大地测量学试题(精选8篇)
(1)研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法,以满足国民经济和国防建设以及地学科学研究的需要。
(2)研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。
(3)研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。
(4)研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制
测量数据库的建立及应用等。
2、外业基准线、面
大地水准面作为测量外业的基准面,与其垂直的铅垂线是外业的基准线。
3、计算的基准面、线
参考椭球面作为测量内业计算的基准面,与其垂直的法线是内业计算的基准线。
二、几何概念
1、垂线偏差:地面一点上的重力向量g和相应椭球面上法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
2、大地水准面差距:大地水准面与椭球面在某点上的高差;当大地水准面超过椭球面时N>0,当大地水准面低于椭球面时N<0。
3、正高:地面点沿实际重力线到大地水准面的距离。
4、正常高:地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离。
5、大地高:地面点沿法线到椭球面的距离。
6、参考椭球:具有确定参数,经过局部定位和定向,同某一地区大地水准面最佳拟合的地
球椭球。
7、总地球椭球:除了满足地心定位和双平行条件外,在确定椭球参数时能使它在全球范围
内与大地体最密合的地球椭球。
三、三角网、导线网各自观测量及优缺点
1、三角网:观测网中的全部或大部分方向值和部分边长
优点:图形简单,网的精度较高,有较多检核条件,易于发现观测中的粗差,便于计算。缺点:在平原地区或隐蔽地区易受障碍物的影响,布网困难大,有时不得不建造高觇标
2、导线网:观测角度和边长
优点:(1)网中各点上的方向数较少,除节点外只有两个方向,因而受通视要求限制较
小,易于选点和降低觇标高度,甚至无须造标。
(2)导线网的图形非常灵活,选点时可根据具体情况随时改变。
(3)网中边长都是直接测定的,因此边长精度较均匀。
缺点:导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要少,有时不易发现观测值中的粗差,因而可靠性不高。
四、工程测量水平控制网的布设原则
(1)分级布网,逐级控制
(2)要有足够的精度
(3)要有足够的密度
(4)要有统一的规格
五、1、精密测角的一般原则
(1)观测应在目标成像清晰、稳定有利于观测时间进行,以提高照准精度和减小旁折光的影响;
(2)观测前应认真调好焦距,消除视差;
(3)配置度盘;
(4)上下半测回照准目标次序应相反,并使观测每一目标的操作时间大致相同;
(5)为了克服或减弱在操作仪器的过程中带动水平度盘位移的误差,要求每半测回开始
观测前,照准部按规定方向先预转1-2周;
(6)使用照准部微动螺旋和测微螺旋时,其最后旋转方向应为旋进;
(7)观测过程中应保持照准部水准器气泡居中,若气泡偏离水准器中央一格时,应在测
回间重新整平仪器。
2、方向观测法一测站观测程序
(1)设在测站上有1,2,3,……,n个方向要观测,首先应选定边长适中、通视良好、成像清晰稳定的方向作为观测的起始方向。
(2)上半测回用盘左位置先照准零方向,然后按顺时针方向转动照准部依次照准方向2,3,……,n再闭合到方向1,并分别在水平度盘上读数。
(3)下半测回用盘右位置,仍然先照准零方向1,然后按逆时针方向转动照准部依相反的次序照准方向n,……,3,2,1,并分别在水平度盘上读数。
六、电子经纬仪按测角原理分类:光栅度盘和编码读盘
七、T2,T3经纬仪配置度盘的方法,计算竖直角及指标差公式
T2s=180/n+10T3s=180/n+4
T2α左=90-L+i,α右=R-270-i,i=(L+R-360)/2
T3α左=2(L-90)-i,α右=2(90-R)+i,i=L+R-180
八、用于测距的电磁波种类按测距方法不同测距仪分类:脉冲式和相位式
九、相位法测距仪确定N值的方法
十、(一)精密水准测量的一般原则
1、仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等,其差应小于规定的限值;
2、在相邻两测站上,应按奇、偶数测站的观测程序进行观测,对于往返奇数测站按后前前后、偶数测站按前后后前的观测程序在相邻测站上交替进行;
3、每一段的往测与返测,其测站数均应为偶数;
4、每一测段的水准测量路线应进行往测和返测;
5、一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件下进行;
6、同一测站上观测时,不得两次调焦;转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋,其最后旋转方向均应为旋进;
7、水准测量的观测工作间歇时,最好能结束在固定的水准点上。
(二)测站观测程序:
往测时,奇数测站照准水准标尺分划的顺序为: 后视标尺的基本分划
前视标尺的基本分划
前视标尺的辅助分划
后视标尺的辅助分划
往测时,偶数测站照准水准标尺分划的顺序为: 前视标尺的基本分划
后视标尺的基本分划
后视标尺的辅助分划
前视标尺的辅助分划
返测时,奇、偶数测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数测站相同。
十一、精密水准仪测微器工作原理,计算视线高的方法。
(1)平行玻璃板安装在物镜前,它与测微尺之间用带有齿条的传动杆连接,当转动测
微器手轮时,平行玻璃板绕其旋转轴作俯仰,传动杆拉动测微尺前后移动;
(2)当平行玻璃板与水平视线正交时,测微尺上指标分划线指在中央读数5mm处,此时水平视线在标尺上不一定正好指在整cm分划线的读数处;
(3)转动测微器手轮,牵引平行玻璃板倾动,视线经过倾斜的平行玻璃板时产生上(下)
平移,可以使原来并不对准标尺上整cm分划的视线,精确对准某一整cm分划,从而读到一个整分划读数;
(4)同时平行玻璃板倾斜时,传动杆拉动测微尺前后移动,使视线在尺上的平行移动
