大地測量和海洋測繪(備選)

大地測量與海洋測繪

第一章大地測量2015大地測量考試大綱基本要求1.1大地測量概論任務：建立精密控制網(wǎng)，為工程提供高精度的平面和高程控制，為空間科學技術和軍事用途等提供精確的點位坐標、距離、方位及地球重力場資料；為研究地球形狀提供資料。內(nèi)容：三角測量、導線測量、水準測量、天文測量、重力測量、慣性測量、衛(wèi)星大地測量以及各種大地測量數(shù)據(jù)處理等?，F(xiàn)代大地測量的特點長距離、大范圍：洲際、全球高精度：比經(jīng)典提高1-2數(shù)量級實時、快速：內(nèi)外業(yè)幾乎可以同時完成四維：時間向量地心學科融合大地測量的作用組織、管理、融合和分析地球海量時空數(shù)據(jù)的基礎，也是描述、構建認知地球進而解決地球科學問題的時空平臺確定大地測量基準為科學研究、國防、經(jīng)濟建設、維護國家權益、航空航天技術等提供服務大地測量系統(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、尺度基準、及其實現(xiàn)方式（包括理論、模型和方法）。大地測量系統(tǒng)主要包括坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、深度基準和重力參考系統(tǒng)大地測量參考框架是通過大地測量的手段，由固定在地面上的點所構成的大地網(wǎng)點或其他實體按相應于大地測量系統(tǒng)的規(guī)定模式構建的，是對大地測量系統(tǒng)的具體實現(xiàn)。大地測量參考框架主要包括坐標參考框架、高程參考框架、重力參考框架等大地測量坐標系統(tǒng)和常數(shù)大地測量坐標系統(tǒng)是指一種固定在地球上與地球一同旋轉的非慣性坐標系統(tǒng)，可分為地心和參心或大地和空間直角坐標系大地測量常數(shù)是指與地球一起旋轉且表面與地球有最佳吻合的一組旋轉橢球幾何參數(shù)和物理參數(shù)參心坐標框架：坐標原點位于參考橢球中心，由天文大地網(wǎng)實現(xiàn)與維持。如我國的54坐標和80坐標地心坐標框架：坐標原點位于地球質(zhì)心，由甚長基線干涉測量、激光測衛(wèi)、激光測月、GPS、多普勒等技術手段實現(xiàn)與維持。如我國的2000坐標系大地測量坐標框架高程基準定義了陸地上高程測量的起算點，一般可通過驗潮的方式，確定海水面的平均位置作為高程基準1956黃海高程系：7年的驗潮結果，水準原點高程為72.289米1985國家高程基準：近19年的驗潮結果，水準原點高程為72.2604米高程系統(tǒng)和高程框架我國高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)，高程起算面為似大地水準面我國的高程框架由國家二期一等水準網(wǎng)以及復測結果維持與實現(xiàn)高程框架還可以由似大地水準面來實現(xiàn)我國高程框架分為四個等級，分別定義為一、二、三、四等水準控制網(wǎng)高程系統(tǒng)和高程框架重力測量就是為測定空間一點的重力加速度重力基準就是標定一個國家或地區(qū)的絕對重力值的標準重力參考系統(tǒng)則是指采用的橢球參數(shù)及其相應的正常重力場重力測量框架是分布在各地的若干絕對重力點和相對重力點以及若干條基線組成重力系統(tǒng)和重力測量框架我國在20世紀50-70年代，使用波茨坦重力基準，重力參考系統(tǒng)采用克拉索夫斯基橢球體參數(shù)20世紀80年代建立了國家1985重力基本網(wǎng)，參考系統(tǒng)采用IAG75橢球常數(shù)1999-2002完成了2000國家重力基本網(wǎng)建設，重力參考系統(tǒng)采用GRS80橢球常數(shù)深度基準深度基準一般采用當?shù)氐某毕{(diào)和系數(shù)計算得出深度基準可采用理論深度基準、平均低潮面、最低低潮面或大潮平均低潮面等1956年前我國采用了平均低潮面、實測最低潮面或大潮平均低潮面，1957年后采用理論深度基準面作為深度基準。該面試按照前蘇聯(lián)弗拉基米爾計算的當?shù)乩碚撟畹偷统泵鏁r間系統(tǒng)規(guī)定了時間測量的參考標準，包括時刻的參考標準和時間間隔的尺度標準。時間系統(tǒng)框架是在某一區(qū)域或全球范圍內(nèi)，通過守時、授時和時間頻率測量技術來實現(xiàn)和維持的時間系統(tǒng)時間系統(tǒng)和時間系統(tǒng)框架計算時間的物質(zhì)運動必須滿足以下條件：運動是連續(xù)的；運動的周期具有足夠的穩(wěn)定性；運動是可觀測的。時間尺度是通過秒長定義的，而秒長又與頻率相關，因此時間基準也稱時間頻率基準世界時：以格林尼治平子夜為零時起算的平太陽時，以地球自轉為周期，1960前作為國際時間的基準原子時：以原子諧振信號周期為標準，在零磁場下，位于海平面的銫原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷輻射192631770周所持續(xù)的時間為原子時秒長。1958.1.1開始啟用，作為國際時間標準力學時:根據(jù)天體動力學理論的運動方程定義的時間系統(tǒng)協(xié)調(diào)時：以原子時秒長和世界時起點定義的時間系統(tǒng)GPS時：由GPS星載原子鐘和地面監(jiān)控站的原子鐘組成的一種原子時基準。與國際原子是由19秒的常數(shù)差，在1980.1.6零時與協(xié)調(diào)時相一致。大地坐標系（L、B、H）大地經(jīng)度：測站子午面與起始子午面間的夾角，分東經(jīng)、西經(jīng)大地緯度：測站法線與赤道面間的夾角，分為南緯和北緯大地高：地面點沿法線到橢球面的距離大地方位角：測站上包含照準點的法截面與測站子午面間的夾角空間直角坐標系（X、Y、Z)橢球中心為坐標原點起始子午面與赤道面交線為x軸旋轉軸為z軸Y垂直于xoz平面，三軸構成右手系站心坐標系站心直角坐標系原點位于測站點U軸與過測站點橢球面的法線重合，指向天頂N軸垂直于U軸，指向橢球的短半軸E周垂直于U、N軸形成左手系站心極坐標系原點位于測站點包含直角坐標系中N、E的平面作為基準面極軸為N軸用極距、方位角、高度角表示地心坐標系原點位于整個地球質(zhì)心尺度是廣義相對論意義下的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，稱為地球定向參數(shù)定向隨時間的演變滿足地殼無整體運動的約束條件高斯直角坐標系高斯-克呂格投影：中央子午線投影后為直線，不變形；其他子午線凹向中央子午線，且長度變形為控制長度變形過大，采用分帶投影方式

