大地測量學(xué)知識點(diǎn)

1、大地測量學(xué)的定義：大地測量學(xué)是為人類活動(dòng)提供空間信息的科學(xué)，著重研究地球的幾何特征（形狀和大小）和基本物理特性（重力場）及其變化。性質(zhì)：地球科學(xué)的一個(gè)分支，是一門地球信息科學(xué)，既是基礎(chǔ)科學(xué)，又是應(yīng)用科學(xué)。大地測量學(xué)的地位和作用1. 國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)先行性的重要保證。2.在防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)及環(huán)境保護(hù)、監(jiān)測、評價(jià)中的作用3.是發(fā)展空間技術(shù)和國防建設(shè)的重要保障4.在當(dāng)代地球科學(xué)研究中有重要地位5.是測繪科學(xué)的各分支學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)，極大地影響著測繪科學(xué)的發(fā)展。歲差：地球繞地軸旋轉(zhuǎn)，可以看做巨大的陀螺旋轉(zhuǎn)，由于日、月等天體的影響，類似于旋轉(zhuǎn)陀螺在重力場中的進(jìn)動(dòng)，地球的旋轉(zhuǎn)軸在空間圍繞黃極發(fā)生緩

2、慢旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)倒圓錐體，其錐角等于黃赤交角=23.5度，旋轉(zhuǎn)周期為26000年，這種運(yùn)動(dòng)稱為歲差。章動(dòng)：月球繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道稱為白道，由于白道對黃道約有5度的傾斜，這使得月球引力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小和方向不斷變化，從而導(dǎo)致地球旋轉(zhuǎn)軸在歲差的基礎(chǔ)上疊加18.6年的短周期圓周運(yùn)動(dòng)，振幅為9.21秒，這種現(xiàn)象稱為章動(dòng)。極移：地球自轉(zhuǎn)軸相對于地球體自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相對位置變化，從而導(dǎo)致極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時(shí)間而變化，簡稱極移。恒星時(shí)：以春分點(diǎn)為參考點(diǎn)，由它的周日視運(yùn)動(dòng)所確定的時(shí)間稱為恒星時(shí)。世界時(shí)：以格林尼治子午夜起算的平太陽時(shí)稱為世界時(shí)UT。原子時(shí)：以原子諧振信號周期為標(biāo)準(zhǔn)，并對它進(jìn)行連續(xù)計(jì)數(shù)的時(shí)標(biāo)

3、。原子時(shí)的基本單位是原子時(shí)秒。協(xié)調(diào)世界時(shí)：以原子時(shí)秒長為計(jì)量單位、在時(shí)刻上與平太陽時(shí)之差小于0.9秒的時(shí)間系統(tǒng)。大地測量參考系統(tǒng)坐標(biāo)參考系統(tǒng)：天球坐標(biāo)系 地球坐標(biāo)系點(diǎn)的坐標(biāo)：可用（x,y,z）表示，也可用（L，B，H）表示。天球坐標(biāo)系:用于研究天體和人造衛(wèi)星的定位與運(yùn)動(dòng)。地球坐標(biāo)系：用于研究地球上物體的定位與運(yùn)動(dòng)，是以旋轉(zhuǎn)橢球?yàn)閰⒄阵w建立的坐標(biāo)系統(tǒng)，分為大地坐標(biāo)系和空間直角坐標(biāo)系兩種形式.大地測量的參考框架：是大地測量參考系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，是通過大地測量手段確定的固定在地面上的控制網(wǎng)(點(diǎn))所構(gòu)建的。坐標(biāo)參考框架：國家平面控制網(wǎng)，GPS網(wǎng)高程參考框架:國家高程控制網(wǎng)（水準(zhǔn)網(wǎng)重力參考框架：國家重力基

4、本（控制）網(wǎng)橢球定位：確定橢球中心的位置?？梢苑譃閮深?局部定位和地心定位。局部定位：橢球面與大地水準(zhǔn)面局部最佳符合。地心定位：橢球面與大地水準(zhǔn)面全球最佳符合。橢球中心與地 球質(zhì)心一致或最為接近。橢球定向：確定旋轉(zhuǎn)軸和起始子午面的方向。 a.橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸； b.大地起始子午面平行于天文起始子午面。參考橢球：具有確定參數(shù)（長半軸a,扁率),經(jīng)過局部定位和定向,同某地區(qū)大地水準(zhǔn)面最佳擬合的地球橢球?？偟厍驒E球：具有確定參數(shù)（a,),經(jīng)過地心定位和定向，與全球大地水準(zhǔn)面最為密合的地球橢球。慣性坐標(biāo)系（CIS）:在空間不動(dòng)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。協(xié)議慣性坐標(biāo)系：這種理想的坐標(biāo)系在實(shí)際應(yīng)用

