橢球定位及大地控制網(wǎng)

橢球定位及大地控制網(wǎng)主講人：目錄

一、橢球建立

二、橢球面上的常用坐標(biāo)系

三、大地控制網(wǎng)的建立

四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上一、橢球建立一、橢球由來(lái)眾所周知，地球真實(shí)形狀的不規(guī)則性，要在地面上開(kāi)展一系列大地測(cè)量計(jì)算，必須選定一規(guī)則曲面作為測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面。大地測(cè)量中，用來(lái)代表地球形狀和大小的旋轉(zhuǎn)橢球稱為地球橢球，簡(jiǎn)稱橢球，它是對(duì)地球形狀的幾何概括，是地球真實(shí)形狀的數(shù)學(xué)化模型。一、橢球建立橢球的類型:參考橢球:具有確定參數(shù)(長(zhǎng)半徑a和扁率α)，經(jīng)過(guò)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。參考橢球上的坐標(biāo)系，叫做參心坐標(biāo)系?？偟厍驒E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(shí)能使它在全球范圍內(nèi)與大地體最密合的地球橢球。與其相應(yīng)的坐標(biāo)系叫做地心坐標(biāo)系。一、橢球建立二、橢球的建立橢球條件（1）應(yīng)是接近地球自然形體的曲面，這樣可使地面觀測(cè)量歸算的改正數(shù)很微??；

（2）這個(gè)曲面應(yīng)是一個(gè)便于計(jì)算的數(shù)學(xué)曲面，從而能保證由觀測(cè)量計(jì)算坐標(biāo)的可行性；

（3）這個(gè)曲面與大地體的位置要固定下來(lái)，即能建立起地面點(diǎn)與基準(zhǔn)面上點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)。用橢球來(lái)表示地球必須要解決兩個(gè)問(wèn)題：1、橢球參數(shù)的選擇；2、確定橢球與地球的相關(guān)位置，即橢球的定位。一、橢球建立1、橢球參數(shù)的選擇

地球橢球的五個(gè)基本幾何參數(shù)：橢圓的長(zhǎng)半軸a橢圓的短半軸b

橢圓的扁率

橢圓的第一偏心率

橢圓的第二偏心率

一、橢球建立其中

a、b稱為長(zhǎng)度元素；扁率α反映了橢球體的扁平程度。偏心率e和e’是子午橢圓的焦點(diǎn)離開(kāi)中心的距離與橢圓半徑之比，它們也反映橢球體的扁平

程度，偏心率愈大，橢球

愈扁。一、橢球建立我國(guó)建立1954年北京坐標(biāo)系應(yīng)用的是克拉索夫斯基橢球；建立1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系應(yīng)用的是1975年國(guó)際橢球；而全球定位系統(tǒng)(GPS)應(yīng)用的是WGS-84系橢球參數(shù)。

幾種常見(jiàn)的橢球體參數(shù)值克拉索夫斯基橢球體1975年國(guó)際橢球體WGS-84橢球體6378245.0000000000(m)6356863.0187730473(m)6399698.9017827110(m)1／298.30.0066934216229660.0067385254146836378140.000000000（m）6356755.288157528（m）6399596.6519880105（m）1／298.2570.0066943849995880.0067395018194736378137.0000000000(m)6356752.3142（m）6399593.6258（m）1/298.2572235630.00669437990130.00673949674227一、橢球建立地球橢球參數(shù)間的相互關(guān)系式中，W第一基本緯度函數(shù)，V第二基本緯度函數(shù)。一、橢球建立2、確定橢球與地球的相關(guān)位置，即橢球的定位。橢球定位:

是指確定橢球中心的位置，可分為兩類：局部定位和地心定位。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(duì)橢球的中心位置無(wú)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(shí)要求橢球中心與地球質(zhì)心一致。一、橢球建立橢球的定向指確定橢球旋轉(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(gè)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橢球中心O相對(duì)于地心的平移參數(shù)

三個(gè)繞坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)參數(shù)（表示參考橢球定向）

參考橢球的定位與定向方法

一、橢球建立

選定某一適宜的點(diǎn)K作為大地原點(diǎn)，在該點(diǎn)上實(shí)施精密的天文測(cè)量和高程測(cè)量，由此得到該點(diǎn)的天文經(jīng)度，天文緯度，至某一相鄰點(diǎn)的天文方位角和正高

