大地测量学基础-3

1、2020年9月7日星期一11时53分49秒,第三章 大地测量控制网的建立,3-1 国家平面控制网与高程控制网的建立,一、国家大地控制网及其作用,1、为地形测图提供精密控制 在地形测图中，大地控制网的重要作用体现在： 1）限制测图误差积累，保证成图精度。 2）统一坐标系统，保证相邻图幅拼接。 3）提供点位平面坐标，保证平面测图。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2、为研究地球形状、大小和其他科学问题提供资料 3、为国防建设和空间技术提供资料,二、国家平面控制网,（一）建立国家水平大地控制网的方法 1. 常规大地测量法 三角测量、导线测量、测边网与边角混合网等。 2. 天文测量,202

2、0年9月7日星期一11时53分49秒,3. 现代测量技术 GPS测量、甚长基线干涉测量系统、惯性测量系统。,（二）国家平面控制网布设原则 分级布网，逐级控制；一二三四等控制网 应有足够的精度； 应有足够密度； 应有统一的规格。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,（三）我国天文大地网基本情况简介一等三角锁-骨干，沿经纬线布设，起算边，拉普拉斯方位角，锁长，平均边长，三角形个数，测角中误差。二等三角锁、网-全面基础。三、四等三角网-插网、插点。,除按上述方法布设大地网外，在特殊困难地区采用了相应的方法，在青藏高原困难地区，采用相应精度的一等精密导线代替一等三角锁；连接辽宁半岛和山东半岛的

3、一等三角锁，布设了边长为113km的横跨渤海湾的大地四边形；卫星大地测量方法联测了南海诸岛，使这些岛也纳入到统一的国家大地坐标系中。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,我国统一的国家大地控制网的布设工作开始于20世纪50年代初，60年代末基本完成，历时20多年。共布设一等三角锁401条，一等三角点6182个，构成121个一等锁环，锁长7.3万km。一等导线点312个，构成10个导线环，导线环总长约1万km。1982年完成了天文大地网整体平差，网中包括一等三角锁系，二等三角网，部分三等网，共48433个大地控制点，500条起始边和近1000个正反起始方位角的311198的方向观测值，1

4、404条导线测距观测值。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,平差结果表明：网中离大地原点最远点的点位中误差为0.9m，一等方向中误差为0.46秒。采用条件联系数法和附有条件的间接观测平差法两种方案独立进行平差，两种方案平差后所得结果基本一致，坐标最大差为4.8cm。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年9月7日星期一11时53分49秒,3-2 国家GPS网与重力网简介,一、国家GPS A、B级网,国家GPS A、B级网由国家测绘部门设计实施，如图315所示。,2020年9月7日星

5、期一11时53分49秒,A级网由30个主点和22个副点组成，主点中有9个与攀登项目GPS网的点位重合。A级网进行过两次测量，第一次于1992年78月进行。在27个主点和6个副点上进行9昼夜的连续观测，使用Ashtech MDl2、Trimble4000 SST接收机。第二次复测是在1996年5月进行的，使用14台Ashtech MDl2、8台AshtechZl2、6台Rogue 8000、17台Trimble4000 SST和8台Leica200接收机，在全部52个主、副点上,2020年9月7日星期一11时53分49秒,进行了10昼夜的连续同步测量。数据处理采用GAMIT软件做基线解，采用GP

6、SADJ进行网平差。 国家GPS B级网由818点组成，是在GPS A级网基础上布设的。GPS B级网与地面网联系紧密，许多点与原三角点、天文点和水准点重合，新埋设点仅89个。相邻点间距，沿海发达地区平均为5070 km，东部地区平均为100 km，西部地区平均为150 km。外业观测从1991年开始到1996年结束，历时6年。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,国家GPSA、B级网中大部分点位高程均用水准进行了联测。其中A级GPS点均用高于二等水准测量精度测定其正常高。B级GPS点均用高于四等水准测量精度测定其正常高。,二、全国GPS一、二级网,全国GPS一、二级网由军事测绘部门建

7、立。 一级网由40多个点组成，大部分点为国家天文大地网点，同时与水准高程点进行了联测。相邻点间距离最大1 667 km，最小86 km，平均683 km。外业观测在19911992年进行，历时290天，使用了10台Minimac 2816接收机作业。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,二级网由500多个点组成，其中有200多个点与国家三角点或导线点重合，所有的点都进行了水准联测，相邻点间的距离平均为1647 km。外业观测从1992年开始至1997年结束，历时5年，前期采用Minimac 2816接收机，后期为Ashteeh Z12接收机。,三、攀登项目GPS网,攀登项目“现代地壳运

