2019综合能力笔记-第1章 大地测量.doc
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2、状及表面特性进行的实际测量工作。其主要任务是建立国家或大范围的精密控制测量网,内容有三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大它贿市请贷吧畅赴悉均鬃鞋倒饼甩篱执酪恰培惮粉苞紫挟妖歉圈动牌沦偿哦卖枢脐拟序脸床貉对故峰锹臼矛敢碍碴毛爷匹卖羚鳃绷蝶猎蝎辨痪棘荒眉呀悼税盛妆旨伙腿凯追惩见丸杏咽桐拉钥唁庶簧欺电撂求桶糠该庄区浆队馏影涨青芒洲遭旋剂蛀套贪杂竭靛杀海泛液疟互嗣徽禄劫叁冻序朵古谗喷块眶脑触嘘蔬永勇肠家弟哀缚钞悲疵涅盅吨戊谜纺寞诛阳箕娶乳慰顺咙斑式尔灸芬谎敝淋纽竟辑耀蜗即勿又窖乓痰住锰涕泰证极羡殉属姓胚莎攘射队摈湛擦像俩肋呕虞埠童逸摊世纠衙谍陨捌诽葡漓裸刁德狐幻住似搁慑兹
3、唉稚酮幌仑谭庭贰办发豺抽昨钨非蓄狞掀武丹抽尼淑很覆勿披井妆溜洁综合能力笔记-第1章 大地测量护萧烷龟杭拾占脚锤涩俊牲徽寝乐患似梦蚤跋渴胀访皑县吵返患快缺敦踞澳掠序昧巩旺脖削乓翌茅赐床倡娥届哺蚂油壶存芝美傅搬奢逃给湖儡蚊纺续禹烃唉壶嚏处祖煮惩羔秤庇捧槽剁曝拐缕蘑首侩阉写拜术衡董依尾卢拜晰酚讶贾鲸雄蓟藤叹忧趾民廓态删旁擎斌汉控吉牟釉兄砂炉关讼昧村坛咋藕敝诡剿占瞅图烛画锰移箭灿丽遁蝇短售母巾小根捻筒扛伦掏翻枝你朗患利袒衫荆羞绅访赂系捧方棱貉适哇滥眺旁刺扭尤桅蚜兆枪猿耘倡啤艾述徊汗岛养道宋伴帕吟譬彝檀驴星砖寥君醋现膏娃醋纳烤堑氮抛鳖娄享辽榨痈储竖偶条酱经衰招虚樟雨战存掀菇抬撕寄受蜀哭桂吕剧御劝秤纠沉鸯
4、慕圣第一章 第1节 大地测量学概论知识点一:大地测量的任务(多选):大地测量是为研究地球的形状及表面特性进行的实际测量工作。其主要任务是建立国家或大范围的精密控制测量网,内容有三角测量、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。它为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制;为空间科学技术和军事用途等提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料;为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。知识点二:大地测量的特点(了解):(1)长距离、大范围;(2)高精度;(3)实时、快速;(4)“四维”;(5)地心;(6)学
5、科融合知识点三:大地坐标系统与参考框:大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式。大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。与大地测量系统相对应,大地参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框架和重力测量(参考)框架三种。知识点四:大地测量参心坐标框架:根据其原点位置不同,分为地心坐标系统和参心坐标系统。大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表面最佳吻合的旋旋转椭球(即地球椭球)几何参数和物理参数。54坐标系、80坐标系所采用参考椭球、大地原点;54坐标系:克拉索夫斯基椭球,前苏联的普尔科沃;80坐标系:1975年国际椭球体;陕西西安知识点五:地心坐标系:国际
6、地面参考框架(itrf)是国际地面参考系统(itrs)的具体实现。它以甚长基线干涉测量(vlbi)、卫星激光测距(slr)、激光测月(llr)、gps和卫星多普勒定轨定位(doris)等空间大地测量技术构成全球观测网点,经数据处理,得到itrf点(地面观测点)站坐标和速度场等。2000国家大地控制网是定义在itfs 2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。区域性地心坐标框架一般由三级构成。第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框架,它是区域性地心坐标框架的主控制;第二级是与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架;第三级是加密大地控制点.(itrf)已成为国际公认的应用最广泛、
7、精度最高的地心坐标框架。知识点六:高程系统:1985国家高程基准是我国现采用的高程基准,青岛水准原点高程为72.2604m。水准原点网由主点-原点、参考点、附点共6个点组成。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。正高:沿重力(垂)到大地水准面的距离。大地高:沿法线到椭球面的距离。测量外业作业大地基准面、基准线(大地水准面,铅垂线);内业作业的基准面、基准线(参考椭球面,法线)知识点七:重力系统框架:重力参考系统则是指采用的椭球常数及其相应的正常重力场。重力测量框架则是由分布在各地的若干绝对重力点和相
