控制测量培训材料1讲解

1、控制测量培训材料控制测量培训材料 方门福方门福 深圳市勘察研究院有限公司深圳市勘察研究院有限公司 二二O O一三年十一月一三年十一月 控制测量技术培训控制测量技术培训 1、基础知识、基础知识 2、平面控制测量、平面控制测量 3、高程控制测量、高程控制测量 4、测量新技术、测量新技术 控制测量技术培训控制测量技术培训 主要内容主要内容 1 1、定义、定义 u在一定区域内，在一定区域内，按测量任务（按测量任务（大地测量、测影测量、地形测量大地测量、测影测量、地形测量 和工程测量）和工程测量）所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点）所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点） 的平面坐标和高程，

2、建立控制网，这种测量工作称为控制测量的平面坐标和高程，建立控制网，这种测量工作称为控制测量 u控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变 化的学科化的学科 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.11.1概述概述 2 2、主要任务、主要任务 u建立国家控制网建立国家控制网全国统一测绘基准全国统一测绘基准 u建立区域控制网建立区域控制网省级或城市控制网省级或城市控制网 u建立测图控制网建立测图控制网为测绘需要建立的控制网为测绘需要建立的控制网 u建立工程控制网建立工程控制网为满足工程建设需要建立的专项控制网为

3、满足工程建设需要建立的专项控制网 u建立变形监测控制网建立变形监测控制网为研究变形建立的控制基准为研究变形建立的控制基准 3 3、控制测量分类、控制测量分类 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.11.1概述概述 控 制 测 量 分 类 按工作 内容分 平面控制测量 高程控制测量 测定控制点平面位置 测定控制点高程 按用途 分 大地控制测量 工程控制测量 全国范围内,按国家统一颁 布的法式、规范进行的控 制测量 为工程建设或地形图测绘， 在小区域内，在大地测量 控制网的基础上独立建立 控制网的控制测量 1 1、地球表面、地球表面 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基

4、础知识一、基础知识1.21.2基准线和基准面基准线和基准面 u地球的形状是一个南北极稍扁的，类似于一个地球的形状是一个南北极稍扁的，类似于一个 椭圆绕其短轴旋转的椭球体椭圆绕其短轴旋转的椭球体 u地球的自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等地球的自然表面有高山、丘陵、平原、海洋等 起伏形态，海洋面积约占地表面的起伏形态，海洋面积约占地表面的71%，陆地面，陆地面 积约占积约占29%，是一个不规则曲面。珠穆朗玛峰高，是一个不规则曲面。珠穆朗玛峰高 达达8848.13m，马里亚纳海沟深达，马里亚纳海沟深达11022m u用静止的海水面向陆地延伸而形成的一个封闭用静止的海水面向陆地延伸而形成的一个封闭

5、的曲面的曲面,其所包围的形体来代替地球的形状和大其所包围的形体来代替地球的形状和大 小（大地体）小（大地体） 2 2、铅垂线、铅垂线 u地球表面任一质点，都同时受到两个作用力：地球表面任一质点，都同时受到两个作用力： 其一是地球自转产生的惯性离心力，其二是整其一是地球自转产生的惯性离心力，其二是整 个地球质量产生的引力，这两种力的合力称为个地球质量产生的引力，这两种力的合力称为 重力。重力。 u重力的作用线又称为铅垂线。铅垂线是测量外重力的作用线又称为铅垂线。铅垂线是测量外 业所依据的业所依据的基准线基准线 3 3、水准面、水准面 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.

