測量員職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)課件

1、劉洪全：測量員職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)測繪概念測繪工作是指對自然地理要素或者地表人工設(shè)施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進(jìn)行測定、采集、表述以及對獲取的數(shù)據(jù)、信息、成果進(jìn)行處理和提供的活動。 測繪學(xué)是研究測定和推算地面的幾何位置、地球的形狀,大小及地球重力場，據(jù)此測量地球表面自然形態(tài)和人工設(shè)施的幾何分布，并結(jié)合某些社會信息和自然信息的地球分布，編制全球和局部地區(qū)各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術(shù)的學(xué)科，是地球科學(xué)的重要組成部分。測繪工作應(yīng)用分類空間科學(xué)與研究大地測量、空間探測國防建設(shè)現(xiàn)代戰(zhàn)爭必須政治斗爭國界、行政境界基本國情普查國家、地方工程建設(shè)立項設(shè)計、施工建設(shè)、營運(yùn)管理工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代高精度制造業(yè)

2、的必須農(nóng)林漁牧業(yè)生產(chǎn)管理、精細(xì)化作業(yè)礦產(chǎn)與資源勘探交通運(yùn)輸管理、智能化文物保護(hù)古建筑、古代壁畫修繕百姓生活導(dǎo)航、兒童監(jiān)督、房產(chǎn)面積.地圖與定位服務(wù)測繪技術(shù)與產(chǎn)品原理：特征點(diǎn)法(GPS)、影象法(RS)、集成法設(shè)備：機(jī)械、光學(xué)、電子解算：推算、平差、廣義平差、三維整體平差、多維平差管理：圖紙倉庫、數(shù)據(jù)庫（GIS）、網(wǎng)絡(luò)平面產(chǎn)品：紙質(zhì)（模擬）、電子（數(shù)字DLG、DRG、DOM）模型產(chǎn)品：沙盤模型、數(shù)字高程模型（DEM）、虛擬現(xiàn)實(shí)測繪原理測繪原理測繪原理測繪原理測繪原理測繪原理測繪原理測繪設(shè)備機(jī)械測繪設(shè)備光機(jī)測繪設(shè)備電子測繪設(shè)備可侍服全自動電子測繪設(shè)備電子測繪設(shè)備測繪設(shè)備測繪設(shè)備測繪解算測繪管理測繪

3、平面產(chǎn)品測繪平面產(chǎn)品測繪平面產(chǎn)品測繪平面產(chǎn)品測繪平面產(chǎn)品測繪平面產(chǎn)品測繪模型產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality），又稱虛擬仿真技術(shù)。九十年代初逐漸為應(yīng)用界所關(guān)注，在商業(yè)領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展。這種技術(shù)的特點(diǎn)：浸沒感（Immersion）或臨場參與感。交互性（Interaction）。想象性（Imagination）。 系統(tǒng)構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)計算機(jī)在人為的控制下產(chǎn)生一種虛擬的環(huán)境，這種虛擬的環(huán)境是通過計算機(jī)圖形構(gòu)成的三維數(shù)字模型，編制到計算機(jī)中去產(chǎn)生逼真的“虛擬環(huán)境”，從而使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺，這就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的浸沒感（Immersion）或臨場參與感。虛

4、擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)與通常CAD系統(tǒng)所產(chǎn)生的模型以及傳統(tǒng)的三維動畫是不一樣的，它不是一個靜態(tài)的世界，而是一個開放、互動的環(huán)境，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境可以通過控制與監(jiān)視裝置影響或被使用者影響，這是VR的第二個特征，即交互性（Interaction）。用戶可以使用一個鼠標(biāo)、游戲桿或其它跟蹤器，隨意“行走”在方案規(guī)劃中的居住小區(qū)或購物中心，任意進(jìn)入其中的建筑，甚至可以“乘座”電梯，上到二樓去看一看新店鋪的門面設(shè)計，感受一下購物中心大廳的裝飾和其透過明媚陽光的天窗。虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個演示媒體，而且還是一個設(shè)計工具。它以視覺形式反映了設(shè)計者的思想，比如當(dāng)在蓋一座現(xiàn)代化的大廈之前，你首先要做的事是對這座大廈的結(jié)

5、構(gòu)、外形做細(xì)致的構(gòu)思，為了使之定量化，你還需設(shè)計許多圖紙，當(dāng)然這些圖紙只能內(nèi)行人讀懂，虛擬現(xiàn)實(shí)可以把這種構(gòu)思變成看得見的虛擬物體和環(huán)境，使以往只能借助傳統(tǒng)沙盤的設(shè)計模式提升到數(shù)字化的即看即所得的完美境界，大大提高了設(shè)計和規(guī)劃的質(zhì)量與效率。這是VR所具有的第三類特征，即想象性（Imagination）。 虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)測繪基準(zhǔn)、系統(tǒng)、規(guī)范從事測繪活動，應(yīng)當(dāng)使用國家規(guī)定的測繪基準(zhǔn)和測繪系統(tǒng)，執(zhí)行國家規(guī)定的測繪技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 國家設(shè)立和采用全國統(tǒng)一的大地基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、深度基準(zhǔn)和重力基準(zhǔn) 國家建立全國統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)、平面坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、地心坐標(biāo)系統(tǒng)和重力測量系統(tǒng)，確定國家大地測量

