大地测量仪器学.ppt
(2)技术要求：规定计量器具基本而通用的结 构特性，而又对计量器具的技术发展不加任何限制， 以便达到以下目的：①计量器具的计量性能在使用 中保持不变；②测量结果可靠、简单和明确；③尽 可能消除可能出现的欺骗行为。
(3)行政管理要求：规定计量器具在工作寿命 的不同阶段，有关标记、外观形式和实用方面的特 性；提出检查计量器具是否符合计量要求和技术要 求的方法；界定关于“规定计量器具”特性的授予、 确认或撤消的准则。
（二）测距部分(光电测距仪) (1)三轴(测距光束的发射轴、接收轴及望远
镜的视准轴)关系正确性； (2)发光管相位不均匀性； (3)精测尺频率； (4)辐相误差； (5)周期误差； (6)加、乘常数； (7)仪器的测距准确度。
（三）其他项目
(1)数据记录的正确性； (2)与计算机通讯是否正确； (3)应用软件是否正确。
校准的目的是： (1)确定示值误差，并确定是否在预期的允差 范围之内； (2)得出标准值偏差的报告值，可调整测量器 具或对示值加以修正；
(3)给任何标尺标记赋值或确定其他特性值， 给参考物质特性赋值；
(4)实现溯源性。 校准的依据是标准校准规范或校准方法，可
作统一规定也可自行制定。校准的结果记录在校 准证书或校准报告中，也可用校准数据或校准曲 线等形式表示。
第八章全站仪及其他电子设备的构造原理
§8．1 全站仪发展概述
兼有光电测距、电子测角和测量数据记录的大地测量仪 器称为“全站仪”(TotalStation)，亦称为电子速测仪 (ElectronicTachymeter、ElectronicTacheometer)或电子视距 仪(Electronicstadiainstrument)。第一代全站仪问世于20世纪 70年代，以前西德OPTON厂的RegEltal4和前瑞典AGA厂的 Geodimeter 700为典型代表。最初的仪器体积大、重量重、 能耗高，在野外作业中使用不够机动灵活。但它们的出现， 展示了一种高效的三维坐标测量方法，是大地测量仪器史上 具有划时代意义的革命。之后，随着微电子技术的发展，特 别是微处理器应用到全站仪上，使其能够对仪器的系统误差 进行修正；对其测量过程进行操作和监控；对大量测量数据 进行存贮和管理；与计算机实现双向通信；在一些内存容量 大的仪器上，甚至将各种测量程序装载到仪器中，使其能够 完成特殊的测量和放样工作。今天的全站仪是现代化测量和 信息化测量工作最有力的助手。
二、测绘仪器计量检定中常用术语 （一）检 定
检定是指由法制计量部门(或其他法定授权组 织)，为确定和证实计量器具是否完全满足检定规 程的要求而进行的全部工作。
检定是由国家法制部门所进行的测量，在我国 主要是由各级计量院(所)以及授权的实验室来完成。 检定是我国开展量值传递最常用的方法，检定必须 严格按照检定规程运作，对所检仪器给出符合性判 断，即给出合格还是不合格的结论，而该结论具有 法律效应。
检定是一项目的性很明确的测量工作，除依据检定 规程要给出该仪器是否合格的结论外，有时还要对某些 参数给出修正值，以供仪器使用者采用。例如在对全站 仪测距部分加、乘常数的检定中，除要依据检定规程给 出加、乘常数数值大小供使用者修正测距结果外，还要 给出检定时的环境条件和检定结果的不确定度。
检定结果具有时效性和适应性，在使用仪器的检定 结果时，要注意检定结果是否在有效期内，并注意区分 仪器检定时的环境条件与使用时环境条件的区别。
(4)校准不判断测量器具合格与否，但当需要 时，可确定测量器具的某一性能是否符合预期的要 求。检定必须依据检定规程对所检测器具给出是否 合格的结论。 （四）检 查
检查是指为确定计量器具是否符合该器具有关 法定要求所进行的操作。
计量器具的法定要求分三类： (1)计量要求：规定计量器具的计量特性以及 为确保计量性能的必要条件。
检定方法一般分为两种：整体检定法和分项检定法。 整体检定法：是将被检仪器直接与标准器具进行比 较测量。如用双频激光干涉仪直接对钢卷尺进行检定， 确定钢卷尺的尺长方程式。 分项检定法：用误差分析的方法判断被检仪器的符 合性。如在全站仪测距部分的检定中，要分别对仪器的 周期误差、加、乘常数等项目进行检定，并判断其相应 的结果是否满足检定规程的要求。
（三）校 准 校准是在规定条件下，为确定测量仪器或测
量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代 表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系 的一组操作。