6、21.2基准线和基准面基准线和基准面 u处于自由静止状态的水面称为水准面。处于自由静止状态的水面称为水准面。 u水准面是一个重力等位面，水准面上各点处处与该点的重力方向（铅垂水准面是一个重力等位面，水准面上各点处处与该点的重力方向（铅垂 线方向）垂直。线方向）垂直。 u在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水准在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水准 面，因而水准面有无数个面，因而水准面有无数个 4 4、大地水平面、大地水平面 u在测量工作中，把一个假想的、与静止的在测量工作中，把一个假想的、与静止的 海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球海水面重合并向

7、陆地延伸且包围整个地球 的特定重力等位面称为大地水准面的特定重力等位面称为大地水准面 u大地水准面的特征：是一个封闭的曲面。大地水准面的特征：是一个封闭的曲面。 是一个略有起伏的不规则曲面，无法用是一个略有起伏的不规则曲面，无法用 数学公式精确表达。大地水准面是测量外数学公式精确表达。大地水准面是测量外 业所依据的业所依据的基淮面基淮面 6 6、相互关系、相互关系 u测量工作的基准面是大地水准面，基准线测量工作的基准面是大地水准面，基准线 是铅垂线是铅垂线 u测量计算的基准面是参考椭球面，基准线测量计算的基准面是参考椭球面，基准线 是法线是法线 地球自然表面 大地水准面 参考椭球面 水 准 面

8、 一、基础知识一、基础知识1.21.2基准线和基准面基准线和基准面 控制测量技术培训控制测量技术培训 1 1、参心坐标系、参心坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u以地球质心为原点建立的坐标系：原点为地球质心，以地球质心为原点建立的坐标系：原点为地球质心， X X轴与首子午面与赤道面的交线重合，向东为正。轴与首子午面与赤道面的交线重合，向东为正。Z Z轴轴 与地球旋转轴重合，向北为正。与地球旋转轴重合，向北为正。Y Y轴与轴与XZXZ平面垂直构平面垂直构 成右手系。成右手系。 u通常分为地心直角坐标系和地心大地坐标系通常分为地心直角坐

9、标系和地心大地坐标系 uWGS84WGS84、CGCS2000CGCS2000属于地心坐标系属于地心坐标系 u以参考椭球的几何中心为原点建立的坐标系：原点以参考椭球的几何中心为原点建立的坐标系：原点O O为参考椭球的几何中心，为参考椭球的几何中心， X X轴与赤道面和首子午面的交线重合，向东为正，轴与赤道面和首子午面的交线重合，向东为正，Z Z轴与旋转椭球的短轴重轴与旋转椭球的短轴重 合，向北为正，合，向北为正，Y Y轴与轴与XZXZ平面构成右手系。参心意指参考椭球的中心。平面构成右手系。参心意指参考椭球的中心。 u通常分为参考心空间直角坐标系和参心大地坐标系通常分为参考心空间直角坐标系和参心

10、大地坐标系 u北京北京5454、西安、西安8080、新北京、新北京5454等属于参心坐标系等属于参心坐标系 2 2、地心坐标系、地心坐标系 3 3、大地坐标系、大地坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，以起大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，以起 始子午面和赤道面作为在椭球面上确定某一点始子午面和赤道面作为在椭球面上确定某一点 投影位置的两个参考面。投影位置的两个参考面。 u 大地经度（大地经度（L）：）：过地面某点的子午面与起始过地面某点的子午面与起始 子午面的夹角子午面的夹角 规定规定: :从

11、起始子午面起算，向东为正，由从起始子午面起算，向东为正，由 0至至180，称为东经；向西为负，由，称为东经；向西为负，由0至至 180，称为西经，称为西经 u 大地纬度（大地纬度（B）：）：过地面某点的椭球面法线与过地面某点的椭球面法线与 赤道面的夹角赤道面的夹角 规定：规定：从赤道面起算，由赤道面向北为正，从赤道面起算，由赤道面向北为正， 从从 0到到90，称为北纬；由赤道面向南为负，称为北纬；由赤道面向南为负， 从从 0到到90，称为南纬，称为南纬 u 大地高：大地高：P点沿椭球面法线到椭球面的距离点沿椭球面法线到椭球面的距离H， 称为大地高，从椭球面起算，向外为正，向内称为大地高，从椭球