6、等級和精度以及國家基本比例尺地圖的系列和基本精度 因建設(shè)、城市規(guī)劃和科學(xué)研究的需要，大城市和國家重大工程項目確需建立相對獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)的，由國務(wù)院測繪行政主管部門批準(zhǔn)；其他確需建立相對獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)的，由省、自治區(qū)、直轄市人民政府測繪行政主管部門批準(zhǔn)。建立相對獨(dú)立的平面坐標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)與國家坐標(biāo)系統(tǒng)相聯(lián)系。測繪基準(zhǔn)認(rèn) 識 地 球解 析 地 球表 達(dá) 地 球地球的形狀與大小 地球的自然表面是一個極其復(fù)雜而又不規(guī)則的曲面，最高的山峰是珠穆朗瑪峰高達(dá)8844.43米，最深的海溝是馬里亞納海溝深達(dá)11022米，長期的測繪工作和科學(xué)考察證明地球是一個幾乎被水包圍的形體，于是人們便假想一個靜止的海水

7、面向大陸內(nèi)部延伸，最后包圍起來形成閉合形體。 地球的形狀與大小 靜止的海水面我們把它叫做水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面有無數(shù)多個，而其中與平均海水面重合的水準(zhǔn)面就叫做大地水準(zhǔn)面。由大地水準(zhǔn)面圍成的形體叫大地體。大地水準(zhǔn)面是沒有皺紋、棱角和連續(xù)的封閉曲面，是地面高程的基準(zhǔn)面即大地水準(zhǔn)面的高程為零，處處與鉛垂線方向垂直。 地球的形狀與大小 大地水準(zhǔn)面受地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻的影響，所以是略有起伏的不規(guī)則曲面，而長期的精密測量發(fā)現(xiàn)大地體是一個近似的兩極稍扁的旋轉(zhuǎn)橢球體。于是人們便將這個與大地體形狀和大小十分接近的旋轉(zhuǎn)橢球體叫做地球橢球體，橢球體表面是一個規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面。這樣的數(shù)學(xué)曲面就是我們大地測量基準(zhǔn)的基準(zhǔn)面。

8、地球的形狀與大小 地球橢球體在世界各國采用的形狀和大小參數(shù)不一定完全一樣，所以把適合于局部地區(qū)大地水準(zhǔn)面的地球橢球體叫做參考橢球體，其表面稱為參考橢球面。不同的橢球及其定位的差異就形成不同的大地基準(zhǔn)和相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，所以不同國家的測量成果共享需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理，我國目前對國際統(tǒng)一橢球基準(zhǔn)的空間直角坐標(biāo)系的建立是有限制條件的。 地球的形狀與大小 PP大地水準(zhǔn)面 地球表面 參考橢球體圖 1-1 地球的形狀圖1-2 參考橢球定位地球的形狀與大小 地球橢球幾何參數(shù) 橢球名稱年代長半軸扁率附注白塞爾184163773971：299.15281德國克拉索夫斯基194063782451：298.3前蘇聯(lián)197

9、5大地參考測量系統(tǒng)197563781401：298.257IUGG第16界大會推薦WGS-84系統(tǒng)198463781371：298.25722356美國國防部制圖局解析地球解析地球橢球的點(diǎn)線面大地坐系球面二維定位 B、L平面直角坐標(biāo)系平面二維定位 X、Y高程系統(tǒng)豎向一維定位 H地心空間直角坐標(biāo)系三維定位 X、Y、Z橢球的點(diǎn)線面旋轉(zhuǎn)軸的端點(diǎn)南、北極包含旋轉(zhuǎn)軸的面子午面，與橢球面的交線稱為子午圈，兩極之間的半橢圓成為子午線，也叫經(jīng)線垂直旋轉(zhuǎn)軸的面赤道面及平行面，與橢球面的交線稱為緯圈，也叫緯線或平行圈包含法線并垂直于子午面的面卯酉面，與橢球面的交線稱為卯酉圈旋轉(zhuǎn)軸的端點(diǎn)子午面格林尼治子午圈子午線起

10、始子午線或本初子午線0度經(jīng)線180度經(jīng)線子午面赤道面與平行面赤道圈或緯圈或緯線赤道面0度緯線平行面平行面平行圈南緯90度北緯90度參考橢球中心經(jīng)緯線卯酉面卯酉圈卯酉面法線曲率中心大地坐標(biāo)系大地經(jīng)度 L 過參考橢球面上的投影點(diǎn)（地面某點(diǎn)沿參考橢球面的法線投影所得）的子午面與首子午面的夾角大地緯度 B 過參考橢球面上投影點(diǎn)的法線或卯酉面與赤道面之間的夾角我國大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地經(jīng)度 LL0度經(jīng)線過P點(diǎn)經(jīng)線P格林尼治大地緯度 BB卯酉面法線曲率中心大地高 HPH我國的大地基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng)54北京坐標(biāo)系統(tǒng)參考橢球：克拉索夫斯基 6378245 1/298.3大地原點(diǎn)：普爾科沃天文臺橢球定向：與地軸平行80西