坐標系轉換空間直角坐標與站心坐標系轉換不同大地坐標系的三維轉換球面坐標和平面坐標的轉換坐標轉換公式推導方法旋轉角逆時針為正1.2傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)三角測量三邊測量邊角測量導線測量國家網(wǎng)布設原則分級布網(wǎng)，逐級控制要具有足夠的精度要具有足夠的密度要具有統(tǒng)一的規(guī)格國家平面控制網(wǎng)控制網(wǎng)分為一、二、三、四等，共四個等級全國天文大地網(wǎng)整體平差1978-1984年完成，1984年通過技術鑒定整體平差的技術原則：1、地球橢球參數(shù)2、坐標系統(tǒng)3、橢球定位和坐標軸指向 光學經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀、全站型電子速測儀光學經(jīng)緯儀分類：DJ07,DJ1，DJ2,DJ6,DJ30(表1-2-2）電子經(jīng)緯儀分類：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ(表1-2-3）經(jīng)緯儀和光電測距儀及其檢驗光學經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀以及光電測距儀的檢驗項目、檢驗方法、限差以及檢驗周期等具體可參見有關規(guī)范JJG414-2003JJG100-2003JJG703-2003水平角觀測觀測誤差的主要來源：人差儀器誤差外界條件方向觀測法：一般用于三、四等水平角測量，或在地面點、低覘標、方向數(shù)較少的二等水平角測量中使用分組方向觀測法：方向數(shù)多于6個時使用全組合測角法：一等三角測量或高標的二等水平角測量中使用水平角觀測方法三角點觀測及外業(yè)驗算1、檢查外業(yè)資料2、繪制已知數(shù)據(jù)表和控制網(wǎng)圖3、近似邊長和球面角超的計算4、歸心改正5、分組的測站平差6、三角形閉合差和測角中誤差的計算7、近似坐標和曲率改正的計算8、極條件、基線條件和方位角條件閉合差的計算2.4三角高程測量豎直角觀測方法：中絲法：四個測回，盤左、盤右依次觀測三絲法：二個測回，方法同上高差計算公式利用水平距離單向高差計算公式：利用傾斜距離單向高差計算公式：折光系數(shù)一般為0.09-0.16之間實際作業(yè)時可以通過測定測區(qū)的平均折光系數(shù)、選擇有利觀測時間、對向觀測、提高視線高度、短邊傳遞高程等方法來消除或者減弱大氣垂直折光的影響導線測量導線的布設導線共分四個等級，每個等級的精度與相對應的三角鎖網(wǎng)應當一致一、二等必須布設成環(huán)狀，三、四等可以布設成符合導線選點、造標和埋石邊長測量水平角觀測垂直角觀測導線測量概算導線測量作業(yè)及概算1.3GNSS連續(xù)運行基準站網(wǎng)基準站網(wǎng)的組成：基準站：具備連續(xù)跟蹤觀測和記錄衛(wèi)星信號的能力數(shù)據(jù)中心：具備監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理分析和產(chǎn)品服務等功能數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡：具備數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)品分發(fā)等功能分類和布設原則國家基準站網(wǎng)：用于維持和更新國家地心坐標參考框架的基準站網(wǎng)，是國家基礎地理信息基礎框架之一，也是國家經(jīng)濟建設、國防建設的基礎設施，用于開展全國范圍內(nèi)的高精度定位導航、工程建設和科學研究服務。站點間距一般在100-200KM區(qū)域基準站網(wǎng)：在省、市、地區(qū)建立的基準站網(wǎng)，主要構成高精度、連續(xù)運行的區(qū)域坐標基準框架，為省、市、地區(qū)提供不同精度的位置服務和相關信息服務。應與國家地心參考框架相一致，要達到cm級精度站點間距應小于70KM專業(yè)應用站網(wǎng)：由專業(yè)部門或機構根據(jù)專業(yè)需要建立的基準站網(wǎng)，用于開展專業(yè)信息服務。應與國家地心坐標框架建立聯(lián)系技術設計前：應收集基準站所在地區(qū)的地形圖、交通圖、地質(zhì)構造圖以及其他相關資料在圖上擬選基準站站址、確定基準站位置、名稱及編號標注站址地形、地質(zhì)、交通等信息基準站建設踏勘完成后：應進行建筑、結構、電氣、室外工程等內(nèi)容的施工設計基準站設備集成、供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?nèi)容設計技術設計完成后：應提交基準站技術設計方案以及基準站點位設計圖、站點位置信息表、基準站施工設計圖等設計資料選址觀測環(huán)境地質(zhì)環(huán)境依托保障提交成果基建觀測墩（分為基巖、土層、屋頂）觀測室

