大地控制网建立
大地测量学基础：第5章 大地测量基本技术与方法(1)
§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
国家大地控制网
大地控制网规范(1)国家一等大地控制网国家一等大地控制网由卫星定位连续运行基站组成，它是国家大地基准的骨干和主要支撑，以实现我国三维、动态的地心坐标系统，保证大地控制网点位三维地心坐标的精度和现势性。
国家一等大地控制网的卫星定位连续运行基站地心坐标各分量年平均中误差应不大于±0.5mm，相对精度应不低于1*10-8，坐标年平均变化率中误差水平方向应不大于±2mm，垂直方向应不大于±3mm。
国家一等大地控制网应均匀分布，覆盖我国国土，在满足条件的情况下，宜布设在国家一等水准路线附近和国家一等水准网结点处。
(2)国家二等大地控制网国家二等大地控制网布测目的是实现对国家一、二等水准网的大尺度稳定性监测，结合精密水准测量、重力测量等技术，精化我国似大地水准面;为三、四等大地控制网和地方大地控制网的建立提供起始数据。
国家二等大地控制网相邻控制点间基线水平分量的中误差应不大于±5mm，垂直分量的中误差应不大于±10mm;各控制点的相对精度应不低于1*10-7，其点间平均距离应不超过50km。
国家二等大地控制网点应在均匀分布的基础上，综合考虑应用服务和对国家一、二等水准网大尺度稳定性监测等因素。
国家二等大地控制网复测周期为5年，每次复测执行时间应不超过两年。
(3)三等大地控制网三等大地控制网布测目的是建立和维持省级(或区域)大地控制网，满足国家基本比例尺测图的基本需求。
结合水准测量、重力测量技术，精化省级(或区域)似大地水准面。
三等大地控制网相邻点间基线水平分量的中误差应不大于±10mm，垂直分量的中误差应不大于±20mm;各控制点的相对精度应不低于1*10-6，其点间平均距离应不超过20km。
三等大地控制网的布设应与省级基础测绘服务、现有技术状况、应用水平及似大地水准面精化等目标相一致，并应尽可能布设在三、四等水准线路上。
(4)四等大地控制网四等大地控制网是三等大地控制网的加密。
常规大地测量基本技术与方法及国家大地控制网的建立
常规大地测量基本技术与方法1、国家平面大地控制网建立的基本原理大地测量学的基本任务之一，是在全国范围内建立高精度的大地测量控制网，以精密确定地面点的位置。
确定地面点的位置，实质上是确定点位在某特定坐标系中的三维坐标，通常称其为三维大地测量。
例如，全球卫星定位系统(GPS)就是直接求定地面点在地心坐标系中的三维坐标。
传统的大地测量是把建立平面授制网和高程控制网分开进行的，分别以地球椭球面和大地水准面为参考面确定地面点的坐标和高程。
因此，下面将分别进行介绍。
2、建立国家平面大地控制网的方法2.1 常规大地测量法2.1.1．三角测量法1)网形如下图所示，在地面上选定一系列点位1，2，…，使其构成三角形网状，观测的方向需通视，三角网的观测量是网中的全部(或大部分)方向值，由这些方向值可计算出三角形的各内角。
2)坐标计算原理如果已知点1的坐标(2t，y1)，又精密地测量了点l至点2的边长3，z和坐标方位角01z，就可用三角形正弦定理依次推算出三角网中其他所有边长，各边的坐标方位角及各点的坐标。
这些三角形的顶点称为三角点，又称大地点。
把这种测量和计算工作称为三角测量。
3)三角网的元素三角网的元素是指网中的方向(或角度)、边长、方位和坐标。
根据其来源的不同，以分为三类。
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)。
②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。
2.2.2．导线测量法在地面上选定相邻点间互相通视的一系列控制点A、B、C…，连接成一条折线形状(如图)，直接测定各边的边长和相互之间的角度。
若已知A点的坐标(又d，y4)和一条边的方位角(例如AAJ边的方位角04“)，就可以推算出所有其他控制点的坐标。
这些控制点称为导线点，把这种测量和计算工作称为导线测量。
2.2.3．三边测量及边角同测法三边测量法的网形结构同三角测量法一样，只是观测量不是角度而是所有三角形的边长，各内角是通过三角形余弦定理计算而得到的。
控制测量学2控制网
②起算数据和推算元素：为了得到所有三角点 的坐标，必须已知三角网中某边长s1,2和某一边的坐标方位角α1,2及某点的起算 左边（x1，y1），统称为起算数据。三角点上观测的水平角（或方向）为观测 元素。由起算元素和观测元素的平差值推算出来的三角形边长、坐标方位角 和三角点的坐标统称为三角测量的推算元素。