校准是由组织内部或委托其他组织(不一定是 法定计量组织)，依据可利用的公开出版规范，组 织编写的程序或制造厂的技术文件，确定计量器具 设备的示值误差，以判定是否符合预期使用要求。 校准合格的计量器具一般只能获得本单位的承认。
校准和检定的主要区别如下： (1)校准不具法制性，是企业自愿的量值溯源 行为。检定具有法制性，是属法制计量管理范畴 的执法行为。 (2)校准主要用以确定测量器具的示值误差。 检定是对测量器具的计量特性及技术要求的全面 评定。
(3)校准的依据是校准规范、校准方法，可作 统一规定也可自行制定。检定的依据必须是检定规 程。
（二）检 测 检测是指对给定的产品、材料、设备、生物、
物理现象、工艺过程或服务，按照规定的程序确定 一种或多种特性或性能的技术操作。
检测又称为测试或试验，通常是依据相关标
准对产品的质量进行检测，检测结果一般记录在称 为检测报告或检测证书的文件中。
检测需要对Байду номын сангаас器所有的性能指标进行试验，
它除包含检定的所有项目外，还包括其他一些在检 定中不进行检定的项目。例如全站仪的检测中，幅 相误差的测试、仪器高低温试验和振动试验等，在 全站仪的检定中就不是必检项目，而在全站仪的检 测中，则为必检项目。
§8-2 全站仪的检定 一、全站仪的检定内容
全站仪作为一种计量仪器，在我国已纳入依
法管理的计量器具的范围，按照《计量法》的有 关规定，必须对其进行检定。依据全站仪的构成， 其主要检定项目有如下几部分： （一）测角部分(电子经伟仪)
(1)望远镜光学性能，其主要项目包括视场角、 放大倍率、鉴别率等；
(2)轴系关系正确性； (3)补偿器对水平方向和竖直角的补偿误差； (4)一测回水平方向标准差； (5)一测回竖直角标准差。
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大地测量学课件大地控制网数据处理 (一)
大地测量学课件大地控制网数据处理 (一)大地测量学是研究地球形状、地球重力场、大地水平和垂直方向上的形变以及相关领域的基础科学。
大地控制网是大地测量学中最为重要的一环，是大地信息和地理信息基础设施的重要组成部分。
本文主要介绍大地测量学课件中的大地控制网数据处理。
一、大地控制网的概念大地控制网是指通过大地测量方法满足一定精度要求而在大范围内布设的，有一定地位和作用的地面控制网。
它是大地测量的重要基础，提供了测量参照系，为各类测量提供准确的参考。
二、大地控制网数据处理的流程大地控制网数据处理包括数据检核、数据编辑、数据平差和精度分析。
下面分别介绍这四个步骤：1. 数据检核：首先对野外测量获得的初始观测数据进行检核，如检查仪器、观测环境、观测时间等，确保数据的有效性和可靠性。
2. 数据编辑：对数据检核通过的数据进行编辑，其中主要包括数据筛选、数据平滑等处理。
数据筛选指针对某些不符合要求的数据进行删除；数据平滑主要是通过对重复观测数据的平均值或加权平均值来消除数据中的随机误差。
3. 数据平差：数据平差是大地控制网数据处理的核心步骤，通过对经纬高三个方向的观测数据进行最小二乘平差或精确平差，确定控制网各个点的位置和坐标精度，同时也确定大地测量学中的基准面和基准点。
4. 精度分析：最后对数据平差得到的结果进行精度分析，即对各点坐标的观测精度和计算精度进行比较，确定大地控制网的精度范围。
三、大地控制网数据处理的应用大地控制网数据处理的应用范围非常广泛，包括测量、地理信息、导航、地震预警等。
大地控制网数据处理的结果非常重要，不仅用于地图编制和测图工作，还可以作为各种空间信息系统的基础数据，如地理信息系统、全球定位系统等。
四、注意事项大地控制网数据处理虽然是一个有序的流程，但是其中有很多技术和熟练度的要求。
在具体操作中需要特别注意以下几点：1. 数据采样和处理应该在标准的天气和环境下进行。
2. 数据校核和方差分析工作应遵循国际、行业、行政规章制度和工作规范。
大地测量PPT课件幻灯片资料
1e2 W
sinB 1 V
sin B
taun 1e2taB n W taB n V
dBV2 1e2
2020/8/2
du
2、贝塞尔大地投影
（1） 基本原理（Basic Principles） 建立以椭球中心为中心，以任意长（或单位长）为半径的辅助
球，按以下三个步骤计算。 第一， 按一定条件将椭球面元素投影到辅助球面上。 第二， 在球面上解算大地问题。 第三， 将求得的球面元素按投影关系换算到相应的椭球元素。
