大地測量學(xué)基礎(chǔ)-3

1、2020年9月7日星期一11時53分49秒,第三章 大地測量控制網(wǎng)的建立,3-1 國家平面控制網(wǎng)與高程控制網(wǎng)的建立,一、國家大地控制網(wǎng)及其作用,1、為地形測圖提供精密控制 在地形測圖中，大地控制網(wǎng)的重要作用體現(xiàn)在： 1）限制測圖誤差積累，保證成圖精度。 2）統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，保證相鄰圖幅拼接。 3）提供點位平面坐標(biāo)，保證平面測圖。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2、為研究地球形狀、大小和其他科學(xué)問題提供資料 3、為國防建設(shè)和空間技術(shù)提供資料,二、國家平面控制網(wǎng),（一）建立國家水平大地控制網(wǎng)的方法 1. 常規(guī)大地測量法 三角測量、導(dǎo)線測量、測邊網(wǎng)與邊角混合網(wǎng)等。 2. 天文測量,202

2、0年9月7日星期一11時53分49秒,3. 現(xiàn)代測量技術(shù) GPS測量、甚長基線干涉測量系統(tǒng)、慣性測量系統(tǒng)。,（二）國家平面控制網(wǎng)布設(shè)原則 分級布網(wǎng)，逐級控制；一二三四等控制網(wǎng) 應(yīng)有足夠的精度； 應(yīng)有足夠密度； 應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,（三）我國天文大地網(wǎng)基本情況簡介一等三角鎖-骨干，沿經(jīng)緯線布設(shè)，起算邊，拉普拉斯方位角，鎖長，平均邊長，三角形個數(shù)，測角中誤差。二等三角鎖、網(wǎng)-全面基礎(chǔ)。三、四等三角網(wǎng)-插網(wǎng)、插點。,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

3、一等三角鎖，布設(shè)了邊長為113km的橫跨渤海灣的大地四邊形；衛(wèi)星大地測量方法聯(lián)測了南海諸島，使這些島也納入到統(tǒng)一的國家大地坐標(biāo)系中。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,我國統(tǒng)一的國家大地控制網(wǎng)的布設(shè)工作開始于20世紀(jì)50年代初，60年代末基本完成，歷時20多年。共布設(shè)一等三角鎖401條，一等三角點6182個，構(gòu)成121個一等鎖環(huán)，鎖長7.3萬km。一等導(dǎo)線點312個，構(gòu)成10個導(dǎo)線環(huán)，導(dǎo)線環(huán)總長約1萬km。1982年完成了天文大地網(wǎng)整體平差，網(wǎng)中包括一等三角鎖系，二等三角網(wǎng)，部分三等網(wǎng)，共48433個大地控制點，500條起始邊和近1000個正反起始方位角的311198的方向觀測值，1

4、404條導(dǎo)線測距觀測值。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,平差結(jié)果表明：網(wǎng)中離大地原點最遠(yuǎn)點的點位中誤差為0.9m，一等方向中誤差為0.46秒。采用條件聯(lián)系數(shù)法和附有條件的間接觀測平差法兩種方案獨立進行平差，兩種方案平差后所得結(jié)果基本一致，坐標(biāo)最大差為4.8cm。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年9月7日星期一11時53分49秒,3-2 國家GPS網(wǎng)與重力網(wǎng)簡介,一、國家GPS A、B級網(wǎng),國家GPS A、B級網(wǎng)由國家測繪部門設(shè)計實施，如圖315所示。,2020年9月7日星

5、期一11時53分49秒,A級網(wǎng)由30個主點和22個副點組成，主點中有9個與攀登項目GPS網(wǎng)的點位重合。A級網(wǎng)進行過兩次測量，第一次于1992年78月進行。在27個主點和6個副點上進行9晝夜的連續(xù)觀測，使用Ashtech MDl2、Trimble4000 SST接收機。第二次復(fù)測是在1996年5月進行的，使用14臺Ashtech MDl2、8臺AshtechZl2、6臺Rogue 8000、17臺Trimble4000 SST和8臺Leica200接收機，在全部52個主、副點上,2020年9月7日星期一11時53分49秒,進行了10晝夜的連續(xù)同步測量。數(shù)據(jù)處理采用GAMIT軟件做基線解，采用GP

