太原理工大学大地测量学基础-第五章课件解剖
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大地测量学基础：第5章 大地测量基本技术与方法(1)
第五章 大地测量基本技术与方法
§5－1 建立国家平面大地控制网的基本原理 §5－2 建立国家高程控制网的基本原理 §5－3 建立工程测量控制网的基本原理 §5－4 大地测量仪器 §5－5 精密角度测量方法 §5－6 精密距离测量方法 §5－7 精密高差测量方法 备讲1—精密水准仪与水准尺的检验 备讲2—球气差系数和大气折光系数 备讲3—三角高程测量的精度 备讲4—垂线偏差对三角高程的影响
折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。 • 测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转
折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可求出所有导线点的 平面坐标。
β
D
• 导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。
• 导线网是由若干条附合导线或闭合导线构成的网状图形。 • 导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个
A
a
az B
• VLBI测量长度的相对精度可达10-6。
• 该技术在研究地球极移、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，在常规 大地测量中很少用。
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对加速度分 量进行两次积分，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。
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量 和工程控制测量基本上不采用三角网。
2. 导线测量法 • 导线：由设站点（控制点）连成的折线（若干条直线首尾相连）。 • 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边
§5－1 建立国家平面大地控制网的基本原理 §5－2 建立国家高程控制网的基本原理 §5－3 建立工程测量控制网的基本原理 §5－4 大地测量仪器 §5－5 精密角度测量方法 §5－6 精密距离测量方法 §5－7 精密高差测量方法 备讲1—精密水准仪与水准尺的检验 备讲2—球气差系数和大气折光系数 备讲3—三角高程测量的精度 备讲4—垂线偏差对三角高程的影响
折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。 • 测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转
折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可求出所有导线点的 平面坐标。
β
D
• 导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。
• 导线网是由若干条附合导线或闭合导线构成的网状图形。 • 导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个
A
a
az B
• VLBI测量长度的相对精度可达10-6。
• 该技术在研究地球极移、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，在常规 大地测量中很少用。
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对加速度分 量进行两次积分，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。
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量 和工程控制测量基本上不采用三角网。
2. 导线测量法 • 导线：由设站点（控制点）连成的折线（若干条直线首尾相连）。 • 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边
太原理工大学大地测量学基础全部复习总结分解
大地测量复习总结大地水准面：我们把完全静止的海水面所形成的重力等位面，专称它为大地水准面正高：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：正常高系统是地面点到一个与大地水准面极为接近的基准面的距离，这个基准面称为似大地水准面。
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 之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
法截面：过椭球面上任意一点可作垂直于椭球面的法线，包含这条法线的平面就叫法截面。
法截线（法截弧）：法截面与椭球面的交线。
卯酉圈：过某点法线的无数个法截面中，与子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合圈就称为卯酉圈。