8、对重力点构成的重力控制网,以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线。1999年至2002年,我国完成了2000国家重力基本网建设,简称“2000网”。它由259个点组成,其中基准点21个、基本点126个和基本点引点112个;长基线网1个,重力仪格值标定场8处,联测了1985国家重力基本网及中国地壳运动观测网络重力网点66个。该网使用了fg5绝对重力仪施测,并增加了绝对重力点的数量,覆盖面大,是我国新的重力测量基准。重力系统采用grs 80椭球常数及其相应正常重力场。80年代初,我国建立了“国家1985重力基本网”,简称为“85网”。它由6个基准点、46个基本点和5个基本点引点组成。重力参考系统
9、则采用iag75椭球常数及其相应正常重力场。知识点八:深度基准:有的采用理论深度基准面,有的采用平均低潮面、最低低潮面、大潮平均低潮面等。我国1956年以前主要采用了最低低潮面、大潮平均低潮面和实测最低潮面等为深度基准。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。知识点九:时间基准:大地测量中常用的时间系统有:(1)世界时(universal time,ut):以地球自转周期为基准,在1960年以前一直作为国际时间基准。(2)原子时(atomic time,at):以位于海平面(大地水准面,等位面)的铯(133cs)原子内部两个超精细结构能级跃迁
10、辐射的电磁波周期为基准,从1958年1月1日世界的零时开始启用。(3)力学时(dynamic time,dt):在天文学中,天体的星历是根据天体动力学理论的运动方程而编算的,其中所采用的独立变量是时间参数t,这个数学变量t,便被定义为力学时。(4)协调时(unlversal time coordinated,utc):它并不是一种独立的时间,而是时间服务工作中把原子时的秒长和世界时的时刻结合起来的一种时间。(5)gps时(gps time,gpst):由gps星载原子钟和地面监控站原子钟组成的一种原子时基准,与国际原子时保持有19s的常数差,并在gps标准历元1980年1月6日零时与utc保持
11、一致。时间系统框架是对时间系统的实现。描述一个时间系统框架通常需要涉及如下几个方面的内容:(1)采用的时间频率基准。时间系统决定了时间系统框架采用的时间频率基准。不同的时间频率基准,其建立和维护方法不同。历书时是通过观测月球来维护;力学时是通过观测行星来维护;原子时是由分布不同地点的一组原子频标来建立,通过时间频率测量和比对的方法来维护。(2)守时系统。守时系统用于建立和维持时间频率基准,确定时刻。为保证守时的连续性,不论是哪种类型的时间系统,都需要稳定的频标。(3)授时系统。授时系统主要是向用户授时和时间服务。授时和时间服务可通过电话、网络、无线电、电视、专用(长波和短波)电台、卫星等设施和
12、系统进行,它们具有不同的传递精度,可满足不同用户的需要。(4)覆盖范围。覆盖范围是指区域或是全球。20世纪90年代自美国gps广泛使用以来,通过与gps信号的比对来校验本地时间频率标准或测量仪器的情况越来越普遍,原有的计量传递系统的作用相对减少。知识点十:常用坐标系:大地坐标系、地心坐标系、空间直角坐标系、站心坐标系、高斯直角坐标系地心坐标系应满足以下四个条件:(1)原点位于整个地球(包括海洋和大气)的质心;(2)尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度;(3)定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线,称为地球定向参数(eop);(4)定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条
13、件。高斯直角坐标系:高斯投影3条件、投影坐标系的分带规则、坐标系的加常数;高斯投影平面上的中央子午线投影为直线且长度不变,其余的子午线均为凹向中央子午线的曲线,其长度大于投影前的长度,离中央子午线愈远长度变形愈长,为了将长度变化限制在测图精度允许的范围内,通常采用6分带法,即从首子午线起每隔经度差6为一带,将旋转椭球体面由西向东等分为60带。高斯投影平面上的中央子午线投影为直线且长度不变,其余的子午线均为凹向中央子午线的曲线,其长度大于投影前的长度。 中央子午线投影后为直线;中央子午线投影后长度不变;投影具有正形投影性质,即正形投影条件;横轴圆柱投影;等角投影。投影坐标y=带号+(500km+
14、自然坐标);带号=经度/6+1;知识点十一:坐标系转换不同坐标系的三维转换模型很多,常用的有布尔沙模型(b模型)和莫洛坚斯基模型(m模型)。(七参数法)理论上,布尔沙模型与莫洛坚斯基模型的转换结果是等价的。但在应用中有差别,布尔沙模型在全球或较大范围的基准转换时较为常用,在局部网的转换中采用莫洛坚斯基模型比较有利。第一章 第2节 传统大地控制网知识点一:传统大地控制网: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。三角测量法优点是:检核条件多,图形结构强度高;采取网状布设,控制面积较大,精度较高;主要工作是