量由测微尺记录下来,测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内。
十二、i角检验方法计算公式(作业三)
1 现代大地测量学的六大特点
经典大地测量学的内容主要涉及三个方面: (1) 几何定位数据, 如确定地球形状和大小, 确定点的位置等; (2) 求定地球重力场; (3) 测定地球自转 (章动、极移和周日长) 。简而言之, 经典大地测量学研究地球几何形状、定向及其变化, 并关注点的定位、重力及其变化。在过去的20年中, 由于空间大地测量学、计算机技术和信息技术的飞跃发展, 使经典大地测量学所涉及的上述三个方面注入了新的内容, 形成了现代大地测量学, 它具有不同于经典大地测量学的六大特点。
1.1 长距离
大范围现代大地测量学所量测的范围和间距, 已可以从原来的几十公里扩展到几千公里, 不再受经典大地测量中“视线”长度的制约, 现代大地测量学能提供协调一致的全球性大地测量数据, 例如测定全球的板块运动, 冰原和冰川的流动, 洋流和海平面的变化等等, 因此过去总在局部地域中进行的大地测量现在已扩展为洲际的、全球的和星际的。
1.2 高精度
现代大地测量的量测精度相对于经典大地测量而言, 已提高了2到3个数量级。例如我国天文大地网是中国60年代大地测量的最高精度, 其相对精度约为3ppm, 而目前GPS定位的相对精度一般情况下都可以做到0.1ppm。
1.3 实时
快速经典大地测量的外业观测和内业数据处理是在有相当时间间隔内完成的两个不同的工序。而现代大地测量的这两个工序, 几乎可以在同一时间段内完成, 即实时或准实时地完成。例如对静态或动态目标的实时定位 (导航) , 对形变的实时监测, 可以准实时测定由于大气和海洋角动量的变化与地球自转的关系。最近升空的GRACE卫星能准实时测定由于大气质量的再分布和雪、冰、地下水变化所引起的地球重力场的短暂性变化等等。
1.4“时间维”
现代大地测量的第四维是时间或历元。现代大地测量能提供在合理复测周期内有时间序列的, 高于10-7精度的大地测量数据。这些测量成果, 必然或必须要以“时间”作为大地测量学数据中的第四个坐标 (第四维) , 否则高精度和实时测定在不断运动的物质世界中就没有意义。也就是说大地测量学原来的三个方面的静态内容, 在当前实时和高精度测量的条件下, 必须与它们所相应的时间 (历元) 相联系。这是现代大地测量学的一个重要特点。
2 我国大地测量学工作的回顾
经过几十年的努力, 我国大地测量工作已经在下列几个方面作出了巨大成绩。
2.1 平面基准
建立了独立的大地定位, 完成了全国天文大地网整体平差 (5万个点) , 具有3ppm的相对精度, 确立了中国的二维坐标系统, 是80年代初期经典大地测量技术的世界先进水平。
2.2 高程基准
确立了更符合实际的黄海8 5高程基准, 完成了全国二期一等水准网的布设和计算 (100环, 近10万km) 。
2.3 重力基准
在中国多点 (14点) 多次用不同类型绝对重仪进行了绝对重力测量, 从而在中国直接确立了重力基准。消除了波茨坦重力原点起始误差及其长距离的传算误差。完成了重力85基准网和一等网的布测和计算。
2.4 空间大地网
建立了国家卫星多普勒网 (35个点, ±2~3精度) , 建成了VLBI站两个 (上海和乌鲁木齐) , SLR站四个 (上海、武汉、北京、长春) , 完成了国家A级GPS网和B级GPS网 (近2300个点) 的布设和计算。
2.5 野外基线长度基准
建立了符合国际标准的最高精度的野外基线长度基准;建立了分布全国的十余个EDM长度检定场。
2.6 天文基准
完成了全国天文经度基准网的布设和计算。
3 我国大地测量的展望
80年代的大地测量工作, 其特点是按当时世界上的先进技术对50至60年代所建立的大地测量基准进行的更新、换代、改造和发展。在21世纪, 我国大地测量应该逐步进入精确、动态、实时的数据获取、数据贮存、数据分发的现代化体系, 以保障我国经济和社会持续发展的需要。
3.1 完善国家三维空间大地网, 建立G P S综合服务体系
在“九五”期间应将现有的三个全国性的GPS网, 以GPS固定追踪站、VLBI站和SLR站为骨干, 联合平差, 建成一个有统一坐标体系、历元和运动速率的国家高精度三维空间大地网。在这一基础上, 进一步扩大GPS固定追踪站数量, 由此发展成为我国GPS综合性服务系统, 使我国大地测量逐步进入精确、动态、实时定位的现代化体系。这一体系的任务基本包括三个方面: (1) GPS永久性跟踪站数据的采集、处理, 提供GPS信息等服务; (2) 为空间气象预报提供服务, 即提供大气可降水份和电离层电子浓度服务; (3) 提供地壳形变信息。这种集GPS追踪、GPS数据采集、数据通讯、数据处理和提供GPS信息服务于一体的网络体系, 是一种集成式的系统工程, 它应是向国家和社会作全方位开放的服务。这一系统应包括: (1) 全国至少100~200余个GPS永久性追踪站; (2) GPS数据获取和处理结点; (3) GPS信息和数据传输网络; (4) GPS信息服务和分发。
3.2 中国地区重力场参数的精化
由于85重力基准网的损毁, 因此要尽快建立国家级新的重力基准网。这个网应有较多较均匀的绝对重力点, 较高精度, 覆盖大陆和尽可能大的海域。完成具有分米级精度的我国似大地水准面的推算。推算时以国家GPS (水准) 网为基础, 尽可能利用原有的一、二等天文重力水准网, 结合重力和地形资料改善我国大地水准面的分辨率和精度。继续消灭中国大陆的重力测量空白地区。力争用三个五年计划 (至2010年) 消灭以1°×1°为格网的重力测量空白地区, 力争实测分辨率达到10’×10’。利用卫星测高资料改善中国海域的栅格平均海面地形和重力异常的精度和分辨率。积极开展小波理论应用于 (局部) 地球重力场的研究, 特别注意将这一理论应用于中国多山地区和近海地区的局部重力场表示。
3.3 复测国家一等水准
利用激光数字水准仪及其相应技术, 复测我国一等水准网。进一步削弱一等水准测量中的系统误差, 以向国家和社会提供更精确、更可靠的高程数据。同时可以提供更精确可靠的全国地壳垂直形变速率。实测时可以考虑包括部分二等水准线路, 并结合空间技术确定中国黄海高程基准和全球高程基准的关系。
参考文献
关键词大地测量;GPS定位;应用
