注冊測繪師考試大地測量

國家注冊測繪師考試培訓(xùn)教程付宗堂中國地質(zhì)大學(xué)（北京）2013.04大地測量學(xué)內(nèi)容提綱：大綱解讀重點分析考試形式及知識點案例分析大綱解讀：1、根據(jù)測繪基準(zhǔn)建設(shè)的要求，確定國家和區(qū)域衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)、衛(wèi)星定位控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)、重力控制網(wǎng)以及區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化方案，進行技術(shù)設(shè)計。重點：1、控制網(wǎng)的級別2、控制網(wǎng)的分類3、空間坐標(biāo)框架2、根據(jù)技術(shù)設(shè)計、優(yōu)化作業(yè)組織，控制作業(yè)進度，確定安全生產(chǎn)、成果保密和質(zhì)量控制措施。

重點：1、技術(shù)設(shè)計2、安全控制3、成果控制3、根據(jù)作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)、環(huán)境、交通、地形和氣象等條件，選擇滿足技術(shù)設(shè)計要求的點（站）址，建造合適的測量標(biāo)志，并提交相應(yīng)的資料。重點：1、控制點選擇要素2、控制點的種類3、埋石重點：1、儀器設(shè)備2、外業(yè)觀測3、內(nèi)業(yè)處理4、根據(jù)技術(shù)設(shè)計，選擇經(jīng)檢驗合格的測量儀器設(shè)備進行外業(yè)觀測，對觀測數(shù)據(jù)進行檢核；選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法和軟件，對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進行處理。成果。5、根據(jù)項目要求，建立并運行大地測量數(shù)據(jù)庫和高精度導(dǎo)航定位服務(wù)系統(tǒng)。

重點：1、數(shù)據(jù)庫建設(shè)2、服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)6、根據(jù)作業(yè)區(qū)域的坐標(biāo)系統(tǒng)現(xiàn)狀，分析確定不同坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換方法，建立不同等級、不同年代控制網(wǎng)間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。重點：1、坐標(biāo)基準(zhǔn)2、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換7、根據(jù)大地測量項目的特點和要求，對項目過程質(zhì)量進行控制，并對項目成果進行整理、檢查、驗收和歸檔。重點：1、質(zhì)量控制2、成果歸檔國家基準(zhǔn)（平面、高程、水深、重力）5、6、7控制網(wǎng)（國家、區(qū)域、工程）

CORS、GPS、高程、重力、Geoid1任務(wù)書編寫選點、埋石2內(nèi)業(yè)處理4外業(yè)觀測3大綱體系：按照工程項目流程組織考試重點：基本概念——GPS、CORS規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定最新知識——控制網(wǎng)、CORS、水準(zhǔn)面精化、CGCS2000考試形式：單項選擇（50）多項選擇（30）案例分析（20）知識點：按照工程項目流程組織一、坐標(biāo)系和時間系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)ITRFYY精密星歷動態(tài)維持地心坐標(biāo)WGS84廣播星歷地心坐標(biāo)CGCS2000地心坐標(biāo)動態(tài)維持Xi’an80參心坐標(biāo)靜態(tài)坐標(biāo)BJ54參心坐標(biāo)靜態(tài)坐標(biāo)高程系統(tǒng)1985高程基準(zhǔn)1965黃海高程系時間系統(tǒng)UTC大地測量系統(tǒng)與參考框架：大地測量系統(tǒng):

規(guī)定了大地測量的起算基準(zhǔn)、尺度標(biāo)準(zhǔn)及其實現(xiàn)方式(理論、模型與方法)。大地測量參考框架:

是通過大地測量手段，由固定在地面上的點所構(gòu)成的大地網(wǎng)(點)按大地測量系統(tǒng)所規(guī)定的模式構(gòu)建的，是大地測量系統(tǒng)的具體實現(xiàn)。大地測量系統(tǒng)是總體概念，大地測量參考框架是大地測量系統(tǒng)的具體的應(yīng)用形式。大地測量系統(tǒng)包括:坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)與重力系統(tǒng)。大地測量參考框架包括:坐標(biāo)參考框架、高程參考框架和重力參考框架。1、參心坐標(biāo)系統(tǒng)定義:參心坐標(biāo)系統(tǒng)的原點位于參考橢球體的中心，z軸即橢球的旋轉(zhuǎn)軸與地球的自轉(zhuǎn)軸平行，x軸指向平行于天文起始子午面的大地子午面與赤道面的交點，Y軸與X和Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。參心坐標(biāo)系的建立:.選擇或求定橢球的幾何參數(shù)(半徑a和扁率a)。.確定橢球中心的位置(橢球定位)。.確定橢球短軸的指向(橢球定向)。.建立大地原點。（1）1954年北京坐標(biāo)系1954年北京坐標(biāo)系是前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸。它的原點在前蘇聯(lián)的普爾科沃。相應(yīng)的橢球為克拉索夫斯基橢球。參數(shù)：長半徑a=6378245m，

短半徑b=6356863.0l88m扁率a=1/298.31954年北京坐標(biāo)系的缺限:.橢球參數(shù)有較大誤差。.參考橢球面與我國大地水準(zhǔn)面存在著自西向東的系統(tǒng)性的傾斜，在東部地區(qū)大地水準(zhǔn)面差距最大達+68m。.幾何大地測量和物理大地測量應(yīng)用的參考面不統(tǒng)一。.定向不明確。（2）1980西安坐標(biāo)系.大地原點位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)，簡稱西安原點。橢球采用1975年IUGG第16屆大會上推薦的4個橢球參數(shù)。長半徑a=6378140m,

地心引力常數(shù)GM=3.986005x1014m3/s2

重力場二階帶球諧系數(shù)J2=1.08263X10-8

自轉(zhuǎn)角速度w=7.292115x10-11rad/s.在1954年北京坐標(biāo)系基礎(chǔ)上建立起來的。.橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)最為密合，是多點定位。.定向明確。橢球短軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點的方向.大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程系。2、地心坐標(biāo)系統(tǒng)

地心坐標(biāo)系統(tǒng)滿足以下四個條件:.原點位于整個地球的質(zhì)心(包括海洋和大氣).尺度是相對論意義下某一局部地球框架內(nèi)的尺度。.定向為國際時間局測定的某一歷元的協(xié)議地極和零子午線.定向隨時間的演變滿足地殼無整體的約束條件。

通俗化的定義:1）原點位于地球的質(zhì)心2）Z軸與X軸的定向某一歷元的EOP參數(shù)確定3）Y軸與X,Z構(gòu)成空間右手坐標(biāo)系。（3）國際地球參考系統(tǒng)(ITRS)與ITRF國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)IERS(InternationalEarthRotationService)IERS的任務(wù)主要有以下幾個方面:維持國際天球參考系統(tǒng)((ICRS)和框架((ICRF)；維持國際地球參考系統(tǒng)((ITRS)和框架((ITRF)；提供及時準(zhǔn)確的地球自轉(zhuǎn)參數(shù)(EOP)。(4)WGS-84坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)的全稱是WorldGeodeticalSystem-84，它是一個地心坐標(biāo)系統(tǒng)。由美國國防部制圖局建立，于1987年取代了當(dāng)時GPS所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)一WGS-72坐標(biāo)系統(tǒng)而成為GPS的所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。參數(shù)：長半徑a=6378137m,

地心引力常數(shù)GM=3.986005x105m3s2

重力場二階帶球諧系數(shù)J2=1.08263X10-8

自轉(zhuǎn)角速度w=7.292115x10-11rad/sWGS84最近更新的時間是2002年1月，更新后的WGS84(G1150)的站坐標(biāo)與工TRF2000框架的站坐標(biāo)差異為幾個厘米，參考歷元為2001.0.（5）CGCS2000坐標(biāo)系參考框架ITRF97;參考歷元為2000.。參數(shù)：長半軸a=6378137m