约15-20km，测角中误差小于±1.2″），将一等锁分为四个部分，再在每个部 分中布设二等补充网（平均边长约为13km，测角中误差小于±2.5″）。
②1958年后：二等网以全面三角网的形式布设在一等锁环内，四周与一 等锁衔接，其平均边长约为13km，测角中误差小于±1.0″。
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（3）：国家水平大地控制网的布设方案 布设方案： ①1958年前：在一网的方法
2.天文测量法
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，无需通视，组织工作简单，误差不累计。
缺点：定位精度不高。
为了控制水平角观测误差积累对推算方位角的影响，需要在每隔一定距 离的三角点上进行天文观测，以推求大地方位角：
求高。
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（1）：工程测量水平控制网的分类 根据工程建设的不同阶段对控制网提出的不同要求，工程测量控制网一
般可分为三类： ①测图控制网（地籍测量的基本控制）特点：精度低，精度要求均匀。 ②施工控制网（专用控制网）特点：精度高，精度具有方向性，网形强
已有成果可利用时，可用天文测量方法测定三角网某一边的天文方位角再换 算为起算方位角。在特殊情况下，也可用陀螺经纬仪测定起算方位角。
大地测量控制网的建立
大地测量控制网的建立建立大地测量控制网，精确测定控制网点的坐标、高程和重力值，是大地测量的基本任务。
经典大地测量控制网分为平面控制网、高程控制网和重力控制网。
20世纪70年代以来开始应用GPS等空间大地测量技术建立大地测量控制网。
本章首先介绍国家平面控制网和高程控制网的建立原理和方法。
介绍国家GPS网、国家重力网。
最后重点叙述实用的工程控制网的建立原理和方法。
第一节国家平面控制网与高程控制网的建立一、国家大地控制网及其作用1、为地形测图提供精密控制国家大地控制网是具有统一坐标系统的高精度测量控制网，它是地形测量、航空摄影测量和工程测量中加密控制网的基础，测绘地形图时所建立的图根控制网，就是以大地控制网点为基础进一步加密而成的。
在测绘地形图中，大地控制网的重要作用具体体现在以下三个方面：（1）限制测图误差积累，保证成图精度。
测绘工作中测量误差是不可避免的，例如平板测图中，每描绘一条方向线，丈量一段距离，都会产生误差。
这种误差在小范围内不易觉察出来，而在大面积测图中将逐渐传递和积累起来，使地形、地物点在图上的位置产生较大误差，甚至使相邻图幅不能很好地拼接。
如果以大地控制网的精确点位为基础，再进一步根据需要加密图根点作为测图控制，就能把误差限制在相邻控制点之间而不致积累传播，从而保证了成图的精度。
（2）统一坐标系统，保证相邻图幅拼接。
由于全国各地区经济建设开发时间上的差异，国家基本地形图通常是各个测绘部门在不同时期、不同地区分幅测绘的。
由于大地控制网点的坐标系统在全国是统一的，精度是一致的，这样，不管在任何地区、任何时间开展测图工作，都不会出现漏测或重叠，从而保证了相邻图幅的良好拼接，形成统一整体。
（3）提供点位的平面坐标，保证平面测图。
地球接近于旋转椭球，其表面是不可展平的曲面，强制展平就会出现皱褶或破裂，也就是说，用一般的方法是不能把球面上的地形测绘在平面图上的。
但大地控制点在椭球面上的位置是可以精密确定的，并且可以在保证必要精度的前提下，通过一定的数学方法把它化算为投影平面上的点位（x,y），进而计算出图根点的平面坐标。
大地测量学基础阶段性作业41doc
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院大地测量学基础课程作业4（共 4 次作业）学习层次：专升本涉及章节：第5章1．建立国家平面大地控制网的方法有哪些？2．建立国家平面大地控制的基本原则有哪些？3．国家平面大地控制网的布设方案有哪些？4．国家高程基准由几个要素构成？5．国家高程控制网布设的原则是什么？6．工程测量控制网有几种类型？各有什么作用？7．与国家大地测量控制网相比，工程控制网有哪些特点？8．精密角度测量仪器有哪些特点？9．影响方向观测精度的误差主要分哪三大类？各包括哪些主要内容?10．电磁波测距仪有哪些分类方法？11．电磁波测距的误差来源和精度表达式是什么？12．我国水准仪系列包括S05、S1、S3、S10等型号，试问S字母及下角码数字各代表什么含义？13．试述精密水准测量中的各种误差来源?14．大地测量的基本方法有哪些？参考答案1．建立国家平面大地控制网的方法有哪些？答：有常规大地测量法，它们是三角测量法、导线测量法、三边测量及边角同测法；天文测量法；现代大地测量法：GPS测量法、甚长基线干涉测量法（VLBI）、惯性测量系统（INS）2．建立国家平面大地控制的基本原则有哪些？答：主要有：大地控制网应分级布设、逐级控制，应有足够的精度，应有一定的密度，应有统一的技术规格和要求。
