大地测量学课件 大地控制网数据处理
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大地测量学基础 PPT课件
我国统一的国家大地控制网的布设开始于20世 纪50年代初，60年代末基本完成，先后共布设一 等三角锁401条，一等三角点6 182个，构成121个 一等锁环，锁系长达7.3万km。一等导线点312个， 构成10个导线环，总长约1万km。1982年完成了 全国天文大地网的整体平差工作。网中包括一等三 角锁系，二等三角网，部分三等网，总共约有5万 个大地控制点，30万个观测量的天文大地网。平差 结果表明：网中离大地点最远点的点位中误差为 ±0.9m，一等观测方向中误差为±0.46″。
11:06:20
（4）优缺点 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。 三角测量的缺点是：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。
（5）适用：山区
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2. 导线测量法
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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，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SLR和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。
5）GPS定位精度应因地制宜
注重点位的适用性和站址的科学性
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四、国家水平控制网的布设方案
（一）、常规大地测量方法布设国家三角网 1. 国家一等三角锁的布网方案
一等锁是国家大地控制网的骨干，沿经纬线方向纵
横交叉布满全国。 一等锁在纵横交叉处设置起算边，起算边两端点应
精确测定天文经纬度和天文方位角。 一等锁两起算边之间的锁段长度一般为200km左右，
大地测量(大地控制网_参考资料)PPT课件
（3）国家测绘总局和总参测绘局分别完成的我国天文大地 网与2000国家GPS大地控制网的观测数据联合处理，获得 的我国48919个一、二等天文大地网点的高精度地心坐标， 平均点位精度达到± 0.11m（1分米级）。
二．2000国家GPS大地控制网概况
2000国家GPS大地控制网由以下GPS网构成： 1. 国家高精度GPS A、B级网（国家测绘局布设 2.“全国GPS一、二级网（总参测绘局布设） 3.“中国地壳运动观测网（络）(由中国地震局、总参测绘局、 中国科学院、国家测绘局共建) 4.GPS地壳运动监测网（中国地震局布设） 5.若区域GPS地壳形变监测网（中国地震局布设）。 参与平差计算的点： 最后经过筛选和相邻点合并，最后选取了国内2523（个 GPS点其中CORS站25个）和国外点（站）64个，共2587 个点参加了2000国家GPS大地控制网的数据处理。
验收专家组听取了项目首席科学家叶叔华院士的项目总结 报告和六个子课题的结题报告，审阅了有关材料，并进行了 认真的研讨和评论，认为该项目在中国科学院、国家地震局、 国家测绘局和总参测绘局的支持下，集中四大部委的有关研 究力量，团结合作，把各自的研究资源，历年观测数据和科 研成果，进行跨学科的合作研究，取得了丰硕成果。该项目 取得的突出成果是：
1998年8月完成选址和基建工程；1999年3月至8月、 2001年3月至8月完成了2次坐标测定工作，数据全部优良。
区域网设计的技术指标是：相邻站间GPS基线每期测定 精度为，水平分量优于5mm，垂直分量优于15mm。实测达 到的水平分量优于3mm，垂直分量优于10mm。
与传统测量方法相比较，观测效率提高了几十倍，精度提高 了近3个数量级，实现了全国准同时监测。
《高等应用测量》讲稿之11
二．2000国家GPS大地控制网概况