5、中是難以建立的，通常根據(jù)統(tǒng)一的約定建立近似的慣性坐標(biāo)系，稱為協(xié)議慣性坐標(biāo)系。協(xié)議天球坐標(biāo)系：以某一約定時(shí)刻t0作為參考?xì)v元，把該時(shí)刻對應(yīng)的瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸經(jīng)歲差和章動(dòng)改正后的指向作為Z軸，以對應(yīng)的春分點(diǎn)為X軸的指向點(diǎn)，以XOZ的垂直方向?yàn)閅軸方向建立天球坐標(biāo)系。是一種近似的慣性坐標(biāo)系。瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系：以某一瞬時(shí)平天球赤道和對應(yīng)的春分點(diǎn)為依據(jù)。瞬時(shí)真天球坐標(biāo)系：以某一瞬時(shí)北天極和對應(yīng)的真春分點(diǎn)為依據(jù)。協(xié)議天球坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系：二者的差異是由于歲差引起的，可經(jīng)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到瞬時(shí)真天球坐標(biāo)系:二者的差異是由于章動(dòng)引起的，可經(jīng)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。瞬時(shí)地球坐標(biāo)系

6、：以地球瞬時(shí)極為Z軸指向點(diǎn)的地球坐標(biāo)系。協(xié)議地球坐標(biāo)系與瞬時(shí)地球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換：二者之間的差異是由于極移引起的：協(xié)議地球坐標(biāo)系與協(xié)議天球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換：可借助于瞬時(shí)地球坐標(biāo)系與瞬時(shí)天球坐標(biāo)系的指向相同來完成。建立參心坐標(biāo)系的工作：a.確定橢球的幾何參數(shù)（長半徑a和扁率）b.橢球定位：確定橢球中心的位置c.橢球定向：確定橢球短軸的指向d.建立大地原點(diǎn) 一點(diǎn)定位：令大地原點(diǎn)的橢球法線與鉛垂線重合，橢球面和大地水準(zhǔn)面相切。多點(diǎn)定位：在全國范圍內(nèi)觀測許多點(diǎn)的天文經(jīng)度，天文緯度 ，天文方位角（這樣的點(diǎn)稱為拉普拉斯點(diǎn)）。利用這些觀測成果和已有的橢球參數(shù)，按照廣義弧度測量方程，根據(jù)使橢球面與當(dāng)?shù)卮蟮厮疁?zhǔn)

7、面最佳擬合條件N2=min（或2=min），采用最小二乘原理，求出橢球定位參數(shù)X0,Y0，Z0，旋轉(zhuǎn)參數(shù)X，y，Z，橢球幾何參數(shù)的改正數(shù)a，（a新=a舊+ a，新=舊+.）以及根據(jù)下式求得大地原點(diǎn)的垂線偏差分量新,新，N新。這樣利用新的大地原點(diǎn)數(shù)據(jù)和新的橢球參數(shù)進(jìn)行新的定位和定向，從而建立新的參心坐標(biāo)系。求出大地原點(diǎn)新的大地起算數(shù)據(jù)： 在地面上選定某一適宜的點(diǎn)K作為大地原點(diǎn)，觀測其天文經(jīng)度K，天文緯度K，正高HK，至某相鄰點(diǎn)的天文方位角K，然后再換算成大地經(jīng)度LK，大地緯度BK，大地方位角AK，大地高HK。LK，BK，AK稱為大地起算數(shù)據(jù)，大地原點(diǎn)又稱大地起算點(diǎn)。一定的參考橢球和一定的大地起算

8、數(shù)據(jù)確定了一定的坐標(biāo)系。1954年北京坐標(biāo)系（BJ54舊） a、采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，通過與前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系聯(lián)測而建立的坐標(biāo)系。大地原點(diǎn)在前蘇聯(lián)的普爾科沃。1980年國家大地坐標(biāo)系（GDZ80）西安坐標(biāo)系 a 采用1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會(huì)（IUGG）推薦的4個(gè)地球橢球參數(shù)：長半徑a，地心引力常數(shù)GM，地球二階帶球諧系數(shù)J2，地球自轉(zhuǎn)速度。 大地原點(diǎn)在我國陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)地心坐標(biāo)系： 地心空間直角坐標(biāo)系：原點(diǎn)與地球質(zhì)心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向格林尼治平均子午面與地球赤道交點(diǎn)，Y軸垂直于XOZ平面。 地心大地坐標(biāo)系：橢球中心與地球質(zhì)心重合，橢球面與大地水準(zhǔn)面最為密