扁率f=1/298.257222101

地心引力常數(shù)GM=3.986004418X1014m3s-2

自轉(zhuǎn)角速度w=7.292115x10-11rads-1CGC52000坐標(biāo)系是基于2000國家GPS網(wǎng)平差建立起來的地心坐標(biāo)系2008年7月1日正式啟用Gauss-Keruger平面坐標(biāo)橫軸等角切橢圓柱投影6度帶3度帶坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（84——54、80、2000）坐標(biāo)變換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)變換投影變換坐標(biāo)變換——大地坐標(biāo)變換為空間直接坐標(biāo)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換——七參數(shù)實現(xiàn)兩個空間直接坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換二、高程系統(tǒng)高程基準(zhǔn)區(qū)域性高程基準(zhǔn)由驗潮站的長期觀測平均海水面來確定，定義該平均海水面的高程為零。通常稱為高程的基準(zhǔn)面。.在地面上設(shè)置水準(zhǔn)原點，利用精密水準(zhǔn)測量聯(lián)測其與該平均海水面的高差，從而得出水準(zhǔn)原點的海拔高程。作為區(qū)域性水準(zhǔn)測量的起算點。國家高程基準(zhǔn)

1987年以前，“1956年國家高程基準(zhǔn)”.水準(zhǔn)原點：72.289m1988年起，“1985國家高程基準(zhǔn)”，水準(zhǔn)原點：72.260.三、重力基準(zhǔn)

重力基準(zhǔn)和參考系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代以前采用波茨坦重力基準(zhǔn)，克拉索夫斯基橢球常數(shù)。80年重力基準(zhǔn)采用高精度相對重力儀自行測定，IUGG75橢球常數(shù)。21世紀(jì)初，采用高精度絕對和相對重力儀測定新的重力基準(zhǔn)，目前重力基準(zhǔn)的參考系統(tǒng)采用GR580橢球常數(shù)。重力參考框架重力參考由分布在我國的若干絕對重力點和相對重力點構(gòu)成的重力網(wǎng)，以及用做相對重力尺度標(biāo)準(zhǔn)的若干重力長短基線構(gòu)成。重力參考框架的現(xiàn)狀國家重力基本網(wǎng)是確定我國重力加速度數(shù)值的參考框架，目前提供使用的2000國家重力基本網(wǎng)包括21個重力基準(zhǔn)點和126個重力點。CORS——全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位連續(xù)運行參考站網(wǎng)ContinuouslyOperatingReferenceStations是基礎(chǔ)地理信息框架的重要組成部分；是目前國際上主要的地面地理信息采集基礎(chǔ)設(shè)施；是坐標(biāo)框架建設(shè)和維持的主要技術(shù)手段；在基礎(chǔ)測繪、城市規(guī)劃、國土管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境檢測、防災(zāi)減災(zāi)、交通監(jiān)控等多項現(xiàn)代信息化管理和科學(xué)研究領(lǐng)域中具有廣泛用途。1）系統(tǒng)建設(shè)系統(tǒng)設(shè)計GNSS覆蓋通信設(shè)備、施工等實施方案系統(tǒng)設(shè)計GNSS覆蓋通信設(shè)備、施工等實施方案1、虛擬參考站技術(shù)（VirtualReferenceStationVRS）2、區(qū)域改正參數(shù)法(FlchenKorrekturParameter