L2，B2，A2
2020/8/2
大地问题反解 已知P1点和P2点的大地 坐标（L1，B1），（L2， B2），计算两点间的大地 线长S及正反大地方位角A1 ，A2。即： L1，B1，L2, B2
S, A1, A2
大地问题解算的基本方法
1）、以大地线的三个微分方程为理论基础的。
dL
sin A sec N
lfl(0 ) d d 0 s ls d d2 2 ls 0s 2 2 d d3 3 l s0s 6 3 bfb(0 ) d d B 0 ss d d 2 B 2s 0s 2 2 d d 3 B 3s 0s 6 3 af(0 ) d d A 0 ss d d 2A 2s 0s 2 2 d d 3A 3s 0s 6 3
1、归化纬度
大地纬度与归化纬度之间的关系
x a co us
x2 a2
y2 b2
1
x a cosu y b sin u
2020/8/2
1、归化纬度
x a cosu y b sin u
xWa cosB
y
a(1e2) W
sinB
b
1e2 W
sinB
大地测量(全套教学课件110p)
M，N，R的关系 N RM
N90 R90 M 90 c
对于克拉索夫斯基椭球
4.4 椭球面上的弧长计算 子午线弧长计算公式
dx MdB
B
X 0 MdB
M m0 m2 sin2 B m4 sin4 B m6 sin6 B m8 sin8 B
sin 2 B 1 1 cos2B 22
sin 4 B 3 1 cos2B 1 cos4B
82
8
sin 6 B 5 15 cos2B 3 cos4B 1 cos6B
16 32
16
32
sin 8
B
35 128
7 16
cos2B
7 32
cos4B
1 16
cos6B
1 128
c os8B
M a0 a2 cos 2B a4 cos4B a6 cos6B a8 cos8B
BE sin c OB BE BF sin C BD OB BD
BF
BF sin a OB BE BF sin A BD OB BD
BE
sin a sin b sin c sin A sin B sin C
单位球 sin a sin b sin c
R R R (半径为R) sin A sin B sin C
W 1 e2 V (b)V a
V 1 e '2 W ( a ) W b
W 2 1 e2 sin2 B (1 e2 )V 2
V 2 1 2 (1 e '2 )W 2
4.2 椭球面上常用坐标系及其关系
4.2.1 各种坐标系的建立 1、大地坐标系 大地经度B 大地纬度L 大地高H
dy tan(900 B) ctgB dx
大地测量学基础课件+++
计算观测时刻地面到卫星的距离.
1 C
2
人卫最激新课光件 仪
25
精度最高的绝对定位技术。 全球地心参考框架、地球自转参数、全球重力场低阶模型、精密定轨等
方面有重要作用。 地基：在卫星上安置反光镜，地面上安激光测距仪，对卫星测距。 天基：在卫星上安置激光测距仪，地面上安反光镜，对地测距
3）、惯性测量系统 利用惯性力学原理，测定地面点三维坐标、重力异常和垂线偏差。
大地测量学基础
最新课件
1
第一章 绪 论
最新课件
2
一、大地测量学的定义
定义：大地测量学是为人类活动提供空间信息的科学，着重研
究地球的几何特征（形状和大小）和基本物理特性
（重力场）及其变化。 性质：地球科学的一个分支，是一门地球信息科学，既是基础
科学，又是应用科学 任务：测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地
最新课件
5
2、在防灾、减灾、救灾及环境保护、监测、评价中的作用 1). 建立大地形变监测系统，为地震预报提供有关资料； 2). 监测泥石流、山体滑坡、雪崩、森林火灾、洪水等灾害， 并为灾后评估提供资料； 3). 监测海水面的变化； 4). 为灾难事件救援提供快速定位；如空难、海难、交通事故； 5). 环境监测，如沙漠，森林，土地利用情况等；
12
3、现代在地测量的特征 1)、测量范围大，范围从地区、全球乃至宇宙空间； 2)、研究对象和范围不断深入、全面和精细，从静态测量 发展到动态测量，从地球表面测绘发展到地球内部构造 及动力过程的研究；
3)、观测精度高； 4)、观测周期短。
最新课件
13
4、大地测量的基本内容
1)、确定地球形状、外部重力场及其变化；建立大地测量 坐标系；研究地壳形变，极移和海洋水面地形用其变化
1 C
2
人卫最激新课光件 仪