11、安坐標(biāo)系統(tǒng)參考橢球：國際橢球3 6378140 1/298.257大地原點(diǎn)：永樂鎮(zhèn)（距西安60km）橢球定向：與地軸平行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：三參數(shù)、四參數(shù)、七參數(shù)地心空間直角坐標(biāo)系XYZoPYpXpZp格林尼治平面直角坐標(biāo)系球面投影到平面 高斯投影（比例尺大于1：100萬） 蘭勃特投影（1：100萬、省區(qū)圖）X坐標(biāo)平面內(nèi)某點(diǎn)到縱坐標(biāo)軸的垂直投影點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離Y坐標(biāo)平面內(nèi)某點(diǎn)到橫坐標(biāo)軸的垂直投影點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離地圖投影投影面的不同 平面的方位投影 錐面的圓錐投影 柱面的圓柱投影投影軸的不同 地軸方向的正軸投影 赤道面內(nèi)的橫軸投影 其他方向的斜軸投影高斯投影投影面與投影軸：橫軸柱面投影高斯投影

12、投影特點(diǎn)： （1）中央子午線投影后為一條直線，是其余子午線投影的對稱軸。長度沒有變形。 （2）其余子午線投影后均為凹向中央子午線的曲線。投影后有長度變形,且離中央子午線越遠(yuǎn)，投影后長度變形越大。 （3）赤道投影后為一條直線 ，是其余緯圈投影的對稱軸。長度有變形。 （4）其余緯圈投影后均為凸向赤道的曲線。長度有變形。 （5）除中央子午線外，橢球面上所有的曲線弧投影后長度都有變形。 （6）經(jīng)線與緯圈投影后仍保持正交。高斯投影投影帶的劃分6度分帶示例3度分帶示例中央子午線經(jīng)度帶號高斯平面直角坐標(biāo)系111度子午線投影線XYP2XP2 =1000YP2=1200赤道圈投影線105度子午線投影線XYP1X

13、P1=1000YP1=1200赤道圈投影線X0Y0中國的通用坐標(biāo)中國自然坐標(biāo)特點(diǎn)： x的自然坐標(biāo)均為正 y的自然坐標(biāo)則有正有負(fù) 不同帶之間都有一些自然坐標(biāo)相同的點(diǎn)通用坐標(biāo)： 通用坐標(biāo)x等于自然坐標(biāo)x 自然坐標(biāo)y加500 km，在加500 km后的y坐標(biāo)前加上相應(yīng)的帶號即得通用坐標(biāo)y 中國的通用坐標(biāo)高斯投影計算6度帶帶號和中央子午線經(jīng)度計算3度帶帶號和中央子午線經(jīng)度計算（帶號和中央子午線經(jīng)度）高斯投影計算高斯投影正算通用坐標(biāo)計算（平面直角坐標(biāo)）示例中國的通用坐標(biāo)例如，兩點(diǎn)均位于第21帶，其自然坐標(biāo)分別為則其通用坐標(biāo)為我國的x坐標(biāo)均為正，因而其自然坐標(biāo)值和通用坐標(biāo)值相同。 高程系統(tǒng)大地高 H 地面

14、某點(diǎn)沿參考橢球面的法線到其相應(yīng)的投影點(diǎn)之間的距離。GPS高程屬于此類高程值海拔高程 H 地面某點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面 的距離相對高程 H 地面某點(diǎn)沿鉛垂線到某假定水準(zhǔn)面的距離海拔高程PH大地（GPS高程）H正常大地水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面H相對參考橢球面高程異常56黃海高程系統(tǒng) 以青島驗潮站19501956連續(xù)驗潮求得平均海水面的位置，精密水準(zhǔn)測得水準(zhǔn)原點(diǎn)與平均海水面的高差為72.289m，則得國家高程起算點(diǎn)的高程為72.289m。由此推算的所有高程點(diǎn)構(gòu)成56黃海高程系統(tǒng)85國家高程 以青島驗潮站19521979連續(xù)驗潮求得平均海水面的位置，精密水準(zhǔn)測得水準(zhǔn)原點(diǎn)與平均海水面的高差為72.260m，則得國家

15、高程起算點(diǎn)的高程為72.260m。由此推算的所有高程點(diǎn)構(gòu)成85國家高程系統(tǒng)我國的高程系統(tǒng)水平面與水準(zhǔn)面的投影誤差測量員能力要求知識要求幾何理解、幾何解析、測繪基準(zhǔn)與規(guī)范技能要求測繪工具、計算工具、成果管理工具職業(yè)道德實(shí)事求是、質(zhì)量可靠、精度合格、成果規(guī)范地形圖地形圖是按照一定數(shù)學(xué)法則，運(yùn)用國家統(tǒng)一規(guī)定的符號以圖形化表現(xiàn)手法表示地物、地貌的平面位置及基本的地理要素，并用等高線表示高程變化的一種反映地表情況的測繪產(chǎn)品。地形圖表達(dá)的主要內(nèi)容就是將地表復(fù)雜多樣的形體概括歸納后的地物和地貌兩要素。地物是地表各種固定的物體；地貌是地表面高低起伏的形態(tài)；地物和地貌統(tǒng)稱為地形。分幅地形圖還要表達(dá)相應(yīng)的分幅信息

