7小区域控制测量

项目七小区域控制测量

任务一控制测量概述任务二导线测量任务三交汇法测量任务四三角高程测量任务五全球导航卫星等位系统GNSS任务一控制测量概述一、控制测量(controlsurvey)1、目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一的平面控制网(horizontalcontrolnetwork)和高程控制网(verticalcontrolnetwork)。控制误差的积累。作为进行各种细部测量的基准2、有关名词小地区（小区域）(block,region)

：不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围。控制点(controlpoint)：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点。控制网(controlnetwork)：由控制点分布和测量方法决定所组成的图形。控制测量(controlsurvey)：为建立控制网所进行的测量工作。3、控制测量分类

按内容分：

平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y。高程控制测量：测定各高程控制点的高程H。按精度分：一等、二等、三等、四等；一级、二级、三级按方法分：天文测量、常规测量(三角测量、导线测量、水准测量)、卫星定位测量按区域分：国家控制测量、城市控制测量、小区域工程控制测量二、国家控制网

平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网(triangulationnetwork)组成。高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网(levelingnetwork)组成。

国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点。

图形1：国家一、二等平面控制网布置形式一等三角网二等三角网三、小区域（15km2以内）控制测量小区域平面控制：国家城市控制点——首级控制——图根控制。小区域高程控制：国家或城市水准点——三、四等水准——图根点高程。

任务二导线测量一、定义及分类1．导线的定义：将测区内相邻控制点（导线点）(traversepoint)连成直线而构成的折线图形。2．适用范围：主要用于带状地区(如：公路、铁路和水利)、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量。

二、导线布设形式

1．闭合导线(closedtraverse)

多用于面积较宽阔的独立地区。2．附合导线(connectingtraverse)

多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工。3．支导线(opentraverse)

支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用。还有导线网，其多用于测区情况较复杂地区。

图形：导线的布设形式

附合导线闭合导线支导线单结点导线（导线网）三、导线的外业

1．踏勘选点及建立标志2．测水平角——转折角(左角、右角)、连接角3、量水平边长

附合导线外业:已知数据：

AB,XB,YB；

CD,XC,YC。点1、2、3、4为新建导线点。DB1D12D23D34D4CAB1234CD

观测数据：连接角

B

、

C

；

导线转折角

1,

2,

3,

4

；

导线各边长DB1，D12，……，D4C。

AB

CD(XB,YB)(XC,YC)

B

C

1

2

3

4附合导线图任务三

交会法测量

一、交会法的布设形式交会法布设形式

交会法布设形式前方交会侧方交会后方交会二前方交会的坐标计算公式两组图形交会前方交会点计算任务四三角高程测量

（一）适用于：地形起伏大的地区进行高程控制。实践证明，电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。（二）原理

B点的高程：注意：当两点距离较大（大于300m）时：

1、加球气差改正数：

2、可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影响。（三）观测与计算测竖直角、量仪器高、量觇标高（棱镜高）。其技术要求，见各种规范。

；即有：球差为正，气差为负图形：电磁波三角高程测量记录表任务五

全球导航卫星定位系统GNSS

一、GNSS概述GNSS是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。全名为GlobalNavigationSatelliteSystem，即“全球导航卫星定位系统”，简称GNSS系统。也就是在地面上用GNSS接收机同时接收4颗以上卫星信号，根据卫星的精确信号以求得地面点位置。自从1970年4月我国发射第一颗人造卫星以来，我国已成功发射了30多颗。今后5年将发射30多颗，引进各种接收机。GNSS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、地球动力学、海洋测量、水下地形测绘等各个领域得到广泛的应用。为了适应GNSS技术的应用与发展，我国将在2020年建立发自己的卫星导航定位系统(北斗导航系统)。二、GNSS测量的特点①测量精度高。GNSS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50

km的基线上，其相对定位精度可达1×10－6，在大于1

000

km的基线上可达1×10－8。②测站间无需通视。GNSS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GNSS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GNSS测量时，静态相对定位每站仅需20

min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GNSS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GNSS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GNSS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。三、GNSS的组成1空间部分由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成（21颗工作卫星和三颗备用卫星），卫星上安置了精确的原子钟、发射和接受系统等装置；2地面控制部分由主控站（负责管理、协调整个地面系统的工作）、注入站（即地面天线，在主控站的控制下向卫星注入导航电文和其他命令）、监测站（数据自动收集中心）和通讯辅助系统（数据传输）组成；