25
精度最高的绝对定位技术。 全球地心参考框架、地球自转参数、全球重力场低阶模型、精密定轨等
方面有重要作用。 地基：在卫星上安置反光镜，地面上安激光测距仪，对卫星测距。 天基：在卫星上安置激光测距仪，地面上安反光镜，对地测距
3）、惯性测量系统 利用惯性力学原理，测定地面点三维坐标、重力异常和垂线偏差。
大地测量学基础
最新课件
1
第一章 绪 论
最新课件
2
一、大地测量学的定义
定义：大地测量学是为人类活动提供空间信息的科学，着重研
究地球的几何特征（形状和大小）和基本物理特性
（重力场）及其变化。 性质：地球科学的一个分支，是一门地球信息科学，既是基础
科学，又是应用科学 任务：测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地
最新课件
5
2、在防灾、减灾、救灾及环境保护、监测、评价中的作用 1). 建立大地形变监测系统，为地震预报提供有关资料； 2). 监测泥石流、山体滑坡、雪崩、森林火灾、洪水等灾害， 并为灾后评估提供资料； 3). 监测海水面的变化； 4). 为灾难事件救援提供快速定位；如空难、海难、交通事故； 5). 环境监测，如沙漠，森林，土地利用情况等；
12
3、现代在地测量的特征 1)、测量范围大，范围从地区、全球乃至宇宙空间； 2)、研究对象和范围不断深入、全面和精细，从静态测量 发展到动态测量，从地球表面测绘发展到地球内部构造 及动力过程的研究；
3)、观测精度高； 4)、观测周期短。
最新课件
13
4、大地测量的基本内容
1)、确定地球形状、外部重力场及其变化；建立大地测量 坐标系；研究地壳形变，极移和海洋水面地形用其变化
《武大大地测量》课件
原则
遵循分级布设、逐级控制的原则 ，从高级到低级，从整体到局部 ，形成层次分明、结构严密的控 制系统。
大地水准面的测定
大地水准面的概念
大地水准面是指与平均海水面重合并向大陆延伸所形成的封闭曲 面，是描述地球形状的一个重要物理模型。
大地水准面测定的方法
通过大地测量和地球重力场模型相结合的方法，可以精确测定大地 水准面的位置和起伏。
合成孔径雷达干涉测量技术
该技术能够实现大面积、高精度的地表形变监测 和地形测量，尤其在地质灾害监测和城市规划等 领域具有重要应用价值。
大地测量面临的挑战与机遇
挑战
随着城市化进程的加速和基础设施建设的不 断推进，大地测量面临着越来越高的精度和 效率要求，同时还需要应对复杂地形和地貌 的测量难题。
机遇
03
大地测量的技术与方法
大地控制网的建立
大地控制网的概念
大地控制网是由一系列按一定规 律分布的控制点构成的网状图形 ，是进行大地测量和地理信息获 取的基准框架。
大地控制网的分类
根据用途和精度要求，大地控制 网可分为一、二、三、四等控制 网，不同等级的控制网有不同的 布设要求和精度标准。
大地控制网的布设
《武大大地测量》ppt课件
目 录
• 绪论 • 大地测量的基本原理 • 大地测量的技术与方法 • 大地测量的应用与实践 • 大地测量的未来发展与挑战
01
绪论
大地测量的定义与任务
总结词
大地测量的定义与任务
详细描述
大地测量是一门研究地球大小、赤道、地球重力场、地球自转等问题的学科。它的主要任务是提供精确的地球参 数，为科学研究、资源开发、军事侦察等领域提供基础数据。
遥感技术的不断发展，将促进其在大 地测量中的应用，实现大范围的地形 测量、地表监测和资源调查等。
遵循分级布设、逐级控制的原则 ，从高级到低级，从整体到局部 ，形成层次分明、结构严密的控 制系统。
大地水准面的测定
大地水准面的概念
大地水准面是指与平均海水面重合并向大陆延伸所形成的封闭曲 面，是描述地球形状的一个重要物理模型。
大地水准面测定的方法
通过大地测量和地球重力场模型相结合的方法，可以精确测定大地 水准面的位置和起伏。
合成孔径雷达干涉测量技术
该技术能够实现大面积、高精度的地表形变监测 和地形测量，尤其在地质灾害监测和城市规划等 领域具有重要应用价值。
大地测量面临的挑战与机遇
挑战
随着城市化进程的加速和基础设施建设的不 断推进，大地测量面临着越来越高的精度和 效率要求，同时还需要应对复杂地形和地貌 的测量难题。
机遇
03
大地测量的技术与方法
大地控制网的建立
大地控制网的概念
大地控制网是由一系列按一定规 律分布的控制点构成的网状图形 ，是进行大地测量和地理信息获 取的基准框架。
大地控制网的分类
根据用途和精度要求，大地控制 网可分为一、二、三、四等控制 网，不同等级的控制网有不同的 布设要求和精度标准。