2000国家GPS大地控制网由以下GPS网构成： 1. 国家高精度GPS A、B级网（国家测绘局布设 2.“全国GPS一、二级网（总参测绘局布设） 3.“中国地壳运动观测网（络）(由中国地震局、总参测绘局、 中国科学院、国家测绘局共建) 4.GPS地壳运动监测网（中国地震局布设） 5.若区域GPS地壳形变监测网（中国地震局布设）。 参与平差计算的点： 最后经过筛选和相邻点合并，最后选取了国内2523（个 GPS点其中CORS站25个）和国外点（站）64个，共2587 个点参加了2000国家GPS大地控制网的数据处理。
验收专家组听取了项目首席科学家叶叔华院士的项目总结 报告和六个子课题的结题报告，审阅了有关材料，并进行了 认真的研讨和评论，认为该项目在中国科学院、国家地震局、 国家测绘局和总参测绘局的支持下，集中四大部委的有关研 究力量，团结合作，把各自的研究资源，历年观测数据和科 研成果，进行跨学科的合作研究，取得了丰硕成果。该项目 取得的突出成果是：
1998年8月完成选址和基建工程；1999年3月至8月、 2001年3月至8月完成了2次坐标测定工作，数据全部优良。
区域网设计的技术指标是：相邻站间GPS基线每期测定 精度为，水平分量优于5mm，垂直分量优于15mm。实测达 到的水平分量优于3mm，垂直分量优于10mm。
与传统测量方法相比较，观测效率提高了几十倍，精度提高 了近3个数量级，实现了全国准同时监测。
《高等应用测量》讲稿之11
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
GPS静态测量及数据处理ppt课件
（3）1992年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统（GPS） 测量规范》，以下简称《规范》；
（4）各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它GPS测量规程 或细则。
16
GPS网技术设计依据
GPS网技术设计依据——GPS测量规范（规程） 和测量任务书
测量任务书
测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部 门或合同甲方下达的技术要求文件。这种技术文件 是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精 度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成 任务的经济指标等。
19
3.6 GPS网的图形设计
在同步观测之后，经过数据处理，同步网中每两个 点之间就会形成一条基线向量。
所谓在基S线条向基量线就中是，利只用有由m两-1台条或独两立台基以线上，的其接余收基机线
均基所可线采由，集独其的立直同基接步线解观推算测算结数而果据得与形，独成属立的于基差非线分独推观立算测基所值线得通。结过同果参一之数条差， 就估产计生的了方所法谓所坐计标算闭出合的差两条两件接，收用机它间可的评三判维同坐步标网差的。 观若测只质考量虑。基线向量的大小而不考虑方向，基线向量
编制预报表所用概略位置坐标应采用测区中 心位置的经纬度。预报时间应选用作业期的 中间时间。当测区较大时，作业时间较长时， 应按不同时间和地区分段编制预报表，编制 预报表所用概略星历龄期不应超过20天
（d），否则应重新采集一组新的概略星历。
通常可获取历书文件，从而得到卫星星历。 某一瞬间的卫星位置，是由卫星星历提供的。
（3）仪器因素
同仪器有关的一些因素有：接收机，用于相对定位至少应有两台； 天线质量；记录设备。
（4）后勤因素
后勤保障方面的因素有：使用的接收机台数、来源和使用时间；各 观测时段的机组调度；交通工具和通讯设备的配置等。
（4）各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它GPS测量规程 或细则。
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GPS网技术设计依据
GPS网技术设计依据——GPS测量规范（规程） 和测量任务书
测量任务书
测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部 门或合同甲方下达的技术要求文件。这种技术文件 是指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精 度和密度要求，提交成果资料的项目和时间，完成 任务的经济指标等。
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3.6 GPS网的图形设计