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0182-01
目前,因具有精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性,GPS定位技术被广泛应用于大地控制测量中。可以说GPS定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立大地控制网。
1GPS网的分类和大地测量技术的概念
GPS网归纳起来大致可以分为两大类:一类是全球或全国性的高精度GPS网,这类GPS网中相邻点的距离在数千公里至上万公里,其主要任务是做为全球高精度坐标框架或全国高精度坐标框架,为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务,或用以研究地区性的板块运动或地壳形变规律等问题;另一类是区域性的GPS网,包括城市或矿区GPS网,GPS工程网等,这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里,其主要任务是直接为国民经济建设服务。
大地测量的科研任务是研究地球的形状及其随时间的变化,因此建立全球覆盖的坐标系统一的高精度大地控制网是大地测量工作者多年来一直梦寐以求的。直到空间技术和射电天文技术高度发达,才得以建立跨洲际的全球大地网,但由于VLBI、SLR 技术的设备昂贵且非常笨重,因此在全球也只有少数高精度大地点,直到GPS技术逐步完善的今天才使全球覆盖的高精度GPS网得以实现,从而建立起了高精度的
(在1-2CM)全球统一的动态坐标框架,为大地测量的科学研究及相关地学研究打下了坚实的基础。
作为我国高精度坐标框架的补充以及为满足国家建设的需要,在国家A级网的基础上建立了国家 B级网(又称国家高精度GPS网)。布测工作从上世纪90年代开始,经过几年努力完成外业工作,内业计算已基本完成。全网基本均匀布点,覆盖全国,共布测730个点左右,总独立基线数2200多条,平均边长在我国东部地区为50km,中部地区为100km,西部地区为150km,经整体平差后,点位地心坐标精度达±0.1m,GPS基线边长相对中误差可达2.0*10e-8,高程分量相对中误差为3.0*10e-8。
新布成的国家A、B级网已成为我国现代大地测量和基础测绘的基本框架,将在国民经济建设中发挥越来越重要的作用。国家A、B级网以其特有的高精度把我国传统天文大地网进行了全面改善和加强,从而克服了传统天文大地网的精度不均匀,系统误差较大等传统测量手段不可避免的缺点。通过求定A、B级GPS网与天文大地网之间的转换参数,建立起了地心参考框架和我国国家坐标的数学转换关系,从而使国家大地点的服务应用领域更宽广。
2测量方面的限制
1)相位整周模糊度解算是否可靠的影响。这主要直接影响三维坐标,对短边应用快速静态和实时动态(RTK)技术时,必须准确得到相位整周数,由于RTK常常使用最小量的数据,即使最好的算法有时也求解整周模糊度错误,为了发现这些能达到米级的错误,需通过重复观测来获取多余观测量。星历和参考坐标对三维坐标将产生几个PPM的影响,假定广播星历的质量一直保持如最近那般高,它对短边的影响将达到最小,但在世界上某些地区要获得一个理想的WGS84参考位置(± 10M或更好)却存在着问题。
2)多路径效应的影响。分为直接的或间接的,并能对三维坐标产生分米级的影响。间接影响是指影响求解整周模糊度。在有足够的观测时间时,卫星几何位置的变化将能通过平均将其影响减小,然而当观测时间较短时,例如快速静态和RTK,多路径效应影响将变得很大。尽管硬件和软件能降低多路径效应影响,选择好的站点避免多路径效应以及增加多余观测以发现残存的影响仍然是很重要的。
3)大地水准面模型方面的限制。GPS测量得到的是椭球高,为了获得正常高(H),我们需知道高程异常值(N)。对长距离,GPS测量也能非常有效地得到椭球高,但会遇到大地水准面和高程基准面方面的问题。在一些地区,全球重力场模型(GGM)是唯一可使用的大地水准面模型。一些最近的全球重力场模型以扩展的球体为模型,能较好地解决半度(55KM)范围内的问题。然而,即使国家级模型,其绝对精度也限制在米级,相对精度限制在几分米。为了提高高程精度,可以通过计算当地大地高模型并采用内插技术。长波部份由GGM计算,短波部份由当地重力值计算。
4)高程基准面方面的限制。在很多地区,使用已知的正常高或正高来定义高程基准面。有时,定义了多个高程基准面,每一个高程基准面都由一个原点(例如验潮站观测点)推算,该点的高程值由一个或几个潮汐的平均海水面值来决定。如果海洋测量或水准测量有误,将会使高程基准面的基准偏离真实的重力模型,可以增加一个曲面到大地水准面模型加以解决。为了检核高程基准面,常常使用GPS观测至少三个高程基准面点来实现。
3区域性GPS大地控制网
所谓区域GPS网是指国家C、D、E级GPS网或专为工程项目布测的工程GPS网。这类网的特点是控制区域有限(或一个市或一个地区),边长短(一般从几百米到20KM),观测时间短(从快速静态定位的几分钟至一两个小时)。由于GPS定位的高精度、快速度、省费用等优点,建立区域大地控制网的手段我国已基本被GPS技术所取代。就其作用而言分为建立新的地面控制网;检核和改善已有地面网;对已有的地面网进行加密;拟合区域大地水准面。
1)建立新的地面控制网。尽管我国在上世纪70年代以前已布设了覆盖全国的大地控制网,但由于人为的破坏,现存控制点已不多,当在某个区域需要建立大地控制网时,首选方法就是用GPS技术来建网。
2)对老网进行加密。对于已有的地面控制网,除了本身点位密度不够以外,人为的破坏也相当严重,为了满足基本建设的急需,采用GPS技术对重点地区进行控制点加密是一种行之有效的手段。布设加密网要尽量和本区域的高等级控制点重合,以便较好地把新网同老网匹配好,从而避免控制点误差的传递。
3)检核和改善已有地面网。对于现有的地面控制网由于经典观测手段的限制,精度指标和点位分布都不能满足国民经济发展的需要,但是考虑到历史的继承性,最经济、有效的方法就是利用高精度GPS技术对原有老网进行全面改造、合理布设GPS网点,并尽量与老网重合,再把GPS数据和经典控制网一并联和平差处理,从而达到对老网的检核和改善的目的。
参考文献
[1]胡明城,鲁福.现代大地测量学[M].北京:测绘出版社,1994.