得到K點(diǎn)相應(yīng)的大地經(jīng)度，大地緯度，至某一相鄰點(diǎn)的大地方位角和大地高大地原點(diǎn)垂線偏差的子午圈分量和卯酉圈分量及該點(diǎn)的大地水準(zhǔn)面差距

天文坐標(biāo)大地坐標(biāo)0一、橢球建立表明在大地原點(diǎn)K處，橢球的法線方向和鉛垂線方向重合，橢球面和大地水準(zhǔn)面相切確定橢球的定位和定向一、橢球建立一點(diǎn)定位的結(jié)果在較大范圍內(nèi)往往難以使橢球面與大地水準(zhǔn)面有較好的密合。所以在國(guó)家或地區(qū)的天文大地測(cè)量工作進(jìn)行到一定的時(shí)候或基本完成后，利用許多拉普拉斯點(diǎn)（即測(cè)定了天文經(jīng)度、天文緯度和天文方位角的大地點(diǎn)）的測(cè)量成果和已有的橢球參數(shù)，按照廣義弧度測(cè)量方程按=最?。ɑ?最?。┻@一條件，通過(guò)計(jì)算進(jìn)行新的定位和定向，從而建立新的參心大地坐標(biāo)系。按這種方法進(jìn)行參考橢球的定位和定向，由于包含了許多拉普拉斯點(diǎn)，因此通常稱為多點(diǎn)定位法。多點(diǎn)定位的結(jié)果使橢球面在大地原點(diǎn)不再同大地水準(zhǔn)面相切，但在所使用的天文大地網(wǎng)資料的范圍內(nèi)，橢球面與大地水準(zhǔn)面有最佳的密合。一、橢球建立廣義弧度測(cè)量方程舊一、橢球建立一、橢球建立大地測(cè)量基準(zhǔn)，也叫大地測(cè)量起算數(shù)據(jù)一定的參考橢球和一定的大地原點(diǎn)起算數(shù)據(jù)，確定了一定的坐標(biāo)系。通常就是用參考橢球和大地原點(diǎn)上的起算數(shù)據(jù)的確立作為一個(gè)參心大地坐標(biāo)系建成的標(biāo)志。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(gè)參心大地坐標(biāo)系建成的標(biāo)志.一、橢球建立POXYZαδrγ二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)一、天球坐標(biāo)系天球----半徑無(wú)窮大的理想球體

天軸，天極，天球赤道黃道，黃極,春分點(diǎn)

定義：天球直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O一般定義為地心，Z軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合，XY平面與赤道面重合，X軸指向赤道上的春分點(diǎn)γ。Y軸與X、Z軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。天球球面坐標(biāo)系基準(zhǔn)面是天球赤道面，基準(zhǔn)點(diǎn)是春分點(diǎn)。用途：描述人造衛(wèi)星的位置采用天球坐標(biāo)系是方便的。也可以描述天空中的恒星的坐標(biāo)。表示方式：球面坐標(biāo)（r，α，δ）或者直角坐標(biāo)（X,Y,Z）二者具有唯一的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。二、地球坐標(biāo)系（一）天文坐標(biāo)系地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的位置用天文經(jīng)度λ和天文緯度φ表示。若地面點(diǎn)不在大地水準(zhǔn)面上，它沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離稱為正高H正。

（二）大地坐標(biāo)系地面點(diǎn)在參考橢球面上的位置用大地經(jīng)度L和大地緯度B表示。若地面點(diǎn)不在橢球面上，它沿法線到橢球面的距離稱為大地高H大。二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)二、地球坐標(biāo)系（二）大地坐標(biāo)系一般定義：對(duì)于任意一點(diǎn)P其大地坐標(biāo)為（L，B，H）：大地經(jīng)度L—過(guò)P點(diǎn)的橢球子午面與格林尼治的起始子午面之間的夾角。由起始子午面起算，向東為正，向西為負(fù)。大地緯度B—過(guò)P點(diǎn)的橢球面法線與橢球赤道面的夾角。由赤道起算，從0到90°，向北為正，向南為負(fù)。大地高H—由P點(diǎn)沿橢球面法線至橢球面的距離。大地方位角A的定義是：過(guò)P點(diǎn)和另一地面點(diǎn)Q點(diǎn)的大地方位角A就是P點(diǎn)的子午面與過(guò)P點(diǎn)法線及Q點(diǎn)的平面所成的角度，由子午面順時(shí)針?lè)较蛄科稹?/p>