9、合，短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合.點(diǎn)的坐標(biāo)為大地經(jīng)度L，大地緯度B，大地高H. WGS84世界大地坐標(biāo)系：原點(diǎn)與地球質(zhì)心重合，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地極CIP方向，X軸指向BIH1984. 0零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。GPS衛(wèi)星廣播星歷的坐標(biāo)參考基準(zhǔn)，四個(gè)基本參數(shù)為: a=6378137m；GM=3986005×108m3/s2；C2.0=1.08263×10-3；=7.292115×10-5rad/s國際地球參考系統(tǒng)（ITRS）是一種協(xié)議地球參考系統(tǒng)，它的定義為： A)原點(diǎn)為地心，是包括海洋和大氣在內(nèi)的地球質(zhì)心； B)長度

10、單位為米m，在廣義相對論框架下定義； C)Z軸從地心指向BIH1984.0定義的協(xié)議地極CTP； D)X軸從地心指向格林尼治平均子午面與CTP赤道的交點(diǎn)； E)Y軸與XOZ平面垂直，構(gòu)成右手坐標(biāo)系；F)時(shí)間演變基準(zhǔn)是使用滿足無整體旋轉(zhuǎn)條件的板塊運(yùn)動(dòng)模型，用于描述地球哥塊體隨時(shí)間的變化。國際地球參考框架（ITRF）：是國際地球參考系統(tǒng)（ITRS）的具體實(shí)現(xiàn)。是通過ITRS分布全球的跟蹤站的坐標(biāo)和速度場來維持并提供用戶使用的。站心坐標(biāo)系：以測站為原點(diǎn)，測站上的法線（或垂線）為Z軸方向，X軸方向指向子午線的北方向，Y軸垂直平面XOZ并指向東。垂線站心直角坐標(biāo)系：以測站P為原點(diǎn)，P點(diǎn)的垂線為z軸(指向

11、天頂為正),子午線方向?yàn)閤軸(向北為正)，y軸與x，z軸垂直(向東為正)構(gòu)成左手坐標(biāo)系。這種坐標(biāo)系稱為 垂線站心直角坐標(biāo)系，或稱為站心天文坐標(biāo)系。法線站心直角坐標(biāo)系：以測站P點(diǎn)為原點(diǎn)， P點(diǎn)的法線方向?yàn)閦軸(指向天頂為正)，子午線北方向?yàn)閤抽，y軸與x,z軸垂直，構(gòu)成左手坐標(biāo)系。歐勒角：兩個(gè)直角坐標(biāo)系進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)角。歐勒角圖示空間直角坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的關(guān)系站心直角坐標(biāo)系與空間大地直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系將站心坐標(biāo)軸 xyz 變換成與空間坐標(biāo)系的指向一致，需要如下幾步：(1). y 坐標(biāo)軸反向；(2). 繞y軸900-；(3). 繞z軸旋轉(zhuǎn)180º-。不同空間直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)求法：轉(zhuǎn)

12、換參數(shù)x0、y0、 z0、（3個(gè)平移參數(shù)）x、 y、 z、（三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)）m（尺度變化參數(shù)）的計(jì)算：為了求得這七個(gè)參數(shù)，至少要有3個(gè)公共點(diǎn)，當(dāng)多于3個(gè)公共點(diǎn)時(shí)可按最小二乘法求的七個(gè)參數(shù)的最或然值。重力位函數(shù)是標(biāo)函數(shù)，重力是引力和離心力的合力，則重力位就是引力位V和離心力位Q之和：WVQ或把重力位寫成：重力等位面特點(diǎn)：重力位不平行，不相交也不相切。正常橢球：大地水準(zhǔn)面的規(guī)則形狀。正常橢球面是一個(gè)正常水準(zhǔn)面，所以正常橢球又稱水準(zhǔn)橢球總地球橢球：與大地體最為密合的正常橢球。參考橢球：大小與定位定向最接近于本國或本地區(qū)的地球橢球參考橢球：具有一定幾何參數(shù)、定位及定向的用以代表某一地區(qū)大地水準(zhǔn)面的地球橢