[2]熊介.大地测量学[M].北京:解放军出版社,1998.
[3]王解先.GPS精密定轨定位[M].上海:同济大学出版社,1997.
作者简介
杨立涛(1984—),男,汉族,山东德州人,毕业于山东农业大学测绘工程系,学士。现为山东省地震局安丘地震台助理工程师。2008年负责台站水准测量并在本年度国家局资料评比获第二名,主要从事大地水准测量。
2.空间大地直角坐标系:是大地坐标系相应的三维大地直角坐标系
3.地心坐标系:定义大地坐标系时,如果选择的旋转椭球为总地球椭球,椭球中心就是地质
中心,再定义坐标轴的指向,此时建立的大地坐标系叫做地心坐标系
大地方位角:p点的子午面与过p点法线及Q点的平面所成的角度
正高系统:地面上一点沿铅垂线到大地水准面的距离
正常高系统:一点沿铅垂线到似水准面的距离
国家水准网布设的原则:从高级到低级,从整体到局部,分为四个等级布设,逐级控制,逐级加密
4.理论闭合差:在闭合的环形水准路线中,由于水准面不平行所产生的闭合差
5.大地高系统:地面一点沿法线到椭球面的距离
6.平面控制网的测量方法
三角测量:在地面上按一定的要求选定一系列的点,他们与周围的邻近点通视,并构成相互联接的三角网状图形,称为三角网,网中各点称为三角点,在各点上可以进行水平角测量,精确观测各三角内角,另外至少精确测量一条三角形边长度D和方位角,作为网的起始边长和起始方位角,推算边长,方位角进而推算各点坐标
三边测量:根据三角形的余弦公式,便可求出三角形内角,进而推算出各边的方位角和各点坐标
7.国家高程基准的参考面有平均海水面,大地水准面,似大地水准面,参考椭球面1956年黄海高程系统1985年国家高程基准
8.角度观测误差分析
视准轴误差:视准轴不垂直于水平轴产生水平轴误差:水平轴不垂直于垂直轴产生
这2个的消除误差方法为取盘左盘右读数取平均值
垂直轴倾斜误差:垂直轴本身偏离铅垂线的位置,即不竖直
解决的方法:观测时,气泡不得偏离一格,测回之间重新整理仪器,观测目标的垂直角大于3度,按气泡偏离的格数计算垂直轴倾斜改正
9.方向观测法是在一测回内将测站上所有要观测的方向先置盘左位置,逐一照准进行观测,再盘右的位置依次观测,取盘左盘右的平均值作为各方向的观测值。
观测规则:1选择距离适中,通视良好,成像清晰的方向作为0方向
2.观测前应认真调好焦距,消除视差 3.上下半测回照准部目标次序相反,并使每一目标观测操作时间大致相等 4.半测回开始前,照准部按规定的方向旋转1到2周 5.在观测时水准管的气泡中心偏离不得超过一格
10,。测回:照准目标一次,读数2到4次
11.水准仪中s代表水,其下标表示该仪器所能达到的每千米往返测高差中数的偶然中误差
12,水准标尺零点差:水准标尺的注记从其地面起算,如果从底面至第一注记分划线中线的距离与注记不符,其差数叫
一对水准标尺零点差:一对水准标尺的零点差之差
13.水准测量的误差
仪器误差:视准轴与水准管轴不平行的误差水准标尺每米长度的误差两水准标尺零点差的影响(消除方法:前后视距相等,累积差小于限值,观测中间不变焦距,对观测成果改正计算,测站数为偶数)
外界误差:温度变化对I角的影响大气垂直折光的影响仪器脚架和标尺垂直位移的影响(消除方法:打伞,前后视距相等,视线距离地面一定的高度,后前前后观测程序读数间隔时间相等)
观测误差:水准器气泡置中误差,照准水准标尺上分划的误差和读数误差(消除方法:高灵敏度补偿器,同时采用照准部上的分划线)
第1章 大地测量概论:
1.大地测量任务:建立国家或大范围的精密控制测量网;
2.大地测量内容:三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星
大地测量以及各种大地测量数据处理等。
3.现代大地测量特点:长距离、大范围,高精度,实时、快速,四维,地心,学科融合;
4.大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及实现方式;
5.大地测量系统包括:坐标系统、高程系统、深度基准、重力参考系统;
6.大地参考框架包括:坐标参考框架、高程参考框架、重力参考框架;
7.大地测量坐标系统分:按原点位置不同分:地心坐标系统、参心坐标系统;表现形式上分:
空间直角坐标系统(x,y,z)、大地坐标系统(经度、纬度、大地高);
8.大地测量常数:和地理表面最吻合的椭球几何参数和物理参数。分为:基本常数、导出常
数;
9.参心坐标框架:1954北京坐标系和1980西安坐标系采用整体平头方法构建了我国参心坐
标框架。
10.地心坐标框架:国际地面参考框架(ITRF)是国际地面参考系统(ITRS)的具体实现。
是目前国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。2000国家大地控制网是定义在ITRS2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。
11.高程基准:通常定义平均海面的高程为零。1954年,确定用青岛验潮站验潮计算的黄海
平均海水面作为高程基准面,并在青岛市观象山修建了国家水准原点。1956年,求出我国青岛水准原点高程为:72.289;1985国家高程基准是我国现采用的调和基准,青岛水准原点高程为:72.2604
12.高程系统:我国高程系统采用正常高系统,正常高的起算面是似大地水准面。由地面点
沿垂线向下至似大地水准面之间的距离,就是该点的正常高,即该点的高程。
13.高程框架:我国水准高程框架由国家二期一等水准网,以及国家二期一等水准复测的高
精度水准控制网实现,以青岛水准原点为起算基准,以正常高系统为水准高差传递方式。分为四个等级:国家一、二、三、四等水准控制网。