16、圖名、圖號、結(jié)合表、圖廓、比例尺、測繪人員地形圖數(shù)學(xué)法則 投影方法：將復(fù)雜的地球表面在平面上進(jìn)行表現(xiàn)的方法 坐標(biāo)系：用于確定地面點(diǎn)的位置以及它們之間的關(guān)系所必須的定位基礎(chǔ) 比例尺：將大范圍的地球表面繪制在有限大小的平面圖紙或顯示在有限大小的屏幕上所必須進(jìn)行的比例變換工作中的比值地形圖投影方法正射投影投影面投影線地表面ABCDabcd地形圖投影方法中心投影投影線地表面ABCDabcd地形圖坐標(biāo)系：地形圖比例尺：圖上距離d與實(shí)地相應(yīng)水平距離D之比，稱為圖的比例尺 圖的比例尺相當(dāng)于圖上0.1 mm的實(shí)地水平距離稱為比例尺的精度 比例尺1：1 0001：2 0001：5 0001：10 0001：25

17、 000比例尺精度/m0.10.20.51.02.5比例尺某地形圖的比例尺為1：500，在圖上量得距離d=1cm時，相應(yīng)實(shí)地的水平距離為多少？ D=Md5000.01m5m某地形圖的比例尺為1：500，量得實(shí)地的水平距離D=20m，則相應(yīng)圖上繪制距離為多少？ d=D/M=20m/500=0.04m=4cm比例尺精度依某工程設(shè)計要求，成圖比例尺為1：500 ，則實(shí)地量距應(yīng)準(zhǔn)確到多少？依某工程設(shè)計要求，實(shí)地量距的準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)到10cm，則可采用的成圖比例尺為多少？ 即采用不小于l1000的比例尺施測地形圖就可滿足其要求。地形圖圖形化表現(xiàn)符號名稱1：500、1：1000、1：2000一般房屋混房屋結(jié)構(gòu)

18、3房屋層數(shù)簡單房屋臺階散樹、行樹散樹行樹活樹籬笆高壓線低壓線地形圖地物和地貌地形圖分幅信息地形圖分幅我國幅員遼闊東西向經(jīng)度跨60多度，南北向緯度跨50多度。要將全部國土測繪在一張基本比例尺的地形圖上，顯然是不可能的根據(jù)一幅圖的幅面大小約為長5060 cm，寬4050 cm比較合適，以及繪圖比例尺的不同，將測區(qū)分成許多適合于表達(dá)一幅圖的小塊，然后一幅一幅地分別繪制即為分幅為了保管、查取和使用大量分幅圖的方便，必須給每幅不同比例尺的地形圖一個科學(xué)的編號，使用時可按照這個編號進(jìn)行查找 地形圖分幅 圖幅劃分方法： 梯形分幅是以國際1：1000000地形圖分幅為基礎(chǔ)，按一定的經(jīng)差和緯差劃分圖幅的，主要用

19、于國家基本比例尺地形圖的分幅，包括1：l 000 000，1：500 0001：250 000，1 ： l00 000，1：50 000，1：25 000，1：10 000，1：5 000共8種。 矩形(或正方形)分幅是按坐標(biāo)格網(wǎng)線進(jìn)行的，主要用于國家基本比例尺1：2000、1：1000、1：500大比例尺地形圖的分幅梯形分幅梯形分幅1：100萬圖幅劃分 將整個地球表面按經(jīng)差 ，緯差 劃分；但在緯度 之間為經(jīng)差 ，緯差 ，緯度 之間為經(jīng)差 緯差 來劃分其他圖幅劃分 根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)緯差在1：100萬的基礎(chǔ)上劃分為若干行列數(shù)形成相應(yīng)比例尺的圖幅梯形分幅比例尺經(jīng)差緯差行數(shù)列數(shù)1：100萬64111：5

20、0萬32221：25萬1 301441：10萬0 300 2012121：5萬0 150 1024241：2.5萬0 07 300 05 0048481：1萬0 3 45 0 02 3096961：50000 01 52.50 01 15192192矩形分幅測區(qū)地形圖分幅梯形分幅編號構(gòu)成 矩形分幅編號：西南角坐標(biāo)千米數(shù)編號 、流水編號法 、行列編號法 、四叉樹編號法1：100萬行列號1：100萬行列號1：100萬行列號1：100萬行列號 ：取正運(yùn)算1.5=1 4/2=212.1=12 24/5=4.8=513.8=13 21/2=10.5=10a值對應(yīng)的字母：1 2 3 4 5 6 7 8 9

21、 10 11 12 13 14 15 16 A B C D E F G H I J K L M N O P 比例尺代碼與行列數(shù)比例尺比例尺代碼行數(shù)列數(shù)1：100萬111：50萬B221：25萬C441：10萬D12121：5萬E24241：2.5萬F48481：1萬G 96961：5000H192192圖幅行列數(shù)：取余運(yùn)算=1 =03/2=1.1 24/3=8.0圖幅行列數(shù)C=R:B 2C 4D 12E 24F 48G 96H 192梯形分幅示例91 12 3029 31 02109 58 3034 11 52128 28 1045 31 22西南角坐標(biāo)千米數(shù)編號采用圖幅西南角坐標(biāo)千米數(shù)編號時