工作室

防雷工程輔助工程提交成果設備組成接收機（關注采樣率、數(shù)據(jù)要求、外接氣象設備等）天線（關注相位中心穩(wěn)定性、抗干擾能力、抑徑板）氣象設備（關注觀測精度、采樣率等）電源設備計算機與軟件數(shù)據(jù)中心要有數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)、產(chǎn)品服務系統(tǒng)及機房、計算機網(wǎng)絡等物理支撐組成數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)產(chǎn)品服務系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機房計算機與網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡基準站數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)完好性數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，通信速率、誤碼率、可用性以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t數(shù)據(jù)中心對基準站的監(jiān)控能力覆蓋范圍和有效時間數(shù)據(jù)產(chǎn)品的服務內(nèi)容和精度指標其他測試內(nèi)容基準站網(wǎng)調(diào)試24小時連續(xù)正常運行，必要時宜安裝報警系統(tǒng)定期進行設備檢測及更新定期與IGS聯(lián)測，維持坐標更新定期進行水準聯(lián)測定期進行重力聯(lián)測基準站網(wǎng)維護1.4衛(wèi)星大地控制網(wǎng)A級由衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準站組成，用于建立國家一等大地控制網(wǎng)，進行全球性的地球動力學研究、地殼形變測量和衛(wèi)星精密定軌；B級主要用于建立國家二等大地控制網(wǎng)，建立地方或城市坐標基準框架，區(qū)域性的地球動力學研究、地殼形變測量和各種精密工程測量；C級主要用于建立三等大堤控制網(wǎng)，以及區(qū)域、城市及工程測量的基本控制網(wǎng)；D用于建立國家四等大地控制網(wǎng)；E級主要用于測圖、施工等控制測量。精度要求技術設計：首先收集測區(qū)范圍已有的基準站、各種大地點、各種圖件、地質(zhì)資料以及測區(qū)總體建設規(guī)劃和近期發(fā)展方面的資料然后是資料分析、實地踏勘、圖上設計等，并制定聯(lián)測方案GNSS網(wǎng)布設選點基本原則GNSS網(wǎng)點選址與埋石選點基本要求GPS點建造土層點埋設結束后，一般地區(qū)應經(jīng)過一個雨季凍土深度大于0.8米的地區(qū)還應該經(jīng)過一個凍結期巖層上埋設的標石應經(jīng)過一個月方可進行觀測GPS觀測實施基本技術要求觀測設備觀測方案作業(yè)要求數(shù)據(jù)下載與存儲觀測衛(wèi)星總數(shù)數(shù)據(jù)可利用率多路徑效應小于0.5M接收機鐘頻日穩(wěn)定性不低于10-8等外業(yè)數(shù)據(jù)檢查與技術總結技術總結任務來源、任務內(nèi)容、完成情況、測區(qū)概況、技術依據(jù)、采用基準和已有資料利用情況、作業(yè)組織實施、儀器檢驗、質(zhì)量控制、技術問題的處理、存在問題和建議、提交成果內(nèi)容等GPS測量數(shù)據(jù)處理外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查數(shù)據(jù)剔除率：不大于10%復測基線長度差：同步環(huán)閉合差：獨立環(huán)閉合差和附合路線坐標閉合差基線向量提?。簯x取獨立基線、應構成閉合圖形、根據(jù)RMS、RDOP、RATIO選取基線、選取短基線、能構成邊數(shù)較少的異步環(huán)的基線三維無約束平差：發(fā)現(xiàn)基線粗差、調(diào)整基線權重約束平差和聯(lián)合平差：根據(jù)質(zhì)量標準轉換到地方坐標系質(zhì)量分析與控制：基線向量改正數(shù)、相對中誤差GPS網(wǎng)平差1.5高程控制網(wǎng)分級布網(wǎng)，逐級控制應有足夠的精度應有足夠密度應有統(tǒng)一的規(guī)格應定期復測水準標石分為基巖水準標石、基本水準標石、普通水準標石等多種一等為骨干需構成網(wǎng)，環(huán)線周長應在1600-2000km之間二等為基礎，環(huán)線周長應小于750km三、四等一般是在一、二等的基礎上加密，可布設成附合線路、環(huán)線或節(jié)點網(wǎng)三等附合水準路線的長度不超過150km，四等長度應不超過80km水準路線的選擇和標石的埋石圖上設計實地選線和選點標石埋設：標石類型和埋設間隔儀器選用：關注各等級應選用的儀器、精度和應用范圍水準儀和水準尺的檢驗

