彭先进测绘讲义2016(删减)

大地基准各坐标系统主要指标对照表坐标系统名称长半轴（m）扁率大地原点1954年北京坐标系6378245f＝1/298.3前苏联的普尔科沃1980西安坐标系63781401/298.245陕西省泾阳县永乐镇2000国家大地坐标系63781371/298.257222101包括海洋和大气的整个地球的质量中心WGS8463781371/298.257223563地球的质心大地控制网按照精度和用途分为一、二、三、四等大地控制网。——在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设。——天文大地控制网成果被正式废止前，在保证精度的前提下，可根据需要继续使用。——陆地困难地区和远离大陆岛（礁）的大地控制网布测，经省级以上测绘行政主管部门批准，其技术指标可根据实际情况适当放宽。主要技术指标一等二等三等四等地心坐标各分量年平均中误差应不大于±0.5mm坐标年变化率中水平/垂直方向分别不大于（mm）±2/±3相邻点间基线水平分量中误差应不大于±5mm±10mm±20mm相邻点间基线垂直分量中误差应不大于±10mm±20mm±40mm各控制点的相对精度应不低于1×10－81×10－71×10－61×10－5点间平均距离应不超过50km20km5km大地控制网2000国家大地控制网的建立2000国家大地控制网由2000国家GPS大地网、与该网联合平差后的全国天文大地网和2000国家重力基本网组成。•2000国家GPS大地网国家高精度GPS-A、B级网（国家测绘地理信息局）全国GPS一、二级网（总参测绘局）全国GPS地壳运动监测网（中国地壳运动观测网）•全国天文大地网：有近5万个大地点。•2000国家重力基本网：在1957国家重力基本网、1985国家重力基本网基础上建立了2000国家重力基本网。2000国家大地坐标系的确定过程中进行了以下平差•三网平差，即2000GPS大地控制网平差。•二网平差，即2000GPS大地控制网与天文大地网的平差。•2000国家重力基本网平差。三角测量按三角形闭合差计算的测角中误差限差规定传统大地控制网各等级三角测量水平角观测使用的仪器、观测方法和测回数规定等级仪器类型全组合测角法方向权n×m方向观测法测回数一DJ07DJ136（35）42（40）二DJ07DJ124（25）30（28，32）1215三DJ07DJ1DJ26912四DJ07DJ1DJ2469n－方向数；m－测回数等级测角中误差一等±0″.7二等±1″.0三等±1″.8四等±2″.5传统大地控制网方向观测法限差规定序号项目二等三等四等DJ07DJ1DJ07DJ1DJ2DJ07DJ1DJ21光学测微器两次重合读数差1″1″1″1″3″1″1″3″2半测回归零差5″6″5″6″8″5″6″8″3一测回内2C互差9″9″9″9″13″9″9″13″4化归同一起始方向后，同一方向值各测回互差5″6″5″6″9″5″6″9″5三角形最大闭合差3″.57″.09″.0传统大地控制网超限观测值的重测1.超出规定限差的完整测回都要重测。2.测角法的重测数按应重测的基本测回数计算。重测数超过基本测回数的1/3时，应全点重新观测。3.方向观测法的重测数按应重测的方向测回数计算。一份成果的方向测回总数为（n－1）m，n是方向数、m是测回数。当重测方向数超过方向测回总数的1/3时，本点应重新观测。4.测回互差超限，除明显的孤值外，一般都应对称重测该组观测值中的最大值和最小值。5.方向观测法一测回中，重测方向数超过1/3、及观测三个方向有一个方向要重测，则应重测整测回。此时只按超限方向测回计算重测数。因零方向超限而全测回重测，算作（n－1）重测方向测回。6.方向观测重测只须联测零方向。7.观测的基本测回和重测测回结果均应载入记簿。每一测回（即每一度盘位置）只采用一个符合限差的结果。8.全组合测角法，直、间接角之间超限时可重测单角。