在同步观测之后，经过数据处理，同步网中每两个 点之间就会形成一条基线向量。
所谓在基S线条向基量线就中是，利只用有由m两-1台条或独两立台基以线上，的其接余收基机线
均基所可线采由，集独其的立直同基接步线解观推算测算结数而果据得与形，独成属立的于基差非线分独推观立算测基所值线得通。结过同果参一之数条差， 就估产计生的了方所法谓所坐计标算闭出合的差两条两件接，收用机它间可的评三判维同坐步标网差的。 观若测只质考量虑。基线向量的大小而不考虑方向，基线向量
编制预报表所用概略位置坐标应采用测区中 心位置的经纬度。预报时间应选用作业期的 中间时间。当测区较大时，作业时间较长时， 应按不同时间和地区分段编制预报表，编制 预报表所用概略星历龄期不应超过20天
（d），否则应重新采集一组新的概略星历。
通常可获取历书文件，从而得到卫星星历。 某一瞬间的卫星位置，是由卫星星历提供的。
（3）仪器因素
同仪器有关的一些因素有：接收机，用于相对定位至少应有两台； 天线质量；记录设备。
（4）后勤因素
后勤保障方面的因素有：使用的接收机台数、来源和使用时间；各 观测时段的机组调度；交通工具和通讯设备的配置等。
大地测量(全套教学课件110p)
X
子午圈曲率半径
M dS dB
dS dx sin B
M dx 1 dB sin B
x a cosB W
dx dB
a
sin
BW cosB W2
dW dB
dW d 1 e2 sin 2 B e2 sin B cos B
dB
dB
W
dx dB
a sin B W3
(1
e2 )
N n0 'n2 'cos2 B n4 'cos4 B n6 'cos6 B n8 'cos8 B
m0 ' c a / (1 e2 )
m2
'
3 2
e'2
m0
'
m4
'
5 4
e'2
m2
'
m6
'
7 6
e'2
m4
'
m8
'
9 8
e'2
m6
'
(m10
'
)
11 10
e'2
m8
'
n0 ' c a /
2、空间直角坐标系
定义： 1、坐标原点位于总地 球椭球(或参考椭球)质心； 2、Z轴与地球平均自转轴相重合， 亦即指向某一时刻的平均北极点； 3、X轴指向平均自转轴与平均格 林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点G； 4、Y轴与此平面垂直，且指向东为正。
地心空间直角系与参心空间直角坐标系之分。
3、子午面直角坐标系
径乘以两截弧平面夹角的余弦。
r N cosB
大地测量学三维、水平控制网
2.了解国家水平网的建立方法 3.了解国家水平网的布设原则 4.了解国家水平网的布设规格:测角
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，
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”
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导线控制网
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大地原点
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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，
大地测量数据处理主要内容
若以中点O为极，则有：
ctg(1)v1 ctg(3)v3 ctg(5)v5 ctg(8)v8 ctg(4)v4 ctg(6)v6 ctg(7)v7 ctg(2)v2 w极 0
w极
(1
sin(4) sin(1)
sin(6) sin(7) sin(2) sin(3) sin(5) sin(8)
2ss
2ss
12
32
34
cos1
s2 4
s2 5
s2 4
cos1
s2 1
s2 5
s2 5
3600
2ss
2ss
45
15
闭合差限差：
n
n
2 (a m ) (b m ) 2 2
22
限
i 1
i
si
i 1
i
si
3、边角网的几何条件检查
(1). 余弦条件
2s s
2s s
45
56
46
限 2
(a12
m2 s1
a22
m2 s2
a32
m2 s3
a42
m2 s4
a52
m2 s5
a62
m2 s6
)
将上述关系代入中心多边形辅助角条件，得：
n
n
a v b v w 0 i1
i si