水準儀和水準尺檢定水準測量觀測程序和基本要求

水準測量的主要限差一、二等水準測量：視線長度、視距差、視距累計差、視線高度、基輔分劃讀數(shù)差、基輔分劃高差之差、往返測高差不符值、環(huán)閉合差等三、四等水準測量：視線長度、視距差、視距累計差、視線高度、黑紅面分劃讀數(shù)差、黑紅面分劃高差之差、往返測高差不符值、環(huán)閉合差等儀器誤差：i角誤差、米真長誤差、零點差、基輔分劃常數(shù)、隙動差等外界因素引起的誤差：溫度變化對i角的影響、大氣垂直折光、儀器尺臺的下沉等觀測誤差：整平誤差、讀數(shù)誤差、照準誤差等水準測量誤差來源

觀測數(shù)據(jù)檢查外業(yè)高差和概略高程表的編算每千米水準測量的偶然中誤差計算每千米水準測量的全中誤差計算水準測量外業(yè)計算

水準網(wǎng)平差觀測值權的確定間接平差法在確定多個未知量的最或然值時，選擇它們之間不存在任何條件關系的獨立量作為未知量組成用未知量表達測量的函數(shù)關系、列出誤差方程式，按最小二乘法原理求得未知量的最或然值的平差方法。確定未知量的個數(shù)t，列出誤差方程列出未知數(shù)函數(shù)表達式組成法方程求解未知數(shù)進行必要檢核精度評定條件平差法利用起算數(shù)據(jù)、原始觀測值及其權倒數(shù)，根據(jù)各觀測元素間的幾何條件，按最小二乘法求定各原始觀測值的改正數(shù)進而計算待定量最或是值的方法。確定必要觀測個數(shù)列出足夠數(shù)目且又線性無關的條件方程列出平差值函數(shù)表達式寫出條件系數(shù)表組成法方程求解法方程求改正數(shù)、計算各項中誤差跨河精密水準的特點及場地布設若跨越的視線長度小于100米時，可采用常規(guī)方法進行單站雙測，但兩次高差應小于1.5毫米正常水準面不平行改正正常水準面與正常重力緊密相關在忽略地心引力的情況下，由于地球繞兩極自轉，所以在赤道離心力最大，兩極為零重力與此相反，即在赤道上重力最小，兩極最大再考慮到地球質(zhì)量分布的不均勻性，情況更加復雜。也就是說在大尺度上考察正常水準面是不平行的1.6重力控制網(wǎng)國家重力基本網(wǎng)：由基準點和基本點以及引點組成，須與國家基準點聯(lián)測國家一等重力網(wǎng)：由一等重力點組成，須與國家基準點或基本點聯(lián)測國家二等重力點：為加密而設置的重力點，須與國家基本點或一等點聯(lián)測國家級重力儀標定基線：精度高但無級別，分為長基線、短基線重力控制測量的設計原則目的：建立國家重力基準和重力控制網(wǎng)原則：有一定的密度、有效覆蓋國土范圍、滿足經(jīng)濟國防建設的需要基本控制點應在全國構成多邊形網(wǎng)，點間距一般要求在500km左右；一、二等可布設成閉合、符合等形式，點間距約300km；長基線兩端均須為基準點，短基線至少一端須與國家點聯(lián)測加密重力測量設計原則加密重力測量的任務：在全國建立5’*5’的國家基本格網(wǎng)的數(shù)字化重力異常模型為精化大地水準面，采用天文、重力、GPS水準方法確定全國范圍的高程異常值為內(nèi)插大地點求出天文大地垂線偏差為國家一、二等水準測量正常高系統(tǒng)提供改正國家重力網(wǎng)選點與埋石重力基準點應選擇在穩(wěn)固的風化基巖上，遠離工廠、礦區(qū)、公路鐵路等震源，避開高壓線、變電設備等強電磁場重力基本點一般選擇在機場附近，地基堅實穩(wěn)定、安全僻靜、便于長期保存的地方，且便于重力聯(lián)測以及坐標、高程的測定一等重力點一般選擇在機場、公路附近，遠離鎮(zhèn)遠、避開高壓線等，且便于重力聯(lián)測以及坐標、高程的測定重力測量儀器與檢驗FG5型絕對重力儀的檢查和調(diào)整激光穩(wěn)頻器、激光干涉儀和時間測量系統(tǒng)測量光路的垂直性調(diào)整超長彈簧的參數(shù)輸入檢驗程序和觀測計算程序輸入測點有關數(shù)據(jù)運行檢驗程序，檢查計算機運行狀態(tài)拉科斯特型相對重力儀的檢驗和調(diào)整光學位移靈敏度的測定與調(diào)整正確讀數(shù)線的檢驗與調(diào)整橫水準器的檢驗與調(diào)整電子讀數(shù)零位與檢流計零位的檢驗與調(diào)整電子靈敏度的測定與調(diào)整光學位移線性度的檢驗電子讀數(shù)線性度的檢驗石英彈簧重力儀的檢驗和調(diào)整面板位置的檢查與調(diào)整縱、橫水準器的檢查與調(diào)整亮線靈敏