13、球叫做參考橢球。地面上一切觀測元素都應(yīng)歸算到參考橢球面上，并在這個(gè)面上進(jìn)行計(jì)算。正高: 以大地水準(zhǔn)面為參考面正常高: 以似大地水準(zhǔn)為參考面正高系統(tǒng)：以大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)面，地面點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。它不隨路線不同而異。正常高系統(tǒng)：78頁正常高計(jì)算公式的各項(xiàng)代表含義：高程基準(zhǔn)面：就是地面點(diǎn)高程的統(tǒng)一起算面，由于大地水準(zhǔn)面所形成的體形大地體是與整個(gè)地球最為接近的體形，因此通常采用大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面。我國的高程系統(tǒng)： 1) 1956年黃海高程系統(tǒng) 采用1950至1956年7月的潮汐資料推求的平均海水面 2) 1985國家高程系統(tǒng) 采用1950至1979年的潮汐資料推求的平均海水面。從

14、1988年1月1日啟用。 “1956年黃海高程系統(tǒng)”與“1985年黃海高程系統(tǒng)” 相差2.9厘米的固定常數(shù)。H85=H56-0.029m 垂線偏差：地面一點(diǎn)上重力向量g和相應(yīng)橢球面上的法線向量n之間的夾角。用 表示，子午（南北）分量為 ，卯酉（東西）分量為。垂線偏差形成過程課本85頁測定垂線偏差的基本方法：1、天文大地測量方法 2、GPS測量方法 3、重力測量方法 4、天文重力測量方法測定大地水準(zhǔn)面差距方法：1、地球重力場模型法2、斯托克司方法3、衛(wèi)星無線電測高方法4、GPS高程模擬法5、最小二乘配置法天文大地測量方法確定地球形狀基本原理:沿子午圈觀測兩段或兩段以上的弧長及其兩端點(diǎn)的緯度，根據(jù)

15、以下方程，計(jì)算（或采用最小二乘法）計(jì)算橢球參數(shù)a與 。進(jìn)而確定地球形狀與大小。地球橢球的五個(gè)基本幾何參數(shù)大地坐標(biāo)系：以大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H為點(diǎn)的坐標(biāo)。大地高H：地面點(diǎn)沿法線到橢球面的距離在XOZ坐標(biāo)面上的起始經(jīng)線方程：經(jīng)度為L的經(jīng)線方程：緯圈方程：天文坐標(biāo)系：以天文經(jīng)度和天文緯度為點(diǎn)的坐標(biāo) 子午面直角坐標(biāo)系：在過P點(diǎn)的子午面上，以P點(diǎn)的子午橢圓中心為原點(diǎn)，長軸為X軸，短軸為Y軸而建立的平面直角坐標(biāo)系?？臻g直角坐標(biāo)系：以地心（參心）為原點(diǎn)，以平均自轉(zhuǎn)軸為Z軸，指向平均北極，X軸指向平均起始子午面與平均赤道面的交點(diǎn)，Y軸與XOZ平面垂直而建立的坐標(biāo)系。歸化緯度：從子午橢圓上M點(diǎn)作X軸的

16、垂線，與以長半軸為半徑的圓相交于M,M與橢圓中心O的連線與X軸的夾角地心緯度：橢球面上一點(diǎn)到地心的連線與赤道面之間的夾角大地坐標(biāo)是怎么推算空間直角坐標(biāo)104頁大地緯度B，歸化緯度u，地心緯度之間的大小關(guān)系法截面：過橢球面任意點(diǎn)的法線的平面。法截線：法截面與橢球面的交線（1）過一點(diǎn)有無數(shù)個(gè)法截面（2）過一點(diǎn)的不同方向的法截線的曲率半徑不同。卯酉圈：過某點(diǎn)的法線且與該點(diǎn)的子午面垂直的法截面與橢球的交線。子午圈與卯酉圈是兩條相互垂直的法截線。子午圈曲率半徑：子午橢圓的一部分上取一微分弧長DK=dS，相應(yīng)地有坐標(biāo)增量dx，點(diǎn)n是微分弧dS的曲率中心，于是線段Dn 及Kn便是子午圈曲率半徑M平均曲率半徑

17、：過曲面上任意一點(diǎn)的所有方向的法截弧曲率半徑RA的算術(shù)平均值，用R表示法截弧：由橢球面上A點(diǎn)的法線與B點(diǎn)所確定的法截面與橢球面相割得到的曲線稱為A到B的法截弧。 相對法截?。篈到B的法截弧與B到A的法截弧稱為相對法截弧。某點(diǎn)的緯度愈高，其法線與短軸的交點(diǎn)愈低，即當(dāng)B2>B1時(shí)，Onb> Ona,則法截線BbA偏上，而AaB偏下。當(dāng)兩點(diǎn)在同一子午圈上或在同一平行圈上時(shí)，正反法截弧合二為一，通常正反法截弧不重合大地線：橢球面上兩點(diǎn)間最短程曲線大地線的性質(zhì)：1、 大地線上每點(diǎn)的密切面（無限接近的三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的平面）都包含該點(diǎn)的法線。即大地線上各點(diǎn)的主法線與曲面法線重合。各點(diǎn)的主法線不相交，