3．国家平面大地控制网的布设方案有哪些？答：常规大地测量方法布设国家三角网：一等三角锁系布设方案，一等三角锁系是国家平面控制网的骨干，其作用是在全国范围内迅速建立一个统一坐标系的框架，为控制二等及以下各级三角网的建立并为研究地球的形状和大小提供资料；二等三角锁、网布设方案，二等三角网既是地形测图的基本控制，又是加密三、四等三角网(点)的基础，它和一等三角锁网同属国家高级控制点；三、四等三角网，为了控制大比例尺测图和工程建设需要，在一、二等锁网的基础上，还需布设三、四等三角网，使其大地点的密度与测图比例尺相适应，以便作为图根测量的基础。
大地控制网的布设流程
大地控制网的布设流程1.确定大地控制网的覆盖范围和目标区域。
Determine the coverage area and target area of the ground control network.2.选择合适的控制点位置，保证地面控制网的精度和稳定性。
Choose suitable control point locations to ensure the accuracy and stability of the ground control network.3.进行地面控制点的实地测量和标注工作。
Carry out field measurement and marking of ground control points.4.确定地面控制点的坐标系统和高程系统。
Determine the coordinate system and elevation system of ground control points.5.设置地面控制点的基准点和基准高程。
Set the reference point and reference elevation of ground control points.6.选择合适的GPS设备或全站仪进行测量。
Select appropriate GPS equipment or total station for measurement.7.进行地面控制点的GPS测量或全站仪测量。
Carry out GPS or total station measurements of ground control points.8.处理测量数据，计算地面控制点的坐标和高程。
Process measurement data, calculate the coordinates and elevations of ground control points.9.校正地面控制点的坐标和高程，保证其准确性。
大地测量学三维、水平控制网
中误差、边长相对中误差、平均边 长
思考题
我们国家疆域辽阔。而欧洲的一些国家 从这个角度来讲多为小国，比如德国，其 面积跟河南省相近。
利用常规大地测量手段，在中国和德国 建立大地控制网有什么差异吗？
根据自己的思考，或者查阅资料，试做 一比较。
1、三维控制网的建立
建立GPS控制网的特点
采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同步 观测，确定各点之间的相对位置，并采用载波 相位测量，从而得到高精度的测量结果。
GPS测量不要求各点之间相互通视 GPS测量可以全天候进行 观测时间短 GPS测量的观测数据是自动记录的，GPS基线
向量的计算和GPS网的平差计算的自动化程度 很高。
—平均边长： 20-25公里
—按三角形闭 合差计算的 测角中误差: ≤±0.7”
大地原点
▪ 二等三角网(second-order triangulation network)
—平均边长： 13公里
—按三角形闭 合差计算的 测角中误差: ≤±1.0”
▪ 三、四等三角网 (third-order triangulation network)