度的檢查與調(diào)整測量范圍的調(diào)整相對重力儀比例因子的標定新出廠和維修過的重力儀必須標定每兩年進行一次比例因子的標定標定應在國家長基線上進行標定時所選重力差應覆蓋重力儀讀數(shù)范圍相對重力儀的性能試驗靜態(tài)試驗：在溫度變化小且無震動干擾的室內(nèi)進行，每半個小時讀數(shù)一次，應連續(xù)觀測48小時動態(tài)試驗：應在測段重力差不小于50、點數(shù)不少于10個的場地進行往返對稱觀測，測回數(shù)不少于3個，每測回往返閉合時間不少于8個小時多臺儀器一致性檢驗：可與動態(tài)同時進行，一致性中誤差應小于2倍聯(lián)測中誤差重力測量絕對重力測量根據(jù)觀測方程計算下落初始位置的重力值進行固體潮改正、氣壓改正、極移改正和光速有限改正等進行高度改正，得出墩面以及距離墩面1.3m處的重力值在進行絕對重力測量的同時，還應該進行重力垂直梯度和水平梯度的測定基本重力點聯(lián)測一般采用對稱觀測停放超過2小時，則停放點應重復觀測每條測線一般應在24小時內(nèi)完成，特殊情況可放寬至48小時一、二等重力點聯(lián)測應采用閉合或附合路線測段數(shù)不超過5段特殊情況下可以布設支點，支點數(shù)根據(jù)不同等級確定一般采用對稱觀測或三程循環(huán)法停放超過2小時，則停放點應重復觀測閉合時間一等不超過24小時，二等不超過36小時，特殊情況下可放寬至48小時加密重力點聯(lián)測應采用閉合或附合路線停放超過2小時，則停放點應重復觀測每條測線一般應在60小時內(nèi)完成，特殊情況可放寬至84小時平面坐標和高程的測定均采用國家坐標系和高程系等級重力點的平面坐標、高程測定中誤差不應超過1.0m加密點參照國家規(guī)范數(shù)據(jù)計算和上交資料絕對重力測量計算內(nèi)容：墩面或距離墩面1.3M高度處的重力值每組觀測的重力平均值及精度估算總重力平均值及精度估算重力梯度計算相對重力測量計算內(nèi)容：初步觀測值的計算零漂改正后的觀測值計算1.7似大地水準面精化概述大地高正高正常高似大地水準面精化的目的就是為了求得高程異常，以實現(xiàn)大地高和正常高的相互換算正高高程系正常高高程系似大地水準面精化的方法幾何法重力法組合法似大地水準面精化設計與建設現(xiàn)代化的國家基準相結合全面規(guī)劃和建設地方基準測繪控制網(wǎng)充分利用已有數(shù)據(jù)與全國似大地水準面精化相一致GPS水準點邊長的確定精度指標：城市：±5cm，平原、丘陵：±8cm，山區(qū)：±15cm密度指標：分辨率應達到2.5′*2.5′。GPS水準大地高測定精度GPS測定大地高的誤差水準測量誤差：三等水準測量中誤差可達到±3mm重力測量誤差：精度優(yōu)于±0.5毫伽地形數(shù)據(jù)（DEM）的誤差：500m分辨率下，最大影響為0.006m若城市似大地水準面精化要達到±5cm的精度，則按照上式可計算得出大地高的測量精度須達到±3cm控制網(wǎng)建設與數(shù)據(jù)處理控制網(wǎng)選建：根據(jù)總體設計，并考慮各省市基礎控制網(wǎng)建設規(guī)劃進行，點位盡量選擇在水準點附近，便于水準聯(lián)測外業(yè)觀測與數(shù)據(jù)處理：依據(jù)國家相應規(guī)范，方法與常規(guī)觀測基本相同似大地水準面精化的計算似大地水準面計算流程綜合利用重力資料、地形資料、重力場模型與GPS水準成果，采用物理大地測量理論與方法，應用移去—恢復技術確定區(qū)域性精密似大地水準面。流程圖見圖1-7-2重力歸算與格網(wǎng)平均重力異常計算利用DEM通過空間改正、層間改正、局部地形改正和均衡改正，獲得高平滑度的地形均衡重力異常，再通過推估內(nèi)插形成平均地形均衡重力異常的基礎格網(wǎng)數(shù)據(jù)再利用高分辨率的DEM將每個格網(wǎng)的地形均衡重力異常，采用逆過程恢復基礎格網(wǎng)地面平均空間異常重力似大地水準面計算利用地球重力場模型計算得出與地面格網(wǎng)相同分辨率的重力模型平均空間異常，將地面空間異常減去重力模型平均空間異常得到格網(wǎng)殘差空間異常，在殘差空間異常中加上局部地形改正得到殘差法耶異常。利用莫洛金斯基公式對法耶異常積分，求出每個格網(wǎng)點的殘差重力高程異常，然后利用FFT技術計算位模型的高程異常，并加上殘差高程異常即可得到精化后的重力似大地水準面重力似大地水準面與GPS水準計算的