18、大地線是空間曲線。2、大地線是無數(shù)法截線弧素的連線，3、橢球面上的大地線是雙重彎曲的曲線，4、大地線位于相對法截線之間?？巳R勞方程克萊勞定理表明：在旋轉(zhuǎn)橢球面上，大地線各點(diǎn)的平行圈半徑與 大地線在該點(diǎn)的大地方位角的正弦的乘積等于常數(shù)。將地面觀測的水平方向歸算至橢球面上的三差改正：垂線偏差改正u，標(biāo)高差改正h ，截面差改正g。 垂線偏差改正：u把以垂線為依據(jù)的地面觀測的水平方向歸算到以法線為依據(jù)的方向值加的改正。意義：消除垂線偏差使垂線和法線一致在同一平面上地面水平方向觀測值，沿法線方向歸算至參考橢球面上時(shí)，顧及照準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高，所加的改正稱為標(biāo)高差改正，以2表示。標(biāo)高改正主要與照準(zhǔn)點(diǎn)的高程有關(guān)。經(jīng)此

19、改正后,地面觀測的水平方向值歸化為橢球面上相應(yīng)法截弧方向。截面差改正：將法截線方向化為大地線方向所加的改正，稱為截面差改正，以3表示?；€尺量距歸算公式：高程對長度歸算的影響電磁波測距的歸算公式：電磁波測距儀測得的長度是連接地面兩點(diǎn)間的直線斜距，也應(yīng)將它歸算到參考橢球面上。大地主題解算：已知某些大地元素推求另一些大地元素，分為正解與反解。大地主題正解：已知Pl點(diǎn)的大地坐標(biāo)(L1，B1)，P1至P2的大地線長S及其大地方位角A12，計(jì)算P2點(diǎn)的大地坐標(biāo)(L2，B2)和大地線S在P2點(diǎn)的反方位角A21，這類問題叫做大地主題正解大地主題反解：如果已知P1和P2點(diǎn)的大地坐標(biāo)(L1，B1)和(L2，B2

20、)，計(jì)算P1至P2的大地線長S及其正、反方位角A12，A21，這類問題叫做大地主題反解。勒讓德級數(shù)式，高斯平均引數(shù)公式都是以大地線微分方程為基礎(chǔ)。這類方法特點(diǎn)：解算精度與距離有關(guān)，距離越長，收斂越慢，只適用于較短距離。白塞爾大地主題解算方法 :基本思想: 將橢球面上的大地元素按照白塞爾投影條件投影到輔助球面上,繼而在球面上進(jìn)行大地主題解算,最后再將球上的計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換到橢球面上?；窘馑悴襟E： 按橢球面上的已知值計(jì)算圓球面上相應(yīng)值，實(shí)現(xiàn)橢球面向圓球面轉(zhuǎn)換； 在球面上解算大地問題； 按球面上的數(shù)值計(jì)算橢球面的相應(yīng)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)從圓球向橢球的過渡。基本特點(diǎn)：解算精度與距離無關(guān)，既適合短距離解算，又適合長

21、距離解算。地圖的投影變形: 將本來是不可展平的橢球面，人為地轉(zhuǎn)變成平面。由此得到的平面元素必然要產(chǎn)生投影變形。投影變形包括長度變形、角度變形和面積變形。 長度比m：投影面上無限小微分線段ds與橢球面上相應(yīng)的微分線段dS之比。變形橢圓 :若對應(yīng)于最大和最小長度比方向在橢球面上為x軸和y軸方向，在投影面上為x和y方向，a為x軸方向的 長度比,b為y軸方向的長度比,投影變形：長度變形v ：長度比m與1之差 v=m -1方向變形:設(shè)投影前從主方向起OP的方位角為,投影后OP的方位角為´, (´-)之差稱為方向變形角度變形：投影前的角度u與投影后的角度u之差。 u=u-u 原面單位圓

