)可適當(dāng)放寬，每?。ㄊ?、自治區(qū)）至少兩座?；舅疁?zhǔn)標(biāo)石4020-3060設(shè)于一二等水準(zhǔn)路線上及交叉處，大、中城市兩側(cè)及縣城附近。盡量設(shè)置在堅(jiān)固巖層上。普通水準(zhǔn)標(biāo)石4-82-410設(shè)于各等級水準(zhǔn)路線上，以及山區(qū)水準(zhǔn)路線高程變換點(diǎn)附近，長度超過300米的遂道，跨河水準(zhǔn)測量的兩岸標(biāo)尺附近。98—水準(zhǔn)點(diǎn)滿足一定的密度（點(diǎn)位的選擇與標(biāo)石的埋設(shè)）間距（km—水準(zhǔn)測量達(dá)到足夠的精度

各等級水準(zhǔn)測量的精度，是用每公里高差中數(shù)的偶然中誤差

和每公里高差中數(shù)的全中誤差來表示的。

測量等級一等二等三等四等M△0.451.03.05.0MW1.02.06.010.0—一等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測

水準(zhǔn)測量的偶然中誤差與全中誤差單位：mm每公里高差中數(shù)偶然中誤差：每公里高差中數(shù)的全中誤差：規(guī)范規(guī)定：一等網(wǎng)每隔15~20年復(fù)測一次。99—水準(zhǔn)測量達(dá)到足夠的精度測量等級一等二等三等四等M△0.—新設(shè)路線與已測路線的連接國家一二水準(zhǔn)測量規(guī)定:新設(shè)一二等水準(zhǔn)路線的起點(diǎn)與終點(diǎn)，應(yīng)是已測的高等級或同等級的基本水準(zhǔn)點(diǎn)或基巖水準(zhǔn)點(diǎn)，終點(diǎn)暫時不能連接時，須預(yù)計(jì)將來的連接路線。

新設(shè)的水準(zhǔn)路線通過或靠近已測的一二等水準(zhǔn)點(diǎn)在4km以內(nèi)，距三四等水準(zhǔn)點(diǎn)在1km以內(nèi)，應(yīng)予以連測或接側(cè)。接測時按規(guī)定對已測水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測?！疁?zhǔn)路線的重力測量

高程大于4000米或水準(zhǔn)點(diǎn)間平均高差為150～250m的地區(qū)，一二水準(zhǔn)路線的每個水準(zhǔn)點(diǎn)均應(yīng)測定重力。高差大于250m的測段，在地面傾斜變化出加測重力；高程在1500～4000mz之間或水準(zhǔn)點(diǎn)的平均高差為50-150m的地區(qū)，一等水準(zhǔn)路線上重力點(diǎn)間平均距離應(yīng)小于11km,二等水準(zhǔn)路線應(yīng)小于23km。100—新設(shè)路線與已測路線的連接—水準(zhǔn)路線的重力測量1004.2.2水準(zhǔn)測量的作業(yè)方法

精密水準(zhǔn)測量作業(yè)的一般規(guī)定1)觀測前半小時，應(yīng)將儀器取出使之與外界氣溫一致，設(shè)站時應(yīng)用測傘遮蔽陽光。2)儀器距前、后視水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準(zhǔn)測量中規(guī)定，一測站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。3)在兩相鄰測站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測站的觀測程序進(jìn)行觀測。返測時，奇數(shù)測站與偶數(shù)測站的觀測程序與往測時相反，即奇數(shù)測站由前視開始，偶數(shù)測站由后視開始。4)每一測段應(yīng)往測與返測，其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。5)一個測段的水準(zhǔn)測量路線的往測和返測應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行，如分別在上午和下午觀測。6)在連續(xù)測站上安置三角架時，應(yīng)使其中兩腳與水準(zhǔn)方向平行，而第三腳輪換置于路線反向的左右側(cè)。7)轉(zhuǎn)動傾斜螺旋和測微鼓時最后旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樾M(jìn)方向…1014.2.2水準(zhǔn)測量的作業(yè)方法精密水準(zhǔn)測量作業(yè)的一般規(guī)定國家一二等精密水準(zhǔn)測量規(guī)范規(guī)定一二等水準(zhǔn)測量采用單程路線往返觀測，一條路線的往返測須使用同一類型的儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺承，沿同一道路進(jìn)行。在每一區(qū)段內(nèi)，先連續(xù)進(jìn)行所有測段的往測(或返測）隨后連續(xù)進(jìn)行該區(qū)段的返測（或往測）。若區(qū)段較長，也可將區(qū)段分成20-30km的幾個分段，在分段內(nèi)連續(xù)進(jìn)行所有測段的往返測。同一測段的往返測應(yīng)分別在上午與下午進(jìn)行。在日間氣溫變換不大的陰天和觀測條件較好時，若干里程的往返測可在上午或下午進(jìn)行。但這種里程的總站數(shù)，一等不應(yīng)超過該區(qū)段總站數(shù)的20%，二等不應(yīng)超過30%。

成果的重測與取舍測段往返測高差不符值超限，就可靠性較小的往測或返測進(jìn)行測段重測，應(yīng)按下列原則取舍：

1）重測的高差與同方向原測高差的不符值超過往返高差的不符值的限差，但與另一單程高差的不符值不超出限差，則取重測結(jié)果。102國家一二等精密水準(zhǔn)測量規(guī)范規(guī)定一二等水準(zhǔn)測量采用單程路線往2）若兩方向兩高差不符值未超限，且其中數(shù)與另一單程高差的不符值也不超限，則取該方向中數(shù)作為單程的高差。3）若重測高差與另一單程高差不符值超限，須重測另一單程。區(qū)段、路線往返測高差不符值超限時，就應(yīng)往返測高差不符值與區(qū)段或路線不符值同符號中較大的測段進(jìn)行重測，若重測后乃超限，須重測其它測段。------1032）若兩方向兩高差不符值未超限，且其中數(shù)與另一單程高差的不符一、二等水準(zhǔn)測量的作業(yè)限差等級儀器類型視線長度前后視距差視距差累計(jì)視線高度一等DSZ05\DS05≤30≤0.5≤1.5≥0.5二等DS1\DS05≤50≤1≤3.0≥0.3等級上下絲讀數(shù)平均值與中絲讀數(shù)差基輔分劃讀數(shù)的差基輔分劃高差之差檢測間歇點(diǎn)高差的差0.5cm刻劃標(biāo)尺1cm刻劃標(biāo)尺一等1.53.00.30.40.7二等1.53.00.40.61

一、二等水準(zhǔn)測量測站限差mm

一、二等視線長度、前后視距差、視線高度限差mm等級測段、區(qū)段、路線往返測高差不符值附合