三等 —平均边长： 8公里 —按三角形闭 合差计算的 测角中误差: ≤±1.8”
四等
—平均边长： 4公里
—按三角形闭 合差计算的
测角中误差: ≤±2.5”
返回
导线控制网
返回
大地原点
返回
技术设计
GPS网的技术设计，是实施GPS测量工作 的第一步，是一项基础性的工作，也是 在网的精确性、可靠性和经济性方面， 实现用户要求的重要环节。这项工作的 主要内容包括，精度指标的合理确定，
第2章 国家大地控制网建立原理
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第二章
龙岩学院
2.3.1 国家平面控制网的布设原则
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2.应有足够的精度
控制网的精度应根据需要和可能来确定。作为国 家大地控制网骨干的一等控制网，应力求精度更高些 才有利于为科学研究提供可靠的资料。 为了保证国家控制网的精度，必须对起算数据和 观测元素的精度、网中图形角度的大小等，提出适当 的要求和规定。这些要求和规定均列于《国家三角测 量和精密导线测量规范》（以下简称国家规范）中。
水准面：处于静止状态的水 面。 水平面：与水准面相切的平 面。 铅垂线：重力方向线，铅垂 线是测量工作的基准线。 大地水准面：假设一个静止 不动的海水面延伸并穿过 陆地，包围整个地球，形 成的一个闭合曲面，称为 水准面。
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第二章
龙岩学院
北极 P
P
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洋
自转轴 赤道
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第二章
龙岩学院
2.3.2 国家平面控制网布设方案
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1.一等三角锁布设方案
一等三角锁是国家大地控制网的骨干，其主要作用是控 制二等以下各级三角测量，并为地球科学研究提供资料。一等 三角锁尽可能沿经纬线方向布设成纵横交叉的网状图形，如下 图所示。
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空间直角坐标系中P2 P 的相当于子午平面直角 坐标系中的y，前者的 OP2 相当于后者的x，并且 二者的经度L相同。
X x cos L Y x sin L Zy
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第二章
3）空间直角坐标系同大地坐标系的关系
龙岩学院
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大地测量控制网的建立
2、 选 点 图上设计完成后，须进行实地选线，其目的在于使设计 方案能符合实际情况，以确定切实可行的水准路线和水准 点的具体位置。选定水准点时，必须能保证点位地基稳定、 安全僻静，并利于标石长期保存与观测使用。水准点应尽 可能选在路线附近的机关、学校、公园内。不宜在易于淹 没和土质松软的地域埋设水准标石，也不宜在易受震动和 地势隐蔽而不易观测的地方埋石。 水准点点位选定后，应填绘点之记，绘制水准路线图及 结点接测图。
水准测 量等级 一等 二等 三等 四等
MΔ 的 限 值
MW 的限 值
≤±0.45 mm
≤±1.0 mm
≤±1.0 mm
≤±2.0 mm
≤±3.0m m
≤±6.0m m
≤±5.0m m
≤±10.0 mm
一等水准网应定期复测
国家水准网的布设方案及精度 • 我国的水准测量分为四等，各等级水准测量路线必 须自行闭合或闭合于高等级的水准路线上，与其构 成环形或附合路线，以便控制水准测量系统误差的 积累和便于在高等级的水准环中布设低等级的水准 路线。 • 一等闭合环线周长，在平原和丘陵地区为1 000～1 500km，一般山区为2 000km左右。 • 二等闭合环线周长，在平原地区为500～750km,山 区一般不超过1 000km。 • 三、四等水准用于加密，根据高等级水准环的大小 和实际需要布设，其中环线周长、附合路线长度和 结点间路线长度，三等水准分别为200km、150km 和70km；四等分别为100km、80km和30km。
四、国家GPS网的建立