似大地水準面的擬合根據(jù)GPS水準實測似大地水準面：大地高與正常高之差任一點重力似大地水準面的計算：采用內(nèi)插的方式計算區(qū)域似大地水準面的擬合計算由重力似大地水準面的高程異常與GPS水準實測的似大地水準面的高程異常計算其差值，得出不符值序列由不符值序列和相應GPS水準點的球面坐標組成多項式，擬合“觀測方程”按最小二乘原理求解擬合多項式系數(shù)由擬合多項式系數(shù)和格網(wǎng)中心點坐標，對重力似大地水準面進行擬合糾正，即可求得適合于該區(qū)域的似大地水準面似大地水準面檢驗選取具有代表意義且未參與計算的點位，以滿足要求的精度進行GPS水準測量從而獲得檢查點的空間位置和高程異常，通過與精化后的似大地水準面內(nèi)差值相比較，從而檢驗該似大地水準面模型的質(zhì)量和實際應用效果大地測量數(shù)據(jù)庫是大地測量數(shù)據(jù)及實現(xiàn)其輸入、編輯、瀏覽、查詢、統(tǒng)計、分析、表達、輸出、更新等管理、維護與分發(fā)功能的軟件和支持環(huán)境的總稱1.8大地測量數(shù)據(jù)庫組成：大地測量數(shù)據(jù)、管理系統(tǒng)、支撐環(huán)境分級：國家、省區(qū)和市（縣）三級結構：見圖1-8-1組成、分級和結構參考基準數(shù)據(jù)大地測量數(shù)據(jù)內(nèi)容空間定位數(shù)據(jù)高程測量數(shù)據(jù)重力測量數(shù)據(jù)深度基準元數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù)：一般按照控制網(wǎng)、數(shù)據(jù)內(nèi)容進行分類組織，以數(shù)據(jù)文件作為基本存儲單元成果數(shù)據(jù)：按成果類型分類，以控制網(wǎng)進行組織，以點為基本存儲單元文檔資料：按照控制網(wǎng)和文檔技術類型分類，以文件作為基本存儲單元數(shù)據(jù)組織原則數(shù)據(jù)分析與建模概念模型設計邏輯模型設計物理模型設計數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)正確性檢查數(shù)據(jù)完整性檢查邏輯關系正確性檢查數(shù)據(jù)檢查入庫數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)維護安全管理管理系統(tǒng)服務器設備存儲備份設備外圍設備網(wǎng)絡環(huán)境支撐環(huán)境臨時基站RTK測量基準站的觀測點位選擇和系統(tǒng)設置：建立項目、坐標系統(tǒng)管理、頻率的選擇、RTK工作方式選擇、基準站坐標輸入等流動站的設置：與基準站設置大致相同中繼站電臺的設立：不必設在已知點上，將基準站的信號傳遞給流動站網(wǎng)絡RTK測量單基站RTK技術（30km）虛擬基站技術VRS（3站以上，流動站概略位置請求、中心計算最近3個參考站、虛擬基站、發(fā)送改正數(shù)。40km)主副站技術MAC(主站改正、副站相對主站的改正數(shù)、分別發(fā)送。40km)第二章海洋測繪