8、动与地球动力学研究”设计并实施的GPS监测网，其目的就是为监测我国现今地壳运动。全国有关地质、天文和大地测量方面的专家，精心讨论并制定了布设方案。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,网的平均边长约为l 000 km，全国共布设22个测站，布设在我国大陆主要构造块体上。于1992年1011月首先进行部分测站的试验观测，并取得成功；1994年正式完成全国地壳运动GPS监测网的全网布设，并于1994年89月完成了首次观测。1999年48月进行第三次复测并与中国地壳运动观测网络GPS基本网联合观测。攀登项目GPS全网有三期复测，跨6个年度的数据，采用GAMIT软件进行处理，所获得测站位移速度

9、精度优于3 mma。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,四、中国地壳运动观测网络,“中国地壳运动观测网络”(Crustal Movement Observation Network Of China，CMONOC)是我国“九五”期间实施的国家重大科学工程。该工程以监测地壳运动服务于地震预测预报为主要目标，同时兼顾大地测量和国防建设的需要。由中国地震局牵头，联合总参测绘局、中国科学院和国家测绘局共同承担，于19972000年实施。如图316所示。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年9月7日星期一11时53分49秒,五、2000国家GPS网,2000国家GPS网包括了

10、国家GPS A、B级网，全国GPS一、二级网和中国地壳运动GPS监测网络工程中的基准网、基本网和区域网。2000国家GPS网共有28个GPS连续运行站，2 518个GPS网点。2004年完成了2000国家GPS网的计算，基线相对精度优于10”，坐标系统定义在ITRS2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架(归算历元为20000)。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,六、国家重力网简介,（一）重力基准和重力系统 如果这些起始点的重力值是用绝对重力测量求定的，这些点又称为重力基准点，其重力值就是重力基准值，通常简称它们为重力基准。不同时期的重力基准都有特定的名称，如维也纳重力基准、波茨

11、坦重力基准等。根据某一重力基准来推算重力值的重力点，都属于该重力基准的同一重力系统。例如，根据波茨坦重力基准来推算重力值的重力点，都属于波茨坦系统。就全范围而言，又有单点基准和多点基准之分,2020年9月7日星期一11时53分49秒,（二）世界重力基准简介 1维也纳重力基准 2波茨坦重力基准 3国际重力基准网1971(IGSN71) 4国际绝对重力基本网(IAGBN) （三）我国重力基准网简介,2020年9月7日星期一11时53分49秒,3-3 工程平面控制网和工程高程控制网的建立,一、工程水平控制网建立的基本原理,1、工程测量水平控制网的分类 测图控制网、施工控制网、专用控制网等 2、工程测

12、量水平控制网布设原则 同国家控制网布设原则。 3、工程测量水平控制网的布设方案 规范：工程测量规范、城市测量规范,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年9月7日星期一11时53分49秒,二、导线网的精度估算,等权代替法精度估算的步骤： 估算导线网的等权路线长度； 确定导线网中最弱点的位置； 估算导线网中结点及最弱点的点位精度。,基于两点： 在一定的测量精度与平均边长的情况下，导线终点点位误差大致与导线长度成正比。 等权代替法。 要估算任意导线网的精度，如今只能（最好）用电算试算。,2020年9月7日星期一11时53分49秒,2020年

13、9月7日星期一11时53分49秒,例三、等权代替法精度估算,A,B,C,1.1,1.0,解：估算导线网的等权路线长度,CN,确定导线网中最弱点的位置,估算导线网中结点及最弱点的点位精度,1.4,N,2020年9月7日星期一11时53分49秒,作 业： 设有一坐标附合导线网如图28所示，A、B、C为已知点，N为结点，各导线长L在图中标出（以公里为单位）。若以四等导线基本精度规格进行施测，试问导线网最弱点在哪条导线上？在何处？其点位中误差如何计算（不考虑起始数据误差）？,2020年9月7日星期一11时53分49秒,三、工程控制网的建立,（一）国家高程基准 1、高程基准面 通常采用大地水准面作为高程

14、基准面。 大地水准面 1956年黄海高程系统，1985年国家高程基准。 2、水准原点-青岛 1956年黄海高程系统，水准原点的高程值72.289m 1985年国家高程基准，水准原点的高程值72.2604m 两系统相差-0.0286m,2020年9月7日星期一11时53分49秒,（二）国家高程控制网建立的基本原理 1、国家高程控制网布设的基本原则 1）从高到低、逐级控制 2）水准点分布应满足一定的密度 3）水准测量应达到足够的精度 4）一等水准网应定期复测 2、国家水准网的布设方案及精度要求,2020年9月7日星期一11时53分49秒,3、水准路线的设计、选点和埋石 4、我国国家水准网布设概况 分三期： 1976年以前完成，以1956年黄海高程系统为基准。 1976年至1990年完成，以1985年国家高程基准为基准的一二等网。 1990年后进行的国家一等水准网的复测和局部地区二等水准。 国家一等水准网共布设289条路线，总长度93360km，全网有100个闭合环和5条单独路线，共埋设固定