太原理工大学大地测量学基础第三章课件资料
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相对点位中误差 ±0.11m
测角中误差 ±1.0 ″
3.三、四等三角网（点） 基本规格： •平均边长： 三等: 8km、 四等：4km •测角中误差： 三等：±1.8 ″ 、四等： ±2.5 ″ •相对点位中误差 三等：±0.13 ″ ～0.16 ″、四等： ± 0.12 ″ ～0.13 ″ •网型
在高等网点上插网
在高等网点上插网 在高等网点上插点
4.导线网
•导线网具有下列优点:布设灵活， 推进迅速，易克服地形障碍等
• 布设原则与三角网布设原则基 本相同
• 等级，分四等，各等级导线测 角测边的精度要求与相应等级三 角锁网推算的精度大体一致
中国天文大地网网图
中国天文大地网建设成果
•大地控制点点数约5万个，包括：一等三角锁系，二等三角网， 部分三等网点点
•一等锁在起始边的两端点上还精密测定了天文经、 纬度和天文方位角；天文经纬度中误差： ±0.3 ″， 方位角：±0.5″ •在锁段中央测定了天文经、纬度 •测定天文方位角之目的是为了控制锁段中方位角 的传递误差
•测定天文经、纬度之目的是为计算垂线偏差提供 资料
2.二等三角网
二等网基本规格
平均边长13km
➢二维水平控制网建立的方法
水平控制网建立于20世纪90年代以前，主要采用传统测量技 术实现，具体技术类型有： •导线测量法 •三角测量法 •三边测量法 •边角同测法 •在水平大地网的适当位置加测天文点和天文方位角（拉普拉 斯方位角），以控制网的方位和点位误差 水平控制网又称天文大地网
1.导线测量法 2.三角测量法
•水平控制网—实现水平坐标基准
•高程控制网—实现高程基准
•卫星大地网—实现三维坐标基准
•重力控制网—实现坐标基准
➢基准与框架建设的任务
定义坐标系、高程系、重力参考系，建立和维持坐标框架（二 维、三维）、高程框架、重力测量框架。
3-1 国家水平坐标基准与水平控制网
一、水平坐标基准
❖水平坐标基准也称经典二维大地坐标基准，由大地原点、参考 椭球、尺度标准等要素构成
（2）1980西安坐标系的大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇石际 寺村，其标志1978年建成，大地坐标为：
343Biblioteka Baidu27.00 N 108 5525.00 E
西安大地原点，即中华人民共和国大地原点标志图片
2.参考椭球
➢1954北京坐标系的坐标基准为克拉索夫斯基椭球 ➢1980西安坐标系的坐标基准为IUGG1975国际椭球
起算元素如何获得？ 起算边长问题 起算坐标问题 起算方位问题
3.三边测量法和边角测量法 网型结构和三角网一样，仅是只测边长或边长角度同测
三、水平控制网布网原则
1.大地控制网应分级布设、逐级控制 2.大地控制网应有足够的精度 3.大地控制网应有一定的密度 4.大地控制网应有统一的技术规格和要求
四、中国国家水平控制网布设方案
•网中共有467条起始边和916个正反起始方位角
•观测量约30万个
•1951～1971布设，1982年完成整体平差
•测量精度：距离大地点最远点的点位中误差为0.8m，相邻点的 相对精度大部分小于1/20万，一等观测方向中误差为± 0.46″ •差结果：网中离大地原点最远点的点位中误差为± 0.9m，。 •为检验和研究大规模大地网计算的精度，平差分别采用了条件 联系数法和附有条件的间接观测平差法。两种方案平差后所得 结果基本一致，坐标最大差值为4.8cm。这充分说明，我国天文 大地网的精度较高，结果可靠。
•大地基准或称坐标基准（水平（二维）坐标基准、三维坐标基准） •高程基准 •深度基准 •重力基准
➢大地测量参考框架：通过大地测量实现方式或手段（如三角 测量、导线测量、GPS测量、水位测量等）建立的，由固定在 地面上的点所构成的大地网（点）或其它实体表现出来的，并 且是按相应于大地测量基准的规定模式形成的，旨在具体实现 大地测量基准的系统，类型有:
3.二维大地坐标坐标系统下的坐标形式及尺度
大地坐标形式大地经纬度(L,B)和大地方位角A；或平面投影
坐标形式，高斯投影(X,Y)和坐标方位角