将地面观测的方向值归算到椭球面基本要求：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。
大地主题正解：已知一点的大地经度、大地纬度以及该点至待求点的大地线长度和大地方位角，计算待求点的大地经度、大地纬度和待求点至已知点的大地方位角的解算。
大地主题反解：已知两点的大地经度和大地纬度，计算这两点间的大地线长度和正反大地方位角的解算。
高斯投影的特点:1) 中央子午线投影后为直线，且长度不变。
2) 除中央子午线外，其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，并以中央子午线为对称轴。
投影后有长度变形。
3) 赤道线投影后为直线，但有长度变形。
4) 除赤道外的其余纬线，投影后为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴。
5) 经线与纬线投影后仍然保持正交。
6) 所有长度变形的线段，其长度变形比均大于l 。
7) 离中央子午线愈远，长度变形愈大。
将椭球面三角系归算到高斯投影面的主要内容：1) 将起始点的大地坐标B ，L 归算为高斯平面直角坐标x ，y ；为了检核还应进行反算，亦即根据x ，y 反算B ，L 。
2) 通过计算该点的子午线收敛角及方向改正，将椭球面上起算边大地方位角归算到高斯平面上相应边的坐标方位角。
大地测量基础知识74页PPT
大地测量基础知识
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
大地测量学基础：第五章 大地测量技术-1-2-3
三角点的密度是指每幅图中包含有多少个控制点，而测图的比 例尺不同，每幅图的面积也不同。所以，三角点的密度也用平 均若干平方公里有一个三角点来表示。常规大地测量和GPS测 量的基本要求：
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求 ：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
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：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。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级 相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点 的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求 ：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
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：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。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级 相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点 的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2
《大地测量学》课件
激光雷达地形测量
利用激光雷达技术获取高 精度地形数据，常用于数 字高程模型（DEM）的建 立。
激光雷达遥感
通过激光雷达技术获取地 表信息，用于地质、环境 监测等领域。
其他大地测量技术与方法
重力测量
利用重力加速度的差异来测定地球重力场参数，常用于地球 物理研究。
惯性导航
利用惯性传感器来测定运动物体的姿态、位置和速度，常用 于海洋和航空导航。
大地测量学的应用领域
• 总结词：大地测量学的应用领域非常广泛，包括地理信息系统、资源调 查、城市规划、灾害监测等。
• 详细描述：大地测量学在地理信息系统中的应用主要是提供高精度、高分辨率的地理信息数据，用于地图制作、土地规 划、环境监测等领域。在资源调查方面，大地测量学可以通过对地球的重力场和磁场进行测量，探测地下矿产资源，并 对海洋资源进行调查和监测。此外，大地测量学在城市规划中也有广泛应用，例如通过卫星遥感技术对城市环境进行监 测和评估，以及利用GPS技术对城市交通进行管理和优化。最后，大地测量学在灾害监测方面也发挥了重要作用，例如 通过大地测量技术对地震、火山、滑坡等自然灾害进行监测和预警。
大地测量在地理信息系统中的应用领域
基础地理信息获取
大地测量提供高精度的地 理坐标和地形数据，是GIS 获取基础地理信息的重要 手段。
地图制作与更新
大地测量数据可用于制作 高精度地图，并定期更新 以确保地图的准确性和现 势性。
空间分析与应用
大地测量数据与其他空间 数据结合，可进行空间分 析、规划、决策等应用。
大地测量在地理信
05
息系统中的应用
地理信息系统概述
地理信息系统定义
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、处理、分析和显示 地理数据的计算机系统。
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