用GPS技术建立的控制网就叫GPS 网。GPS网分为A、B、C、D、E五个等 级，其中A、B级网主要是指全球或全国 性的高精度的GPS网，C、D、E级网则 主要指区域性的GPS网。
第1章 1.2 GNSS 大地控制网
全国注册测绘师资格考试《测绘案例分析》主讲：张杰扫一扫了解更多资讯1.2 GNSS大地控制网1.2.1 知识要点1.2.1.1 建立大地控制网的方法1.2.1.2 建立大地控制网的基本原则1.2.1.3 大地控制网的布设1.常规大地测量常规大地测量方法包括三角测量法、导线测量法、三边测量法及边角同测法等。
（1）三角测量法。
控制网构成三角形网状，观测方向需通视。
三角网的观测量是网中的全部（或大部分）方向值。
（2）导线测量法。
（3）三边测量法及边角同测法。
2.导航卫星定位技术（1）GNSS用于大地测量控制网的建立，通常采用静态观测模式，（2）GB/T 28588—2012《全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范》（3）GB/T 18314—2009《全球定位系统（GPS）测量规范》1. 一等大地控制网（1）一等大地控制网由卫星定位连续运行基准站构成，它是国家大地基准的骨干和主要支撑，以实现和维持我国三维、动态地心坐标系统，保证大地控制网点位三维地心坐标的精度和现势性。
（2）一等大地控制网的卫星定位连续运行基准站地心坐标分量年平均中误差应不超过0.5mm，相对精度不低于1×10-8，坐标年变化率中误差水平方向应不超过2mm，垂直方向应不超过3mm。
（3）一等大地控制网点应均匀分布，覆盖我国国土。
（4）在满足条件的情况下，宜布设在国家一等水准路线附近和国家一等水准网的结点处2. 二等大地控制网二等大地控制网布测目的是：（1）实现对国家一、二等水准网的大尺度稳定性监测;（2）结合精密水准测量、重力测量等技术，精化我国似大地水准面;（3）为三、四等大地控制网和地方大地控制网的建立提供起始数据。
（4）二等大地控制网相邻点间基线水平分量的中误差不应超过5mm，垂直分量的中误差不应超过10mm;各控制点的相对精度应不低于1×10-7，其点间平均距离不应超过50km。
（5）二等大地控制网点应在均匀布设的基础上，综合考虑应用服务和对国家一、二等水准网的大尺度稳定性监测等因素。
2000国家大地控制网的构建和它的技术进步
参加2000国家GPS大地网平差的除了上述三
个全国性GPS网之外,还有其他地壳形变GPS 监测网等。所有参加三网平差的上述GPS网 点,经过筛选和相邻点合并,最后选取了2 666 个GPS点(其中国外点124个,国内点2 542个) 参加了2000国家GPS大地网的数据处理。
三网平差中的技术进步 （1） 三网平差中对坐标框架和历元的选择 为使三网平差成果严格对应于3维地心坐标系, 选用的坐标框架和历元分别为ITRF97和 2000.0,因此采用IGS提供的,具有精确地心坐 标和稳定可靠位移速度的GPS连续运行站和 GPS精密星历作为控制,以通过2000国家 GPS大地网实现上述选定的坐标框架和历元。 在三网平差过程中,IGS站点坐标不进行改正, 在此基础上进行三网的联合平差,以保证三网 平差后的网点坐标相对于同一基准,即直接纳 入到IGS所维持的ITRF。
（3）
三网平差中对板块运动影响的处理 三网各子网的外业观测持续时间都比较长,而彼 此布测时间的差别也比较大,因此在这期间三 网各子网测站点随板块运动的位移量不容忽 视。为此,在三网平差时对各子网引入了尺度 和坐标的旋转因子,采取这些措施后不但吸收 了大部分观测数据中地壳形变的影响,也减弱 了各子网与三网平差采用的坐标框架不一致 的影响。
2.对全国天文大地网原有天文观测量的改算
二网平差中的天文观测量的计算应该遵循目前 采用的FK 5天文基本星表,IAU 1976天文常数 和IAU 1980章动模型,因此研究和分析了由于 天文基本星表、时号改正系统等的更新和变 动,对全国天文大地网中原有天文观测量的影 响。然后在此基础上提出了简捷方便且能满 足精度要求的改算的数学模型和数据处理方 法,从而将原有天文观测量按现行(星表,常数 和模型)要求进行改算,以代替原来的天文纬度、 经度与方位角。
控制网的布设
工程三角控制网旳特点：
a、平均边长比国家三角网小旳多。
b、三角网旳等级多。
控
c、各等级控制网均可作为测区旳首级控制网。
制
d、三、四等三角网起算边相对中误差，按首
网
级网和加密网分别看待。
旳
布
设
2.导线网旳布设方案
