大地测量学基础复习资料

国家高程系统:正常高高程系统。目前重力基准的参考系统采用GRS80椭球常数。国家重力基本网是确定我国重力加速度数值的参考框架；我国：采用高斯投影即横轴椭圆柱面等角投影。

第二章坐标系统与时间系统

大地水准面：假定海水面完全处于静止和平衡状态（没有风浪、潮汐及大气压变化的影响），把这个海水面伸延到大陆下面，形成一个封闭曲面，在这个面上都保持与重力方向正交的特性，则这个封闭曲面称为大地水准面。

球面角超：球面多边形的内角和与相应平面上的内角和与（n-2）×180°的差值

底点纬度：在y =0时，把x直接作为中央子午线弧长对应的大地纬度B，叫底点纬度。

黄道与赤道的两个交点称为春分点和秋分点

春分点和天球赤道面，是建立参考系的重要基准点和基准面

开普勒三大运动定律：运动的轨迹是椭圆，太阳位于其椭圆的一个焦点上；在单位时间内扫过的面积相等；运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为常数。

岁差，是地轴方向相对于空间的长周期运动。

章动：地球旋转轴在岁差的基础上叠加周期为18.6年，且振幅为9.21″的短周期运动。

极移：地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化。

地球定向参数(EOP)= 地球自转参数（地球自转速度变化和极移）+岁差和章动

时间的描述包括时间原点、单位（尺度）两大要素

恒星时ST：以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间

世界时UT：以格林尼治平子夜为零时起算的平太阳时。

原子时AT：是一种以原子谐振信号周期为标准。

世界协调时(UTC)：以原子时秒长为计量单位、在时刻上与平太阳时之差小于0.9秒的时间系统。

测量常用的基准包括平面基准、高程基准、重力基准等。

大地测量系统包括：坐标系统、高程系统与重力参考系统。

大地测量参考框架包括：坐标参考框架、高程参考框架和重力参考框架。

大地测量坐标系：天球坐标系和地球坐标系。

地球坐标系：根据其原点的位置不同，分为地心坐标系统与参心坐标系统，分大地坐标系和空间直角坐标系两种形式，

平均海水面通常称为高程的基准面。

大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。

正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统

正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统

参考椭球:具有确定参数(长半径a和扁率α)，经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球.

总地球椭球: 除了满足地心定位和双平行条件外，在确定椭球参数时能使它在全球范围内与大地体最密合的地球椭球.

椭球定位：可分为两类：局部定位和地心定位。

局部定位：要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合，而对椭球的中心位置无特殊要求；

地心定位：要求在全球范围内椭球面与大地水准面最佳的符合，同时要求椭球中心与地球质心一致。

椭球的定向应满足两个平行条件：椭球短轴平行于地球自转轴；大地起始子午面平行于天

文起始子午面。

惯性坐标系：是指在空间固定不动或做匀速直线运动的坐标系。

协议天球坐标系：由于地球的旋转轴是不断变化的，通常约定某一刻t0 作为参考历元，把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为Z 轴，以对应的春分点为X 轴的指向点，以XOY 的垂直方向为Y 轴建立天球坐标系，称为协议天球坐标系或协议惯性坐标系CIS。

地固坐标系：也称地球坐标系，是固定在地球上与地球一起旋转的坐标系。

协议地球坐标系：采用协议地极方向CTP作为z轴指向，称为协议地球坐标系

瞬时地球坐标系：以地球瞬时极为z轴指向点的地球坐标系。

参心地固坐标系：以参考椭球为基准的坐标系，与地球体固连在一起且与地球同步运动，参考椭球的中心为原点的坐标系。

地心地固坐标系：以总地球椭球为基准的坐标系.与地球体固连在一起且与地球同步运动，地心为原点的坐标系。

参心坐标系的建立：选择或求定椭球的几何参数(半径a和扁率α)；确定椭球中心的位置(椭球定位)；确定椭球短轴的指向(椭球定向)；建立大地原点。

一点定位原理：将大地原点上所测的天文经纬度和天文方位角视为大地经纬度和大地方位角，大地原点上的正高（正常高）视为大地高。一点定位的结果，在较大区域内往往难以使椭球面和大地水准面与较好的密合。

多点定位原理：根据广义弧度测量方程，满足条件ξn2=min使得椭球面与大地水准面最佳符合，按最小二乘法计算椭球定位参数，计算大地原点新坐标，从而达到椭球定位和定向的目的。