《大地测量学基础》课件
1
地球自转是指地球围绕自己的轴线旋转的运动， 其周期为24小时，即一天。
2
地球参考系是大地测量的基准，包括国际地球参 考系（ITRS）和世界时（UTC）等。
3
地球自转对大地测量具有重要的意义，因为地球 自转会导致天文经度变化，从而影响大地测量结 果。
大地水准面和地球椭球
大地水准面是指与平均海水面重合且与地球表面大致相吻合的虚拟静止水准面。
合成孔径雷达干涉测量技术
01
合成孔径雷达干涉测量技术是一种利用雷达信号干涉原理获取 地球表面形变的测量技术。
02
该技术在地壳形变监测、地震预报、冰川运动监测等领域具有
广泛的应用前景。
合成孔径雷达干涉测量技术具有全天候、全天时、高精度等优
03
点，但也存在数据处理复杂、对信号源要求高等挑战。
人工智能和大数据在大地测量中的应用
为地球第一偏心率。
地球重力场
地球重力场是由地球质量分布不均匀 引起的引力场，其特点是随地理位置 和时间变化。
地球重力场的研究方法包括大地测量 、卫星轨道测量和地球物理等方法。
地球重力场对大地测量具有重要的意 义，因为大地水准面是大地测量中重 要的参考面，而大地水准面的变化与 地球重力场密切相关。
地球自转和地球参考系
三角测量和导线测量
三角测量
利用三角形原理进行距离和角度的测 量，主要用于建立大地控制网和精密 测量。
导线测量
通过布设导线，逐段测量导线的长度 、角度等参数，以确定点的平面位置 。
GPS定位技术
GPS定位原理
利用卫星信号接收机接收多颗卫星信号，通过测距交会原理确定接收机所在位置。
GPS在大地测量中的应用
海洋大地测量的方法
太原理工大学摄影测量学-第五章双像解析摄影测量4
X2
Y2
Z2
R
R1R
x2 y2
0 0
0 0
1 X 2 Z2
0
Y2
0
f 1 0 0 Z2 X 2
§4. 立体像对相对定向
三、连续像对相对定向
1
F
Bx
X1
X 2
Y1
Y2
Z1
Z2
X2
Y2
Z2
Z2
0
X 2
F
Bx X1
By Y1
Bz Z1 BxY1 X 2
1 0
B只决定立体 模型的比例 尺，不影响
相对方位
§4. 立体像对相对定向
二、相对定向的条件方程—共面条件方程
Z2
Z1
Y1
B
Bx
S1
X1
y1
x1
Y2 S2 Bz By核面内
S1S2 (S1a1 S2a2 ) 0
x2
Bx By Bz
X1 Y1 Z1 0
1
F Bx X1 Y1 Z1 0 X 2 Y2 Z2
1
F
Bx
X1
X 2
Y1
Y2
Z1
Z2
§4. 立体像对相对定向
三、连续像对相对定向
R
(R RR )
R
R1R R R
R
R1R
sin 0 cos cos 0 sin 0 0 1
R
R1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
cos 0 sin sin 0 cos 1 0 0
cos
By Bx tg Bx
Bz
Bx
《大地测量学基础》PPT课件
2）按投影面的形状分类
• （1）方位投影：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相 割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。
• （2）圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切 或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面 展为平面而成。
• （3）圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切 或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面 展为平面而成。
4)、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º 进行投影分带。
6º带自首子午线开始， 按6º的经差自西向东分成60 个带。
3º带自1.5 º开始，按3 º的经差自西向东分成12 0个带。
高斯投影带划分
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带子午线重 合，减少了换带计算。
在椭球面上，因为子午线同平行圈 正交，又由于投影具有正形性质，因 此它们的描写线 及 pQ也必p正N交， 由图可见，平面子午线收敛角也就是 等于 在 点上pQ的 切线p 同平面
• 3、中国各种地图投影：
1）中国全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方 位投影、伪方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割 圆锥投影。
• 2）中国分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正 轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投 影（宽带）。
• 3）中国大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时期 ）、等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）、高斯-克 吕格投影（解放以后）。