12、面起算，向外为正，向内 为负为负 N S O 子午面 子午线 赤道面 赤道 4 4、空间直角坐标系、空间直角坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 以椭球体中心以椭球体中心O O为原点为原点 u 起始子午面与赤道面交线为起始子午面与赤道面交线为X X轴轴 u 赤道面上与赤道面上与X X轴正交的方向为轴正交的方向为Y Y轴轴 u 椭球体的旋转轴为椭球体的旋转轴为Z Z轴；轴； u 构成右手直角坐标系构成右手直角坐标系O-XYZO-XYZ u 在该坐标系中，在该坐标系中，P P点的位置用点的位置用x x，y y，z z表示表示 Z Y X

13、 O N S 空间直角坐标系与大地坐标系的关系 O Y X Z P L B x z y HP 5 5、平面直角坐标系、平面直角坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 测绘工作中所用的平面直角坐标系与解析几何中所用的平面直角坐标测绘工作中所用的平面直角坐标系与解析几何中所用的平面直角坐标 系有所不同系有所不同 u 测量平面直角坐标系以纵轴为测量平面直角坐标系以纵轴为X轴，表示南北方向，向北为正；横轴轴，表示南北方向，向北为正；横轴 为为Y轴，表示东西方向，向东为正；象限顺序依顺时针方向排列。轴，表示东西方向，向东为正；象限顺序依顺时针方

14、向排列。 u 当测区范围较小时（如小于当测区范围较小时（如小于100km2），常把球面看作平面，建立），常把球面看作平面，建立 独立平面直角坐标系，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面独立平面直角坐标系，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面 直角坐标来确定。建立独立坐标系时，坐标原点有时是假设的，假直角坐标来确定。建立独立坐标系时，坐标原点有时是假设的，假 设的原点位置应使测区内各点的设的原点位置应使测区内各点的x、y值为正。值为正。 Y O P XP YPX I II III IV 测量平面直角坐标系测量平面直角坐标系 O X YP XP I II III IV Y 数学数学笛卡尔笛卡尔

15、平面直角坐标系平面直角坐标系 6 6、高斯平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 高斯投影：设想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体高斯投影：设想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体 外面，使它与椭球上某一子午线（该子午线称为中央外面，使它与椭球上某一子午线（该子午线称为中央 子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然 后用一定的投影方法，将中央子午线两侧各一定经差后用一定的投影方法，将中央子午线两侧各一定经差 范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即范围内的地区

16、投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即 成为投影面，高斯投影又称为横轴椭圆柱投影成为投影面，高斯投影又称为横轴椭圆柱投影 u 高斯投影的特点高斯投影的特点 中央子午线投影后为直线且长度不变，距中央子午线愈远中央子午线投影后为直线且长度不变，距中央子午线愈远 的子午线，投影后变曲程度愈大，长度变形也愈大的子午线，投影后变曲程度愈大，长度变形也愈大 椭球面上除中央子午线外，其他子午线投影后，均向中央椭球面上除中央子午线外，其他子午线投影后，均向中央 子午线弯曲，并向两极收敛，对称于中央子午线和赤道子午线弯曲，并向两极收敛，对称于中央子午线和赤道 在椭球面上对称于赤道的纬圈，投影后仍成为对称的曲线，在椭

17、球面上对称于赤道的纬圈，投影后仍成为对称的曲线， 并与子午线的投影曲线互相垂直且凹向两极。并与子午线的投影曲线互相垂直且凹向两极。 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 6 6、高斯平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系 u 高斯投影分带高斯投影分带 为了控制长度变形，将地球椭球面按一定的经度差分成若干范围为了控制长度变形，将地球椭球面按一定的经度差分成若干范围 不大的带，称为投影带，不大的带，称为投影带，一般采用按经差一般采用按经差6 6和和3 3分分带带 6 6带：带：从从0 0子午线起，每隔经差子午线起，每隔经差6 6自西向东分带，依次编号自