i 1 i si
中
其中：a ,
i
h
近似子午线收敛角及近似大地方位角的
计算 K y
B B f y( A1 A2 y) B
注册测绘师培训-大地测量(1)
国家注册测绘师考试 培训教程
第一篇 大 地 测 量
第五部分 GPS测量与数据处理
精选ppt
1
一、GPS测量原理回顾
1、GPS系统及其构成
▪ 拥有者：美国
▪ 系统构成：空间部分、地 面控制部分、用户部分
▪ 作用：定位、测速、授 （守）时
▪ 信号：载波、测距码、导 航电文
GPS测量原理
空间部
GPS分
地面监 控部分
精选ppt
31
GPS网的方位基准
▪ 方位基准的确定 ▪ GPS基线向量 ▪ 起始方位 ▪ 其他空间技术（如VLBI）提供的方位
精选ppt
32
5.1.5 GPS网的图形设计
精选ppt
33
GPS网图形设计的内容*
▪ 一般控制网图形设计的内容 ▪ 与精度和可靠性有关的点位设计 ▪ 观测设计（观测点、测回数等）
▪ GPS网应由相互独立的基线向量构成
精选ppt
19
独立基线向量
▪ 同步观测基线向量的最大线性无关组及 选取方式
精选ppt
20
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
▪ 独立观测环（异步环） ▪ 定义：由相互函数独立（线性无关） 的基线向量所构成的闭合环。（就是 前面的非同步环）
精选ppt
独立环与非独立环
精选ppt
5
Fr i Int() i N 0
GPS测量原理
5、GPS定位原理中的若干基本概念
ti
▪ 伪距测量
▪ 载波相位测量
▪ 整周计数、周跳、整周模糊度 t0
▪ 差分观测值
▪ 零差（非差）、单差、双差、三差
r0 F N0
▪ 载波相位观测值的线性组合
▪ 宽巷、窄巷、无电离层折射影响和无几何关系组合
第一篇 大 地 测 量
第五部分 GPS测量与数据处理
精选ppt
1
一、GPS测量原理回顾
1、GPS系统及其构成
▪ 拥有者：美国
▪ 系统构成：空间部分、地 面控制部分、用户部分
▪ 作用：定位、测速、授 （守）时
▪ 信号：载波、测距码、导 航电文
GPS测量原理
空间部
GPS分
地面监 控部分
精选ppt
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GPS网的方位基准
▪ 方位基准的确定 ▪ GPS基线向量 ▪ 起始方位 ▪ 其他空间技术（如VLBI）提供的方位
精选ppt
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5.1.5 GPS网的图形设计
精选ppt
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GPS网图形设计的内容*
▪ 一般控制网图形设计的内容 ▪ 与精度和可靠性有关的点位设计 ▪ 观测设计（观测点、测回数等）
▪ GPS网应由相互独立的基线向量构成
精选ppt
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独立基线向量
▪ 同步观测基线向量的最大线性无关组及 选取方式
精选ppt
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独立观测环（异步环）和独立观测环检验
▪ 独立观测环（异步环） ▪ 定义：由相互函数独立（线性无关） 的基线向量所构成的闭合环。（就是 前面的非同步环）
精选ppt
独立环与非独立环
精选ppt
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Fr i Int() i N 0
GPS测量原理
5、GPS定位原理中的若干基本概念
ti
▪ 伪距测量
▪ 载波相位测量
▪ 整周计数、周跳、整周模糊度 t0
▪ 差分观测值
▪ 零差（非差）、单差、双差、三差
r0 F N0
▪ 载波相位观测值的线性组合
▪ 宽巷、窄巷、无电离层折射影响和无几何关系组合
《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。
大地控制测量学课件——绪论
地理科学系
1.3 控制测量的基准面和基准线 ❖ 1.3.6、垂线偏差
重力向量和相应椭球面上的法线向量之间的夹角u，即是垂线偏差。 重力向量同正常重力向量之间的夹角，称为重力垂线偏差。 通过垂线偏差可以把天文坐标 同大地坐标联系起来，从而实 现两种坐标的相互转换。