6、SADJ進行網(wǎng)平差。 國家GPS B級網(wǎng)由818點組成，是在GPS A級網(wǎng)基礎(chǔ)上布設(shè)的。GPS B級網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)系緊密，許多點與原三角點、天文點和水準(zhǔn)點重合，新埋設(shè)點僅89個。相鄰點間距，沿海發(fā)達地區(qū)平均為5070 km，東部地區(qū)平均為100 km，西部地區(qū)平均為150 km。外業(yè)觀測從1991年開始到1996年結(jié)束，歷時6年。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,國家GPSA、B級網(wǎng)中大部分點位高程均用水準(zhǔn)進行了聯(lián)測。其中A級GPS點均用高于二等水準(zhǔn)測量精度測定其正常高。B級GPS點均用高于四等水準(zhǔn)測量精度測定其正常高。,二、全國GPS一、二級網(wǎng),全國GPS一、二級網(wǎng)由軍事測繪部門建

7、立。 一級網(wǎng)由40多個點組成，大部分點為國家天文大地網(wǎng)點，同時與水準(zhǔn)高程點進行了聯(lián)測。相鄰點間距離最大1 667 km，最小86 km，平均683 km。外業(yè)觀測在19911992年進行，歷時290天，使用了10臺Minimac 2816接收機作業(yè)。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,二級網(wǎng)由500多個點組成，其中有200多個點與國家三角點或?qū)Ь€點重合，所有的點都進行了水準(zhǔn)聯(lián)測，相鄰點間的距離平均為1647 km。外業(yè)觀測從1992年開始至1997年結(jié)束，歷時5年，前期采用Minimac 2816接收機，后期為Ashteeh Z12接收機。,三、攀登項目GPS網(wǎng),攀登項目“現(xiàn)代地殼運

8、動與地球動力學(xué)研究”設(shè)計并實施的GPS監(jiān)測網(wǎng)，其目的就是為監(jiān)測我國現(xiàn)今地殼運動。全國有關(guān)地質(zhì)、天文和大地測量方面的專家，精心討論并制定了布設(shè)方案。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,網(wǎng)的平均邊長約為l 000 km，全國共布設(shè)22個測站，布設(shè)在我國大陸主要構(gòu)造塊體上。于1992年1011月首先進行部分測站的試驗觀測，并取得成功；1994年正式完成全國地殼運動GPS監(jiān)測網(wǎng)的全網(wǎng)布設(shè)，并于1994年89月完成了首次觀測。1999年48月進行第三次復(fù)測并與中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)GPS基本網(wǎng)聯(lián)合觀測。攀登項目GPS全網(wǎng)有三期復(fù)測，跨6個年度的數(shù)據(jù)，采用GAMIT軟件進行處理，所獲得測站位移速度

9、精度優(yōu)于3 mma。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,四、中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò),“中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)”(Crustal Movement Observation Network Of China，CMONOC)是我國“九五”期間實施的國家重大科學(xué)工程。該工程以監(jiān)測地殼運動服務(wù)于地震預(yù)測預(yù)報為主要目標(biāo)，同時兼顧大地測量和國防建設(shè)的需要。由中國地震局牽頭，聯(lián)合總參測繪局、中國科學(xué)院和國家測繪局共同承擔(dān)，于19972000年實施。如圖316所示。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年9月7日星期一11時53分49秒,五、2000國家GPS網(wǎng),2000國家GPS網(wǎng)包括了

10、國家GPS A、B級網(wǎng)，全國GPS一、二級網(wǎng)和中國地殼運動GPS監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)工程中的基準(zhǔn)網(wǎng)、基本網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)。2000國家GPS網(wǎng)共有28個GPS連續(xù)運行站，2 518個GPS網(wǎng)點。2004年完成了2000國家GPS網(wǎng)的計算，基線相對精度優(yōu)于10”，坐標(biāo)系統(tǒng)定義在ITRS2000地心坐標(biāo)系統(tǒng)中的區(qū)域性地心坐標(biāo)框架(歸算歷元為20000)。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,六、國家重力網(wǎng)簡介,（一）重力基準(zhǔn)和重力系統(tǒng) 如果這些起始點的重力值是用絕對重力測量求定的，這些點又稱為重力基準(zhǔn)點，其重力值就是重力基準(zhǔn)值，通常簡稱它們?yōu)橹亓鶞?zhǔn)。不同時期的重力基準(zhǔn)都有特定的名稱，如維也納重力基準(zhǔn)、波茨