2015海洋測繪考試大綱2.1海洋測繪基礎海洋面積占全球的70%我國海岸線長達1.8萬千米我國水域面積達300多萬平方千米我國島嶼6500個海洋測量的特點測量工作的實時性海底地形地貌的不可視性測量基準的變化性測量內(nèi)容的綜合性任務和分類任務：通過對海面水體和海地進行全方位、多要素的綜合測量，為航海、國防建設、海洋開發(fā)和海洋研究服務。包括科學任務和實用性任務分類：海洋大地測量、海洋工程測量、海洋聲速測量和海圖制圖等大地基準：CGCS2000高程基準：1985國家高程基準深度基準：理論最低低潮面，應聯(lián)測重力基準：2000國家重力基準基準定位天文和光學定位無線電定位衛(wèi)星定位水聲定位驗潮為了確定各驗潮站的多年平均海水面、深度基準和調(diào)和系數(shù)為了獲得測深時刻測得深度的水位改正數(shù)測深測深桿測深錘回聲測深儀機載激光測深系統(tǒng)海圖內(nèi)容：以海洋及其毗鄰的陸地為描述對象的地圖；用途：用于航海的海圖應詳細標繪航海所需要的資料，如岸形、島嶼、淺灘、水深、底質(zhì)、水流以及助航設施等要素：數(shù)學要素、地理要素和輔助要素種類按照內(nèi)容劃分：按照存貯形式劃分：紙質(zhì)海圖和電子海圖（矢量海圖、柵格海圖和影像圖）基本原則：制圖區(qū)域相對完整，航線及重要航行要素相對完整分幅方式：自由分幅全張圖：980*680（mm），最大不超過1020*700（mm）對開圖：680*460（mm）標題配置在圖廓外時，縱圖廓要比標準長度小25mm分幅坐標系：我國CGCS2000，國際WGS84投影：墨卡托，大于1：20000比例尺使用高斯-克呂格投影，制圖區(qū)域60%的緯度高于75度時采用日晷投影。日晷投影是常用于高緯度地區(qū)航行的一種投影方式，它的主要特點是大圓航線在投影面上表現(xiàn)為直線，不過它是任意投影，即無論是方向上還是距離上都有較復雜的變形。比例尺：根據(jù)需要選擇數(shù)學基礎2.2海洋測量技術設計的主要內(nèi)容：確定測量的目的和測區(qū)范圍劃分圖幅和確定測量比例尺確定測量技術方法和主要儀器設備明確測量工作的重要技術保證措施編寫技術設計書和繪制有關附圖技術設計的工作步驟資料收集與分析初步設計（圖上設計）實地踏勘技術設計書編寫（P52頁9項）控制測量國家各時期布設的三角點、導線點和GPS點，只要符合《國家三角測量和精密導線測量規(guī)范》精度要求的均可作為海洋測量的高等級控制點和發(fā)展?？攸c的起算點使用平面控制測量方法：三角測量、導線測量和GPS測量等級：?？匾患夵c、?？囟夵c和測圖點（表2-2-1）高程控制測量方法：幾何水準測量、測距高程導線、三角高程測量*、GPS高程測量*三角高程的起算點需進行水準聯(lián)測，各邊垂直角應對向觀測。GPS測量時，應進行測區(qū)高程異常分析，已知水準點不少于4個（困難區(qū)域3個），間隔不超過15km。海洋測深是確定海底表面至某一基準面的差距。目前世界常用的基準面：深度基準面、平均海面和海洋大地水準面；深度基準面的確定原則：航行安全；深度基準面保證航道或水域水深資源的利用效率；相鄰區(qū)域的深度基準面要盡可能保持一致。深度基準面的計算與傳遞：幾何水準測量法；潮差比法；最小二乘曲線擬合法；四個主分潮與L比值法，由臨近長期驗潮站或具有深度基準面數(shù)值的短期驗潮站傳算。當測區(qū)有兩個以上長期驗潮站時取距離加權平均結果。深度基準面的確定與傳遞海洋潮汐現(xiàn)象海水受太陽、月亮等天地引潮力作用，并受到海底地形和海岸形狀影響，而產(chǎn)生的海面周期性垂直（升降）運動叫做潮汐。潮汐周期：兩個相鄰高潮之間或兩個相鄰低潮之間的時間間隔潮汐不等：每日潮差不等的現(xiàn)象高（低）潮間隙：從月中天至高（低）潮時的時間間隔潮汐類型：根據(jù)潮汐數(shù)劃分。半日潮港（0-0.5含）、混合潮港（0.5-4含）、日潮港（大于4）。水位觀測是天文潮和余水位的綜合。長期驗潮站：用于計算平均海面，需有2年以上連續(xù)的水位資料短期驗潮站：彌補長期站的不足，應有30天以上連續(xù)的水位資料臨時驗潮站：用于進行水位改正，應與長期和短期站有3天大潮期同步水位資料海上定點驗潮站：用于推算平均海面、深度基準、瞬時水位，并提供水位改正。大潮期與相應長期戰(zhàn)或者短期站同步觀測1次或3次24小時或連續(xù)觀測15天水位資料。水位觀測可采用水尺、井式自記驗潮儀、聲學或壓力式傳感器、衛(wèi)星遙感、差分GNSS等。水位觀測潮汐調(diào)和分析目的：計算分潮調(diào)和系數(shù)，以便于計算平均海水面時可以消除潮汐影響，研究海平面的變化應用：計算理論最低潮面、天文最高和最低潮面以及描述潮汐特征的非調(diào)和系數(shù)、開展潮汐預報等聲速觀測目的：為了測深數(shù)據(jù)進行聲速改正；確定聲線在水中的傳播方向和路徑水溫、鹽度和深度對聲速變化均有影響，其中水溫對聲速的影響最大聲速為正梯度時，聲速彎向海面；聲速為負梯度時，聲速彎向海底潮流：海水的水平運動，亦分為日潮和半日潮潮流按照流向的變化可分為：往復式潮流（漲落潮流流向相差180度，且流速有變化）回轉式潮流（潮流的方向和速度隨時間不斷變化）海流觀測潮流觀測驗流點一般選在錨地、港口和航道入口及轉彎處、水道或因地形條件影響流向、流速改變的地段觀測內(nèi)容包括流向和流速驗流定位的計時精確到秒，流速精確到0.1節(jié)（1海里＝1.852公里），流向精確到0.5度主要方法：單波速測深、多波速測深和機載激光測深工作流程：水深數(shù)據(jù)采集、水深數(shù)據(jù)處理、水深成果質(zhì)量報告、水深圖輸出等水深測量單波速測深也叫回聲測深，其基本原理是測深儀器一個測深周期僅發(fā)射一個聲波脈沖，利用手法換能器發(fā)射和接受聲波進行水深測量。單波速測深需要對測深儀測量的水深進行吃水改正、換能器基線改正、轉速改正及聲速改正等。各項改正采用綜合處理，求取總改正對深度測量的影響。通常改正方法有校對法和水文資料法。校對法用于小于20米水深。水文法主要利用實測數(shù)據(jù)（溫度、鹽度、深度）使用公式計算，適用于大于20米水深。單波速測深多波束測深