传统大地控制网一、二等导线距离测量技术要求每边观测总测回数16最少观测时段往返测或两个不同时间段观测每时间段观测的最多测回数10同时间段经气象改正后的测回互差限值mm20一测回读数次数4一测回的读数互差限值mm20不同时间段经气象改正和归心修正后的测回互差限值5＋3·S（S以千米为单位）卫星定位控制网GPS网的特征值采用符号：nGPS网点数；N接收机台数；m要求的平均重复设站数；s时段数；t相邻同步图形共点数。全网总的站点数n×m全网理论最少观测时段数smin＝INT（n×m／N）N台接收机同步观测基线数N（N－1）/2全网基线总数s×N（N－1）/2一时段独立基线数N－1全网独立基线数s（N－1）必要观测基线数n－1多余独立基线数s（N－1）－（n－1）最少同步图形数1＋INT〔（n－N）/（N－t）〕卫星定位控制网A级GPS网由卫星定位连续运行基准站构成，其精度不低于下表的要求。B、C、D和E级的精度不低于下表的要求。级别坐标年变化率中误差相对精度地心坐标各分量年平均中误差（mm）水平分量（mm/a）垂直分量（mm/a）A231×10-80.5级别相邻点基线分量中误差相邻点间平均距离（km）相对精度水平分量（mm）垂直分量（mm）B510501×10－7C1020201×10－6D204051×10－5E20403－卫星定位控制网GPS网布设的基本原则1.一般逐级布设，在保证精度、密度等技术要求时可跨级布设。2.各级GPS网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于下表规定。3.点位应均匀分布，相邻点间距离最大不宜超过该网平均点间距的2倍。4.新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不应少于3点。5.为求定GPS点在某一坐标系中的坐标，应与该坐标系中的原有控制点联测，联测的总点数不少于3点。在需要用常规测量方法加密的地区，D、E级网点应有1～2方向通视。级别BCDE闭合环或附合路线的边数/条66810卫星定位控制网高程联测加密测量局部补充、加密低等级GPS网点时，采用高等级GPS网点点数应不少于４个。级别高程联测范围高程联测精度要求A、B级网逐点联测不低于二等水准C级网根据区域似大地水准面精化要求联测不低于三等水准D、E级网可依具体情况联测按四等水准测量或与其精度相当的方法卫星定位控制网各级GPS网外业观测技术要求项目级别BCDE卫星截止高度角/（°）10151515同时观测有效卫星数≥4≥4≥4≥4有效观测卫星总数≥20≥6≥4≥4观测时段数≥3≥2≥1.6≥1.6时段长度≥23h≥4h≥60min≥40min采样间隔/s3010~305~155~15单频/双频双频/全波长双频或单频观测量至少有L1L2载波相位L1载波相位同步观测接收机数≥4≥3≥2卫星定位控制网GPS外业观测作业准备GPS接收机在正式观测前应进行预热和静置，具体要求按所采用接收机的操作手册进行。天线安置要求：•用三脚架安置天线时，对中误差不应大于1mm；•B级GPS测量，天线定向标志线应指向正北，顾及当地磁偏角修正后，定向误差应不大于5°，对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设置标记，每次按此标记安置仪器；•天线集成体上的圆水准气泡必须居中，没有圆水准器的天线，可调整天线基座脚螺旋，使在天线互为120°方向上量取的天线高互差小于3mm。卫星定位控制网天线高测定方法及要求1.天线墩上天线高测定•用天线高量测杆或小钢尺从厂家规定的天线高量测基准面彼此相隔120°的三个位置分别量取至天线墩中心的垂直距离，互差应小于2mm，取平均值。2.三脚架上天线高测定•备有专用测高标尺的接收机，将标尺插入天线的专用孔量测；•其他接收机可采用倾斜测量方法，从脚架三个空挡测量天线高量测基准面至中心标志面的距离，互差应小于3mm，取平均值为L，天线底盘半径为R，求出天线高3.觇标仪器台上天线高测定•量取天线高量测基准面至仪器台上表面的高差h′，仪器台厚度h″，再用钢卷尺不同部位量取仪器台下表面至中心标志面的高差3次，互差不大于5mm，取平均值h′″；求出天线高h＝h′＋h″＋h′″。