18、西向东分带，依次编号 1,2,3,601,2,3,60，每带中间的子午线称为中央子午线或轴子午线，各，每带中间的子午线称为中央子午线或轴子午线，各 带相邻子午线称为分界子午线。带相邻子午线称为分界子午线。 N N带的中央子午线经度带的中央子午线经度L L0 0为：为：L L0 06N6N3 3 3 3带：带：3 3带的分带是在带的分带是在6 6带的基础上进行分带。自东经带的基础上进行分带。自东经 1 1 开始开始, ,每隔每隔 3 3由西向东按由西向东按 1 1，2 2，3 1203 120顺序编号顺序编号 n n带带的的中央子午线的经度中央子午线的经度L L为：为：L=3nL=3n 6 6、

19、高斯平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 高斯平面直角坐标系的建立是采用横轴椭圆柱高斯平面直角坐标系的建立是采用横轴椭圆柱 等角投影方法。投影时设想把一个横椭圆柱，套等角投影方法。投影时设想把一个横椭圆柱，套 在椭圆球的外面，使横椭圆柱的中心轴通过椭圆在椭圆球的外面，使横椭圆柱的中心轴通过椭圆 球的中心，与椭圆球的某一子午线相切，这条子球的中心，与椭圆球的某一子午线相切，这条子 午线称为中央子午线午线称为中央子午线 u中央子午线投影到投影面上；扩大赤道面与横中央子午线投影到投影面上；扩大赤道面与横 椭圆柱

20、相交，这条交线必与中央子午线相垂直。椭圆柱相交，这条交线必与中央子午线相垂直。 沿过沿过N N或或S S的母线切开并展平后，这两条直线是正的母线切开并展平后，这两条直线是正 交的。所以，把交点作为原点，中央子午线作为交的。所以，把交点作为原点，中央子午线作为 纵坐标轴纵坐标轴X X轴，把赤道的投影作为横坐标轴轴，把赤道的投影作为横坐标轴Y Y轴。轴。 这样就构成了高斯平面直角坐标系这样就构成了高斯平面直角坐标系 N S o 中央子午线中央子午线 X Y O 6 6、我国的常用坐标系、我国的常用坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 5

21、454北京坐标系北京坐标系 原点在前苏联普尔科沃，采用克拉索夫斯基椭球原点在前苏联普尔科沃，采用克拉索夫斯基椭球 主要参数：主要参数：a a=6378245=6378245，b=6356863, =1/298.3b=6356863, =1/298.3 高程基准采为高程基准采为19561956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面，高程异常以前苏联年青岛验潮站求出的黄海平均海水面，高程异常以前苏联 19551955年大地水准面重新平差结果为起算数据，按我国天文水准路线推算而得年大地水准面重新平差结果为起算数据，按我国天文水准路线推算而得 u 8080西安坐标系西安坐标系 是在是在5454北京坐标系的基

22、础上对天文大地网进行整体平北京坐标系的基础上对天文大地网进行整体平 差后建立，大地原点在陕西省泾阳县永乐镇，概略大差后建立，大地原点在陕西省泾阳县永乐镇，概略大 地坐标：地坐标：L L0 0108108o o5555，B0B0 34 34o o3232 椭球参数为国际大地测量和地球物理学联合会（椭球参数为国际大地测量和地球物理学联合会（IUGGIUGG） 19751975年推荐年推荐 a a=6378140=6378140，b=6356755 =1/298.257b=6356755 =1/298.257， 高程基准为高程基准为19561956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面年青岛验潮站求出的黄

23、海平均海水面 6 6、我国的常用坐标系、我国的常用坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 新新5454北京坐标系北京坐标系 在在8080西安坐标的基础上，将基于西安坐标的基础上，将基于IUGG1975IUGG1975椭球的椭球的8080西安坐标系平差成果整体西安坐标系平差成果整体 转换为基于克拉索夫斯基椭球的坐标值，并将转换为基于克拉索夫斯基椭球的坐标值，并将8080西安坐标系原点空间平移而西安坐标系原点空间平移而 建立，采用多点定位，定向明确。建立，采用多点定位，定向明确。 新新5454坐标系与坐标系与80 80 西安坐标系平行，但