地理科学系
习题
1．野外测量的基准面、基准线各是什么?测量计算 的基准面、基准线各是什么?为什么野外作业和内业 计算要采取不同的基准面? 2．名词解释 （1）大地水准面 （2）大地体 （3）总地球椭球 （4）参考椭球 （5）大地水准面差距 （6）垂线偏差
地基准常数是：
a, J 2 , fM ,
U0
fM (1 q )
a
32
3 A2 q
2 fM 2
q 2a3
fM
A2 fMJ 2
3K 2a 2
地理科学系
1.3 控制测量的基准面和基准线
1.3.1、水准面 ❖我们把重力位相等的面称为重力等位面，这也就 是我们通常所说的水准面. ❖在水准面上，所有点的重力均与水准面正交。于 是水准面又可定义为所有点都与铅垂线正交的面。 ❖每个水准面都对应着惟一的位能Ｗ＝Ｃ＝常数， 在这个面上移动单位质量不做功，水准面是均衡面。
地理科学系
1.2 地球重力场的基本知识
❖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。 ❖当知道了地球正常重力位，又想法求出它同地 球重力位的差异(又称扰动位)，便可据此求出大 地水准面与这已知形状的差异，最后解决确定地 球重力位和地球形状的问题。
V f M r
a dV dr
❖ 地球总体的位函数：
V dV f • dm
大地测量学基础[1].(1)(控制)ppt
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南京工业大学土木学院
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南京工业大学土木学院 6
大地体是一个不规则的形体 ： （1）F离 ：F引=1：300 而地球自转的离心力 和地心的引力的合力称为重力，所以地心的引 力决定重力； （2）由于大地水准面是静止的海水面，所以 必须和重力线（铅垂线）正交； （3）地球内部物质密度分布不均匀必导致重 力线（铅垂线）分布不均匀，那么与铅垂线正 交的大地水准面就是一个不规则的形体，所以 说大地体是一个不规则的形体 。
1.垂线偏差：从地面上的某点向大地水准面 引一垂线和过该点向椭球作一法线之间的 夹角。（分相对和绝对） 2.大地水准面差距：大地水准面超出或低与 椭球面的高度。（也分相对和绝对）
南京工业大学土木学院
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§1.3 控制网的布设形式 1.3.1 水平控制网的布设形式 1.三角网； 2.三边网；3.边角网； 4.导 线网；5.GPS网。 1.3.2 高程控制网的布设形式 §1.4 控制测量新技术的发展概况 1.4.1 精密测角仪器的发展概况 Kern公司的E2电子经纬仪,方向观测的标 称精度为: 0.3 ~ 0.6
南京工业大学土木学院 7
1.2.2 参考椭球与总地球椭球 总地球椭球：与大地体最接近的地球椭球 称为总地球椭球，简称总椭 球，它具有以下几个几 何条件： （1）中心与地球的质心重合； （2）旋转轴与地轴重合； （3）体积应与大地体的体积相等（大地水准 面与总 椭球面之间的高差平方和为最 小）；
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（4）总质量应与地球的总质量相等； （5）旋转角速度应与地球的旋转角速度相 等。 参考椭球：与本国家或本地区大地水准 面密切配合的椭球面成为参考椭球 苏.克拉索夫斯基椭球： a=6378245m；b=6356863m α=1/298.3
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。
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应用大地测量学
§8.1 大地控制网概算
§8.1.1 导线测量概算 §8.1.2 GPS控制网概算
应用大地测量学
§8.1 大地控制网概算
§8.1.1 导线测量概算 §8.1.2 GPS控制网概算
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
导线测量概算工作包括： ——外业测量观测数据的检查 ——将观测值化算到标石中心 ——将观测值化算到椭球面上 ——将观测值化算到高斯平面上
应用大地测量学
§ 8.2 控制网平差原理