22、，x坐標(biāo)在前，y坐標(biāo)在后，1：500地形圖取至0.01km（如10.4021.75）,1：1000,1：2000地形圖坐標(biāo)取至0.1km（如10.021.0） 流水編號法12345678910111213測區(qū)行列編號法A1A2A3A4A5B1B2B3C2C3C4C5測區(qū)四叉樹編號法* * * * * * * * * *編號區(qū)代碼分幅圖代碼（比例尺代碼）完整編號簡略編號* * * * *9位4位2位2位 分幅圖編號以高斯一克呂格坐標(biāo)的整公里格網(wǎng)為編號區(qū)，由編號區(qū)代碼和分幅圖比例尺代碼組成 四叉樹編號區(qū)代碼編號區(qū)代碼由9位數(shù)組成，代碼含義如下：第1、第2位數(shù)為高斯坐標(biāo)投影帶的帶號或代號，第3位數(shù)為

23、橫坐標(biāo)的百公里數(shù)，第4、第5位數(shù)為縱坐標(biāo)的千公里和百公里數(shù)，第6、第7位和第8、第9位數(shù)分別為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的十公里和整公里數(shù) 簡略編號略去編號區(qū)代碼中的百公里和百公里以前的數(shù)值 四叉樹編號區(qū)代碼編號區(qū)代碼為350392648 簡略四叉樹比例尺代碼分幅圖比例尺代碼由2位數(shù)組成，是一種四叉樹網(wǎng)絡(luò)劃分格式的編碼。網(wǎng)絡(luò)劃分的規(guī)定是首先以一個整公里格網(wǎng)的地表區(qū)域作為1：2000的圖幅范圍并編號為00,如圖a；然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行第一次劃分得四幅1：1000的圖幅范圍并從左下角開始分別編號為10、20、30、40，如圖b；最后在1：1000的圖幅基礎(chǔ)上進(jìn)行第二次劃分共得十六幅1：500的圖幅范圍并在每幅1

24、：1000圖幅內(nèi)獨(dú)立編號,如圖c四叉樹比例尺代碼1km1:200000500m1:1000X0250m1:500XX102040313233343000測區(qū)四叉樹比例尺代碼001020304011141312212423223134333241444341矩形分幅示例矩形分幅示例誤差基本理論觀測誤差是客觀存在的觀測誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差偶然誤差的特點(diǎn)評定精度的指標(biāo)誤差基本理論任何觀測值都存在誤差， 誤差產(chǎn)生的原因概括起來有三個主要因素： 第一、由于觀測者的感覺器官的鑒別能力存在局限性，在儀器對中、整平、照準(zhǔn)等方面都會產(chǎn)生誤差。誤差的大小還與觀測者的觀測技術(shù)熟煉程度有關(guān)。 第二、測量中使用的

25、儀器和工具，在設(shè)計、制造、安裝、校正等方面不可能十分完善，致使測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。 第三、觀測工作的外界環(huán)境，如溫度、濕度、風(fēng)力、陽光、大氣密度不均、煙霧等時刻在變化，必將對觀測儀器和觀測所需的基準(zhǔn)設(shè)定產(chǎn)生影響，從而產(chǎn)生誤差。誤差基本理論第一組第二組編號水平角編號水平角1684627+116846250220 62214332+6329+4424 24241529+3527+2誤差基本理論觀測誤差根據(jù)其產(chǎn)生的原因和所表現(xiàn)出的規(guī)律分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 系統(tǒng)誤差是由儀器的不完善、觀測者的生理習(xí)慣等引起的，具有在數(shù)值、符號上保持不變或按一定規(guī)律變化，系統(tǒng)誤差的消除一般采用合理的觀測方法、系統(tǒng)改正模

26、型、更完善的儀器檢校來完成。 偶然誤差是人們所不能控制的微小的偶然因素共同影響的結(jié)果，具有在數(shù)值、符號上有一定的隨機(jī)性即不可預(yù)測性，偶然誤差的消除是很困難的，我們只能通過平差技術(shù)求得觀測量的最或然值。誤差基本理論雖然偶然誤差的規(guī)律性表面上看不明顯，但通過長期實(shí)踐發(fā)現(xiàn)它滿足隨機(jī)量的正態(tài)分布規(guī)律，即它有四個特點(diǎn)： 在一定的觀測條件下，偶然誤差的絕對值不會超過一定的限值； 絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會多； 絕對值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會相等； 偶然誤差的期望值等于零。偶然誤差的特點(diǎn)三角形閉合差分布直方圖 -27 24 -21 18 15 12 9 6 -3 0 +3 +6 +9 +12

27、+15 +18 +21+24 +27 誤差基本理論觀測精度是指偶然誤差的分布集中程度。在不同條件下觀測，偶然誤差的分布集中度（絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會多的程度）是不同的。觀測精度越高則偶然誤差分布的集中度就高，也即該條件下的觀測值的穩(wěn)定性好，反之亦燃。觀測條件是誤差產(chǎn)生的三因素人、儀器、客觀環(huán)境的基本狀態(tài)。一般把觀測條件相同（人、儀器、客觀環(huán)境的基本狀態(tài)相同）的各次觀測值稱為同精度觀測，反之就是不等精度觀測。誤差基本理論精度指標(biāo)是表示偶然誤差分布集中程度的數(shù)值，誤差的大小就是用精度指標(biāo)值來表述的。由于精度指標(biāo)的計算方法不同，所以有不同類型的精度指標(biāo)。測量中常用的精度指標(biāo)有中誤差