14.重力系统和重力测量框架:我国完成了2000国家重力基本网建设,简称“2000网”。采
用GRS80椭球常数及其相应正常重力场。
15.深度基准:我国从1957年起采用理论深度基准面为深度基准。该面是按苏联弗拉基米尔
计算的当地理论最低低潮面。
16.时间系统:规定了时间测量的参考标准,包括时刻的参考标准和时间间隔的尺度标准。
通过守时、授时和时间频率测量技术,实现和维持统一的时间系统。常用时间系统有:世界时(UT)、原子时(AT)、力学时(DT)、协调时(UTC)、GPS时(GPST)
17.时间系统框架:1.采用的时间频率基准;2.守时系统;3.授时系统;4.覆盖范围。
第二章 传统大地控制网
1.传统大地测量技术建立平面大地控制网就是通过测角、测边推算大地控制网点的坐标。
其方法有:三角测量法、导线测量法、三边测量法和边角同测法。
2.三角测量法是我国建立天文大地网的主要方法。
3.导线测量法是我国在西藏地区天文大地网中主要方法。
4.三边测量法和边角同测法只是在特殊情况下采用,我国天文大地网布设中没有采用该方
法。
5.三角网布设原则:1.分级布网、逐级控制;2.具有足够的精度;3.具有足够的密度;4.要有统一规格;
6.全国天文大地网整体平差于1978年到1984年期间完成并通过技术鉴定。建立了1980
国家大地坐标系。全国天文大地网整体平差的技术原则如下:1.地球椭球参数:IAG-75椭球参数;2.坐标系统:1980国家大地坐标系和地心坐标系;3.椭球定位与坐标轴指向:1980国家大地坐标系的椭球短轴就平行于由地球质心指向1968.0地极原点(JYD)的方向,首子午面应平等于格林尼治平均天文台的子午面。椭球定位参数以我国范围内高程异常值平方和最小为条件求定。
7.经纬仪种类:光学经纬仪、电子经纬仪及全站型电子速测仪。
8.光电测距仪:按测程分:短程(小于3km)、中程(3~15km)、长程(15~60km);按测
距仪出厂标称标准差,归算到1km的测距标准差计算,分为三级:I、II、III、IV(等外级)。
9.水平角观测的主要误差影响:1.观测过程中引起的人差;2.外界条件对观测精度的影响
(指观测时大气的温度、温度、密度,太阳的照射方位,地形、地物等因素);3.仪器误差对精度的影响(视准轴误差、水平轴不水平的误差、垂直轴倾斜误差、测微器行差、照准部及水平度盘偏心差、度盘和测微器分划误差)。
10.水平角观测方法:一般采用方向观测法、分组方向观测法和全组合测角法。
11.传统大地测量中,三角高程测量是测定各等级大地点高程的基本方法。
12.垂直角观测方法有:中丝法、三丝法;
13.高差计算公式:1.单向观测高差计算实用公式;2.用倾斜距离d计算高差的单向公式;
14.减弱大气垂直折光的影响:1.选择有利观测时间、对向观测、提高观测视线的高度、利
用短边传算高程。
15.三角高程测量的精度:mh(m)±0.025S(km)
16.导线测量:1.导线的布设;2.导线边方位角中误差计算;
17.导线测量作业包括:选点、告标、埋石、边长测量、水平角观测、高程测量和野外验算。
第三章 空间大地控制网
1.GPS控制网等级:按精度分为A(建立国家一等大地控制网,进行全球性地球动力学研
究、地壳形变测量和卫星精密定轨测量;)、B(建立国家二等大地控制网,建立地方或城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工程测量)、C(建立三等大地控制网,以及区域、城市及工程测量的基本控制网等)、D(建立四等大地控制网)、E(测图、施工等控制测量)五级。
2.卫星定位连续运行基准站网(CORS)可依据管理形式、任务要求和应用范围,分为国
家基准站网、区域基准站网(采用网络RTK技术满足厘米级实时定位,其区域基准站布设间距不超过80km)、专业应用站网(布设间距一般在100~150km)。
3.基准站数据中心建设就考虑:安全性、可靠性、保密性、可恢复性。主要由基准站网管
理系统、数据处理分析系统和产品服务系统组成。产品可分为:位置服务、时间服务、气象服务、源数据服务。
4.GPS观测实施:1.基本技术要求;2.观测设备;3.观测方案;4.作业要求;5.数据下载与
存储;
5.GPS RTK测量过程包括:基准站选择和设置、流动站设置、中继站的设立。
6.网络RTK测量:单基站RTK技术(服务半径30km)、虚拟基站技术(VRS)、主副站
技术(MAC);后两种技术服务半径可达到40km。
第四章 常用坐标系及其转换
1.常用坐标系:大地坐标系(以参考椭球面为基准面,用大地经度L、纬度B和大地高H
表示地面点位置,是参心坐标系;)、地心坐标系:是以参考椭球为基准面,经度和大地坐标系一样,纬度以地心纬度。应满足四个条件)、空间直角坐标系(分参心系和地心系)、站心坐标系(站心直角坐标系、站心极坐标系);高斯直角坐标系(采用横切圆柱投影——高斯-克吕格投影的方法来建立平面直角坐标系统)。
2.不同大地坐标系的三维转换模型常用的有布尔沙模型(B模型,适用全球或较大范围)
和莫洛坚斯基模型(M模型,适用局部网)
3.球面坐标与平面坐标间的转换,我国统一采用高斯投影。
第5章 高程控制网
1.水准网的布设原则:由高级到低级,从整体到局部,逐级控制,逐级加密。国家高程控
制网主要指国家一、二、三、四等水准网。采用正常高系统,按照1985国家高程基准起算。青岛国家原点高程为72.260m。
2.水准测量误差来源:1.仪器误差(视准轴与水准器轴不平行的误差,水准标尺每米真长
误差,两根水准标尺零点差);2.外界因素引起的误差(温度变化对i角的影响,大气垂直折光影响,仪器和尺台升降的影响);3.观测误差(整平误差、照准误差、读数误差)