注：X轴向北为正， y轴向东为正。
x
高斯 自然 P （X，坐Y标）
赤道
O
y
中央子午线
由于我国的位于 北半球，东西横跨12 个6º带，各带又独自 构成直角坐标系。
《大地测量学》幻灯片
壳结构方面的假设便可严密确定。似大地水准面与大地水准面在海洋上完全重合;
而在大陆上也几乎重合，在山区只有2～4m的差异。似大地水准面尽管不是水准
面，但它武可汉以严大密学地解决关于研究与地球自然地理形状有关的问测题绘（学莫洛院金斯基
大地高H、正高H正及正常高H正常 点的空间位置除平面位
置外还有高程位置;高程位置
用大地高H或正高H正或正常
武汉大学
测绘学院
大地测量学的基本任务是:（1)建立和维护高精度
全球或区域性大地测量系统与大地测量参考框架
;(2)获取空间点位置的静态和动态信息;(3)测定和研
究地球形状和大小、地球外部重力场及其随时间的
变化;(4)测定和研究全球和区域性地球动力学现象
，包括地球自转与极移、地球潮汐、板块运动与地
壳形变以及其他全球变化;(5)研究地球表面观测量
由于空间技术、计算机技术和信息技术的飞跃发展
，以电磁波测距、卫星测量、甚长基线干涉测量等新的大
地测量技术出现，形成了现代大地测量学。传统大地测量
学主要研究地球的几何形状、定向及其重力场，并关注在
地球上点的定位、重力值。现代大地测量则己超过原来传
统的研究内容，将原来所考虑的静态内容，在长距离、大
范围、实时和高精度测量的条件下，和时间这一因素联系
地心空间直角坐标系统若从几何方面或通俗的定义
也可以作如下表述:坐标系的原点位于地球质心，z轴和x
轴的定向由某一历元的EOP确定，y与x、z构成空间右手
直角坐标系。地心大地坐标系统的原点与总地球椭球中心
(即地球质心)重合，椭球旋转轴与CTP重合,起始大地子午
面与零子午面重合。
武汉大学
测绘学院
2·参心坐标系统
而在大陆上也几乎重合，在山区只有2～4m的差异。似大地水准面尽管不是水准
面，但它武可汉以严大密学地解决关于研究与地球自然地理形状有关的问测题绘（学莫洛院金斯基
大地高H、正高H正及正常高H正常 点的空间位置除平面位
置外还有高程位置;高程位置
用大地高H或正高H正或正常
武汉大学
测绘学院
大地测量学的基本任务是:（1)建立和维护高精度
全球或区域性大地测量系统与大地测量参考框架
;(2)获取空间点位置的静态和动态信息;(3)测定和研
究地球形状和大小、地球外部重力场及其随时间的
变化;(4)测定和研究全球和区域性地球动力学现象
，包括地球自转与极移、地球潮汐、板块运动与地
壳形变以及其他全球变化;(5)研究地球表面观测量
由于空间技术、计算机技术和信息技术的飞跃发展
，以电磁波测距、卫星测量、甚长基线干涉测量等新的大
地测量技术出现，形成了现代大地测量学。传统大地测量
学主要研究地球的几何形状、定向及其重力场，并关注在
地球上点的定位、重力值。现代大地测量则己超过原来传
统的研究内容，将原来所考虑的静态内容，在长距离、大
范围、实时和高精度测量的条件下，和时间这一因素联系
地心空间直角坐标系统若从几何方面或通俗的定义
也可以作如下表述:坐标系的原点位于地球质心，z轴和x
轴的定向由某一历元的EOP确定，y与x、z构成空间右手
直角坐标系。地心大地坐标系统的原点与总地球椭球中心
(即地球质心)重合，椭球旋转轴与CTP重合,起始大地子午
面与零子午面重合。
武汉大学
测绘学院
2·参心坐标系统
大地测量仪器学分解课件
根据测量目标和任务，选择合适的测 量仪器，并确保其精度和可靠性符合 要求。
掌握测量仪器的操作方法
熟悉测量仪器的操作流程，包括仪器 的安装、调试、使用和数据采集等步 骤。
遵守测量规范和标准在进来自测量时，应遵守相关的规范和 标准，以确保测量结果的准确性和可 靠性。
大地测量仪器保养与维护
定期检查仪器精度
定期对测量仪器进行检查，确 保其精度和准确性符合要求。
保持仪器清洁
定期清洁仪器表面，防止污垢 和尘土对仪器精度和使用寿命 的影响。
定期润滑仪器
根据仪器使用说明书的要求， 定期对仪器的机械部分进行润 滑，以保持其良好的工作状态 。
妥善保管仪器配件
对于仪器的易损件和重要配件 ，应妥善保管，以备不时之需
。
分类
大地测量仪器可以根据用途、测 量方式和精度等不同标准进行分 类，如光学经纬仪、全站仪、 GPS定位仪等。
大地测量仪器发展历程
01
古代大地测量仪器
古代的大地测量仪器主要是简单的工具，如指南针、测绳等，主要用于
地理勘查和航海导航。
02
近代大地测量仪器
随着光学技术和机械制造技术的发展，近代大地测量仪器开始出现，如
测距装置是全站仪中用 于测量距离的部分，它 通常采用激光或红外线 等信号进行测距。
测角装置是全站仪中用 于测量角度的部分，它 通常采用电子罗盘和陀 螺仪等设备进行测量。
数据处理装置是全站仪 中用于处理测量数据的 部分，它能够将测量数 据自动记录并转换为标 准格式，以便后续处理 和分析。
GPS接收机结构
CHAPTER
02
大地测量仪器基本原理
光学原理
光的直线传播
01
光在同一种均匀介质中沿直线传播，是大地测量仪器测量的基
掌握测量仪器的操作方法
熟悉测量仪器的操作流程，包括仪器 的安装、调试、使用和数据采集等步 骤。
遵守测量规范和标准在进来自测量时，应遵守相关的规范和 标准，以确保测量结果的准确性和可 靠性。
大地测量仪器保养与维护
定期检查仪器精度
定期对测量仪器进行检查，确 保其精度和准确性符合要求。
保持仪器清洁
定期清洁仪器表面，防止污垢 和尘土对仪器精度和使用寿命 的影响。
定期润滑仪器