二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)二、地球坐標(biāo)系（三）空間大地直角坐標(biāo)系

二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)二、地球坐標(biāo)系（三）空間大地直角坐標(biāo)系

建立過(guò)程：原點(diǎn)O為橢球中心，Z軸與橢球旋轉(zhuǎn)軸一致，指向地球北極，X軸與橢球赤道面和格林尼治平均子午面的交線重合，Y軸與XZ平面正交，指向東方，X、Y、Z構(gòu)成右手坐標(biāo)系，P點(diǎn)的空間大地直角坐標(biāo)用（X，Y，Z）表示。

與大地坐標(biāo)系的關(guān)系：某一點(diǎn)的大地坐標(biāo)（B，L，H）與空間大地直角坐標(biāo)（X，Y，Z）之間有如下的關(guān)系：二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)二、地球坐標(biāo)系（四）地心坐標(biāo)系

定義：建立大地坐標(biāo)系時(shí)，如果選擇的旋轉(zhuǎn)橢球?yàn)榭偟厍驒E球，橢球中心就是地球質(zhì)心，再定義坐標(biāo)軸的指向，此時(shí)建立的大地坐標(biāo)系叫做地心坐標(biāo)系。

分類：地心大地坐標(biāo)系與地心空間直角坐標(biāo)系

應(yīng)用：空間技術(shù)和衛(wèi)星大地測(cè)量中二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)三、站心坐標(biāo)系站心地平直角坐標(biāo)系：原點(diǎn)位于地面測(cè)站點(diǎn)，z軸指向測(cè)站點(diǎn)的橢球面法線方向（又稱大地天頂方向），x軸是原點(diǎn)的大地子午面和包含原點(diǎn)且和法線垂直的平面的交線，指向北點(diǎn)方向，y軸與x、z軸構(gòu)成左手坐標(biāo)系。站心地平極坐標(biāo)系：類似于球面坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系，測(cè)站P至另一點(diǎn)（如衛(wèi)星）S的距離為r、方位角為A、高度角為h，構(gòu)成站心地平極坐標(biāo)系。

二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)三、站心坐標(biāo)系

站心地平直角坐標(biāo)系與站心地平極坐標(biāo)系二者的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下頁(yè)二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)三、站心坐標(biāo)系

二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)四、高斯平面直角坐標(biāo)系

建立過(guò)程：如下圖高斯正形投影又稱橫軸等角切橢圓柱投影

二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)四、高斯平面直角坐標(biāo)系

高斯投影的特點(diǎn)：

1.橢球面上角度投影到平面上后保持不變

2.中央子午線投影后為X軸,在X軸上投影后長(zhǎng)度不變

3.赤道投影線為Y軸

4.中央子午線與赤道交點(diǎn)投影后為坐標(biāo)原點(diǎn)

5.距中央子午線越遠(yuǎn),投影變形越大,為減少變形應(yīng)分帶投影二、常用大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)1、國(guó)家大地控制網(wǎng)

（1）定義

在一個(gè)國(guó)家范圍內(nèi)的廣大地面上，按一定要求選定一系列的點(diǎn)，并使其依一定的幾何圖形構(gòu)成網(wǎng)狀，在網(wǎng)中測(cè)量角度、邊長(zhǎng)和高差，然后在一個(gè)統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)中算出這些點(diǎn)的精確位置，這個(gè)網(wǎng)狀的統(tǒng)一整體，稱之為國(guó)家大地控制網(wǎng)（2）表示三、大地控制網(wǎng)的建立（一）常規(guī)大地測(cè)量法