1954年北京坐标系：它的原点不在北京，而在前苏联的普尔科沃。相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。缺点：椭球参数有较大误差；参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m；几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一；定向不明确。

1980年国家大地坐标系：1建立方法：按最小二乘法求出大地原点的起算数据。平差后提供的大地点成果属于1980年西安坐标系。2特点：采用1975年国际大地测量与地球物理联合会IUGG第16届大会上推荐的4个椭球基本参数；在1954年北京坐标系基础上建立起来的；椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位；定向明确。椭球短轴平行于地球质心指向地极原点的方向；大地原点地处我国中部，位于西安市以北60 km 处的泾阳县永乐镇，简称西安原点；大地高程基准采用1956年黄海高程系。

BJ54新：是在GDZ80基础上，改变GDZ80相对应的IUGG1975椭球几何参数为克拉索夫斯基椭球参数，并将坐标原点(椭球中心)平移,使坐标轴保持平行而建立起来的。特点：采用克拉索夫斯基椭球参数；采用多点定位；定向明确，坐标轴与GDZ80相平行，椭球短轴平行于地球质心，指向1968.0地极原点的方向；大地原点与GDZ80相同，但大地起算数据不同；高程基准采用1956年黄海高程系；与BJ54相比，所采用的椭球参数相同，其定位相近，但定向不同。

地心地固坐标系的建立方法: 直接法：通过一定的观测资料(如天文、重力资料、卫星观测资料等)，直接求得点的地心坐标的方法，如天文重力法和卫星大地测量动力法等。间接法：通过一定的资料，包括地心系统和参心系统的资料，求得地心和参心坐标系之间的转换参数，然后按其转换参数和参心坐标，间接求得点的地心坐标的方法。

国际地球参考系统(ITRS) 定义：1、一种协议地球参考系统(CTRS),定义为CTRS的原点为地心，并且是指包括海洋和大气在内的整个地球的质心。2、CTRS的长度单位为米(m)，并且是在广义相对论框架下的定义；3、Z 轴从地心指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)；

4、X 轴从地心指向格林尼治平均子午面与CTP 赤道的交点；

5、Y 轴与XOZ 平面垂直而构成右手坐标系；

6、时间演变基准是使用满足地壳无整体旋转NNR 条件的板块运动模型。 国际地球参考框架（ITRF ）：ITRF 是ITRS 的具体实现，是通过IERS 分布于全球的跟踪站的坐标和速度场来维持并提供用户使用的。

站心坐标系：以测站为原点，测站上的法线(垂线) 为Z 轴方向，北方向为x 轴，东方向为y 轴建立的坐标系就称为法线(或垂线)站心坐标系。

欧勒角：两个直角坐标系进行相互变换的旋转角。

第三章地球重力场基本原理

重力位W 是引力位V 和离心力位Q 之和。

正常重力位：是一个函数简单、不涉及地球形状和密度便可直接计算得到的地球重力位的近似值的辅助重力位。正常重力位+扰动位=地球重力位

正常重力：正常重力场中的重力

重力归算：将地面的重力观测值归算到大地水准面上。

正常重力场参数： 地球正常(水准)椭球的基本参数，又称地球大地基准常数是： 正常椭球面 ：大地水准面的规则形状。引入正常椭球后，地球重力位被分成正常重力位和扰动位两部分，实际重力也被分成正常重力和重力异常两部分。

正常椭球的确定：1、除了确定其M 和ω值外，其规则形状可以任意选择。但考虑到实际使用的方便，又顾及几何大地测量中采用旋转椭球的实际情况，目前都采用水准椭球作为正常椭球。2、对于正常椭球，除了确定其4个基本参数：a, J ２，fM 和ω外，也要定位和定向。正常椭球的定位是使其中心和地球质心重合，正常椭球的定向是使其短轴与地轴重合，起始子午面与起始天文子午面重合。

总的地球椭球：一个和整个大地体最为密合的。总地球椭球中心和地球质心重合，总的地球椭球的短轴与地球地轴相重合，起始大地子午面和起始天文子午面重合，总地球椭球和大地体最为密合。

参考椭球：其大小及定位定向最接近于本国或本地区的地球椭球。

水准椭球：采用水准椭球为正常椭球。

大地水准面高度又称大地水准面差距 N ，似大地水准面高度又称高程异常ζ

理论闭合差：水准环线高程闭合差也不等于零。

正高系统：是以大地水准面为高程基准面，地面上任一点的正高是该点沿垂线方向至大地水准面的距离。 正常高高程系统（我国采用）：将正高系统中 不能精确测定的用正常重力代替，便得到另一种系统的高程。