大地控制网的布设
《武大大地测量》ppt课件
目 录
• 绪论 • 大地测量的基本原理 • 大地测量的技术与方法 • 大地测量的应用与实践 • 大地测量的未来发展与挑战
01
绪论
大地测量的定义与任务
总结词
大地测量的定义与任务
详细描述
大地测量是一门研究地球大小、赤道、地球重力场、地球自转等问题的学科。它的主要任务是提供精确的地球参 数，为科学研究、资源开发、军事侦察等领域提供基础数据。
遥感技术的不断发展，将促进其在大 地测量中的应用，实现大范围的地形 测量、地表监测和资源调查等。
大地测量学完整课件
国家和全球天文大地水平控制网、精密水 准网及海洋大地控制网
4)、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法
5)、研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关 的大地测量计算
6)、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其 联合网的数学处理理论方法，测量数据库的建立及应用。
现代大地测量 (三个基本分支)
几何大地测量
物理理论大地测量
空间大地测量GPS
1)、几何大地测量学：即天文大地测量学 基本任务 确定地球形状、大小，地面点的几何位置 主要内容 国家大地测量控制网建立的理论、方法，精 密测角、测距、测水准；地球椭球数学性质，椭球面上 的测量计算，椭球数学投影，地球椭球几何参数的数学 模型等
公元827年,阿拉伯人阿尔曼孟通过弧长 测量,推算出纬度35°处的1°子午线弧 长等于111.8Km,比正确值110.95Km 只大1%
2、第二阶段:地球椭球阶段：最先由牛顿提出 在此阶段，理论方面 英国的牛顿:万有引力定律,地球椭球学说. 荷兰的斯涅耳:三角测量法 德国的开普勒:行星运动三大定律 荷兰的惠更斯:摆测重力原理 法国的勒让德:最小二乘法,重力位函数 法国的克莱罗:克莱罗定律 英国的普拉特和艾黎:地壳均衡学说
四、大地测量学的发展简史
1、第一阶段：地球圆球阶段： 将地球看成是圆球进行测量其大小（半径） 公元前六世纪，毕达哥拉斯最先提出地球圆球说。 首次地球半径测量：公元前三世纪，亚历山大学者埃拉托
色尼用子午圈弧长测量法来估算地球半径,与现代数据相比, 误差约 100Km.
亚历山大城
φ
赛尼城
S φ
R
最早一次对地球大小的实测： 我国唐代张遂指导进行。得出子午线上 纬度差一度，地面相距约132Km，与现 代值110.95Km相比，误差约21Km。
4)、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法
5)、研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关 的大地测量计算
6)、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其 联合网的数学处理理论方法，测量数据库的建立及应用。
现代大地测量 (三个基本分支)
几何大地测量
物理理论大地测量
空间大地测量GPS
1)、几何大地测量学：即天文大地测量学 基本任务 确定地球形状、大小，地面点的几何位置 主要内容 国家大地测量控制网建立的理论、方法，精 密测角、测距、测水准；地球椭球数学性质，椭球面上 的测量计算，椭球数学投影，地球椭球几何参数的数学 模型等
公元827年,阿拉伯人阿尔曼孟通过弧长 测量,推算出纬度35°处的1°子午线弧 长等于111.8Km,比正确值110.95Km 只大1%
2、第二阶段:地球椭球阶段：最先由牛顿提出 在此阶段，理论方面 英国的牛顿:万有引力定律,地球椭球学说. 荷兰的斯涅耳:三角测量法 德国的开普勒:行星运动三大定律 荷兰的惠更斯:摆测重力原理 法国的勒让德:最小二乘法,重力位函数 法国的克莱罗:克莱罗定律 英国的普拉特和艾黎:地壳均衡学说
四、大地测量学的发展简史
1、第一阶段：地球圆球阶段： 将地球看成是圆球进行测量其大小（半径） 公元前六世纪，毕达哥拉斯最先提出地球圆球说。 首次地球半径测量：公元前三世纪，亚历山大学者埃拉托
色尼用子午圈弧长测量法来估算地球半径,与现代数据相比, 误差约 100Km.
亚历山大城
φ
赛尼城
S φ
R
最早一次对地球大小的实测： 我国唐代张遂指导进行。得出子午线上 纬度差一度，地面相距约132Km，与现 代值110.95Km相比，误差约21Km。