1、三角測(cè)量法（1）網(wǎng)形三、大地控制網(wǎng)的建立（2）坐標(biāo)計(jì)算原理:

已知的坐標(biāo)、邊長(zhǎng)及方位角.正弦定理（3）三角網(wǎng)的元素

①起算元素(起算數(shù)據(jù)):

由起算元素和觀測(cè)元素的平差值推算的三角網(wǎng)中其他邊長(zhǎng)、坐標(biāo)方位角和各點(diǎn)的坐標(biāo)。三角網(wǎng)中觀測(cè)的所有方向(或角度)。③推算元素：②觀測(cè)元素：三角測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是：圖形簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)，幾何條件多，便于檢核，網(wǎng)的精度較高。三角測(cè)量的缺點(diǎn)是：在平原地區(qū)或隱蔽地區(qū)易受障礙物的影響，布設(shè)困難，增加了建標(biāo)費(fèi)用；推算而得的邊長(zhǎng)精度不均勻，距起始邊越遠(yuǎn)邊長(zhǎng)精度越低。（5）適用：山區(qū)（4）優(yōu)缺點(diǎn)

2.導(dǎo)線測(cè)量法優(yōu)點(diǎn)：布設(shè)靈活，在隱蔽地區(qū)容易克服地形障礙；導(dǎo)線測(cè)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(cè)；網(wǎng)內(nèi)邊長(zhǎng)直接測(cè)量，邊長(zhǎng)精度均勻。缺點(diǎn)：導(dǎo)線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有三角網(wǎng)那樣多的檢核條件，有時(shí)不易發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的粗差，可靠性不高；單線推進(jìn)，控制面積不如三角網(wǎng)大。適用：地勢(shì)平緩的地區(qū)

3.三邊測(cè)量及邊角同測(cè)法

優(yōu)點(diǎn)：邊角全測(cè)網(wǎng)的精度高

缺點(diǎn)：相應(yīng)工作量也較大。

適用：在建立高精度的專用控制網(wǎng)(如精密的形變監(jiān)測(cè)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。

（二）天文測(cè)量法天文測(cè)量法是在地面點(diǎn)上架設(shè)儀器，通過(guò)觀測(cè)天體(主要是恒星)并記錄觀測(cè)瞬間的時(shí)刻，來(lái)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(cè)，也勿需點(diǎn)間通視，測(cè)量誤差不會(huì)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(cè)天文來(lái)推求大地方位角，控制水平角觀測(cè)誤差積累對(duì)推算方位角的影響。（三）現(xiàn)代定位新技術(shù)1、全球定位系統(tǒng)GPS-----美國(guó)國(guó)防部GLONASS----蘇聯(lián)Galileo------歐共體北斗導(dǎo)航------中國(guó)2、激光測(cè)衛(wèi)(SLR)系統(tǒng)3、甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量系統(tǒng)(VLBI)4.慣性測(cè)量系統(tǒng)(INS)優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單,精度高缺點(diǎn):設(shè)備費(fèi)高,理論性強(qiáng)三、國(guó)家水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則

3、應(yīng)有一定的密度4、應(yīng)有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)格和要求《大地測(cè)量法式》《一、二、三、四等三角測(cè)量細(xì)則》《一、二等基線測(cè)量細(xì)則》《國(guó)家三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范》《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》5、GPS定位精度應(yīng)因地制宜注重點(diǎn)位的適用性和站址的科學(xué)性

四、國(guó)家水平控制網(wǎng)的布設(shè)方案

（一）、常規(guī)大地測(cè)量方法布設(shè)國(guó)家三角網(wǎng)

1、國(guó)家一等三角鎖的布網(wǎng)方案

一等三角鎖是國(guó)家大地控制網(wǎng)的骨干，盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國(guó)。

一等鎖在縱橫交叉處設(shè)置起算邊，起算邊兩端點(diǎn)應(yīng)精確測(cè)定天文經(jīng)緯度和天文方位角。

一等鎖兩起算邊之間的鎖段長(zhǎng)度一般為200km左右，平均邊長(zhǎng)山區(qū)一般約為25km，平原一般為20km，鎖段內(nèi)的三角形個(gè)數(shù)一般為16到20個(gè)，按一等鎖段三角形閉合差計(jì)算所得的測(cè)角中誤差應(yīng)小于0.7秒。

沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉一等三角鎖2、國(guó)家二等三角鎖網(wǎng)的布網(wǎng)方案

二等三角網(wǎng)是在一等鎖控制下布設(shè)的，它是國(guó)家三角網(wǎng)的全面基礎(chǔ)，同時(shí)地形測(cè)圖的基本控制。因此，必須兼顧精度和密度兩個(gè)方面的要求。二等三角網(wǎng)又分為二等基本鎖、二等補(bǔ)充網(wǎng)（又稱為舊二網(wǎng)）和二等連續(xù)三角網(wǎng)（新二網(wǎng)）。舊二網(wǎng)的精度較低，測(cè)角中誤差為2.5秒，新二網(wǎng)精度較高，測(cè)角中誤差為1.0秒。二等網(wǎng)的邊長(zhǎng)在10－18km范圍內(nèi)變通，平均邊長(zhǎng)為13km。經(jīng)緯線交叉二等基本鎖二等全面網(wǎng)3、三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案

三、四等三角網(wǎng)是在一、二等三角鎖網(wǎng)控制下布設(shè)的，是為了加密控制點(diǎn)，以滿足測(cè)圖和工程建設(shè)的需要。三等網(wǎng)的平均邊長(zhǎng)為8km，三等網(wǎng)的測(cè)角中誤差為1.8秒，最弱邊相對(duì)中誤差為1：80000，四等網(wǎng)的邊長(zhǎng)一般在2－6km范圍內(nèi)變通，四等網(wǎng)的測(cè)角中誤差為2.5秒，最弱邊相對(duì)中誤差為1：40000。

三四等插網(wǎng)三四等插點(diǎn)三、四等三角網(wǎng)------插網(wǎng)、插點(diǎn)國(guó)家三角鎖網(wǎng)的布設(shè)規(guī)格及其精度

其它形式：我國(guó)疆域遼闊，地形復(fù)雜。除按上述方法布設(shè)大地網(wǎng)外，在特殊困難地區(qū)采用了相應(yīng)的方法，在青藏高原困難地區(qū)，采用相應(yīng)精度的一等精密導(dǎo)線代替一等三角鎖；連接遼寧半島和山東半島的一等三角鎖，布設(shè)了邊長(zhǎng)為113km的橫跨渤海灣的大地四邊形4、我國(guó)天文大地網(wǎng)基本情況簡(jiǎn)介

我國(guó)統(tǒng)一的國(guó)家大地控制網(wǎng)的布設(shè)工作開(kāi)始于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(gè)，構(gòu)成121個(gè)一等鎖環(huán)，鎖系長(zhǎng)達(dá)7.3萬(wàn)km。一等導(dǎo)線點(diǎn)312個(gè)，構(gòu)成10個(gè)導(dǎo)線環(huán)，總長(zhǎng)約1萬(wàn)km。1982年完成了全國(guó)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(wàn)個(gè)大地控制點(diǎn)，30萬(wàn)個(gè)觀測(cè)量的天文大地網(wǎng)。平差結(jié)果表明：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(cè)方向中誤差為±0.46″。

一般可把GPS網(wǎng)分為兩大類：一類：全球或全國(guó)性的高精度的GPS網(wǎng)(A、B級(jí)網(wǎng)）一類：區(qū)域性的GPS網(wǎng)（C、D、E級(jí)網(wǎng)）

1、EPOCH92中國(guó)GPS大會(huì)戰(zhàn)

全網(wǎng)由27個(gè)點(diǎn)組成，平均邊長(zhǎng)800km，使用4臺(tái)MINI-MAC2816、13臺(tái)Trimble4000SST和17臺(tái)AshtechMDXⅡC/A雙頻接收機(jī)觀測(cè)，平差后在ITRF91地心參考框架中的定位精度優(yōu)于0.1m

（二）利用現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)建立國(guó)家大地測(cè)量控制網(wǎng)2.96GPSA級(jí)網(wǎng)