力高系统：在设计、施工、放样等工作中，通常要求这个水面是一个等高面。这时若继续采用正常高或正高显然是不合适的，为了解决这个矛盾。

高程基准面：就是地面点高程的统一起算面。通常采用大地水准面作为高程基准面。

高程基准面的确定：海洋近岸的一点处竖立水位标尺，成年累月地观测海水面的水位升降，根据长期观测的结果可以求出该点处海洋水面的平均位置，假定大地水准面就是通过这点处实测的平均海水面。

垂线偏差：地面一点上的重力向量g 和相应椭球面上的法线向量 n 之间的夹角。

第四章、椭球及其数学投影变换的理论

大地线：椭球面上两点间的最短程曲线。

002, , (), U

A fM A f A C fKM ω==-=-ω

,,,2fM J a H H N =+大

正高H +H ζ=大正常B m g

卯酉圈：过其中一个法截面与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈。 相对法截线：地面两点之间由于照准不同所对应的两条法截弧不重合，将这两条法截弧叫做 两点的相对法截弧。

将地面观测值归算至椭球面方法：垂线偏差改正、标高差改正及截面差改正。

1）垂线偏差改正：把以垂线为依据的地面观测值的水平方向值归算到以法线为 依据的方向值而应加的改正。 用δu 表示（把垂线观测值→法线） 2）标高差改正：照准点高出椭球面某一高度，则照准面就不能通过照准点的法线同椭球面交点，由此引起的方向偏差的改正叫做标高差改正。用δh 表示 (水准面→椭球面) 3）截面差改正：将法截弧方向化为大地线方向应加的改正。 用δg 表示 （法截弧→大地线）

地面观测值归算的两条基本要求：①以椭球面的法线为基准；②将地面观测元素化为椭球面上大地线的相应元素。

将地面观测的长度归算至椭球面：基线尺量距的归算（垂线偏差对长度归算的影响和高程对长度归算）；电磁波测距的归算 ；

大地主题解算：

方法：1、以大地线在大地坐标系中的微分方程为基础，直接在地球椭球面上进行积分运算（主要特点：解算精度与距离有关，距离越长，收敛越慢，因此只适用于较短的距离。典型解法：高斯平均引数法）2、以白塞尔大地投影为基础（精度与距离无关）3、利用地图投影理论；4、对大地线微分方程进行数值积分；5、依据大地线外的其他线

白塞尔大地主题投影 ：1)按椭球面上的已知值计算球面相应值，即实现椭球面向球面的过渡；2)在球面上解算大地问题；3)按球面上得到的数值计算椭球面上的相应数值，即实现从圆球向椭球的过渡。

特点：解算精度与距离长短无关，它既适用于短距离解算，也适用于长距离解算。对于国际联测，精密导航，远程导弹发射等都具有重要意义。

白塞尔法解算大地主题的基本思想: 以辅助球面为基础,将椭球面三角形转换为辅助球面的相应三角形,由三角形对应元素关系,将椭球面上的大地元素按照白塞尔投影条件投影到辅助

白塞尔正算1.

2.计算辅助函数值，解球面三角形可得:

3. 按公式计算相关系数A,B,C 以及

α,β

4.计算球面长度 迭代法: 直接法:

5.计算经度差改正数

6.计算终点大地坐标及大地方位角

1112122221

(,),,(,),P B L S A P B L A 12正算 : 已知 求1122121221(,),(,),,P B L P B L S A A 12反算 : 已知 ，求11B 1111u B W cos cos =011111

A u A tg tgu A sin cos sin sec σ==011122S

B

C A

{sin (cos )}σσσ=-+101010

22222sin ()sin sin cos cos σσσσσσ+=+101010

22222cos ()cos cos sin sin σσσσσσ+=-111112222S B C B C A

{sin (cos )sin ()[(cos ()]}σσσσσσσ=-+++++001101522B C A

[cos ()]sin ()σσσσσσ=++++010122L A sin [(sin ()sin )]

λδασβσσσ-==++-2111u u u A sin sin cos cos cos sin σσ=+1A arctan sin sin [

σλ=

1.

