国家平面控制网的建立.ppt
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1、第五章 大地测量基本技术与方法 国家平面控制网的建立 大地测量仪器及精密角度测量 导线测量成果预处理 国家高程控制网的建立 精密水准仪精及密水准测量 重力测量(天文测量简介) 大地测量数据处理的数学模型 上一讲应掌握的内容 1、垂线偏差改正 垂线偏差对水平方向的影响 2、标高差改正 由照准点高度而引起的改正 3、截面差改正 将法截弧方向化为大地线 方向应加的改正 上一讲应掌握的内容 4、空间边长(电磁波测距)归算至椭球面的改正 为了保证S的计算精度不低于10-6级,当D10km时,高差h=( H2-H1)的精度必须达0. 1m;当D10km时,其精度必达1m 。大地高H本身可须达5m,而曲率半
2、径RA达5 5km即可。 上式的简化公式: 当范围不,可以用球代替椭球;球半径采用地球平均半径 上一讲应掌握的内容 5、椭球面三角形的解算 当三角形的边长小于240km时,就可把椭球面三角形当 球面三角形来解算。两者对应的边长相等,对应角之差小 于0.001 勒让德定理:对于较小的球面三角形,可用平面三角公 式来解算,只需使三个平面角等于相应的球面角减去三分 之一的球面角超,而边长保持不变。 6、球面角超的计算 球面角超的计算 球面角超的定义: (不能用来计算) 球面角超计算公式: F为平面三角形面积: 化算平面角需要球面角超,而球面角超的计算又需要平面 角,因此直接用球面角计算球面角超就带有
3、误差。 当边长不大于90km时,这种误差小于0.0005,故可直接 用球面角代替平面角计算球面角超 第五章 国家平面控制网的建立 建立平面大地控制网的方法 建立国家平面大地控制网的基本原则 国家平面大地控制网的布设方案 利用现代测量技术建立国家大地测量控制网 国家平面大地控制网的布设 一、建立国家平面大地控制网的方法 (一)常规规大地测测量法 1.三角测测量法 1)网形 三角测量的优点是:图形简 单,结构强,几何条件多, 便于检核,网的精度较高。 不足之处是:在平原地区或 隐蔽地区易受障碍物的影响 ,布设困难,增加了建标费 用;推算而得的边长精度不 均匀,距起始边越远边长精 度越低。 1.三角
4、测测量法 1)网形 2)坐标计算原理:正弦定理 3)三角网的元素: 起算元素:已知的坐标、边长和已知的方位 角,也称起算数据。 观测元素:三角网中观测的所有方向(或角 度)。 推算元素:由起算元素和观测元素的平差值 推算的三角网中其他边长、坐标方位角和各点 的坐标。 2.导线测量法 导线测量的优点:故布设灵活,在隐蔽地区容易克服地形 障碍;导线测量只要求相邻两点通视,故可降低觇标高度 ,造标费用少,且便于组织观测;网内边长直接测量,边 长精度均匀。 导线测量的缺点:导线结构简单,没有三角网那样多的检 核条件,有时不易发现观测中的粗差,可靠性不高。 导线网 导线网的形状由多边形或多结点组成,测定
5、网的所 有边长和角度。需要一个起始点坐标和起始方位角或已 知两点以上的坐标。对网形要求较低。 3.三边测量及边角同测法 三边网 测定网的所有边长,推算控制点坐标。需要一个起始 点坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标。对网形有要 求,如三边网构成的三角形内角在30 150 之间。 边角网 测定网的所有边长和角度,或部分边长与角度,推 算控制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或已 知两点以上的坐标。对网形要求较宽松。 边角全测网的精度最高,相 应工作量也较大。故在建立 高精度的专用控制网(如精 密的形变监测网)或不能选 择良好布设图形的地区可采 用此法而获得较高的精度。 (二)天文测量法 天文
6、测量法是在地面点上架设仪器,通过观测 天体(主要是恒星)并记录观测瞬间的时刻,来 确定地面点的地理位置,即天文经度、天文纬 度和该点至另一点的天文方位角。 优点:各点彼此独立观测,也勿需点间通视, 测量误差不会积累。 缺点:精度不高,受天气影响大。 用途:在每隔一定距离的三角点上观测天文来 推求大地方位角,控制水平角观测误差积累对 推算方位角的影响。 (三)现代定位新技术简介 1、GPS测量 全球定位系统是由一系列卫星组成的,它们全天 候地提供高精度的世界范围的定位和导航信息。 准确地说,它是由2 4颗沿距地球20000多公里高 度的轨道运行的GPS卫星组成,不停地发送回精 确的时间和它们的位
7、置信息。GPS接收器同时收 收412颗卫星的信号,从而判断地面上或接近地 面的物体的位置,还有它们的移动速度和方向等 。 GPS接收机利用GPS卫星发送的信号得知某时刻 卫星在太空中的位置,并根据无线电波传送的时 间信息来计算GPS接收机与它们间的距离,然后 GPS接收机就可以用三角学原理算出自己的位置 。 GPS控制网 异步环 同步环 同步环 同步环 同步环 GPS控制网的形状由多个边连结的多边形组成, 测定构网所需的GPS基线向量。需要几台接收机 同步观测。至少需要一个起始点的三维空间坐标 。对网形没有要求。 (三)现代定位新技术简介 2.甚长基线干涉测量系统(VLBI) 甚长基线干涉测量
8、系统是在甚长基线的两端(相距 几千公里),用射电望远镜,接收银河系或银河系 以外的类星体发出的无线电辐射信号,通过信号 对比,根据干涉原理,直接测定基线长度和方向 的一种空间技术。 长度的相对精度可优于10-6,对测定射电源的空间 位置,可达0.001,由于其定位的精度高,可在 研究地球的极移、地球自转速率的短周期变化、 地球固体潮、大地板块运动的相对速率和方向中 得到广泛的应用。 (三)现代定位新技术简介 3.惯性测量系统(INS) 惯性测量是利用惯性力学基本原理,在相距较远的两点之间 ,对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一 个已知点到另一个待定点的加速度,分别沿三个正交的坐
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