§8.2.1 条件平差的基本原理与方法 §8.2.2 间接平差的基本原理与方法 §8.2.3 控制网平差前的准备工作
应用大地测量学
§8.2 控制网平差原理
控制网多余观测目的：（1）检核和评定观测 质量；（2）提高待定参数的精度和可靠性。
控制网平差目的：根据最小二乘原理，（1） 消除网中各种几何矛盾，求出观测值的平差值； （2）求出各待定元素的最或然值；（3）评定精 度。
高程控制网结点平差法直接解算结点高程
直接解算法方程可得：
x1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x
0 1
δ x1
[p1(H A
h1 ) P4(x3
h4 ) P5(x2
h5
) ] / ( P1
P4
P5
)
x2
x
0 2
δ x2
[p2(H B
h2 ) P5(x1
h5 ) P6(x3
h6 )]/(P2
P5
P6 )
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（一）外业成果资料的检查 1、观测手簿 2、观测记薄 3、归心投影用纸 4、仪器检验资料 5、已知数据表和控制网略图的编制
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（二）观测成果归算到标石中心的计算
1、水平方向观测值归算到标石中心的计算
导线外业观测中，有时仪器中心偏离测站点标石中心，叫
第八章 大地控制网数据处理
第一节 大地控制网概算 第二节 控制网平差原理 第三节 平面控制网平差 第四节 高程控制网平差 第五节 GPS基线向量网平差 第六节 控制网精度与可靠性估算
应用大地测量学
第四节 高程控制网平差
高程控制网：水准网（等级高程控制）和三角高程网 一、水准网条件平差法（严密条件平差）
一、平面控制网间接平差（以导线测量为例）
（一）方向误差方程式的列立与约化 （二）观测边误差方程的列立 （三）附加条件方程式的列立 （四）误差方程式的组成 （五）法方程式的组成与解算 （六）平差成果计算 （七）精度评定
应用大地测量学
第三节 平面控制网平差
二、导线网按条件平差
导线网结点之间（或附和导线两已知点之间）的节点数量 多，采用条件平差法效果较好；反之，结点密集的导线网 易采用间接平差法进行平差计算。 附和导线三种形式： （1）两端均有定向角和已知点 （2）两端有已知点，一端有定向角 （3）两端有已知点，没有定向角（无定向附和导线）
多余观测个数r = n – t n为高差观测总数，t为必要观测个数。
——适用于简单网形。 二、结点平差法 以待定点近似高程点改正数为未知参数，以两个高程点之 间的高差为观测值，列误差方程式。
——适用于复杂网形。
应用大地测量学
第四节 高程控制网平差
一、水准网条件平差 二、高程控制网结点平差
（一）按间接平差法对结点进行平差 （二）按单一水准路线条件平差对各水准路线进行平差 （三）水准网结点平差算例 （四）三角高程网结点平差
应用大地测量学
第三节 平面控制网平差
总准测：VTPV = min
根据选取的函数模型不同划分： 一、平面控制网间接平差
以待定点的坐标X、Y作为未知数（又称坐标平差），列出 网中各类观测值的误差方程式（观测值的改正数与未知数 之间的函数关系式）。
二、导线网按条件平差
应用大地测量学
第三节 平面控制网平差
RA
24R
2 A
RA
a 1 e2 1 e2 sin 2 Bm
式中Hm为测站点和镜站点的平均大地高，RA为归化边长方向法截 弧曲率半径。a、e、Bm分别为椭球长半轴、第一偏心率、测站点和 镜站点的平均纬度。
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（四）椭球面上的观测值归算到高斯平面上的计算 为了在平面上进行平差，还必须将椭球上观测值化
解算未知数，计算结点高程平差值：
X X
12 QQ1211
X 3 Q31
Q12 Q22 Q32
Q13 Q23 Q33
U1
U
2
U 2
Hˆ i
X
0 i
Xi
(i 1, 2 , 3)
精度评定：m0 ˆ0
V T PV nt
，mHi
m0
Qii
图8-15
相邻结点间的各测段高差 组成单一水准路线； 先平差求出结点高程； 相邻结点间再按单一附合 路线进行平差。
——观测值2个人独立整理或一个人整理2次。 ——观测值编号正确。 ——程序中数据格式输入正确，2人检核。 ——平差结果认真分析、审核、检验。
第八章 大地控制网数据处理