辅助计算

2.用逐次趋近法同时计算起点大地方位角、球面长度及经差

，第一次趋

近时，取δ＝０

计算下式,重复上述计算过程2

3. 计算大地线长度S

白塞尔提出如下三个投影条件：1.椭球面大地线投影到球面上为大圆弧。2.大地线和大圆弧上相应点的方位角相等；3.球面上任意一点纬度等于椭球面上相应点的归化纬度。

地图数学投影：简略地说来就是将椭球面上元素(包括坐标，方位和距离)按一定的数学法则投影到平面上。 22222222221u B u B u B W B sin tan cos cos tan ?????=??

21L L λδ=+-1W =2W =11u sin =22u sin =111B u W cos cos =222B u W cos cos =21L L L =-112a u u sin sin =212a u u cos cos =112b u u cos sin =212b u u sin cos =L λδ=+L λδ=+211212u p A u u u u q sin cos tan cos sin sin cos cos λλ==-2121p p u q b b A arctan q sin cos cos λλ==-=sin tan cos σσσ=11p A q A sin sin cos σ=+12a a cos cos σλ=+arctan sin cos σσσ??= ???111u A tan tan sec σ=21+σσσ=011A u A sin cos sin =02122L A sin [(sin sin )]λδασβσσ-=

=+-L λδ

=+11222222S A B C B C sin (cos )sin (cos )σσσσσ=++-+

地图投影的分类

变形性质分类:1等角投影：投影前后的角度不变形，投影的长度比与方向无关，即某点的长度比是一个常数，又把等角投影称为正形投影;等积投影：投影前后的面积不变形;任意投影：既不等角，又不等积.

按经纬网投影形状分类:方位投影:取一平面与椭球极点相切，将极点附近区域投影在该 平面上。纬线投影后为以极点为圆心的同心圆，而经线则为它的向径，且经线交角不变。圆锥投影: 取一圆锥面与椭球某条纬线相切，将纬圈附近的区域投影于圆锥面上，再将圆锥面沿某条经线剪开成平面。圆柱(或椭圆柱)投影 :取圆柱(或椭圆柱)与椭球赤道相切，将赤道附近区域投影到圆柱面(或椭圆柱面)上，然后将圆柱或椭圆柱展开成平面。

按投影面和原面的相对位置关系分类: 1)正轴投影：圆锥轴(圆柱轴)与地球自转轴相重合的投影，称正轴圆锥投影或正轴圆柱投影。2)斜轴投影：投影面与原面相切于除极点和赤道以外的某一位置所得的投影。3)横轴投影：投影面的轴线与地球自转轴相垂直，且与某一条经线相切所得的投影。比如横轴椭圆柱投影等。

除此之外，投影面还可以与地球椭球相割于两条标准线，这就是所谓割圆锥，割圆柱投影等

高斯投影：想象有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线(此子午线称为中央子午线或轴子午线)相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面 。

高斯平面直角坐标系的建立方法：在投影面上，中央子午线和赤道的投影都是直线，并且以中央子午线和赤道的交点O 作为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴，以赤道的投影为横坐标轴。

高斯投影的特点：(1) 当 l 等于常数时，随着B 的增加 x 值增大，y 值减小；无论 B 值为正或负，y 值不变。这就是说，椭球面上除中央子午线外，其他子午线投影后，均向中央子午线弯曲，并向两极收敛，同时还对称于中央子午线和赤道；(2) 当 B 等于常数时，随着 l 的增加，x 值和 y 值都增大。所以在椭球面上对称于赤道的纬圈，投影后仍成为对称的曲线，同时与子午线的投影曲线互相垂直凹向两极。(3) 距中央子午线愈远的子午线，投影后弯曲愈厉害，长度变形也愈大。

高斯投影正算：公式条件：1.中央子午线投影后为直线即X 轴。2.中央子午线投影之后长度 不变。3.正形投影条件；基本思路：建立投影方程，判断奇偶性，展开密级数，推求方程系数。

高斯投影反算：公式条件：1.x 坐标投影成中央子午线，是有应得对称轴。2.x 轴上的长度投 影保持不变。3.正形投影条件。 基本思路：建立投影方程，判断条件，展开密级数，推求方程系数

平面子午线收敛角：高斯投影面上任意点子午线的投影线的切线方向与该点坐标的正北方向 的夹角。

方向改化：是指大地线投影曲线和连接大地线两点的弦之夹角的改正 公式：)

(22b a m ab x x y R -?'

'=ρδ )

(22b a m ba x x y R -?'