24、椭球面与大地水准面在我国不是最佳密西安坐标系平行，但椭球面与大地水准面在我国不是最佳密 合；大地原点与合；大地原点与80 80 西安坐标系相同，但大地起算数据不同西安坐标系相同，但大地起算数据不同 与与5454北京坐标系采用的椭球参数相同，定位相近，但定向不同；北京坐标系采用的椭球参数相同，定位相近，但定向不同；5454北京坐标北京坐标 系是局部平差，新系是局部平差，新5454北京坐标系是北京坐标系是8080西安坐标系整体平差成果的转换值，因西安坐标系整体平差成果的转换值，因 此，两个坐标系之间没有全国范围内统一的转换参数，只能进行局部转换此，两个坐标系之间没有全国范围内统一的转换参数，只能进

25、行局部转换 6 6、我国的常用坐标系、我国的常用坐标系 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u 国家国家20002000坐标系（坐标系（CGCS2000CGCS2000） 原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；Z Z轴由原点指向历元轴由原点指向历元2000.02000.0的的 地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.01984.0的初始的初始 指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，指向推算，定向的时

26、间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X X轴由原轴由原 点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.02000.0）的交点，）的交点，Y Y轴与轴与Z Z轴、轴、 X X轴构成右手正交坐标系轴构成右手正交坐标系 采用广义相对论意义下的尺度采用广义相对论意义下的尺度 椭球参数的数值为：椭球参数的数值为：a a6378137m6378137m b b6356752.314146356752.31414 f f=1/298.257222101 =1/298.257222101 地心引力常数地心引力常数 GMGM3.9860044183.9860

27、04418101014 14m m3 3s s-2-2 自转角速度自转角速度 7.292l157.292l151010-5 -5rad s rad s-1 -1 6 6、我国的坐标系统、我国的坐标系统 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.31.3坐标系统坐标系统 u WGS-84WGS-84坐标系坐标系 原点在地球质心，原点在地球质心，Z Z轴指向轴指向BIH1984.0BIH1984.0定义的协定地球极（定义的协定地球极（CTPCTP）方向，）方向，X X轴指轴指 向向BIH1984.0BIH1984.0的零度子午面和的零度子午面和CTPCTP赤道的交点，赤道的交点

28、，Y Y轴和轴和Z Z、X X轴构成右手坐标系。轴构成右手坐标系。 它是一个地固坐标系。它是一个地固坐标系。 目前修订了目前修订了3 3次，第一次次，第一次19941994年，称为年，称为WGSWGS（G730G730）；第二次）；第二次19961996年，称为年，称为WGSWGS （873873）；第三次）；第三次20012001年，称为年，称为WGS84WGS84（G1150G1150） WGS-84WGS-84椭球及其有关常数：椭球及其有关常数：WGS-84WGS-84采用的椭球是国际大地测量与地球物理联采用的椭球是国际大地测量与地球物理联 合会第合会第1717届大会大地测量常数推荐值，

29、其四个基本参数届大会大地测量常数推荐值，其四个基本参数: : 长半径：长半径：a=6378137a=63781372 2（m m）；）； 地球引力常数：地球引力常数：GM=3986005GM=3986005108m108m3 3s s-2 -2 0.60.6108m108m3 3s s-2 -2； ； 正常化二阶带谐系数：正常化二阶带谐系数：C C20 20=-484.16685 =-484.166851010-6 -6 1.31.31010-9 -9； ； 地球自转角速度：地球自转角速度：=7292115=72921151010-11 -11rads rads-1 -1 0.1500.150

30、1010-11 -11rads rads-1 -1 WGS84椭球扁率：椭球扁率：F1298.257223563 1 1、大地坐标与直角坐标系转换、大地坐标与直角坐标系转换 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.41.4坐标转换坐标转换 u正高系统：正高系统： 1 1、高程的几个概念、高程的几个概念 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.51.5高程系统高程系统 u正高系统：正高系统：以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正 高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的高是该点到通过该点的铅垂线与大地