22、面積為，投影后變形橢圓面積ab,則投影面積比地圖投影分類按變形性質(zhì)分： 等角投影 等積投影 等距投影 任意投影高斯-克呂格投影定義:假想將地球橢球套在一個(gè)橢圓柱筒內(nèi)，地球橢球的某一子午線（中央子午線）與橢圓柱相切，用一定的投影方法將中央子午線兩側(cè)一定范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將橢圓柱面展開為平面。高斯投影的條件：（1）是正形投影，投影后角度不變（2）中央子午線不變形高斯投影（正形投影）的性質(zhì)：（1）投影后角度不變（2）長度比與點(diǎn)位有關(guān)，與方向無關(guān)（3）離中央子午線越遠(yuǎn)變形越大（4）投影后，除中央子午線外，長度增大分帶投影的缺點(diǎn):1 不便于跨帶三角鎖網(wǎng)平差 2不利于圖幅拼接 已知3度帶的帶

23、號n計(jì)算其中央子午線的經(jīng)度L0：已知某點(diǎn)的經(jīng)度L計(jì)算其所在3度帶的帶號n6度帶的帶號n計(jì)算其中央子午線的經(jīng)度L0某點(diǎn)的經(jīng)度L計(jì)算其所在6度帶的帶號n：高斯投影坐標(biāo)的正反算公式：正算：由橢球面上的坐標(biāo)（L，B）求高斯平面坐標(biāo)（x，y）高斯投影必須滿足的三個(gè)投影條件： 中央子午線投影后為直線 中央子午線投影后長度不變 正形投影條件，投影后角度不變高斯反算：由高斯平面坐標(biāo)（x，y）求橢球面上的坐標(biāo)（L，B）并滿足如下條件：（1）x軸投影后為中央子午線，是投影的對稱軸（2）x軸長度投影后不變（3）正形投影條件以及正反算的思路167169頁高斯正、反算特點(diǎn)： 當(dāng)l=常數(shù)時(shí)，隨差B的增加x值增大，y值減小

24、；因cos（-B）=cosB, 無論B值為正或負(fù)，Y值不變 當(dāng)B=常數(shù)時(shí)，隨差l的增加，x值和y值都增大。距中央子午線愈遠(yuǎn)的子午線，投影后彎曲愈厲害，長度變形也愈大。橢球面歸算到高斯面的主要內(nèi)容課本162頁正形投影的一般條件162164會(huì)畫圖示方向改化公式還要看課本186頁距離改化公式長度比距離改化公式在191頁。長度比規(guī)律（了解一下） 長度比只與點(diǎn)的位置（L，B）或（x，y）有關(guān)，與方向無關(guān)。 在縱坐標(biāo)軸（y=0）或中央子午線（l=0）上，長度比m=1,即中央子午線投影后長度不變。 長度比是y坐標(biāo)的偶函數(shù)，且只與y坐標(biāo)有關(guān)。 當(dāng)y0（或l0）時(shí)，m1,即除中央子午線外的點(diǎn)投影后都變長了。 長

25、度變形（m-1）與y2（或l2）成比例地增大。鄰帶坐標(biāo)換算概念: 已知P點(diǎn)在西帶的坐標(biāo)P(x,y)，求其在東帶坐標(biāo)P(x,y)；或已知其東帶坐標(biāo)P(x,y)，求其在西帶的坐標(biāo)P(x,y) 。為什么進(jìn)行高斯投影臨帶變換怎么換算建立國家平面控制網(wǎng)的基本方法 常規(guī)大地測量法 :三角測量法：測角網(wǎng)、測邊網(wǎng)、邊角網(wǎng). 導(dǎo)線測量：單導(dǎo)線，結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線、導(dǎo)線網(wǎng), 天文測量法現(xiàn)代定位新技術(shù)1. GPS測量：已普遍應(yīng)用2 .甚長基線干涉測量（VLBI）建立國家平面大地控制網(wǎng)的基本原則1. 大地控制網(wǎng)應(yīng)從高到低，分級布設(shè)、逐級控制2. 大地控制網(wǎng)應(yīng)有足夠的精度。3. 大地控制網(wǎng)應(yīng)有一定的密度（了解）一等三角鎖系布設(shè)方