根据仪器使用说明书的要求， 定期对仪器的机械部分进行润 滑，以保持其良好的工作状态 。
妥善保管仪器配件
对于仪器的易损件和重要配件 ，应妥善保管，以备不时之需
。
分类
大地测量仪器可以根据用途、测 量方式和精度等不同标准进行分 类，如光学经纬仪、全站仪、 GPS定位仪等。
大地测量仪器发展历程
01
古代大地测量仪器
古代的大地测量仪器主要是简单的工具，如指南针、测绳等，主要用于
地理勘查和航海导航。
02
近代大地测量仪器
随着光学技术和机械制造技术的发展，近代大地测量仪器开始出现，如
测距装置是全站仪中用 于测量距离的部分，它 通常采用激光或红外线 等信号进行测距。
测角装置是全站仪中用 于测量角度的部分，它 通常采用电子罗盘和陀 螺仪等设备进行测量。
数据处理装置是全站仪 中用于处理测量数据的 部分，它能够将测量数 据自动记录并转换为标 准格式，以便后续处理 和分析。
GPS接收机结构
CHAPTER
02
大地测量仪器基本原理
光学原理
光的直线传播
01
光在同一种均匀介质中沿直线传播，是大地测量仪器测量的基
大地测量学基础课件
大地测量学的应用领域
总结词
大地测量学的应用领域广泛，包括卫星导航定位、地 球科学、空间科学、气象预报和地震监测等。
详细描述
大地测量学在卫星导航定位领域中发挥着重要作用，通 过大地测量数据可以确定卫星轨道、提高导航定位精度 等。此外，大地测量学还应用于地球科学和空间科学领 域，研究地球各部分之间的相对位置关系、地球重力场 等，为地质勘探、资源开发等领域提供支持。同时，大 地测量学在气象预报和地震监测等领域也有广泛应用， 例如通过大地测量数据可以监测地震活动、预测地震灾 害等。
02
大地测量基本原理
大地水准面与地球椭球
总结词
大地水准面和地球椭球是大地测量的基本概念，它们决定了地球表面的几何形态 和测量基准。
详细描述
大地水准面是假想一个与平均海平面重合并随海面调整变化的闭合曲面，它与地 球质心相连，形成地球椭球的旋转轴。地球椭球是一个对地球的数学模型，用于 描述地球的几何形态，包括地球的赤道、极点和经纬度系统等。
大地测量数据误差分析
Байду номын сангаас
01
02
03
误差来源辨认
分析大地测量数据误差的 来源，如测量设备误差、 数据处理误差等。
误差传播规律研究
研究误差在大地测量数据 处理过程中的传播规律， 为误差控制和修正提供根 据。
误差修正与估计
采用适当的误差修正和估 计方法，减小误差对大地 测量结果的影响，提高数 据的准确性和可靠性。
数据特殊值处理
辨认并处理特殊值，以避免对数据分析结果产生不良影响。
大地测量数据解析与建模
数据特征提取
从大地测量数据中提取关键特征，为后续的建模和分析提供根据。
数学建模
根据提取的特征，建立相应的数学模型，用于描述和预测大地测量数据的变化规律。
太原理工大学大地测量学基础-第五章课件解剖
提示：90-c的相邻两元素为90-A，90-B; 90-c的相对两元素为a，b;
cosc cot AcotB
即：cosc cosa cosb
第二部分 垂线偏差与大地微分方程的导出简介
1.垂线偏差公式 在球面直角Δ Z1Z2P中按纳白尔规则，并考虑三角函数的幂级数 展开式，取第一项c：os( L) 1 sin( L) L sin 后，有：
余切公式
cos a cos C sin a cot b sin C cot B cos a cos B sin a cot c sin B cot C cos b cos A sin b cot c sin Acot C cos b cos C sin b cot a sin C cot A cos c cos B sin c cot a sin B cot A cos c cos B sin c cot b sin Acot B
•第二五元素定理
sin Acosb cosB sin C sin B cosC cosa sin Acosc cosC sin B sin C cosB cosa sin B cosa cos Asin C sin AcosC cosb sin B cosc cosC sin A sin C cos Acosb sin C cosa cos Asin B sin AcosB cosc sin C cosb cosB sin A sin B cos Acosc B Nhomakorabea
(
L)
cos
即：垂线偏差公式为
B L sec
R z
1
u
cosc cot AcotB
即：cosc cosa cosb
第二部分 垂线偏差与大地微分方程的导出简介
1.垂线偏差公式 在球面直角Δ Z1Z2P中按纳白尔规则，并考虑三角函数的幂级数 展开式，取第一项c：os( L) 1 sin( L) L sin 后，有：
余切公式
cos a cos C sin a cot b sin C cot B cos a cos B sin a cot c sin B cot C cos b cos A sin b cot c sin Acot C cos b cos C sin b cot a sin C cot A cos c cos B sin c cot a sin B cot A cos c cos B sin c cot b sin Acot B
•第二五元素定理