28、、相對中誤差、極限誤差等。誤差基本理論中誤差是用觀測值的真誤差計算的，等于真誤差的平方和的平均數(shù)的平方根，用m表示，即中誤差的數(shù)值越小表示觀測的精度越高，反之亦燃。誤差基本理論相對中誤差使用來比較某類觀測量如距離、高差的單位觀測值的中誤差大小的精度指標(biāo)，等于中誤差與相應(yīng)觀測值之比，也是數(shù)值越小表示觀測的精度越高，通常以分子為1的分?jǐn)?shù)形式表示，即誤差基本理論極限誤差是衡量一個觀測值的誤差是否超過不應(yīng)超過的限值的精度指標(biāo)若誤差超限說明誤差存在測量錯誤，這是不允許的，相應(yīng)的觀測值必須剔除。一般理論上取三倍的中誤差作為極限誤差，但在實(shí)際工作中出于對成果的嚴(yán)格要求往往取二倍的中誤差作為極限誤差。極限誤差

29、用符號容或f限表示，其計算公式為： f限=容=2m f限=容=3m 誤差基本理論 對一個三角形用兩種不同精度分別進(jìn)行了10次觀測，每次觀測求得的三角形內(nèi)角和的真誤差（w=L1+L2+L3-180）為： 第一組： 第二組： 試求這兩組觀測值的中誤差，并說明哪組的精度高。 判斷三角形內(nèi)角和閉合差有無超限 丈量兩條邊長，量得 ，它們的中誤差均為 ，試求這兩條邊長丈量的相對中誤差 控制測量空間觀測要素平面控制測量高程控制測量空間觀測要素平面控制測量對于任何一種測量工作都會產(chǎn)生誤差，為了不使測量誤差累積， 在實(shí)際測量工作中必須遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則來進(jìn)行。即先在整個測區(qū)內(nèi)進(jìn)行控制測量，

30、建立控制網(wǎng)，然后以測定的控制網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，分別在各個控制點(diǎn)上施測周圍的碎部點(diǎn)（地物、地貌的特征點(diǎn)）。首先在測區(qū)內(nèi)選擇一些具有控制意義的點(diǎn)，組成一定的幾何圖形，構(gòu)成測區(qū)的整體骨架，用相對精確的測量手段和方法，在統(tǒng)一坐標(biāo)系中，確定這些點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，這些具有控制意義的點(diǎn)稱為控制點(diǎn)；由控制點(diǎn)組成的幾何圖形稱為控制網(wǎng)；對控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)、觀測、計算，確定控制點(diǎn)位置的工作稱為控制測量 平面控制測量平面控制測量平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)正反算平面控制方法導(dǎo)線測量坐標(biāo)系認(rèn)識坐標(biāo)系認(rèn)識坐標(biāo)正反算坐標(biāo)正反算K0180坐標(biāo)正反算坐標(biāo)方位角 邊 長mmm81 45 37346.51294 33 59523.80524721

31、 44527.024坐標(biāo)正反算方位角邊長9 821.0714 298.3879 590.9334 043.0749 187.4192 642.7929 310.5412 931.0409 821.0714 298.387平面控制概述建立平面控制網(wǎng)的基本方法： 三角測量、導(dǎo)線測量、GPS測量三角測量原理 圖 例坐標(biāo)已知的點(diǎn)坐標(biāo)未知的點(diǎn)已知邊長的三角邊已知方位角的三角邊已觀測的水平角有方向觀測值的邊起算數(shù)據(jù):已知點(diǎn) 2個 定位已知邊長 2條 尺度已知方位角 2方向 定向觀測數(shù)據(jù)：觀測水平角 18個 點(diǎn)間的空間信息珠峰示例珠峰高程測量導(dǎo)線測量圖 例坐標(biāo)已知的點(diǎn)坐標(biāo)未知的點(diǎn)已知邊長的三角邊已知方位角的

32、三角邊已觀測的水平角有方向、邊長觀測值的邊SSSS支導(dǎo)線符合導(dǎo)線起算數(shù)據(jù)起算數(shù)據(jù)：坐標(biāo)已知的點(diǎn)、邊長和方 位角已知的邊必要起算數(shù)據(jù)：一個已知點(diǎn)（x,y） 一條已知長的邊(s) 一條已知方位角的邊()多余起算數(shù)據(jù)：對觀測誤差進(jìn)行檢測、配 賦的已知點(diǎn)、邊、方位角GPS原理GPS系統(tǒng)： GPS星座、地面監(jiān)控、 GPS接收機(jī)GPS單點(diǎn)定位原理GPS差分定位原理GPS高程的應(yīng)用GPS軟件系統(tǒng)GPS野外觀測GPS應(yīng)用GPS系統(tǒng)GPS衛(wèi)星GPS星座：由21+3（28）顆GPS衛(wèi)星分別分布在6個軌道上GPS系統(tǒng)地面監(jiān)控：由五個地面點(diǎn)構(gòu)成，按功能分為三類，主控站（科羅拉多） 、注入站（阿松森島、狄哥伽西亞、卡瓦

