第五章 1国家平面控制网的建立

优于0.1m
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。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0.1m,基线边长的相对精度优于1×10-8
导线测量的优点：故布设灵活，在隐蔽地区容易克服地形 障碍；导线测量只要求相邻两点通视，故可降低觇标高 度，造标费用少，且便于组织观测；网内边长直接测量， 边长精度均匀。 导线测量的缺点：导线结构简单，没有三角网那样多的检 核条件，有时不易发现观测中的粗差，可靠性不高。
导线网
导线网的形状由多边形或多结点组成，测定网的所 有边长和角度。需要一个起始点坐标和起始方位角或已 知两点以上的坐标。对网形要求较低，对短边优先联测。
4 5 (2 5t 2 3 t ) y f f
注意：①γ为l（y)的奇函数，而且l （y)愈大，γ也愈大；
②γ有正负，当点在中央子午线以东时，γ为正；
在西时，γ为负；
③当l 不变时，则γ随纬度增加而增大。
上一讲应掌握的内容
2、方向改化公式 “曲改直” 大地线描写形曲线与其弦线之间的夹角，叫方向改化。
4.我国天文大地网基本情况简介
我国天文大地网从1951年至1975年共25年建成：
•一等三角锁系：共有5206三角点，构成326个锁段，形成120个 锁环，锁系长达7.5万km。
•一等导线22条，全长约1.24万km，含426个导线点。
•二等三角锁（网），共14149个点； •二等三角全面网，共19329个点。
5.中国地壳运动观测网络 中国地壳运动观测网络是中国地震局、总参测绘 局、中国科学院和国家测绘局联合建立的，第一 期于1999年10月观测结束，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，辅以激光测卫(SLR)以及甚长基线干 涉测量(VLBI)以及重力测量的观测网络，它由三 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1 000站复测频率低的 区域网。
（二）天文测量法 •天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测 天体(主要是恒星)并记录观测瞬间的时刻，来确 定地面点的地理位置，即天文经度、天文纬度和 该点至另一点的天文方位角。 •优点：各点彼此独立观测，也勿需点间通视， 测量误差不会积累。 •缺点：精度不高，受天气影响大。 •用途：在每隔一定距离的三角点上观测天文来 推求大地方位角，控制水平角观测误差积累对推 算方位角的影响。
检核：a b c
上一讲应掌握的内容
4、高斯投影坐标的邻带换算 高斯投影的换带计算一般采用高斯投影反正算法。 即把点的旧带平面坐标x旧，y旧经高斯投影反算得椭球面 坐标B，L，再将B，L经高斯投影正算得该点在新带的 坐标x新，y新。具体做法为： ① x旧，y旧经投影反算得B，l旧
一般可把GPS网分为两大类：一类是全球或全国性的高 精度的GPS网(A、B级网），另一类是区域性的GPS网 （C、D、E级网）。 1. 92中国GPS大会战 由国家测绘局、国家地震局、石油部、地矿部、煤炭部 等部门共同施测。全网由27个点组成（其中有6个点有副 站），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
二、建立国家平面大地控制网的基本原则
• 大地控制网应分级布设、逐级控制
三角（导线）网：一等锁，二、三、四等网 GPS网：A、B、C、D、E五级； A级为我国最高精度的坐标框架，B级相当一等
• 大地控制网应有足够的精度
首级图根点相对于起算三角点的点位误差，图上不超过 ±0.1mm；相邻国家三角点的点位误差小于1/3×0.1Nmm
4.全国GPS一、二级网
全国GPS一、二级网是军测部门建立的，一级网 由40余点组成，相邻点间距平均为683km。外业 观测自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。
sin B l sin Bn B cos 4 Bl 5 (2 t 2 ) 15

tf Nf
y
tf 3N 3 f
(1 t 2 ) y
2 f 2 f 4 f 3
tf 15N 5 f
GPS控制网 GPS控制网的形状由多个边连结的多边形组成，
测定构网所需的GPS基线向量。需要几台接收机
同步观测。至少需要一个起始点的三维空间坐标。 对网形没有要求，
对短边优先联测。
同步环
异步环