第一节 大地控制网概算 第二节 控制网平差原理 第三节 平面控制网平差 第四节 高程控制网平差 第五节 GPS基线向量网平差 第六节 控制网精度与可靠性估算
第八章 大地控制网数据处理
第一节 大地控制网概算 第二节 控制网平差原理 第三节 平面控制网平差 第四节 高程控制网平差 第五节 GPS基线向量网平差 第六节 控制网精度与可靠性估算
应用大地测量学
§8.1 大地控制网第概一算节概算
概算的主要目的：
系统地检查外业观测成果质量，把好质量关；
将地面上观测成果化算到高斯平面上，按控制网几何 条件进行检核，为平差计算做好数据准备工作。
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（六）导线概算实例 P232~234页
应用大地测量学
§8.1 大地控制网概算
§8.1.1 导线测量概算 §8.1.2 GPS控制网概算
应用大地测量学
§8.1.2 GPS控制网概算
（一）数据预处理及其基线解算 数据传输—将观测记录数据传输至计算机，形成观测
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（三）地面观测值归算到椭球面上的计算 1、观测方向值归算到椭球面的改正
水平方向观测值归算到椭球面上须在测站平差和归心 改正后的方向值中加入三差改正： 垂线偏差改正、标高差改正和由法截弧方向化为大地线 方向的截面差改正。由于这三项改正在边长小于10公里 时，影响值小于0.1″，因此在短边导线概算时一般不加 三项改正。直接将地面方向观测值作为椭球面方向观测 值。
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（二）观测成果归算到标石中心的计算 2、边长观测值归算到标石中心的计算
边长测量如果存在偏心（测距仪偏心或反射镜偏心），要 进行边长归心改正，将观测边长归算到标石中心。
d (d ' ei cosi ek cosk )2 (ei sini ek sink )2 （8-3）
算到高斯投影平面上，这项工作包括方向改化、距离改 化和大地方位角化算为坐标方位角等三项内容。 1。方向改正：（8-6）式，（6-62），（6-64）式 2。距离改正：（8-7）式，（6-67）式 3。大地方位角化算为坐标方位角：（8-8）式
应用大地测量学
§8.1.1 导线测量概算
（五）概算步骤 1、角度归心改正 2、高差计算 3、边长斜距改平距、归心改正和化算至高斯平面的改正 4、计算导线方位角条件和环形条件闭合差 5、计算导线测角中误差 6、计算导线测距中误差 7、计算导线相对闭合差
值文件、卫星星历文件、测站文件；基线解算—一般采用 双差观测值用软件解算两点间的坐标差（基线向量）。 （二）观测结果的外业检核
剔除精度较差的基线；计算并检核同步环闭合差；计 算并检核复测基线；计算并检核异步环闭合差。
第八章 大地控制网数据处理
第一节 大地控制网概算 第二节 控制网平差原理 第三节 平面控制网平差 第四节 高程控制网平差 第五节 GPS基线向量网平差 第六节 控制网精度与可靠性估算
做测站偏心。而被观测目标如果偏离照准点标石中心，则称
为照准点偏心。为了把水平方向观测值归算到标石中心，必
须将观测方向值加上测站点归心改正和照准点归心改正（详
见本书附录4）。
测站点归心改正：
Ci"
ey
sin(M1 （y )8-"1）
Sik
照准点归心改正：
rk"
eT
sin(M 2 T )" Sik （8-2）
x3
x
0 3
δ x3
[p3(H C
h3 ) P4(x1
h4 ) P6(x2
h6 )]/(P3
P4
P6 )
解算方法：迭代法
1。先计算结点高程近似值，Xi=Hi+hi； 2。计算X1时，X2、X3以近似值代入；计算X2时X3以近似值代入，X1
以第一次计算值代入；计算X3时，X1、X2以第一次计算值代入； 3。第二次计算X1时，X2、X3以第一次计算值代入；依次类推。 4。至X（i+1）-X（i）≤0。0001m，迭代计算结束。 5。精度评定：按最后结果计算高差与高差观测值的改正数评定精度。
应用大地测量学
§ 8.2 控制网平差原理
§8.2.1 条件平差的基本原理与方法 §8.2.2 间接平差的基本原理与方法 §8.2.3 控制网平差前的准备工作
应用大地测量学
§8.2.2 间接平差
——绘制控制网平差略图（在图上标明各已知点、待定点 点名和编号，观测值编号，坐标推算路线）；