光电测距导线旳主要技术要求
控
闭合环或附合 平均边长 测距中误差 测角中误差 导线全长相
制
第一节 国家控制网旳布设
一、控制网旳布网原则
1、分级布网、逐层控制；
控
我国领土广阔，地形复杂，不可能用最高精
制
度和较大密度旳控制网一次充满全国。为了适时
网 旳
地保障国家经济建设和国防建设用图旳需要，根
布
据主次缓急而采用分级布网、逐层控制旳原则是
设
十分必要旳。即先以精度高而稀疏旳一等三角锁
尽量沿经纬线方向纵横交叉地迅速充满全国，形
控
要求是： （1）从技术指标方面考虑
制
图形构造良好，边长适中；便于扩展和加密低档网，
网
点位要选在视野广阔，展望良好旳地方；为减弱旁折光 旳影响，要求视线超越（或旁离）障碍物一定旳距离；
旳 布
点位要长久保存，宜选在土质坚硬，易于排水旳高地上。 （2）从经济指标方面考虑
充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以
多种百分比尺航测成图时对平面控制点旳密度要求
• 测图百 分比尺
每幅图 要求点数
每个三角 点控制面积
三角网 平均边长
等级
1：50 000 1：25 000 1：10 000
3 2～3
1
约150km2 约50km2 约20km2
注册测绘师案例总结--大地测量
1 ．确定国家和区域卫星定位连续运行基准站网、卫星定位控制网、高程控制网、重力控制网以及区域似大地水准面精化方案，进行技术设计. (重点：大地测量控制网等级,观测技术，技术设计)2 ．优化作业组织，控制作业进度，确定安全生产，成果保密和质量控制措施. (重点:作业组织，质量控制)3 ．选择满足技术设计要求的点(站) 址,建造合适的测量标志，并提交相应的材料. (重点:选点埋石及作业要求，各级控制网选点原则及流程)4 ．选择经检验合格的测量仪器设备进行外业观测，对观测数据进行检核，选择适当的数据处理方法和软件，对外业观测数据进行处理. (重点:设备检验，外业观测方法，平差计算)5 ．建立并运行大地测量数据库和高精度导航定位服务系统。
6 ．确定不同坐标系统之间的转换方法，建立不同等级、不同年代控制网间的相互转换关系。
(重点：坐标系统定义, 国家坐标系、地方坐标系、地心坐标系、参心坐标系、站心坐标系、54、80、2000、wgs84 ,不同坐标形式之间的转换，不同坐标系统之间的转换,空间三维转换，二维转换)7 ．对项目过程质量进行控制，并对项目成果进行整理、检查、验收、归档。
8．规范：《全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范》、《全球定位系统测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》.9 ．关键点：大地测量控制网技术设计、费用计算,选点原则、实施方案、外业观测、检核，数据处理方法,似大地水准面精化,坐标系及其转换、质量控制与成果验收。
1 ．基准站网组成1) 连续运行基准站2) 数据中心3) 数据通信网络2 ．基准站网分类1) 国际基准站网：主要用于维持和更新国家地心坐标系参考框架2) 区域基准站网(省、市、自治区) :用于维持和更新区域地心参考坐标系框架,开展区域内位置服务和相关信息服务。
3) 专业应用站网：由专门部门或者机构根据专业需求建立的基准站网，用于开展专业信息服务。
3 ．基准站建设：设计、选址、基建、设备1) 技术设计方案：点位设计图、站点位置信息、基准站施工设计图2) 选址：观测环境、地质环境、依托保障、提交成果3) 基建:观测墩、观测室、防雷工程、辅助工程、提交成果4) 设备：接收机、天线、气象、电源设备、计算机与软件4 ．国家GNSS 连续运行基准站堪选的主要考虑事项和条件1) 依托条件:建设用地、交通及基础设施保障2) 地质条件：基岩和站址地质结构的稳定性3) 环境条件:观测环视条件4) 其他：考虑周边已有大地控制点、水准点、重力点等情况5 ．堪选完成后应提交的资料1) 地质勘查证明2) 点之记3) 堪选站址照片4) 土地使用相关文件5) 站址实地测试结果6) 堪选技术报告7) 堪选中采集的其他资料(含地质、交通、水利、通信网络等)1 ．建立大地控制网的方法1) 常规大地测量a. 三角测量法：图形简单、结构强、几何条件多，便于检核、精度高b. 导线测量法：布设灵便、易克服地形障碍、边长精度均匀、成本低、易于测量c. 三边测量及边角同测法:精度高、工作量大、用于精密工程控制测量d. 天文测量法2) 导航卫星定位技术观测简便、精度高、速度快、费用省、全天候.GNSS 用于大地网测量控制网的建立，通常采用静态观测模式。