3.水准网平差:常用的方法是间接平差和条件平差。
第6章 重力控制网
1.重力控制网采用逐级控制方法,分国家重力基本网,国家一等重力网,国家二等重力点
三级。还有国家级重力仪标定基线。
2.重力控制测量目的:是建立国家重力基准和重力控制网。每个重力点都必须测定平面坐
标和高程。
第7章 似大地水准面精华
1.大地水准面也称为重力等位面,相当于地球让完全静止的海水所包围的一个曲面。大地
水准面是正高的起算面,地面点沿重力线到大地水准面的距离称为正高。
2.似大地水准面在海洋上同大地水准面一致,但在陆地上有差别,它是正常高的起算面,地面点沿重力线到似大地水准面的距离称为正常高。我国目前采用的法定高程系统就是正常高系统。
3.大地高是从地面点沿法线到参考椭球面的距离。参考椭球面与大地水准面之差称为大地
水准面差距,记为N,参考椭球面与似大地水准面之差称为高程异常,记为ζ。如果某一点的大地高为H,它的正高为h正高,正常高为h正常高,则有:H=N+h正高=ζ+h正常高。
第二篇 工程测量
第1章 工程测量概述
1.工程测量工作内容包括:工程控制网建立、工程地形图测绘、施工放样定位、竣工测量
以及工程变形测量。
2.工程测量发展主要体现在理论方法、技术手段和应用服务等方面;
3.工程施工建设阶段的测量工作主要分为施工测量和监理测量,施工测量主要内容为施工
控制网的建立和施工放样。整个过程需要遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的测量原则。
第2章 工程控制网建立
1.工程控制测量是为了工程建设而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称。工程控制
网按用途分为:测图控制网、施工控制网、变形监测网、安装控制网、精密工程控制网。
2.工程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用。
3.工程控制网的建立过程一般为:设计、选点埋石、观测和平差计算;
4.工程控制网的质量准则:精度准则、可靠性准则、灵敏度准则、费用准则;
5.工程控制网的布网原则:分级布网,逐级控制;要有足够的精度和可靠性;要有足够的点位密度;要有统一规格。
6.工程平面控制网建立主要方法:GPS定位,也可用三角测量、导线测量和交会测量等常
规方法。工程高程控制网测量主要采用水准测量、三角高程测量和GPS水准方法。
第3章 工程地形图测绘
1.按《工程测量规范》,地形图上地物点相对于邻近图根点的平面点位中误差,对于一般
地区不超过0.8mm(图上),地镇建筑区和工矿区不超过0.6mm;水域不超过1.5mm,对于隐蔽或施测困难的一般地区测图,可放宽50%;
2.地形图测绘过程:野外踏勘、技术设计、图根控制测量(平面:采用图根导线、图根三
角、交会和GPS RTK;高程:图根水准、图根三角高程测量;)、野外数据采集、内业成图、质量检查、成果验收等内容;
3.等高线是地面上高程相等的相邻点连成的闭合曲线,主要有首曲线;计曲线;间曲线;
助曲线;地形图上相邻两高程不同的等高线之间的高差称为等高距;
4.数字高程模型具有便于存储、更新、传播和计算机自动处理,具有多比例尺特性;
第4章 规划与市政工程测量
1.城镇规划测量主要包括定线测量、拨地测量(相对于邻近高级控制点的点位中误差不应
大于±0.05m)、规划监督测量等内容;
2.建设工程规划监督测量包括放线测量、验线测量、验收测量(包括:建筑物外部轮廓线
测量、主要角点距四至的距离测量和建筑物的高度测量。);
3.市政工程测量是指道路、桥梁、管线、地铁、轻轨、磁悬浮、市政管线等工程设计、施
工、竣工、运营各个阶段所进行的测量工作。按工作内容来分一般包括:控制测量、地形图测绘、中线测量、纵横断面测量等。
第5章 线路工程测量
1.线路工程放样主要任务是把图纸上设计线路的位置、形状、宽度和高度在施工现场标定
出来,作为线路施工的依据。
2.一般平面曲线是按“直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线”的顺序连接组成完整的线
形。
3.曲线测设方法有:极坐标法、坐标法、偏角法、切线支距法等。
4.线路设计阶段测绘工作包括:线路初测(线路平面控制测量、线路高程测量、地形测量)、线路定测(主要任务是准确地把纸上所定线路测设到实地上,并且结合现场的具体情况改善线路的位置。常用方法:穿线放线法、拨角放线法、GPS RTK法、全站仪极坐标法)、线路纵横断面的测绘、既有线路测量(偏角法、矢距法、全站仪极坐标法、GPS RTK法)
5.线路施工与竣工测量:线路复测、路基边坡放样、路基高程放样、线路竣工测量(中线
测量、高程测量、横断面测量)
6.地下管线探测分为:市政公用管线探测、厂区或住宅小区管线探测、施工场地管线探测、专用管线探测;
第6章 地下工程测量
1.地下工程分为:地下通道工程、地下建(构)筑物工程、地下采矿工程;其施工方法:
明挖法、暗挖法;
2.地下工程施工控制测量分为地面控制和地下控制两部分,另外还应将地面和地下两部分
联测,形成具有统一坐标和高程系统的控制网(采用导线或导线网进行地下平面控制测量,导线分:附合导线、闭合导线、方向附合导线、无定向导线、支导线及导线网)。地下工程的定线放样工作,是依据地下平面控制点和水准控制点,放样出施工中线和施
工腰线,给出开挖方向。地下高程控制测量可以采用水准测量和三角测量;