尺度问题
椭球定位、定向的概念 天文地理坐标 大地地理坐标
二、建立水平控制网的方法
➢坐标基准是通过控制网点来维持和实现的，水平控制网即是 二维大地坐标基准的具体实现，水平控制网由大地控制点构 成的三角网、导线网等构成
五、水平控制网的布设
1.步骤 技术设计、实地选点、觇标建造、标石埋设、距离测量、 角度测量和平差计算等
2.对控制点点位的要求
• 图形结构应完全符合《规范》的要求。 • 点位要选在展望良好，易于扩展的制高点上 • 点位要保证所埋标石能长期保存，造标和观测安全便利； • 视线应尽量避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过 • 视线应尽量避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过
1.大地原点—水平控制网中大地坐标的起算点
➢大地原点的天文坐标（, ）及大地原点至另一点的天文方位
角被高精度测定
➢大地原点的大地坐标（L，B，H）及大地方位角A，通过参考 椭球定向、定位过程中所获得的垂线偏差数据，由天文坐标变 换求得 ➢L,B,H,A称为大地基准数据，是水平大地网的起算数据 ➢新中国成立后，共建设和使用过两个典大地坐标系统,分别是 （1）1954北京坐标系的大地原点位于苏联普称科沃天文台
1.一等三角锁系布设方案 •一般采用单三角锁，也可组成大地四边形和中点多边形。
•三角形边长，山区25km左右，平原地区20km左右； •测角中误差± 0.7 ″，相对点位中误差±0.21m •三角形的任一内角不得小于40° •大地四边形或中点多边形的传距角应大于30°
•控制锁段中边长推算误差的积累，在一等锁的交 叉处测定起始边长，要求所测定的起始边相对中 误差优于1：35万，据当时条件，多数起始边是 采用基线
第三章 大地测量控制网的建立
先了解几个基本概念
➢建立大地控制网，精确确定点的空间位置参数和重力值是大 地测量的基本任务。
➢建立大地测量控制网，先要建立大地测量基准。
大地测量基准的定义：由参考点（如大地原点）、参考面（如 参考椭球面）、尺度标准及实现方式（包括理论、模型和方法） 构成的系统。
大地测量基准分下列几类：
测角中误差 ±1.0 ″
3.三、四等三角网（点） 基本规格： •平均边长： 三等: 8km、 四等：4km •测角中误差： 三等：±1.8 ″ 、四等： ±2.5 ″ •相对点位中误差 三等：±0.13 ″ ～0.16 ″、四等： ± 0.12 ″ ～0.13 ″ •网型
在高等网点上插网
在高等网点上插网 在高等网点上插点
4.导线网
•导线网具有下列优点:布设灵活， 推进迅速，易克服地形障碍等
• 布设原则与三角网布设原则基 本相同
• 等级，分四等，各等级导线测 角测边的精度要求与相应等级三 角锁网推算的精度大体一致
中国天文大地网网图
中国天文大地网建设成果
•大地控制点点数约5万个，包括：一等三角锁系，二等三角网， 部分三等网点点
•一等锁在起始边的两端点上还精密测定了天文经、 纬度和天文方位角；天文经纬度中误差： ±0.3 ″， 方位角：±0.5″ •在锁段中央测定了天文经、纬度 •测定天文方位角之目的是为了控制锁段中方位角 的传递误差
•测定天文经、纬度之目的是为计算垂线偏差提供 资料
2.二等三角网
二等网基本规格
平均边长13km
➢二维水平控制网建立的方法
水平控制网建立于20世纪90年代以前，主要采用传统测量技 术实现，具体技术类型有： •导线测量法 •三角测量法 •三边测量法 •边角同测法 •在水平大地网的适当位置加测天文点和天文方位角（拉普拉 斯方位角），以控制网的方位和点位误差 水平控制网又称天文大地网
1.导线测量法 2.三角测量法
•水平控制网—实现水平坐标基准
•高程控制网—实现高程基准
•卫星大地网—实现三维坐标基准
•重力控制网—实现坐标基准
➢基准与框架建设的任务
定义坐标系、高程系、重力参考系，建立和维持坐标框架（二 维、三维）、高程框架、重力测量框架。
3-1 国家水平坐标基准与水平控制网
一、水平坐标基准
❖水平坐标基准也称经典二维大地坐标基准，由大地原点、参考 椭球、尺度标准等要素构成