96GPSA級(jí)網(wǎng)共包括33個(gè)主站，23個(gè)副站，與92GPSA級(jí)網(wǎng)點(diǎn)重合21個(gè)。96GPSA級(jí)網(wǎng)觀測(cè)時(shí)共使用了53臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)，其中14臺(tái)AstechMD12，17臺(tái)Trimble4000SSE,8臺(tái)Leica200,6臺(tái)Rogue8000,8臺(tái)AstechZ12。經(jīng)數(shù)據(jù)精處理后基線分量重復(fù)性水平方向優(yōu)于4mm+3ppm，垂直方向優(yōu)于8mm+4ppm，地心坐標(biāo)分量重復(fù)性優(yōu)于2cm。全網(wǎng)整體平差后，在ITRF93參考框架中的地心坐標(biāo)精度優(yōu)于10cm

3.國(guó)家高精度GPSB級(jí)網(wǎng)

全網(wǎng)由818個(gè)點(diǎn)組成，分布全國(guó)各地(除臺(tái)灣省外)。東部點(diǎn)位較密，平均站間50～70km，中部地區(qū)平均站間100km，西部地區(qū)平均站間距150km。外業(yè)自1991年至1995年結(jié)束，主要使用AshtechMD12和Trimble4000SSE儀器觀測(cè)。經(jīng)數(shù)據(jù)精處理后，點(diǎn)位中誤差相對(duì)于已知點(diǎn)在水平方向優(yōu)于0.07m，高程方向優(yōu)于0.16m，平均點(diǎn)位中誤差水平方向?yàn)?.02m，垂直方向?yàn)?.04m，基線相對(duì)精度達(dá)到10-7。4、全國(guó)GPS一、二級(jí)網(wǎng)

全國(guó)GPS一、二級(jí)網(wǎng)是軍測(cè)部門(mén)建立的，一級(jí)網(wǎng)由40余點(diǎn)組成，相鄰點(diǎn)間距平均為683km。外業(yè)觀測(cè)自1991年5月至1992年4月進(jìn)行，使用10臺(tái)MINIMAC2816接收機(jī)作業(yè)。網(wǎng)平差后點(diǎn)位中誤差，絕大多數(shù)點(diǎn)在2cm以內(nèi)。二級(jí)網(wǎng)由500多個(gè)點(diǎn)組成，二級(jí)網(wǎng)是一級(jí)網(wǎng)的加密。5、中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)是中國(guó)地震局、總參測(cè)繪局、中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家測(cè)繪局聯(lián)合建立的，主要是服務(wù)于中長(zhǎng)期地震預(yù)報(bào)，兼顧大地測(cè)量的目的。該網(wǎng)絡(luò)是以GPS為主，輔以SLR和VLBI以及重力測(cè)量的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，它由三個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)組成，即25站連續(xù)運(yùn)行的基準(zhǔn)網(wǎng)、56站定期復(fù)測(cè)的基本網(wǎng)和1000站復(fù)測(cè)頻率低的區(qū)域網(wǎng)。五、國(guó)家水平控制網(wǎng)的布設(shè)程序１、技術(shù)設(shè)計(jì)２、實(shí)地選點(diǎn)３、造標(biāo)埋石４、測(cè)量實(shí)施５、平差計(jì)算

1、技術(shù)設(shè)計(jì)

（1）收集資料（2）實(shí)地踏勘（3）圖上設(shè)計(jì)（4）編寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)

2、實(shí)地選點(diǎn)

選點(diǎn)圖點(diǎn)之記選點(diǎn)工作技術(shù)總結(jié)3、建造覘標(biāo)

尋常標(biāo)雙錐標(biāo)

4、標(biāo)石埋設(shè)

大地點(diǎn)的坐標(biāo)，實(shí)際上指的就是標(biāo)石中心的坐標(biāo)。

1.概述參考橢球面是測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面。在野外的各種測(cè)量都是在地面上進(jìn)行，觀測(cè)的基準(zhǔn)線不是各點(diǎn)相應(yīng)的橢球面的法線，而是各點(diǎn)的垂線，各點(diǎn)的垂線與法線存在著垂線偏差。因此不能直接在地面上處理觀測(cè)成果，而應(yīng)將地面觀測(cè)元素（包括方向和距離等）歸算至橢球面。在歸算中有兩條基本要求：以橢球面的法線為基準(zhǔn)；將地面觀測(cè)元素化為橢球面上大地線的相應(yīng)元素。四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上2.