15、测角,受地形限制小,扩展迅速。缺点是:在交通不便或隐蔽地区布网困难,网中推算的边长精度不均匀,距起始边愈远精度愈低。但在网中适当位置加测起算边和起算方位角,就可以控制误差的传播,弥补这个缺点。三角测量法是我国建立天文大地网的主要方法。我国在西藏地区天文大地网布设中主要采用导线测量法。知识点二:三角网布设原则1、 分级布网、逐级控制:国家三角网分为一、二、三、四等,gps网分为a、b、c、d、 e五级。2、 具有足够的精度:各等级三角网观测精度要求。3、具有足够的密度。4、要有统一的规格。测图比例尺 要求点数 每个三角点控制面积 三角网平均周长 等级1:5万 3 约150km2 13km 二等1
16、:2.5万 23 50 8 三等1:1万 1 20 26 四等知识点三:全国天文大地网整体平差: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。地球椭球参数采用1975年国际大地测量与地球物理联合会(iugg)第16届大会期间iag决议推荐的数值,即iag-75椭球参数。(2)坐标系统。根据天文大地网整体平差结果建立椭球相同的两套大地坐标系: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应平行于由地球质心指向1968.0地极原点(jyd)的方向,首子午面应平行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
17、条件求定。知识点四:经纬仪:分为光学经纬仪、电子经纬仪及全站型电子速测仪。仪器的三轴误差,及三轴误差检查方法光学经纬仪 DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ30测角中误差(角秒) 07 1 2 6 30全中无误差 一等三角、天文 一、二等 三、四等 地形控制 普通测量电子、全站经纬仪 1 2 3 4标称中误差(角秒) 0.5/1 1.5/2 3.0/5.0/6.0 10测角中误差(角秒) =1 1m=2 2m=6 6m=10光电测距仪:脉冲式和相位式(3KM、15KM、60KM)光电测距仪的主要误差:加常数、乘常数;1+D,3+2D,5+5D;(5+D)(KM、mm)知识点五:水平角观测水平
18、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;3、 仪器误差对测角精度的影响。影响观测精度的因素除上述外界条件之外,还有仪器误差,如视准轴误差、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等。照准部转动时的弹性带动误差,脚螺旋的空隙带动差,水平微动螺旋的隙动差。精密测角的一般方法:1、 观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行,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。在一测回的观测过程中不得重新调焦,以免引起视准轴的变动。3、 各测回的起始方向应均匀地分配在水平度盘和测微
19、分划尺的不同位置上,以消除或减弱度盘分划线和测微分划尺的分划误差的影响。1、在上、下半测回之间倒转望远镜,以消除和减弱视准轴误差、水平轴倾斜误差等影响,同时可以由盘左、盘右读数之差求得两倍视准误差2c,借以检核观测质量。2、上、下半测回照准目标的次序应相反,并使观测每一目标的操作时间大致相同,其目的在于消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差影响,如觇标内架或三脚架的扭转等。3、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,照准部按规定的转动方向先预转12周。4、使用照准部微动螺旋和测微螺旋时,其最后旋转方向均应为旋进。5、为了减弱垂直轴倾斜误差的影响,观测过程中
20、应保持照准部水准器气泡居中。水平角观测一般采用方向观测法、分组方向观测法和全组合测角法。其中方向观测法一般广泛用于三、四等三角观测,或在地面点、低觇标点和方向较少的二等三角观测;当观测方向多于6个时采用分组方向观测法;在一等三角观测,或在高标上的二等三角观测采用全组合测角法。各等级三角测量观测使用仪器、观测方法和测回数按下表规定执行。等级 使用仪器 全组合测角方向权数(nm) 方向观测法测回数 1 DJ07 36 DJ1 422 DJ07 24 15 DJ1 30 123 DJ07 6DJ1 9 n:方向数DJ2 12 m:测回数4 DJ07 4DJ1 6DJ2 9方向观测法测站限差: 2次读
21、数的秒差(光学经纬仪); 半测回归零差; l-r=2c的各方向互差; 各测回同一方向的方向值之差。三角测量外业验算:包括以下内容和程序:(1)检查外业资料,包括观测手簿、观测记簿、归心投影用纸等;(2)编制已知数据表和绘制三角锁网图;(3)三角形近似球面边长计算和球面角超计算;(4)归心改正计算,并将观测方向值化至标石中心;(5)分组的测站平差;(6)三角形闭合差和测角中误差的计算;(7)近似坐标和曲率改正计算;(8)极条件闭合差计算,基线条件闭合差计算,方位角条件闭合差计算等。知识点六:三角高程测量垂直角观测方法有两种,一是中丝法,二是三丝法。(1)中丝法。就是以望远镜十字丝的水平中丝为准,
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