多波束測深系統(tǒng)主要由多波束聲學系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和外圍設備組成。換能器為多波束的聲學系統(tǒng)，負責波束發(fā)射和接收；多波束采集系統(tǒng)完成波束的形成和將收到的聲波信號轉換成數(shù)字信號，并反算其距離或記錄聲波往返換能器面和海底的時間；外圍設備主要包括定位傳感器、姿態(tài)傳感器、聲速剖面儀和電羅經(jīng)等，實現(xiàn)測量船瞬時位置、姿態(tài)、航向以及聲速傳播特性；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以工作站為代表，綜合聲波測量、定位、船姿、聲速剖面和潮位等信息，計算波速腳印的坐標和深度，并繪制海底地形圖。導航延遲校準測試橫搖校準測試縱搖校準測試艏偏校準測試多波速參數(shù)校正多波速測深數(shù)據(jù)編輯方法包括投影法和曲面擬合法通過發(fā)射紅外光和綠光，機載激光測深可達50米。測線布設測線分為計劃測線和實際測線測深線分為主測深線和檢查線兩類測深線的間隔根據(jù)水深、底質(zhì)、地貌、比例尺和儀器覆蓋范圍而定單波速測線間隔一般為圖上10mm多波速測線一般要求至少有20%的重疊水深改正和精度要求吃水改正姿態(tài)改正聲速改正水位改正

表2-2-3海道和海底地形測量

海道測量除了獲得水深、水文等基本信息外，還需要對影響船舶航行和錨泊的其他要素進行觀測。包括障礙物探測、助航標志測量、地質(zhì)探測、灘涂及海岸地形測量等。

障