將地面觀測(cè)的水平方向歸算至橢球面1)垂線偏差改正

地面上所有水平方向的觀測(cè)都是以垂線為根據(jù)的，而在橢球面上則要求以該點(diǎn)的法線為依據(jù)。把以垂線為依據(jù)的地面觀測(cè)的水平方向值歸算到以法線為依據(jù)的方向值而應(yīng)加的改正定義為垂線偏差改正，以表示。

如下圖所示，以測(cè)站Ａ為中心作出單位半徑的輔助球，是垂線偏差，它在子午圈和卯酉圈上的分量分別以表示，M是地面觀測(cè)目標(biāo)m在球面上的投影。四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上垂線偏差改正的計(jì)算公式是：式中：為測(cè)站點(diǎn)上的垂線偏差在子午圈及卯酉圈上的分量，它們可在測(cè)區(qū)的垂線偏差分量圖中內(nèi)插取得；為測(cè)站點(diǎn)至照準(zhǔn)點(diǎn)的大地方位角；為照準(zhǔn)點(diǎn)的天頂距；為照準(zhǔn)點(diǎn)的垂直角。

垂線偏差改正的數(shù)值主要與測(cè)站點(diǎn)的垂線偏差和觀測(cè)方向的天頂距（或垂直角）有關(guān)。四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上2)標(biāo)高差改正

標(biāo)高差改正又稱由照準(zhǔn)點(diǎn)高度而引起的改正。不在同一子午面或同一平行圈上的兩點(diǎn)的法線是不共面的。當(dāng)進(jìn)行水平方向觀測(cè)時(shí)，如果照準(zhǔn)點(diǎn)高出橢球面某一高度，則照準(zhǔn)面就不能通過(guò)照準(zhǔn)點(diǎn)的法線同橢球面的交點(diǎn)，由此引起的方向偏差的改正叫做標(biāo)高差改正，以表示。

如右圖所示，A為測(cè)站點(diǎn)，如果測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)值已加垂線偏差改正，則可認(rèn)為垂線同法線一致。這時(shí)測(cè)站點(diǎn)在橢球面上或者高出橢球面某一高度，對(duì)水平方向是沒(méi)有影響的。這是因?yàn)闇y(cè)站點(diǎn)法線不變，則通過(guò)某一照準(zhǔn)點(diǎn)只能有一個(gè)法截面。四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上

設(shè)照準(zhǔn)點(diǎn)高出橢球面的高程為和分別為A點(diǎn)及B點(diǎn)的法線，B點(diǎn)法線與橢球面的交點(diǎn)為b。因?yàn)橥ǔ：筒辉谕黄矫鎯?nèi)，所以在A點(diǎn)照準(zhǔn)B點(diǎn)得出的法截線是而不是，因而產(chǎn)生了同方向的差異。按歸算的要求，地面各點(diǎn)都應(yīng)沿自己法線方向投影到橢球面上，即需要的是方向值而不是方向值，因此需加入標(biāo)高差改正數(shù)，以便將方向改到方向。四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上標(biāo)高差改正的計(jì)算公式是式中：為照準(zhǔn)點(diǎn)大地緯度；為測(cè)站點(diǎn)至照準(zhǔn)點(diǎn)的大地方位角；為照準(zhǔn)點(diǎn)高出橢球面的高程，它由三部分組成：其中為照準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石中心的正常高，為高程異常，為照準(zhǔn)點(diǎn)的覘標(biāo)高，，是與照準(zhǔn)點(diǎn)緯度，是相應(yīng)的子午圈曲率半徑。

標(biāo)高差改正主要與照準(zhǔn)點(diǎn)的高程有關(guān)。經(jīng)過(guò)此項(xiàng)改正后，便將地面觀測(cè)的水平方向值歸化為橢球面上相應(yīng)的法截弧方向。四、地面測(cè)量成果轉(zhuǎn)換到橢球面上3）截面差改正