26、案基本上是沿經(jīng)緯線方向構(gòu)成縱橫交叉網(wǎng)狀，采用三角鎖（大地四邊形或中點(diǎn)多邊形），鎖段長一般為200km 。平均邊長山區(qū)一般為25km，平原一般為20km，測角中誤差應(yīng)±0.7，三角形內(nèi)角應(yīng)40°。起始邊相對中誤差優(yōu)于1：35萬。2）二等三角鎖、網(wǎng)布設(shè)方案 二等三角網(wǎng)既是地形測圖的基本控制，又是加密三、四等三角網(wǎng)(點(diǎn))的基礎(chǔ)，它和一等角鎖網(wǎng)同屬國家高級控制點(diǎn)。 在一等三角鎖環(huán)內(nèi)先布設(shè)縱橫交叉二等基本鎖，然后在每部分中布設(shè)二等補(bǔ)充網(wǎng)，或直接在一等鎖環(huán)內(nèi)布滿二等網(wǎng)。 二等基本網(wǎng)平均邊長為1520km，測角中誤差應(yīng)±1.2；二等補(bǔ)充網(wǎng)平均邊長為13km，測角中誤差應(yīng)

27、7;2.5。3）三、四等三角網(wǎng)布設(shè)方案 為了控制大比例尺測圖和工程建設(shè)需要。在一、二等鎖網(wǎng)的基礎(chǔ)上，還需布設(shè)三、四等三角網(wǎng)。使其大地點(diǎn)的密度與測圖比例尺相適應(yīng)，以便作為圖根測量的基礎(chǔ)。三、四等三角點(diǎn)的布設(shè)盡可能采用插網(wǎng)的方法，也可采用插點(diǎn)法布設(shè)。插網(wǎng)法 三等網(wǎng)的平均邊長為8km，測角中誤差應(yīng)±1.8；四等網(wǎng)平均邊長為26km，測角中誤差應(yīng)±2.5。采用插網(wǎng)法(或插點(diǎn)法)布設(shè)三、四等網(wǎng)時(shí)，因故未聯(lián)測的相鄰點(diǎn)間的距離(例如圖的AB兩點(diǎn)間的邊)有限制，三等應(yīng)大于5km，四等應(yīng)大于2km，否則必須聯(lián)測。因?yàn)椴宦?lián)測的邊，邊長較短時(shí)則邊長的相對中誤差較大，不能滿足進(jìn)一步加密的需要。國家

28、平面大地控制網(wǎng)的布設(shè):主要工作：技術(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)地選點(diǎn)，建造覘標(biāo)，標(biāo)石埋設(shè)，距離測量，角度測量，平差計(jì)算。其方法和步驟如下： a 展繪已知點(diǎn)； b 按上述對點(diǎn)位的基本要求，從已知點(diǎn)開始擴(kuò)展； c 判斷和檢查點(diǎn)間的通視； d 估算控制網(wǎng)中各推算元素的精度； e 據(jù)測區(qū)的情況調(diào)查和圖上設(shè)計(jì)結(jié)果，寫出文字說明，并擬定作業(yè) 計(jì)劃。 國家高程控制網(wǎng)布設(shè)的目的和任務(wù)有兩項(xiàng)： 一是在全國領(lǐng)土上建立統(tǒng)一的高程控制網(wǎng)，為地形測圖和各項(xiàng)建設(shè)提供必要的高程控制基礎(chǔ)； 二是為地殼垂直運(yùn)動(dòng)、平均海面傾斜及其變化和大地水準(zhǔn)面形狀等地球科學(xué)研究提供精確的高程數(shù)據(jù)。國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則 1）從高級到低級、從整體到局部分四個(gè)等

29、級布設(shè)，逐級控制、逐級加密。2) 水準(zhǔn)點(diǎn)滿足一定的密度 3）水準(zhǔn)測量達(dá)到一定的精度。足夠的精度是保證水準(zhǔn)測量的結(jié)果使用價(jià)值的關(guān)鍵國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)方案及精度要求 國家水準(zhǔn)網(wǎng)分為一、二、三、四級，各級水準(zhǔn)路線自行組成閉合環(huán)或附合水準(zhǔn)路線。一等水準(zhǔn)環(huán)線長在平原丘陵地區(qū)為10001500km，山區(qū)為2000km左右；二等水準(zhǔn)環(huán)線長在平原丘陵地區(qū)為500750km，山區(qū)不超過1000km；三、四等在一、二等基礎(chǔ)上加密，其中環(huán)線周長、附合路線長、結(jié)點(diǎn)間路線長，三等分別為200km、150km、70km，四等分別為100km、80km、30km。工程平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則1 分級布設(shè)，逐級加密2 要有足夠的精