'-=ρδ )(21y 21y y m += 距离改化S R y D m m ?+=)21(22

邻带坐标换算的基本原理：首先利用高斯投影坐标反算公式根据

I ）（y x ,换算成椭球面大地

坐标（B,1l ）,进而得到

110l L L +=。然后再由大地坐标),(∏l B ，利用高斯投影坐标正算公式，根据),(∏l B 计算该点在Ⅱ带的平面直角坐标 ）（y x ,，但是这一步计算时，要根据第带

的中央子午线的精度计算P 点在带的经差

0L L l -=∏ 那些情况需要换带：1) 位于两个相邻带边缘地区并跨越两个投影带(东、西带)的控制网。(2)在分界子午线附近地区测图时，往往需要用到另一带的三角点作为控制，因此必须将这些点的坐标换算到同一带中 。(3)当大比例尺(1∶10 000或更大)测图时，特别是在工程测量中，要求采用3°带、1.5°带或任意带，而国家控制点通常只有6°带坐标，这时就产生了6°带同3°带(或1.5°带、任意带)之间的相互坐标换算问题。

横轴墨卡托投影概念 ：UTM 投影属于横轴等角割椭圆柱投影 ,它的投影条件是取第3个条件“中央经线投影长度比不等于1而是等于0.9996”，投影后两条割线上没有变形，它的平面直角系与高斯投影相同。

兰勃脱投影基本概念 ：兰勃脱(Lambert)投影是正形正轴圆锥投影。设想用一个圆锥套在地球椭球面上，使圆锥轴与椭球自转轴相一致，使圆锥面与椭球面一条纬线相切，将椭球面上的纬线投影到圆锥面上成为同心圆，经线投影圆锥面上成为从圆心发出的辐射直线，然后沿圆锥面某条母线(一般为中央经线L ０)，将圆锥面切开而展成平面，从而实现了兰勃脱切圆锥投影。

建立国家平面大地控制网的方法：1)常规大地测量法（三角测量法、导线测量及三边测量及边角同测）

2)天文测量法3)现代定位新技术

现代定位新技术简介

GPS 测量：全球定位系统可为各位用户提供精密的三维坐标、三维速度和时间信息。 GPS 系统的应用领域相当广泛，可以进行海、空和陆地的导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。

甚长基线干涉测量系统(VLBI) ：甚长基线干涉测量系统(VLBI)是在长基线的两端相距几千公里，用射电望远镜，接收银河系或银河系以外的星体发出的无线电辐射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直接测定基线长度和方向的一种空间技术。特点：其定位的精度高，在研究地球的极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用。

惯性测量系统(INS) ：惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量，进而求出待定点的位置。特点：优点：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽车能否开动、飞机能否飞行。 缺点：相对测量，精度不高。

现代技术建立国家大地测量控制网：(1) EPOCH 92中国GPS 大会战 ：全网由27个点组成，平均边长800km ，使用4台MINI-MAC2816、13台Trimble 4000 SST 和17台Ashtech MDX Ⅱ C/A 双频接收机观测，平差后在ITRF 91地心参考框架中的定位精度优于0.1m ，基线相对精度达到10-8。(2) 96 GPS A 级网：96 GPS A 级网共包括33个主站，23个副站，与92 GPS A 级网点重合21个。96 GPS A 级网观测时共使用了53台双频GPS 接收机，其中14台Astech MD12，17台Trimble 4000 SSE,8台Leica 200,6台Rogue 8000,8台Astech Z12。经数据精处理后基线分量重复性水平方向优于4mm+3ppm ，垂直方向优于8mm+4ppm ，地心坐标分量重复性优于2cm 。全网整体平差后，在ITRF93参考框架中的地心坐标精度优于

10cm,基线相对精度达到10-8. (3)国家高精度GPS B 级网 ：全网由818个点组成，分布全国各地(除台湾省外)。东部点位较密，平均站间50～70km,中部地区平均站间100km ，西部地区平均站间距150km 。外业自1991年至1995年结束，主要使用Ashtech MD 12和Trimble 4000 SSE 仪器观测。经数据精处理后，点位中误差相对于已知点在水平方向优于0.07m ，高程方向优于0.16m ，平均点位中误差水平方向为0.02m ，垂直方向为0.04m ，基线相对精度达到10-7。(4)全国GPS 一、二级网军测部门建立，一级网由40余点组成，相邻点间距平均为383km 。自1991年5月至1992年4月进行，使用10台MINIMAC 2816接收机作业。网平差后点位中误差，绝大多数点在2cm 以内。二级网由500多个点组成，二级网是一级网的加密。(5)中国地壳运动观测网络地震局、总参测绘局、科学院和国家测绘局联合建立，主要是服务于中长期地震预报，兼顾大地测量的目的，该网络是以GPS 为主，以SLR 和VLBI 以及重力测量为辅，由三个层次的网络组成，即25站连续运行的基准网、56站定期复测的基本网和1000站复测频率低的区域网。