11、坦重力基準(zhǔn)等。根據(jù)某一重力基準(zhǔn)來推算重力值的重力點，都屬于該重力基準(zhǔn)的同一重力系統(tǒng)。例如，根據(jù)波茨坦重力基準(zhǔn)來推算重力值的重力點，都屬于波茨坦系統(tǒng)。就全范圍而言，又有單點基準(zhǔn)和多點基準(zhǔn)之分,2020年9月7日星期一11時53分49秒,（二）世界重力基準(zhǔn)簡介 1維也納重力基準(zhǔn) 2波茨坦重力基準(zhǔn) 3國際重力基準(zhǔn)網(wǎng)1971(IGSN71) 4國際絕對重力基本網(wǎng)(IAGBN) （三）我國重力基準(zhǔn)網(wǎng)簡介,2020年9月7日星期一11時53分49秒,3-3 工程平面控制網(wǎng)和工程高程控制網(wǎng)的建立,一、工程水平控制網(wǎng)建立的基本原理,1、工程測量水平控制網(wǎng)的分類 測圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、專用控制網(wǎng)等 2、工程測

12、量水平控制網(wǎng)布設(shè)原則 同國家控制網(wǎng)布設(shè)原則。 3、工程測量水平控制網(wǎng)的布設(shè)方案 規(guī)范：工程測量規(guī)范、城市測量規(guī)范,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年9月7日星期一11時53分49秒,二、導(dǎo)線網(wǎng)的精度估算,等權(quán)代替法精度估算的步驟： 估算導(dǎo)線網(wǎng)的等權(quán)路線長度； 確定導(dǎo)線網(wǎng)中最弱點的位置； 估算導(dǎo)線網(wǎng)中結(jié)點及最弱點的點位精度。,基于兩點： 在一定的測量精度與平均邊長的情況下，導(dǎo)線終點點位誤差大致與導(dǎo)線長度成正比。 等權(quán)代替法。 要估算任意導(dǎo)線網(wǎng)的精度，如今只能（最好）用電算試算。,2020年9月7日星期一11時53分49秒,2020年

13、9月7日星期一11時53分49秒,例三、等權(quán)代替法精度估算,A,B,C,1.1,1.0,解：估算導(dǎo)線網(wǎng)的等權(quán)路線長度,CN,確定導(dǎo)線網(wǎng)中最弱點的位置,估算導(dǎo)線網(wǎng)中結(jié)點及最弱點的點位精度,1.4,N,2020年9月7日星期一11時53分49秒,作 業(yè)： 設(shè)有一坐標(biāo)附合導(dǎo)線網(wǎng)如圖28所示，A、B、C為已知點，N為結(jié)點，各導(dǎo)線長L在圖中標(biāo)出（以公里為單位）。若以四等導(dǎo)線基本精度規(guī)格進行施測，試問導(dǎo)線網(wǎng)最弱點在哪條導(dǎo)線上？在何處？其點位中誤差如何計算（不考慮起始數(shù)據(jù)誤差）？,2020年9月7日星期一11時53分49秒,三、工程控制網(wǎng)的建立,（一）國家高程基準(zhǔn) 1、高程基準(zhǔn)面 通常采用大地水準(zhǔn)面作為高程

14、基準(zhǔn)面。 大地水準(zhǔn)面 1956年黃海高程系統(tǒng)，1985年國家高程基準(zhǔn)。 2、水準(zhǔn)原點-青島 1956年黃海高程系統(tǒng)，水準(zhǔn)原點的高程值72.289m 1985年國家高程基準(zhǔn)，水準(zhǔn)原點的高程值72.2604m 兩系統(tǒng)相差-0.0286m,2020年9月7日星期一11時53分49秒,（二）國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理 1、國家高程控制網(wǎng)布設(shè)的基本原則 1）從高到低、逐級控制 2）水準(zhǔn)點分布應(yīng)滿足一定的密度 3）水準(zhǔn)測量應(yīng)達到足夠的精度 4）一等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測 2、國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案及精度要求,2020年9月7日星期一11時53分49秒,3、水準(zhǔn)路線的設(shè)計、選點和埋石 4、我國國家水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)概況 分三期： 1976年以前完成，以1956年黃海高程系統(tǒng)為基準(zhǔn)。 1976年至1990年完成，以1985年國家高程基準(zhǔn)為基準(zhǔn)的一二等網(wǎng)。 1990年后進行的國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測和局部地區(qū)二等水準(zhǔn)。 國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)共布設(shè)289條路線，總長度93360km，全網(wǎng)有100個閉合環(huán)和5條單獨路線，共埋設(shè)固定