30、度3 要有足夠的密度4 要有統(tǒng)一的規(guī)范各等級平面控制網(wǎng)用三角高程測量測定高程時(shí)，計(jì)算的高差經(jīng)地球曲率和大氣折光改正后，應(yīng)滿足以下規(guī)定： 由對向觀測所求得的高差較差不應(yīng)大于0.1S(m)(S為邊長、km)。精密測角的誤差來源及影響：外界條件影響、儀器誤差影響、照準(zhǔn)誤差和讀數(shù)誤差影響精密測角的一般步驟289頁重測和取舍觀測成果應(yīng)遵循的原則:I)重測般應(yīng)在基本測回(即規(guī)定的全部測回)完成以后，對全部成果進(jìn)行綜合分析，作出正確的取舍，并盡可能分析出影響質(zhì)量的原因。切忌不加分析，片面、盲目地追求觀測成果的表面合格，以致最后得不到良好的結(jié)果。2)因?qū)﹀e(cuò)度盤、測錯(cuò)方向、讀錯(cuò)記錯(cuò)、碰動(dòng)儀器、氣泡偏離過大、上半

31、測回歸零差超限以及其他原因末測完的測回都可以立即重測，并不計(jì)重測數(shù)。3)一測回中2c互差超限或化歸同一起始方向后，同一方向值各測回互差超限時(shí)，應(yīng)重測超限方向并聯(lián)測零方向(起始方向的度盤位置與原測回相同)。因測回互差越限重測時(shí)，除明顯值外，原則上應(yīng)重測觀測結(jié)果中最大值和最小值的測回。4)一測回中超限的方向數(shù)大于測站上方向總數(shù)的13時(shí)(包括觀測3個(gè)方向時(shí)，有個(gè)方向重測)，應(yīng)重測整個(gè)測回。(5)若零方向的2c互差超限或下半測回的歸零差超限，應(yīng)重測整 個(gè)測回。6)在一個(gè)測站上重測的方向測回?cái)?shù)超過測站上方向測回總數(shù)的13時(shí)，需要更測全部 測回。另外：測站上方向測回總數(shù)(n-1)m,式中m為基本測回?cái)?shù),n

32、為測站上的觀測方向總數(shù).測站限差、測站平差內(nèi)容在293296頁歸心改正和歸心元素在301頁歸心元素的測定方法和原理1）圖解法2）直接法3）解析法精密測角方法精密電磁測距方法測距的主要誤差及改正方法距離觀測值的改正311頁1）氣象改正Dn: 光在大氣中傳播速度c不等于真空中傳播速度c0,實(shí)質(zhì)是大氣折射率對距離的改正，與氣壓、氣溫、濕度有關(guān)。n0為儀器參考大氣折射率。儀器加常數(shù)改正Dc:儀器、反光鏡中心與測距中心不一致,包括測距儀加常數(shù)K1和反光鏡加常數(shù)K2。Dc= K1+ K2儀器乘常數(shù)改正DR：實(shí)際頻率實(shí)與標(biāo)準(zhǔn)頻率標(biāo)存在偏差。）波道曲率改正Dk 第一速度改正(幾何改正)Dg:受大氣垂直折射的影

33、響，電磁波路線不是直線，而是弧線而產(chǎn)生的改正。第二速度改正(幾何改正)Dv:用測線兩端的折射率代替整個(gè)測線折射率而產(chǎn)生的改正。歸心改正De： 周期誤差改正D：儀器光學(xué)和電子線路的光電信號串?dāng)_而產(chǎn)生的改正。電磁波測距儀的精度公式mD=a+b·D a固定誤差（mm) b比例誤差（mm/Km) D測距邊長（Km）精密水準(zhǔn)測量的誤差來源及抵消方法317頁一個(gè)測站的操作程序（以往測奇數(shù)站為例）（1）、整平儀器。符合水準(zhǔn)氣泡影像錯(cuò)開不得超過1cm，（2）、照準(zhǔn)后尺基本分劃，使符合氣泡基本符合（錯(cuò)開不大于2mm），用上、下絲進(jìn)行視距讀數(shù)，記入（1）（2）欄，精確符合氣泡，調(diào)測微螺旋，用楔形絲夾住最近某一基本分劃線，讀取基本分劃和測微器讀數(shù)，記入（3）。（3）、照準(zhǔn)前尺基本分劃，精確符合氣泡，用楔形絲夾住基本分劃線，讀取基本分劃和測微器讀數(shù)，記入（4），用上下絲進(jìn)行視距讀數(shù)，記入（5）（6）。（4）、照準(zhǔn)前尺輔助分劃，精確符合氣泡，用楔形絲夾住輔助分劃線，讀取輔助分劃和測微器讀數(shù)，記入（7）。（5）、照準(zhǔn)后尺輔助分劃，精