FKP)3、主輔站技術(shù)(Master-AuxiliaryConcept,MAC)三個組成部分:數(shù)據(jù)處理與控制中心、連續(xù)運行參考站、移動站用戶接收機。A虛擬參考站技術(shù)1、連續(xù)運行參考站將觀測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)發(fā)給控制中心2、移動用戶向數(shù)據(jù)處理與控制中心發(fā)送自身概略坐標(biāo)(NMEA格式)3、控制中心綜合利用各參考站的信息,虛擬出一個位于用戶概略坐標(biāo)處的基站4、將虛擬基站的差分改正信息通過數(shù)據(jù)鏈路傳輸給移動站用戶5、虛擬基站和用戶構(gòu)成短基線,保證了高精度定位B區(qū)域改正參數(shù)法C主輔站技術(shù)目前ITRF2005是國際參考標(biāo)準(zhǔn)且為各國的坐標(biāo)框架體系的建立提供了重要的參考依據(jù)。由NGS的跟蹤站網(wǎng)，海岸警衛(wèi)隊USCG差分網(wǎng)，聯(lián)邦航空局FAA的WAAS網(wǎng)，工程兵團USACE的跟蹤網(wǎng)組成，到2008年，CORS站點達到了1400個。由連續(xù)觀測高精度的GPS/GLONASS接收機組成，是歐洲參考框架EUREF建立的基礎(chǔ)，用于解決歐洲參考框架定義，實現(xiàn)和維持，其貢獻在于ETR89歐洲陸地參考系統(tǒng)EVRS歐洲垂直參考系統(tǒng)。地殼應(yīng)變監(jiān)測的COSMOS系統(tǒng)經(jīng)過改造，主要用于地震監(jiān)測和預(yù)報，控制測量，建筑及工程測量。該網(wǎng)密度較大，平均密度20km，最密的地區(qū)如關(guān)東，東京，京都等達到了10～15km，近2000個連續(xù)運行參考站。全球陸地參考框架定義以及GPS衛(wèi)星軌道確定，分別在北京、武漢、拉薩、烏魯木齊、咸陽、西寧、哈爾濱、?？?、等地建立GPS連續(xù)運行參考站，建立國家大地基準(zhǔn)控制，為我國坐標(biāo)框架建設(shè)提供參考依據(jù)。高程系統(tǒng)正高：物理正常高：物理大地高：幾何大地水準(zhǔn)面差距大地水準(zhǔn)面-參考橢球面高程異常似大地水準(zhǔn)面-參考橢球面似大地水準(zhǔn)面精化利用GPS測定厘米級的大地高,加上該點的高程異常,可以得到相應(yīng)精度的正常高,實現(xiàn)GPS三維測量。GPS測量高程擬合精密水準(zhǔn)格網(wǎng)重力異常參考重力場模型高精度DTM移去-恢復(fù)法移去-恢復(fù)法快速算法（如1D-FFT）重力似大地水準(zhǔn)面兩類似大地水準(zhǔn)面差值擬合格網(wǎng)剩余大地水準(zhǔn)面高精度（似）大地水準(zhǔn)面模型高精度GPS測量GPS數(shù)據(jù)與處理GPS基線處理GPS網(wǎng)平差高精度GPS點位與大地高點位高程GPS網(wǎng)A級96個點C級1550個點水準(zhǔn)網(wǎng)一、二、三等重力數(shù)據(jù)（收集）7萬余個2·5′×2·5′以內(nèi)DEM數(shù)據(jù)（收集）重力歸算及平均重力異常計算GPS/水準(zhǔn)計算大地水準(zhǔn)面剩余重力異常利用GPS/水準(zhǔn)糾正重力似大地水準(zhǔn)面參考重力場模型EGM96、WDM94重力似大地水準(zhǔn)面計算區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化實例似大地水準(zhǔn)面精化實例GPS測量按其精度劃分級別應(yīng)用科學(xué)意義AA全球性地球動力學(xué)地殼形變測量、精密定軌建立地心參考框架的基礎(chǔ)A區(qū)域性的地球動力學(xué)地殼形變測量建立國家空問大地測量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)B局部形變監(jiān)測精密工程測量C大、中城市及工程測量的基本控制網(wǎng)DE中、小城市、城鎮(zhèn)及測圖、地籍、土地信息、房產(chǎn)、物探、勘測、建筑施工的控制選點GPSa)便于安置儀器、高度角、b)遠離大功率無線電發(fā)射源c)不應(yīng)有強烈反射信號的物件d)交通方便，有利于聯(lián)測;e)基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存;f)能長期保存的地點;g)充分利用舊有控制點;h)減少氣象元素影響三角網(wǎng)a)擴