同步环 同步环
同步环
（三）现代定位新技术简介 2.甚长基线干涉测量系统(VLBI) 甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端(相距 几千公里)，用射电望远镜，接收银河系或银河系 以外的类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。 长度的相对精度可优于10-6，对测定射电源的空间 位置，可达0.001″，由于其定位的精度高，可在 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。
② L=L0旧+l旧
③ l新=L-L0新
④ B， l新经投影正算得x新，y新 这里L0旧，L0新分别表示旧带和新带中央子午线经度。 这种换带方法也适用于任意中央子午线的换带。 已知高斯投影6°带坐标系的坐标，如何求该点在3°带 坐标系中的坐标？ P（3456789.06,20752489.67）
椭球面元素化算到高斯投影面的内容（总结）
12 A12 12
3) 将椭球面上各三角形内角归算到高斯平面上的由 相应直线组成的三角形内角。这是通过计算方向的曲率 改化即方向改化来实现的。
4) 将椭球面上起算边PK的长度S归算到高斯平面上 的直线长度s。这是通过计算距离改化Δs实现的。 因此要将椭球面三角系归算到平面上，包括坐标计算、 方向改化（曲率改化）、距离改化和子午线收敛角等项计 算工作。 当控制网跨越两个相邻投影带，以及为将各投影带 联成统一的整体，还需要进行平面坐标的邻带换算。
（三）现代定位新技术简介
3.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，它属于相对定位，其相 对精度为(1~2)· 10-5，测定的平面位置中误差为±25cm左右。 优点主要是：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。 缺点主要是：相对测量，精度不高。
第五章 大地测量基本技术与方法
——国家平面控制网的建立 ——大地测量仪器及精密角度测量 ——导线测量成果预处理 ——国家高程控制网的建立 ——精密水准仪精及密水准测量 ——重力测量（天文测量简介） ——大地测量数据处理的数学模型
上一讲应掌握的内容
1、平面子午线收敛角公式 过某点的子午线与坐标纵轴正向之间的夹角
1.三角测量法 1)网形 2)坐标计算原理:正弦定理 3)三角网的元素: ① 起算元素：已知的坐标、边长和已知的方位 角，也称起算数据。 ② 观测元素：三角网中观测的所有方向 ( 或角 度) 。 ③ 推算元素：由起算元素和观测元素的平差值 推算的三角网中其他边长、坐标方位角和各点 的坐标。
2.导线测量法
3.三边测量及边角同测法 三边网
测定网的所有边长，推算控制点坐标。需要一个起始 点坐标和起始方位角或已知两点以上的坐标。对网形有要
求，如三边网构成的三角形内角在30° ~ 150° 之间。
边角网
测定网的所有边长和角度，或部分边长与角度，推 算控制点坐标。需要一个起始点坐标和起始方位角或已 知两点以上的坐标。对网形要求较宽松，对短边优先联 测。 边角全测网的精度最高，相 应工作量也较大。故在建立 高精度的专用控制网(如精 密的形变监测网)或不能选 择良好布设图形的地区可采 用此法而获得较高的精度。
• 大地控制网应有一定的密度 • 大地控制网应有统一的技术规格和要求
《大地测量法式》、 《国家三角测量和精密导线测量规范》 《全球定位系统（GPS）测量规范》
三、国家平面大地控制网的布设方案 1.一等三角锁系布设方案
2.二等三角锁、网布设方案
3.三、四等三角网 1)插网法
3.三、四等三角网 2)插点法
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。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。
第五章 Ⅰ国家平面控制网的建立
——建立平面大地控制网的方法 ——建立国家平面大地控制网的基本原则 ——国家平面大地控制网的布设方案 ——利用现代测量技术建立国家大地测量控制网 ——国家平面大地控制网的布设
一、建立国家平面大地控制网的方法 （一）常规大地测量法 1.三角测量法 1)网形
• 三角测量的优点是：图形简 单，结构强，几何条件多， 便于检核，网的精度较高。 • 不足之处是：在平原地区或 隐蔽地区易受障碍物的影响， 布设困难，增加了建标费用； 推算而得的边长精度不均匀， 距起始边越远边长精度越低。