时 GNSS大地控制网
知识点三、 大地控制网的布设 大地控制网的布设包括 Þ 技术设计
2015-7-12
Þ 实地选点 Þ 建造觇标 Þ 标石埋设 Þ 外业观测 Þ 数据处理
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1-技术设计 一般步骤如下： 收集资料 实地踏勘 图上设计 编写技术设计书 2-实地选点：依据《全球定位系统（gps）测量规范》 便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°。 远离大功率无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m； 远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不应小于50m。 附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）。 交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联测。 地面基础稳定，易于标石的长期保存。 充分利用符合要求的已有控制点。 选站时应尽可能使测站附近的局部环境（地形、地貌、植被等）与周围的大环境保持一 致，以减少气象元素的代表性误差。
2015-7-12
Page 2 of 5 在满足条件的情况下，宜布设在国家一等水准路线附近和国家一等水准网的结点处
2. 二等大地控制网
二等大地控制网布测目的是：
实现对国家一、二等水准网的大尺度稳定性监测；
结合精密水准测量、重力测量等技术，精化我国似大地水准面；
为三、四等大地控制网和地方大地控制网的建立提供起始数据。 二等大地控制网相邻点间基线水平分量的中误差不应超过5mm，垂直分量的中误差不应 超过10mm；各控制点的相对精度应不低于1×10-7，其点间平均距离不应超过50km。 二等大地控制网点应在均匀布设的基础上，综合考虑应用服务和对国家一、二等水准网 的大尺度稳定性监测等因素。 二等大地控制网复测周期为5年，每次复测执行时间应不超过2年。
知识点二、建立大地控制网的基本原则 1. 一等大地控制网 一等大地控制网由卫星定位连续运行基准站构成，它是国家大地基准的骨干和主要支 撑，以实现和维持我国三维、动态地心坐标系统，保证大地控制网点位三维地心坐标的 精度和现势性。 一等大地控制网的卫星定位连续运行基准站地心坐标分量年平均中误差应不超过0.5mm， 相对精度不低于1×10-8，坐标年变化率中误差水平方向应不超过2mm，垂直方向应不超过 3mm。 一等大地控制网点应均匀分布，覆盖我国国土。
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➢卫星定位技术（GPS、GLONASS、 Galileo……） ➢ 甚长基线干涉测量 ➢ 卫星测高、卫星重力计划
大地控制网建立
三角测量法
➢在地面上按一定要求选定一系列点， 使它们与周围相邻点通视并构成相 互联接的三角网，网中各点称为三 角点（大地点）。在三角点上测定 各三角形的内角及一部分边长，根 据已知点坐标及方位角，就可以依 次推算出网中各点的坐标。
大地控制网建立
激光测月
➢用大功率激光测距仪向安置在月球表面 的后向反射棱镜发射激光脉冲信号，测 定信号往返传播时间以确定从测距仪至 反射棱镜之间距离的方法和技术称为激 光测月。
➢激光测月和激光测卫的区别：
➢1、需要功率更大的激光测距仪 ➢2、棱镜安置在月球表面
大地控制网建立
卫星测高
➢利用安置在卫星上的雷达测高仪 测定卫星至海平面的垂直距离， 并用激光测卫、多普勒测量和 GPS测量等方法精确确定该卫星 的运行轨道以测定海面形状的方 法和技术称为卫星测高。
大地控制网建立
甚长基线干涉测量
甚长基线干涉测量原理图
大地控制网建立
卫星摄影测量
➢在晴朗的夜晚以恒星为背景用人卫 摄影仪对卫星进行摄影观测，根据 已知的恒星坐标以及相片上恒星与 卫星之间的相对位置来确定从人卫 摄影仪至该卫星的方向的方法和技 术称为卫星摄影测量。
大地控制网建立
卫星激光测距
➢用安置在地面测站上的激光测距仪 向专用的激光卫星发射激光脉冲信 号，该信号经安置在卫星表面的后 向反射棱镜反射后返回测站，精确 测定信号往返传播时间并进而求出 从仪器至卫星之间距离的方法和技 术称为卫星激光测距，又称为激光 测卫。