展方便、通視良好、成像清晰、便于觀測b)決定視線高度c)便于造標(biāo)和觀測，埋石能長期保存的制高點上d)交通方便，有利于造標(biāo);e)基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存;f)能長期保存的地點;g)充分利用舊有控制點;h)減少氣象元素影響外業(yè)觀測儀器選擇儀器檢驗按照計量檢測設(shè)備的相關(guān)規(guī)范要求外業(yè)數(shù)據(jù)采集儀器檢測周期為一年；內(nèi)業(yè)航測作業(yè)儀器檢測周期為二年作業(yè)要求：觀測組必須嚴(yán)格遵守調(diào)度命令，按規(guī)定的時間進行作業(yè)經(jīng)檢查接收機電源電纜和天線等各項聯(lián)結(jié)無誤，方可開機開機后經(jīng)檢驗有關(guān)指示燈與儀表顯示正常后，方可進行自測試并輸人測站、觀測單元和時段等控制信息。接收機啟動前與作業(yè)過程中，應(yīng)隨時逐項填寫測量手簿中。接收機開始記錄數(shù)據(jù)后，觀測員可查看測站信息、接收衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星號、衛(wèi)星健康狀況、各通道信噪比、相位測量殘差、實時定位的結(jié)果及其變化、存儲介質(zhì)記錄和電源情況等，如發(fā)現(xiàn)異常情況或未預(yù)料到的情況，應(yīng)記錄在測量手簿的備注，并及時報告調(diào)度組織者每時段觀測開始及結(jié)束前各記錄一次觀測衛(wèi)星號、天氣狀況、實時定位經(jīng)緯度和大地高、PDOP值等。須觀測記錄氣象元素的等級UPS網(wǎng)點，每時段氣象觀測應(yīng)不少于2次。一次在時段開始時，一次在時段結(jié)束時時段長度超過2h時，應(yīng)每當(dāng)UTC整點時增加觀測記錄一時段觀測過程中不允許進行以下操作:a)接收機關(guān)閉又重新啟動;b)進行白測試;c)改變衛(wèi)星仰角限;d)改變數(shù)據(jù)采樣間隔;e)改變天線位置;f)關(guān)閉文件和刪除文件等外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查數(shù)據(jù)刪除率復(fù)測基線的長度差同步環(huán)閉合差獨立環(huán)閉合差及附和路線坐標(biāo)閉合差外業(yè)技術(shù)總結(jié)測區(qū)范圍與位置，自然地理條件，氣候特點，交通及電訊、供電等情況;任務(wù)來源，測區(qū)已有測量情況，項目名稱，施測目的和基本精度要求;施測單位，施測起訖時間，作業(yè)人員數(shù)量，技術(shù)狀況;作業(yè)技術(shù)依據(jù);作業(yè)儀器類型、精度以及檢驗和使用情況;點位觀測條件的評價，埋石與重合點情況;聯(lián)測方法、完成各級點數(shù)與補測、重測情況，以及作業(yè)中發(fā)生與存在問題的說明;外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外數(shù)據(jù)檢核情況數(shù)據(jù)傳輸格式轉(zhuǎn)換基線解算網(wǎng)平差數(shù)據(jù)下載標(biāo)準(zhǔn)格式質(zhì)量控制約束、聯(lián)合平差A(yù)A,A,B級GPS網(wǎng)基線精處理須采用專門的軟件，計算結(jié)果中應(yīng)包括相對定位坐標(biāo)和協(xié)方差陣等平差所需的元素。C級及以下網(wǎng)基線解算可采用隨接收機配備的商用軟件內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理基線向量解算基本要求

AA,A,B級網(wǎng)基線精處理應(yīng)采用精密星歷，B級GPS網(wǎng)基線外業(yè)預(yù)處理和C級以F各級網(wǎng)基線處理時，可采用廣播星歷各級GPS觀測值均應(yīng)加人對流層延遲修正，對流層延遲修正模型中的氣象元素可采用標(biāo)準(zhǔn)氣象元素基線解算，按同步觀測時段為單位進行。按多基線解時每個時段須提供一組獨立基線向量及其完全的方差——協(xié)方差陣;按單基線解時，須提供每條基線分量及其方差——協(xié)方差陣B級以上各級GPS網(wǎng)，基線解算可采用雙差解、單差解或非差解，C及以下各級GPS網(wǎng)，根據(jù)基線長度允許采用不同的數(shù)據(jù)處理模型。但是15km內(nèi)的基線，須采用雙差固定解。15km以上的基線允許在雙差固