33、加蘭）、監(jiān)測站（4+1夏威夷）阿松森島狄哥伽西亞卡瓦加蘭夏威夷科羅拉多GPS系統(tǒng)GPS接收機(jī)：由天線、主機(jī)、電池、三個單元組成，合三為一可免電纜連接GPS單點(diǎn)定位兩者之間不一定夠成同步觀測兩者之間不一定觀測相同衛(wèi)星GPS單點(diǎn)定位GPS差分定位兩者之間必須夠成同步觀測無線通訊保證實(shí)時差分RTKGPS差分定位賽馬場站 昆明市VRS系統(tǒng)已不僅僅是GPS的產(chǎn)品,而是集Internet技術(shù)、無線通訊技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理和GPS定位技術(shù)于一身的系統(tǒng)。 GPS野外觀測設(shè)站、連接電纜、量取儀器高開機(jī) 輸入測站文件名 （建立或選擇工作文件、輸入測站點(diǎn)號、 輸入儀器高） 進(jìn)入觀測狀態(tài) 觀測氣象參數(shù)、觀測過程中監(jiān)視

34、儀器狀態(tài) 觀測結(jié)束 退出觀測狀態(tài) 其他工作關(guān)機(jī)、收儀器GPS高程應(yīng)用 GPS高程擬合 基準(zhǔn)點(diǎn)：GPS水準(zhǔn)共用點(diǎn) 高程異常：在基準(zhǔn)點(diǎn)上水準(zhǔn)所測高程與GPS高程之間的差值，反映大地水準(zhǔn)面與參考橢球面之間的垂直差距 曲面擬合：根據(jù)不同基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)（復(fù)雜的還可考慮重力、地形）和高程異常進(jìn)行擬合分析，獲得高程異常相關(guān)于點(diǎn)位坐標(biāo)的關(guān)系函數(shù)，即高程異常的擬合函數(shù)；可用于對相關(guān)區(qū)域GPS高程點(diǎn)的高程值進(jìn)行改正GPS平差軟件基本功能 項目文件處理：進(jìn)行GPS項目基本設(shè)置 數(shù)據(jù)通訊：接收機(jī)數(shù)據(jù)到PC的傳輸 測站數(shù)據(jù)分析：觀測衛(wèi)星的基本情況、時間、高度角等 基線數(shù)據(jù)處理：基線重復(fù)觀測較差分析 同步環(huán)、異步環(huán)分析

35、：環(huán)閉合差的分析 GPS網(wǎng)平差：自由平差、約束平差、整體平差 GPS高程：高程擬合 一、GPS應(yīng)用于導(dǎo)航 主要是為船舶,汽車,飛機(jī)等運(yùn)動物體進(jìn)行 定位導(dǎo)航。例如： 船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水 飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落 汽車自主導(dǎo)航 地面車輛跟蹤和城市智能交通管理 緊急救生 個人旅游及野外探險 個人通訊終端（與手機(jī)，PDA，電子地圖等 集成一體）GPS應(yīng)用（一）二、GPS應(yīng)用于授時校頻 電力，郵電，通訊等網(wǎng)絡(luò)的時間同步 準(zhǔn)確時間的授入 準(zhǔn)確頻率的授入 三、GPS應(yīng)用于高精度測量 各種等級的大地測量，控制測量 道路和各種線路放樣 水下地形測量 地殼形變測量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測 GIS應(yīng)用 工程機(jī)械

36、（輪胎吊，推土機(jī)等）控制 精細(xì)農(nóng)業(yè) GPS應(yīng)用（二）GPS應(yīng)用（三）GPS應(yīng)用于智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS） GPS車輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng) GPS的應(yīng)用，僅受人們的想象力制約目前，幾乎全世界所有需要導(dǎo)航，定位的用戶，都被GPS的高精度，全天候，全球覆蓋，方便靈活和優(yōu)質(zhì)價廉所吸引導(dǎo)線測量布網(wǎng)測量中把由相鄰控制點(diǎn)用直線連接形成的折線稱為導(dǎo)線，其中的控制點(diǎn)稱為導(dǎo)線點(diǎn)，控制點(diǎn)之間的直線段稱為導(dǎo)線邊，相鄰導(dǎo)線邊間的水平角稱為導(dǎo)線角或轉(zhuǎn)折角。導(dǎo)線的布設(shè)形式有單一導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)兩類，其中單一導(dǎo)線如圖所示，有符合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線和支導(dǎo)線三種布設(shè)形式 導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量外業(yè)工作有 選點(diǎn)、埋石 導(dǎo)線角觀測、導(dǎo)線邊觀測等。 目前通常

37、直接在導(dǎo)線控制網(wǎng)內(nèi)布設(shè)導(dǎo)線三角高程控制，所以外業(yè)觀測還應(yīng)有導(dǎo)線邊視線高差觀測、儀器高和棱鏡高丈量。導(dǎo)線測量選點(diǎn)、埋石就是在測區(qū)范圍選擇一定數(shù)量的有全局控制意義的點(diǎn)，并用混泥土預(yù)制或現(xiàn)澆的標(biāo)石標(biāo)定所選的點(diǎn)位作為控制點(diǎn)的工作。導(dǎo)線測量導(dǎo)線角觀測是用經(jīng)緯儀測定導(dǎo)線前進(jìn)方向左側(cè)的導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角，閉合導(dǎo)線一般選逆時針方向為導(dǎo)線前進(jìn)方向以測定導(dǎo)線邊的內(nèi)角，支導(dǎo)線應(yīng)往返觀測以測定左右側(cè)的導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角。導(dǎo)線邊觀測就是用測距儀器測定導(dǎo)線邊的水平距離或斜距，還應(yīng)觀測用于距離改正計算用的豎角、氣象參數(shù)等數(shù)據(jù)。導(dǎo)線測量儀器高的丈量是量取從地面控制點(diǎn)的標(biāo)志中心到儀器中心（橫軸軸線）的垂直距離。棱鏡高丈量是量取從地面控制點(diǎn)的標(biāo)