网中其它点的坐标、坐标方位角、边长
大地控制网建立
三角测量法
➢优点：图形简单，结构强，几何条 件多，便于检核，精度较高
➢缺点：通视条件要求高，布网困难， 推算边长精度不均匀，距起始边越 远边长精度越低
大地控制网建立
导线测量法
➢ 在地面上按一定要求选定一系列点，使它们与 相邻点互相通视，相邻点之间连成一条折线称 为导线，若将若干导线纵横交错构成网状则称 为导线网。导线中至少有一个已知点和一个起 始方位角，观测相邻点间的边长和各点的转折 角，那么就可以依次推算其余各点的坐标。
大地控制网建立
P2(x2,y2)
D12 B1
T12 P1(x1,y1)DCC1214D13A2
A1 B2
P3
P4
D13
D12
sin B1 sin A1
,
T13 T12 C1
D14
D13
sin B2 sin A2
,
T14 T13 C2
三角测量法
坐标正算
x3 x1x13x1D13coTs13
y3 y1y13y1D13sinT13
三角测量法
➢ 观测量：网中的全部（或大部分）方向值 ➢ 要求：相邻点间（观测方向）必须通视 ➢ 三角点（大地点）：网中三角形的顶点 ➢ 三角网的元素： ➢ 起算元素：已知三角点的坐标、边长和已知
的方位角，也称起算数据 ➢ 观测元素：网中观测的所有方向或角度 ➢ 推算元素：由起算数据和观测元素所推算的
大地控制网建立
卫星测高
卫星测高原理图
大地控制网建立
卫星跟踪卫星
➢从某一卫星上用激光测距、GPS测 量或者多普勒测量等方法连续测定 至另一卫星的距离或者距离变化率 的方法和技术称为卫星跟踪卫星。
概述
➢大地测量学的基本任务之一，是在 全国范围内建立高精度的大地测量 控制网，以精密确定地面点的位置， 其实质是确定点位在某特定坐标系 中的三维坐标，通常称为三维大地 测量。
➢基本内容－－坐标、高程、重力
大地控制网建立
概述
➢在常规大地测量中，是把建立平面 控制网与高程控制网分开进行的， 分别以地球椭球面和大地水准面作 为参考面确定地面点的坐标和高程。
➢原因：测量仪器与技术手段的限制 ➢优点：易于布设、经济实用 ➢缺点：非真三维坐标、不能满足现
代大地测量和科学研究的需要
大地控制网建立
概述
➢现代大地测量技术能够直接测定点 位的真三维坐标（X、Y、Z），然 后通过坐标转换得到实际工作所需 的坐标
➢原因：空间技术的发展 ➢优点：快速、经济、方便、简捷、
实时、高精度
大地控制网建立
概述
➢大地控制网的作用
➢为测图提供控制基础
➢限制测图误差累计，保证成图精度 ➢统一坐标系统，保证邻图拼接 ➢提供平面坐标，保证平面测图
➢为科学研究提供实测资料 ➢为国防建设、空间科学服务
大地控制网建立
国家平面控制网的建立方法
➢常规大地测量方法
➢ 三角测量法 ➢ 导线测量法 ➢ 三边测量法 ➢ 边角测量法 ➢ 天文测量法
P2 : x 2 x1 D12 cos T12 y 2 y1 D12 sin T12
P3 : x 3 x2 D23 cos T23 y 2 y 2 D23 sin T23
其它常规大地测量法
➢三边测量法：只测三角网中各三角形的 边长－－测距仪
➢边角测量法：在测角网的基础上加测全 部或部分边长－－全站仪
➢ 观测量：边长和夹角 ➢ 要求：相邻点间通视 ➢ 优点：布网灵活，费用低，边长精度均匀 ➢ 缺点：检核条件少，控制面积小
大地控制网建立
导线测量法
β2
P2(xHale Waihona Puke ,y2)T01 D12 Δx
β4
β1
D23 β3
P4
Δy P1(x1,y1)
D34 P3
D45
T12 T01 1
T23 T12 180 2
➢包括：GPS、GLONASS、DORIS、 Galileo、北斗系统等
大地控制网建立
甚长基线干涉测量
➢两台使用独立本振信号的射电望远 镜A和B同时对某一射电源进行观测， 利用射电干涉测量原理测定射电信 号到达A、B两站的时间延迟t以及时 间延迟率，从而精确测定基线向量 AB以及从射电望远镜到射电源的方 向的理论、方法、技术称为甚长基 线干涉测量。
➢天文测量法：观测天体（恒星）的位置 来确定地面点的位置（天文坐标、天文 方位角）
➢天文测量的作用：确定垂线偏差；控制 水平角观测误差对方位角推算的影响
大地控制网建立
卫星导航定位系统
➢用户用接收机测定至导航卫星的距离或 者距离变化率并依据观测瞬间卫星在空 间的位置，采用距离交会法或者距离差 交会法来确定自己的位置及运动速度等 要素的无线电导航定位系统称为卫星导 航定位系统。