3.隧道与地铁工程控制测量分洞外控制测量(洞外平面控制测量、洞外高程控制测量)、洞内控制测量(洞内平面控制常用中线或导线两种方式、洞内高程测量采用水准测量或光电测距三角高程测量)
4.联系测量:通过平峒、斜井及竖井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下、使地
面与地下建立统一坐标系统。可采用导线测量、水准测量、三角高程测量完成。
第7章 施工与竣工测量
1.施工放样分平面放样(直角坐标法、极坐标法、距离交会法、角度交会法、角边交会法)
和高程放样(水准测量法、三角高程测量法、钢尺直接量取垂直距离)
2.施工测量分基础放样(放样基槽开挖边线、控制基础开挖深度、放样基层的施工高程和
放样基础模板的位置)上部结构放样、高层建筑放样、建筑放格网没设;
3.桥梁施工测量:桥轴线长度测量、平面控制测量、高程控制测量、桥址地形及纵断面测
量、墩台中心定位、墩台基础及其细部放样;
4.大坝施工测量:坝轴线的测设、坝身控制测量、清基开挖线的放样、坡脚线的放样、坝
体边坡线的放样及修坡桩的测设;
5.竣工测量:应提交的成果包括:竣工测量成果表、竣工总平面图、专业图、断面图、细
部点坐标和细部点高程明细表;
第8章 变形测量
1.变形测量特点:重复观测、精度高、需要综合应用多种测量方法、变形测量的数据处理
要求更加严密;
2.变形测量网点分:基准点、工作基点、变形观测点;
3.变形测量方法:常规大地测量方法、GPS方法、数字近景摄影测量方法、激光扫描方法、InSAR法(合成孔径雷达干涉测量)
4.变形测量内容:沉降测量、水平位移测量、倾斜测量、动态变形测量、地面形变测量;
第9章 精密工程测量
1.精密工程测量方法:精密测距、精密测角、精密高程测量、精密准直测量、精密垂直测
量;
第三篇 摄影测量与遥感
第1章 摄影测量与遥感概述
1.航空摄影测量测绘的地形图比例一般为:1:5万、1:1万、1:5000、1:2000、1:1000、1:500。
2.摄影测量经历了:模拟法、解析法、数字化三个发展阶段;
第2章 摄影测量基础
天文定位的基本问题是通过天体高度求天体船位线,按照天球和地理的对应关系,被测天体在观测时刻所对应的地理位置,即天体向地亡投影的地面点,称为星下点(s)o天体星下点的经度和纬度分别等于该天体在观测时刻的格林时角和赤纬,二者均可根据被测时间从航海天文历中查得。观测所得天体高度(h)的补角为天体顶距(z),即:z=90。-h观测时的测者必定位于以星点为中心,以天体顶距在地面所跨距离为半径的圆上,这个圆称为天文船位圆。观测两个不同的天体可得两个天文船位圆,两圆相交,靠近推算船位的交点就是天文船位。天体船位圆一般很大,对定位有用的仅是靠近推算船位的在实用上可视为直线的小弧段,称为 天文船位线。通常在晨昏蒙影时间内同时观测两个以上星体求得天体船位线相交点定位;或在白天间隔一定时I可观测太阳求得天文船位线,按照航向和航程移线相交定位。航海者常奖上午的太阳船位线移线与观测太阳中天高度求得的纬度线相交得出的中天天文船位.目前,航海学船舶定位基本上有三种方法:电子导航,地文导航,天文导航其中天文导航系统不需要其他地面设备的支持,所以是自主式导航系统。它不受人工或自然形成的电磁场的干扰,不向外辐射电磁波,隐蔽性好,定位、定向 的精度比较高,定位误差与定位时刻无关,它不但能实现全球定位,而且在其定位精度比较高的基础上,还具有在大洋航行中其它导航方法所到之处不具备的精确定向之独特优点。
四、天文导航的局限性及解决途径
以往我国大地测量成果主要采取纸张记录形式, 在数据及资料获取过程中需要投入大量人力物力, 查询保管难度系数较大, 另外数据及资料也很难得到及时更新。伴随着先进计算机技术的普及, 各种软硬件逐渐使用在大地测量成果保管工作中。大地测量成果信息纸张人工保管模式缓慢退出历史舞台, 首先出现简单的电子数据库管理方式, 接着结合GIS技术与空间技术, 形成全面高效的空间成果信息系统[1]。组建基于现代先进计算机技术的成果信息管理系统是非常有必要的, 不仅能够提升整体工作效率, 而且数据保管质量高。的煤田大地测量成果管理系统, 不仅必要迫切, 而且可能实现煤田大地测量成果的管理。
2大地测量成果管理类型
从以往累积的控制点类型, 可以初略划分为平面控制测量成果、水准测量成果、GPS控制测量成果、三角高程测量成果等。大地测量数据具有很强的空间特征, 从数据来源可分为3种:①原始观测值, 如方向、边长、高差、重力等[2]。②平差值, 如在原始观测值基础上经数据处理得到的坐标、高程等。③再生数据, 如用平面直角坐标转化得到的经、纬度等。而从数据表现形式可以区分为四种类型:①表格数据, 如各种坐标表、记录表等;②图形数据, 如控制网图、水准路线图、点之记等;③图像数据, 如点位照片等;④技术总结资料及文字说明等属性信息。大地测量成果信息管理系统能够充分涵盖以上数据特征, 运用先进科技手段进行统一集中化管理使用, 提供整体工作水平及质量, 优化管理系统的社会经济效益。
3大地测量成果信息管理系统目标及功能
3.1 具体目标
大地测量成果信息管理系统目标包涵以下几个内容: (全面结合大型数据库与地理信息开发组件, 使两者优势得到充分发挥, 避免大地测量成果信息管理系统中存在多种类型, 同时满足集成化管理要求。 (将GPS测量、水准测量、重力测量、三角测量这几个分散的数据资料全部纳入管理系统考虑范围内, 制定具有完整逻辑的使用方案, 继而构建集中、全面、高效的大地测量成果信息数据库[3]。 (借助先进计算机技术实现大地各项测量数据及资料的快速存储、浏览、查询及管理, 同时要求可以完整打印输出空间数据库中相应内容。
3.2 实际功能