大地控制网优化设计概念：最优化就是在相同的条件下从所有可能方案中选择最佳的一个。 优化设计的方法

--- 解析法：解析法具有计算机时较少，理论上较严密等优点；但其数学模型难于构造，具有最优解有时不符合实际或可行性差。

---模拟法：模拟法是对经验设计的初步网形和观测精度，模拟一组数据与观测值输入计算机，按间接(参数)平差，组成误差方程和法方程，求逆而得到未知参数的协因数阵(或方差协方差阵)，计算未知参数及其函数的精度，估算成本，或进一步计算可靠性等信息；与预定的精度、成本和可靠性要求等相比较；根据计算所提供的信息和设计者的经验，对控制网的基准、网形、观测精度等进行修正

网的可靠性，指控制网能够发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差结果的影响的能力 内部可靠性：在显著水平 下，以检验功效 发现粗差的下界为 外部可靠性：不可发现粗差对平差结果的平差大小。

优化设计的分类：零、一、二、三类

零类设计(基准设计)固定参数是B 和P ，待求参数是X 和Qxx 。就是在控制网的网形和观测值的先验精度已定的情况下，选择合适的起始数据，使网的精度最高。

一类设计(图形设计) 固定参数是P 和Qxx ，待定参数为B 。就是在观测值先验精度和未知参数的准则矩阵已定的情况下，选择最佳的点位布设和最合理的观测值数目。通常，在传统的大地网图形设计中就是解决这个问题。

二类设计(权设计):固定参数是B ，Qxx ，待定参数P 在控制网的网形和网的精度要求已定的情况下，进行观测工作量的最佳分配(权分配)，决定各观测值的精度 (权)，使各种观测手段得到合理组合。

三类设计(加密设计): 固定参数是Qxx 和部分B ，P ，待定参数为部分B 和P ，是对现有网和现有设计进行改进，引入附加点或附加观测值，导致点位增删或移动，观测值的增删或精度改变。

掌握国家高程控制网建立：首先建立一个统一的高程起算基准点；用精密水准测量联测到陆地上预先设置好的一个固定点，定出这个点的高程作为全国测量的计算高程，这个固定点称为水准原点包括高程起算基准面和相对于这个基准面的水准原点，就构成了国家高程基准。 工程测量控制网的分类：测图控制网；施工控制网；变形观测专用控制网

精密测角的误差来源：1、外界条件的影响（大气层密度的变化对目标成像稳定性的影响 ，水平折光的影响，温度变化对视准轴的影响 ，外界条件对觇标内架稳定性的影响）

2.仪器误差的影响

3.照准和读数误差的影响。

0α0βi li i r l 00δσ=?

仪器中心，照准目标中心，标石中心在同一铅垂线上。

方向观测法：在一个测回中将测站上所有要观测方向逐一照准进行观测，在水平度盘上读数，得出各方向的观测值。

测距：电磁波测距；相位式测距：用一种连续波作为运输工具，通过一个调制器使载波的振幅或频率按照调制波的变化做周期性变化。测距时通过测量调制波在待测距离上往返传播所产生的相位变化，间接的确定传播时间t，进而求得待测距离。

距离改正方法：气象改正；仪器加常数改正和乘常数改正；六段法测定仪器加常数改正；波道曲率改正；归心改正；误差周期改正

误差来源：1、与距离长短无关的测相误差，常数误差；与距离有关的真空光速值误差，频率误差；大气折射误差。

精密水准测量误差来源：1仪器误差：i角误差，φ角度误差，水准标尺每米长度误差，两水准标尺零点差；2、外界因素引起的：温度对i角的影响；仪器和水准标尺垂直位移的影响；大气垂直折光影响；磁场补偿式自动安平水准仪的影响；3观测误差。

概算内容：观测高差的各项改正数的计算和水准点概略高程表的编算等。

概算过程：1.水准标尺每米长度误差的改正数计算。2.正常水准面不平行的改正数计算。3.水准路线闭合差4计算高差改正数的计算；5.计算水准点的概略高程