3用户装置部分由天线、接收机、微处理机和输入输出设备组成。GNSS系统组成四、GNSS坐标系统GNSS卫星是绕地球运行的运动物体，卫星所在的位置与其选择的坐标系统和时间系统是分不开的。GNSS系统采用的是WGS-84世界大地坐标系，GNSS接收机所观测得到的成果正是基于WGS-84世界大地坐标系，而用户的测量成果往往得属于某一国家或某一地区的大地坐标系，这就需要将WGS-84世界大地坐标转换成国家(或地区)的大地坐标，进而转换成平面直角坐标。WGS-84坐标系五、GNSS卫星定位原理（一）根据定位所采用的观测值

1、伪距定位

伪距定位所采用的观测值为GNSS伪距观测值，所采用的伪距观测值既可以是C/A码伪距，也可以是P码伪距。伪距定位的优点是数据处理简单，对定位条件的要求低，不存在整周模糊度的问题，可以非常容易地实现实时定位；其缺点是观测值精度低，C/A码伪距观测值的精度一般为3米，而P码伪距观测值的精度一般也在30个厘米左右，从而导致定位成果精度低。

2、载波相位定位图7-21绝对定位载波相位定位所采用的观测值为GNSS的载波相位观测值，即L1、L2或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高，一般优于2个毫米；其缺点是数据处理过程复杂，存在整周模糊度的问题。（二）根据定位的模式1、绝对定位

绝对定位又称为单点定位，即利用GNSS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS－84坐标系中相对于坐标系原点——地球质心的绝对位置。这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。2、相对定位相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。它是目前GNSS定位中精度最高的一种定位方法。绝对定位相对定位六、GNSS测量的设计与实施1．GNSS控制网的技术设计（1）GNSS测量精度指标（2）网形设计GNSS基本构网方式进行网形设计时，需注意：1）GNSS网必须由同步独立观测边构成若干个闭合环或附合路线，以构成检核条件，提高网的可靠性。2）尽管GNSS测量不要求相邻测站点之间通视，但为了今后便于用常规测量方法联测或扩展，要求每个控制点应有一个以上的通视方向。3）为了确定GNSS网与原有地面控制网之间的坐标转换参数，要求至少有3个GNSS控制网与地面控制网点重合。４）GNSS网点应考虑与水准点相重合，非重合点一般进行等级水准连测，以便于研究大地水准面提供资料。2．选点与建立标志

完成测控网的设计之后，可以开始实地选点。选点人员在实地选点前，应收集有关布网任务和测区的资料，充分了解和研究测区情况，特别是交通、通讯、供电、气象及大地点等情况。确定点位的基本要求如下：（1）周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°。（2）远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m。（3）附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）。（4）交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。（5）地面基础稳定，易于点的保存。（6）AA，A，B级GNSS点，应选在能长期保存的地点。（7）充分利用符合要求的旧有控制点。（8）选站时应尽可能使测站附近的小环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。3．外业观测实施GNSS测量一般要进行测区划分，之后制定观测计划，进行观测准备，并按照测量基本规定和观测作业的基本要求进行观测，记录外业测量成果。（1）测区的划分AA、A、B级网的布测视测区范围的大小，可实行分区观测。当实行分区观测时，相邻分区间至少应有4个公共点。（2）观测计划作业调度者根据测区地形和交通状况、采用的GNSS作业方法（静态或者快速静态定位测量）设计的基线的最短观测时间等因素综合考虑，编制观测计划表，按该表对作业组下达相应阶段的作业调度令。同时依照实际作业的进展情况，及时做出必要的调整。（3）观测基本技术规定（4）观测准备观测前，对GNSS接收机进行预热和静置。按以下要求安置接收天线：1）作业员到测站后应先安置好接收机，使其处于静止状态，然后再安置天线；2）天线可用脚架直接安置在测量标志中心的垂线方向上，对中误差应

。天线应整平，天线基座上的圆气泡应居中。

3）需在站标基板上安置天线时，应先卸去站标顶盖，将标志中心按有关作业标准的规定投影至基板上，然后以投影点安置天线。4）天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过

。对于定向标识不明显的接收机天线，可预先设置标记，每次应按此标记安置仪器。（5）观测

观测时，应按照作业调度命令，在规定的时间开始测量作业。首先检查接收机电源电缆和天线等各项连接情况，无误则开机；开机后应检验有关指示灯与仪表显示是否正常，之后进入自测试，输入测站、观测单元和时段等控制信息；在接收机启动前及作业过程中，随时逐项填写测量手簿中的记录项目；接收机开始记录数据后，观测员可利用接收机各功能键，查看测站信息、接收卫星数、卫星号、卫星健康状况、各通道信噪比、存贮介质记录、电源情况等；每时段观测开始及结束前各记录一次观测卫星号、天气状况、实时定位经纬度和大地高、PDOP值等，并各量取天线高一次，两次量高之差不应大于3mm，取平均值作为最后天线高。当时段观测时间超过