31、水准面的交点之间的 距离，正高用符号距离，正高用符号Hg表示。表示。 u正常高系统：正常高系统：以似大地水准面为基准的高程系统。某点的以似大地水准面为基准的高程系统。某点的 正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点 之间的距离，正常高用之间的距离，正常高用Hy表示。表示。 u大地高系统：大地高系统：以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的 大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面 的交点间的距离。大地高也称为椭球高，大地高一般用符的交点间的

32、距离。大地高也称为椭球高，大地高一般用符 号号H表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一 个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。 u大地水准面差距：大地水准面差距：大地水准面到椭球面的距离，记为大地水准面到椭球面的距离，记为hg （或（或N） 。 u高程异常：高程异常：似大地水准面到椭球面的距离，记为似大地水准面到椭球面的距离，记为 。 u三种系统的关系：三种系统的关系： H=Hg+ hg H= H + 2 2、高程与高差、高程与高差 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.

33、51.5高程系统高程系统 u高程高程 ：地面点至高程基准面的铅垂距离。通地面点至高程基准面的铅垂距离。通 常是以大地水准面作为高程基准面。常是以大地水准面作为高程基准面。 u 绝对高程绝对高程 某点沿铅垂线方向到大地水准面某点沿铅垂线方向到大地水准面 的距离，称为该点的绝对高程或海拔，简称高程，的距离，称为该点的绝对高程或海拔，简称高程， 用用H表示表示 u相对高程相对高程 假定一个水准面作为高程基准面，假定一个水准面作为高程基准面， 地面点至假定水准面的铅垂距离，称为相对高程地面点至假定水准面的铅垂距离，称为相对高程 或假定高程。用或假定高程。用H表示。表示。 u高差：高差：两点高程之差。两

34、点高程之差。Ha、Hb为为A、B点的绝对点的绝对 高程，高程，Ha、Hb为相对高程，为相对高程，hab为为A、B两点间的两点间的 高差，即：高差，即： Hab HaHb HaHb u所以，两点之间的高差与高程起算面无关所以，两点之间的高差与高程起算面无关 大地水准 面 地球自 然表面 A A HB H 3 3、我国高程系统、我国高程系统 控制测量技术培训控制测量技术培训 一、基础知识一、基础知识1.51.5高程系统高程系统 u 1956年黄海高程系统：以年黄海高程系统：以19501956年青年青 岛验潮站潮汐资料计算的黄海平均海水面岛验潮站潮汐资料计算的黄海平均海水面 为基准面为基准面 基准点

35、高程基准点高程:72.289 u 1985年国家高程基准：年国家高程基准： 19521979年青岛年青岛 验潮站潮汐资料计算的黄海平均海水面为验潮站潮汐资料计算的黄海平均海水面为 基准面基准面 基准点高程基准点高程: 72.260 u 两者相差两者相差:H56-H80=0.029m 1 1、分类、分类 控制测量技术培训控制测量技术培训 二、平面控制测量二、平面控制测量2.12.1等级与分类等级与分类 u 按测量方法分类按测量方法分类 天文大地测量天文大地测量通过观测太阳或其他恒星位置以确定地面通过观测太阳或其他恒星位置以确定地面 点的经度、纬度和至某点天文方位角点的经度、纬度和至某点天文方位角

36、 GPS控制测量控制测量观测卫星确定点的空间位置观测卫星确定点的空间位置 三角控制测量三角控制测量测角推算点的坐标测角推算点的坐标 导线测量导线测量测边、测角计算点的坐标测边、测角计算点的坐标 u 按用途分类按用途分类 基线测量基线测量起算点测量起算点测量 国家控制测量国家控制测量全国范围统一控制网全国范围统一控制网 区域控制测量解决区域性控制测量问题区域控制测量解决区域性控制测量问题 工程控制测量工程控制测量为工程建设需要进行的控制测量为工程建设需要进行的控制测量 控制基准网控制基准网变形监测基准网变形监测基准网 施工控制测量施工控制测量为满足施工测量需要为满足施工测量需要 B A(1) C