22hRL＝卫星定位控制网补测和重测•未按施测方案进行观测，外业缺测、漏测，或观测值不满足基本技术要求时，应及时补测；•复测基线的边长较差超限，同步环闭合差超限，独立环闭合差或附合路线的闭合差超限时，可剔除该基线而不必进行重测，但剔除该基线向量后，新组成的独立环所含的基线数不得超过GB/T18314-2009对最简独立环和符合路线边数的相关规定，否则应重测与该基线有关的同步图形；•对于需补测或重测的时段或基线向量，要具体分析原因，在满足基本技术规定的前提下，应尽量安排在一起进行同步观测。•补测或重测的原因及处理方式等应写入数据处理报告。大地控制网例题【注】涉及“点数”的相关规定GPS布网基本原则•新布设的GPS网应与附近已有的国家高等级GPS点进行联测，联测点数不应少于3点。•为求定GPS点在某一参考坐标系中坐标，应与该参考坐标系中的原有控制点联测，联测的总点数不应少于3点。•在局部补充、加密低等级的GPS网点时，采用的高等级GPS网点点数应不少于４个。分区观测•当实行分区观测时，相邻分区间至少应有4个公共点。连续运行基准站网联测•确定CORS网的地心坐标时，应至少联测3个IGS全球站或国家连续运行基准站点。•确定CORS网的参心坐标时，应至少联测4个已有的高等级控制点。高程控制网国家等级水准网•测量精度（每千米偶然中误差M△、每千米全中误差Mw）•布设原则等级一等二等三等四等M△的限值（mm）±0.45±1.0±3.0±5.0Mw的限值（mm）±1.0±2.0±6.0±10.0等级一等二等三等四等环线周长不大于（km）1600/2000750200100附合路线长度不超过（km）15080同级网中结点间距离不超过（km）7030高程控制网水准点布设密度一、二等水准点三、四等水准点，每隔4km～8km应埋设普通水准标石一座；人口稠密、经济发达地区2km～4km；荒漠地区10km。支线长度15km以内可不埋石。类型间距布设要求基岩水准点400km左右设于一等水准路线结点，在大城市和断裂带附近应增设；每省不少于4座。基本水准点40km左右；经济发达地区20～30km；荒漠地区60km左右设于一、二等水准路线上及结点处，大、中城市两侧及县城附近。尽量设置在坚固岩层上。普通水准点4～8km左右；经济发达地区2～4km；荒漠地区10km左右设于各级水准路线上、山区水准路线高程变换点附近，长度超过300m的隧道两端，跨河水准测量的两岸标尺附近。高程控制网选定水准路线•一、二等水准路线：①应尽量沿坡度较小的公路、大路进行；②应避开土质松软的地段和磁场甚强的地段；③应避开高速公路；④应尽量避免行人车辆频繁的街道、大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物；⑤一等水准路线通过大的岩层断裂带或地质构造不稳定的地区时应会同地质地震有关部门共同研究选定。•三、四等水准路线：应沿利于施测的公路、大路及坡度较小的乡村路布设。尽量避免跨越500m以上的河流、湖泊、沼泽等障碍物。选定水准点位•一、二等水准点位：应选在地基稳定，具有地面高程代表性的地点，且利于长期保存和高程连测，便于卫星定位技术测定坐标的地点；水准点宜选在路线附近的机关、学校、公园内。设在路肩的道路水准点宜选在里程碑或道路上的固定方位物附近（2m以内）。•三、四等水准点位：土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地点。不应选设水准点的地点•易水淹或地下水位较高；易发生地面局部变形；距铁路50m、公路30m以内（一、二等普通水准点、三、四等道路水准点除外）；短期内将因修建而可能毁掉标石或不便观测地点。高程控制网一、二等水准选定埋石类型水准点标石的类型除基岩水准标石须按地质条件作专门设计外，其他水准点的标石类型应根据冻土深度及土质状况按下列原则决定：1.有岩层露头或在地面下不深于1.5m的地点，优先选择埋设岩层水准标石；2.沙漠地区或冻土深度小于0.8m的地区，埋设混凝土柱水准标石；3.冻土深度大于0.8m或永久冻土的地区，埋设钢管水准标石