（2）1980西安坐标系的大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇石际 寺村，其标志1978年建成，大地坐标为：
343Biblioteka Baidu27.00 N 108 5525.00 E
西安大地原点，即中华人民共和国大地原点标志图片
2.参考椭球
➢1954北京坐标系的坐标基准为克拉索夫斯基椭球 ➢1980西安坐标系的坐标基准为IUGG1975国际椭球
起算元素如何获得？ 起算边长问题 起算坐标问题 起算方位问题
3.三边测量法和边角测量法 网型结构和三角网一样，仅是只测边长或边长角度同测
三、水平控制网布网原则
1.大地控制网应分级布设、逐级控制 2.大地控制网应有足够的精度 3.大地控制网应有一定的密度 4.大地控制网应有统一的技术规格和要求
四、中国国家水平控制网布设方案
•网中共有467条起始边和916个正反起始方位角
•观测量约30万个
•1951～1971布设，1982年完成整体平差
•测量精度：距离大地点最远点的点位中误差为0.8m，相邻点的 相对精度大部分小于1/20万，一等观测方向中误差为± 0.46″ •差结果：网中离大地原点最远点的点位中误差为± 0.9m，。 •为检验和研究大规模大地网计算的精度，平差分别采用了条件 联系数法和附有条件的间接观测平差法。两种方案平差后所得 结果基本一致，坐标最大差值为4.8cm。这充分说明，我国天文 大地网的精度较高，结果可靠。
•大地基准或称坐标基准（水平（二维）坐标基准、三维坐标基准） •高程基准 •深度基准 •重力基准
➢大地测量参考框架：通过大地测量实现方式或手段（如三角 测量、导线测量、GPS测量、水位测量等）建立的，由固定在 地面上的点所构成的大地网（点）或其它实体表现出来的，并 且是按相应于大地测量基准的规定模式形成的，旨在具体实现 大地测量基准的系统，类型有:
3.二维大地坐标坐标系统下的坐标形式及尺度
大地坐标形式大地经纬度(L,B)和大地方位角A；或平面投影
坐标形式，高斯投影(X,Y)和坐标方位角
尺度问题
椭球定位、定向的概念 天文地理坐标 大地地理坐标
二、建立水平控制网的方法
➢坐标基准是通过控制网点来维持和实现的，水平控制网即是 二维大地坐标基准的具体实现，水平控制网由大地控制点构 成的三角网、导线网等构成
五、水平控制网的布设
1.步骤 技术设计、实地选点、觇标建造、标石埋设、距离测量、 角度测量和平差计算等
2.对控制点点位的要求
• 图形结构应完全符合《规范》的要求。 • 点位要选在展望良好，易于扩展的制高点上 • 点位要保证所埋标石能长期保存，造标和观测安全便利； • 视线应尽量避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过 • 视线应尽量避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过
1.大地原点—水平控制网中大地坐标的起算点
➢大地原点的天文坐标（, ）及大地原点至另一点的天文方位
角被高精度测定
➢大地原点的大地坐标（L，B，H）及大地方位角A，通过参考 椭球定向、定位过程中所获得的垂线偏差数据，由天文坐标变 换求得 ➢L,B,H,A称为大地基准数据，是水平大地网的起算数据 ➢新中国成立后，共建设和使用过两个典大地坐标系统,分别是 （1）1954北京坐标系的大地原点位于苏联普称科沃天文台
1.一等三角锁系布设方案 •一般采用单三角锁，也可组成大地四边形和中点多边形。
•三角形边长，山区25km左右，平原地区20km左右； •测角中误差± 0.7 ″，相对点位中误差±0.21m •三角形的任一内角不得小于40° •大地四边形或中点多边形的传距角应大于30°
•控制锁段中边长推算误差的积累，在一等锁的交 叉处测定起始边长，要求所测定的起始边相对中 误差优于1：35万，据当时条件，多数起始边是 采用基线
第三章 大地测量控制网的建立
先了解几个基本概念
➢建立大地控制网，精确确定点的空间位置参数和重力值是大 地测量的基本任务。
➢建立大地测量控制网，先要建立大地测量基准。
大地测量基准的定义：由参考点（如大地原点）、参考面（如 参考椭球面）、尺度标准及实现方式（包括理论、模型和方法） 构成的系统。
大地测量基准分下列几类：