38、志中心到棱鏡中心的垂直距離。導(dǎo)線測量由于現(xiàn)在對全站儀的使用已經(jīng)很普及了，所以導(dǎo)線的測量一般都是用全站儀進(jìn)行觀測。導(dǎo)線邊的觀測不需測斜距，可直接測定水平距離和視線兩端的高差（或垂直距離），水平距離用于平面控制，垂直距離用于高程控制中計算兩點(diǎn)間的高差（儀器高加視線兩端的高差再減棱鏡高） 導(dǎo)線測量導(dǎo)線內(nèi)業(yè)計算工作包含 記錄成果完整性檢查、記錄成果計算正確性檢查 導(dǎo)線略圖的繪制（控制點(diǎn)展繪、導(dǎo)線角的注記、導(dǎo)線邊往返測水平距離及其中數(shù)的注記、導(dǎo)線邊往返測高差及其中數(shù)的注記） 計算表格準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)錄入 角度平差 坐標(biāo)平差高程控制測量地球表面是高低起伏很不規(guī)則的。要確定地面點(diǎn)的空間位置，除了確定其平面位置外，

39、還要確定其高程。測定地面點(diǎn)高程而進(jìn)行的測量工作叫做高程測量。 高程測量的目的，是測定地面上各點(diǎn)間的高差，根據(jù)高差和一點(diǎn)的已知高程，便可求得其他各點(diǎn)的高程 高程控制測量高程測量的方法主要有 水準(zhǔn)測量 三角高程測量 GPS高程 物理高程測量水準(zhǔn)測量中間水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)路線觀測水準(zhǔn)測量原理大地水準(zhǔn)面ABabHAHBhAB=a-b假定水平視線上高程處處相等假定水平視線上高程處處相等水準(zhǔn)測量原理若水準(zhǔn)測量是沿A到B的方向前進(jìn)，則A點(diǎn)稱為后視點(diǎn)，其豎立的標(biāo)尺稱為后視標(biāo)尺，讀數(shù)值a稱為后視讀數(shù)；B點(diǎn)稱為前視點(diǎn)，豎立的標(biāo)尺稱為前視標(biāo)尺，讀數(shù)值b稱為前視讀數(shù)。兩點(diǎn)間的高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù) 水準(zhǔn)測量的高差

40、h必須冠以“+”號或“一”號hAB表示B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的高差;而A點(diǎn)相對于B點(diǎn)的高差則為hBA，它與hAB的絕對值大小相等，符號相反，即 hAB= -hBA水準(zhǔn)測量原理中間水準(zhǔn)測量的測站必須置于后前視標(biāo)尺的中間。連續(xù)中間水準(zhǔn)測量，當(dāng)A，B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，或者高差較大，安置一次儀器不可能測得兩點(diǎn)間的高差時，必須在兩點(diǎn)間加設(shè)若干個臨時的立尺點(diǎn)，并安置若干次儀器。通過各測站連續(xù)測定相鄰兩標(biāo)尺點(diǎn)間的高差 ，最后取其代數(shù)和即可求得A，B兩點(diǎn)間的高差 水準(zhǔn)測量原理臨時的立尺點(diǎn)作為傳遞高程的過渡點(diǎn)，稱為轉(zhuǎn)點(diǎn) 轉(zhuǎn)點(diǎn)只起傳遞高程的作用，不需要測出其高程，因此不需要有固定的點(diǎn)位，只需在地面上合適的位置放上尺墊，踩實(shí)并

41、垂直豎立標(biāo)尺即可。觀測完畢拿走尺墊繼續(xù)往前觀測。 AB轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)4747474646水準(zhǔn)路線的施測 水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式分為單一水準(zhǔn)路線和水準(zhǔn)網(wǎng) 單一水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式有附合水準(zhǔn)路線、閉合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線等三種 水準(zhǔn)路線的施測檢查和整理外業(yè)觀測手簿 檢查外業(yè)觀測手簿的記錄是否齊全，計算是否正確，有無違反規(guī)范的現(xiàn)象。 計算各測段之觀測高差和各測段之觀測高差、距離，并計算路線閉合差是否小于限差要求，如小于限差要求則可進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算，如超限，則重測某些測段，直到滿足限差要求為止。水準(zhǔn)路線的施測繪制觀測路線略圖 如圖3-23所示，略圖中的水準(zhǔn)點(diǎn)要與實(shí)地的方位一致，路線用曲線連接(已知點(diǎn)用“”表示，未知點(diǎn)用“”表示)并在圖上注明點(diǎn)名、各點(diǎn)間的觀測高差、距離等，還要用箭頭標(biāo)出水準(zhǔn)測量的觀測方向。水準(zhǔn)路線的施測水準(zhǔn)路線的高程計算 對于單一的水準(zhǔn)路線，如采用四等或等外水準(zhǔn)測量以及圖根水準(zhǔn)測量時，則可以進(jìn)行近似平差計算。 計算表格準(zhǔn)