sin Acosb cosB sin C sin B cosC cosa sin Acosc cosC sin B sin C cosB cosa sin B cosa cos Asin C sin AcosC cosb sin B cosc cosC sin A sin C cos Acosb sin C cosa cos Asin B sin AcosB cosc sin C cosb cosB sin A sin B cos Acosc B Nhomakorabea
(
L)
cos
即：垂线偏差公式为
B L sec
R z
1
u
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正切公式
tan( A B) tan(a b)
tan(
A
2
B)
tan(a
2
b)
2
2
四、解算球面三角形的纳白尔规则
设球面三角形中有一角为直角，则该角余弦为0，正弦为1， 代入前述公式可得球面直角三角形的计算公式
便于公式记忆的纳白尔规则： 将除直角（C）外的五个元素 标成一环形：与直角C 相邻的 两元素（a,b）照写，与直角相 对的三元素分别以90度减之， 则环形上任一元素的正弦等于 （1）相邻两元素正切之积 （2）相对两元素余弦之积
4.纳白尔规则
一、球面三角形 定义:是指球面上三个大圆弧所构成的闭合图形 球面三角形的边:a、b、c三个大圆弧叫球面三角 形的边,其值与所对应的球心三面角的面角同度 ,即:
a BOC b AOC c AOB
球面三角形的角: A、B、C是各大圆 弧组成的球面角叫球面三角形的角， 其值与球心三面角的二面角同度
sin a sin b sin c sin A sin B sin C
边余弦公式
b c
O
C
B a
cosa cosb cosc sin b sin c cos A cosb cosc cosa sin c sin a cosB cosc cosa cosb sin a sin b cosC
B旧
B
N
新
N
新
N旧
N
•考虑大地坐标与空间直角坐标关系
X (N H ) cos B cos L
Y
( N
H ) cos B sin L
Z [N (1 e2 ) H ]sin B
•第二五元素定理
sin Acosb cosB sin C sin B cosC cosa sosB cosa sin B cosa cos Asin C sin AcosC cosb sin B cosc cosC sin A sin C cos Acosb sin C cosa cos Asin B sin AcosB cosc sin C cosb cosB sin A sin B cos Acosc
B
(
L)
cos
即：垂线偏差公式为
B L sec
R z
1
u
2.拉普拉斯方程 A ( L) sin ( sin A cos A) cot z T A ( L)sin A tan
角余弦公式
cos A cosB cosC sin B sin C cosa cosB cosC cos A sin C sin Acosb cosC cos AcosB sin Asin B cosc
正余弦公式
•第一五元素定理
sin a cosB cosb sin c sin b cosc cos A sin a cosC cosc sin b sin c cosb cos A sin b cos A cosa sin c sin a cosc cosB sin b cosC cosc sin a sin c cosa cosB sin c cos A cosa sin b sin a cosb cosC sin c cosB cosb sin a sin b cosa cosC
第五章 参考椭球与大地坐标系
补充知识： 第一部分 球面三角学的基本知识（ Foundation of Spherical Trigonometry ） 基本内容 1.球面三角形 Spherical Triangular 2.球面角超 Spherical Excess
3. 球面三角公式 Formulae of Spherical Trigonometry
R z 1
u
3.天文天顶大地天顶关系式（垂直角变换）
z z cos A sin A
4.大地弧度方程的导出简介
•新旧大地坐标关系关系
新 （ 新）cosB （ 旧）cosB L cos旧
新
B新
•经微分及变换后得
dL dX
dB dH
提示：90-c的相邻两元素为90-A，90-B; 90-c的相对两元素为a，b;
cosc cot AcotB
即：cosc cosa cosb
第二部分 垂线偏差与大地微分方程的导出简介
1.垂线偏差公式 在球面直角Δ Z1Z2P中按纳白尔规则，并考虑三角函数的幂级数 展开式，取第一项c：os( L) 1 sin( L) L sin 后，有：
余切公式
cos a cos C sin a cot b sin C cot B cos a cos B sin a cot c sin B cot C cos b cos A sin b cot c sin Acot C cos b cos C sin b cot a sin C cot A cos c cos B sin c cot a sin B cot A cos c cos B sin c cot b sin Acot B
A TAT B EBE C FCF
二、球面角超
定义：球面三角形三内角之和与平面三角形三内角之和的差 叫做球面角超 定义公式：
A B C 180
计算公式： S
R2
式中，S---球面三角形的面积，R---球的半径
三、球面三角公式
A
在球面三角形ABC中 正弦公式