大地测量成果信息管理系统组建成果信息管理体系时, 应该将其具体目标贯穿在整个设计工作中, 并积极使之成为可以具体应用的功能。在全面分析大地测量成果信息管理系统目标基础上, 其实际功能主要体现在以下几个方面:
3.2.1 数据资料管理功能
大地测量数据及资料的日常存储及管理是成果信息管理系统最基本的功能, 系统应该具备完整日志记录功能, 注意应具备理想安全性, 确保不会泄漏相关数据资料, 另外还应具备忠实用户登录软件操作功能[4]。工作人员能够借助成果信息管理系统迅速完成各项数据及资料的输入、整理, 可对原有数据及资料进行修改补充, 及时增加最新信息, 删除不必要信息并记录每次操作行为, 具备历史恢复功能。大地测量成果信息管理系统还应具备权限划分管理功能, 可根据工作人员或用户不同级别设置差异性权限分配, 系统管理者对工作人员及用户施行严格审批, 然后根据审批结果给予相应权限, 以确定用户所享有信息的大小和信息的类别。
3.2.2 数据资料使用服务功能
大地测量成果信息系统使用服务功能包括数据计算、分析统计、检索查询、成果输出等几个内容。计算功能主要指能够借助大地测量成果信息管理系统完成BLR、BLH、XYZ两两相互转换工作, 要求是应处于统一坐标条件下;统一参考框架情况时不同参考历元也可以进行相互转换;或者相同参考历元情况中参考框架进行相互转换[5]。分析统计功能主要体现在所有系统使用者能够不受时间、地点的限制, 及时获取所需成果数据资料, 分析成果使用情况及用户信息等, 可以通过数值统计等手段表现在图形、报表中。大地测量数据资料检索查询包括文本及图形两个方面, 信息划分条件为坐标、图幅、经纬度、路线、行政区、点名代码、点名等, 工作人员及用户可以设置相关条件来检索查询获得需要的相关信息。成果输出是指可以通过打印设备完整输入大地测量数据、文本、图形、报表等以满足实际工作需求。
4结束语
大地测量是一项非常重要的地理数据资料搜集方式, 包涵维护保护数据、区域地物数据、测量服务数据等内容。在信息化管理模式下, 能够规范数据存储并及时更新, 快速检索获得准确信息, 远程用户具备充足的查询平台, 充分发挥了数据的潜在职能, 使测绘成果更好的服务于人民。总而言之, 成果信息管理系统以其自身鲜明的优势推动我国大地测量领域迅速走上可持续发展道路, 节省人力物力资源, 提升整体工作效率, 相信在未来更多领域会给予该管理系统足够的重视。
摘要:伴随着我国经济水平的迅速提升, 大地测量领域寻觅到了新的发展契机, 传统管理模式已经无法满足该领域各项潜在需求。近几年时间以来, 各种先进计算机技术被广泛应用在其成果管理工作中, 本文综合分析大地测量数据特点及实际需求, 全面阐述测量成果信息管理系统的各项功能, 希望提升该系统的社会认知度。
关键词:大地测量成果,信息管理系统,探讨分析
参考文献
[1]陈声海, 车建仁.大地测量成果信息管理系统的研究与实现[J].山西建筑.2009.23 (12) .1064-1065.
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[4]高立成.动态大地测量数据处理若干问题的研究[J].科技风.2009.23 (22) .358-359.
<一> 二等精密水准测量
观测过程
1.熟悉观测的地形 观测水塔公园及北辰楼地带,一共有11个水准点,则有11个测段。每一测段往返测设偶数站按后前前后的顺序进行测量。
2.开始观测(1)置平仪器,使水准气泡居中不得超过1cm。(2)用望远镜照准后视水准标尺,上下丝分别照准标尺基本分划进行视距读书。视距读取四位,前四位估读,记下读数。然后,使用测微螺旋用锲行平分线精确照准标尺的基本分划,读取基本分划和测微分划的读数,接着将平分线照准标准尺的辅助分划,读取辅助分划和测微分划的读数,测微分划读数取至测微器最小分划。(3)旋转望远镜照准前视标尺再进行读数,记下读数,一测站完成,接着到下一测站,往测完成后按同样的方法进行反测。
注意的问题
1.水准仪观测时,仪器距前后视水准标尺的距离尽量相等,其差应小于规定的限差,且前后视标准尺与测站尽量位于一直线上。
2.在立尺的过程中应尽量使标尺的气泡居中,这是我们在观测过程中遇到的最大的问题,因此我们找来两根木棍来固定,否则基辅分划读数之差超过限差。
<二> 一级导线测量
观测过程
1.先按等级精度确定测回数,进行往返2个测回。
2.选择距离适中,通视良好,成像清晰的方向作为零方向,调焦消除视差后,照准零方向安置度盘。
3.对中整平,设置好全站仪里的相关要素,棱镜系数,温度,气压等
4.进行观测,先是盘左对准一棱镜方向,按下方向读数和距离读数,再顺时针照准另一方向,读下方向和距离,上半测回完成;然后顺时针换为盘右照准方向读数,下半测回完成,这样一测回就完成了,一测站上一共测两个测回数,完成一测站后再到下一测站,最后完成一闭合导线测量。
注意的问题
1.观测过程中水准气泡要居中,水准管气泡中心偏离不得超过一格
2.我们在观测的过程中发现测站之间的距离差有很大,应在15mm内,原因是棱镜的系数设置错误,经校正后在限差范围内。
<三> 实习体会
在实习的过程中我体会到了实习的艰辛,要有吃苦耐劳的精神,要不怕观测时所带来的腿酸,要不怕观测是的雨打日晒,同时在测量中要一丝不苟,做到百分之百的集中,具有严谨而又认真的态度,尊重客观事实,坚决不能半途而废,在艰苦的过程中还深深地体会到了我们测量工作人员的艰辛,不怕劳累的精神。虽然过程曲折,但是我们也快乐着,学习到了很多的知识,不仅仅是队课本知识的回顾和温习,还有增进了与同学的交流,懂得了团结的重要性,只有相互配合,团
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