37、(n+1) D s1 s2 sn 2 3 n 1 2 3 4 5 n+1 2 2、等级、等级 控制测量技术培训控制测量技术培训 二、平面控制测量二、平面控制测量2.12.1等级与分类等级与分类 u 天文测量天文测量 一等、二等一等、二等 u 三角测量三角测量 国家：一等、二等、三等、四等、国家：一等、二等、三等、四等、5 、8 城市：二等、三等、四等、五秒城市：二等、三等、四等、五秒 u GPS测量测量 国家：国家：AA、A、B、C、D、E 城市：城市：二等、三等、四等、一级、二级二等、三等、四等、一级、二级 u 导线测量导线测量 一等、二等、三等、四等、一级、二级一等、二等、三等、四等、一级

38、、二级 u 变形测量基准网变形测量基准网 一级、二级、三级一级、二级、三级 A B C b3 a1 b1a2 c1c 3c 2 a3 b2 D 3 3、国家控制网、国家控制网 控制测量技术培训控制测量技术培训 二、平面控制测量二、平面控制测量2.12.1等级与分类等级与分类 u 1951年开始，年开始，1971年基本结束。年基本结束。 建网原则：建网原则： 分级布网、逐级控制分级布网、逐级控制 ；有足够的精度；有足够的；有足够的精度；有足够的 密度；有统一的规格。密度；有统一的规格。 布设一等三角锁布设一等三角锁401401条，一等三角点条，一等三角点61826182个，构成个，构成 1211

39、21个一等锁环，锁系长达个一等锁环，锁系长达7.37.3万万kmkm。一等导线点。一等导线点 312312个，构成个，构成1010个导线环，总长约个导线环，总长约1 1万万kmkm。 19821982年完成了全国天文大地网的整体平差工作。年完成了全国天文大地网的整体平差工作。 网中包括一等三角锁系，二等三角网，部分三等网中包括一等三角锁系，二等三角网，部分三等 网，总共约有网，总共约有5 5万个大地控制点，万个大地控制点，500500条起始边和条起始边和 近近10001000个正反起始方位角的约个正反起始方位角的约3030万个观测量的天万个观测量的天 文大地网。文大地网。 平差结果表明：网中离

40、大地点最远点的点位中误平差结果表明：网中离大地点最远点的点位中误 差为差为0.9m0.9m，一等观测方向中误差为，一等观测方向中误差为。为检验。为检验 和研究大规模大地网计算的精度，采用了两种方和研究大规模大地网计算的精度，采用了两种方 案独立进行，第一种方案为条件联系数法，第二案独立进行，第一种方案为条件联系数法，第二 种为附有条件的间接观测平差法。两种方案平差种为附有条件的间接观测平差法。两种方案平差 后所得结果基本一致，坐标最大差值为后所得结果基本一致，坐标最大差值为4.8cm4.8cm。 一等三角锁 二等三角网 控制测量技术培训控制测量技术培训 二、平面控制测量二、平面控制测量2.12

41、.1等级与分类等级与分类 3 3、国家控制网、国家控制网 控制测量技术培训控制测量技术培训 二、平面控制测量二、平面控制测量2.12.1等级与分类等级与分类 u 三、四等三角网三、四等三角网 在一、二等网控制下布设的，是为了在一、二等网控制下布设的，是为了 加密控制点，以满足测图和工程建设加密控制点，以满足测图和工程建设 的需要。的需要。 三、四等点以高等级三角点为基础，三、四等点以高等级三角点为基础， 尽可能采用插网方法布设，尽可能采用插网方法布设， 也采用了插点方法布设，或越级布网。也采用了插点方法布设，或越级布网。 即在二等网内直接插人四等全面网，即在二等网内直接插人四等全面网， 而不经过三等网的加密。而不经过三等网的加密。 1 1、专业规范、专业规范 控制测量技术培训控制测量技术培训 二、平面控制测量二、平面控制测量2.22.2规范规范 u 国家三角测量规范国家三角测量规范GB/T17942-