應(yīng)用大地測量學(xué)第一章緒論應(yīng)用大地測量學(xué)

第一章緒論本章學(xué)習(xí)要求：了解大地測量學(xué)的定義、任務(wù)了解大地測量學(xué)的主要內(nèi)容了解大地測量的發(fā)展歷程

應(yīng)用大地測量學(xué)本章綱要一、大地測量學(xué)的定義二、大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）三、大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）四、大地測量的發(fā)展歷程五、我國大地測量概況

應(yīng)用大地測量學(xué)本章綱要一、大地測量學(xué)的定義二、大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）三、大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）四、大地測量的發(fā)展歷程五、我國大地測量概況§1.1大地測量學(xué)的定義

大地測量學(xué)是通過在廣大的地面上建立大地控制網(wǎng)，精確測定大地控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)，研究測定地球形狀、大小和地球重力場的理論、技術(shù)與方法的學(xué)科。——作為地學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科：——作為應(yīng)用地學(xué)學(xué)科：

應(yīng)用大地測量學(xué)主要理論、技術(shù)與方法：——天文測量——三角測量——導(dǎo)線測量——衛(wèi)星大地測量——水準(zhǔn)測量——重力測量——橢球大地測量——地球形狀理論——測量平差。。。。。。。?！?.1大地測量學(xué)的定義

應(yīng)用大地測量學(xué)

普通測量學(xué)（或稱測量學(xué)）是研究地球表面較小區(qū)域內(nèi)測繪工作的基本理論、技術(shù)、方法和應(yīng)用的學(xué)科。

目的：以測繪工作為手段，確定地面點(diǎn)的空間位置，并把它表示成數(shù)據(jù)形式或描繪著圖面上，供經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工程設(shè)計施工使用。

§1.1大地測量學(xué)的定義

應(yīng)用大地測量學(xué)

大地測量學(xué)與普通測量學(xué)的區(qū)別：（1）精度等級高。（2）測量范圍廣。（3）普通測量學(xué)更側(cè)重于如何測繪地形圖以及進(jìn)行一般工程的施工測量。大地測量學(xué)側(cè)重于如何建立大地坐標(biāo)系、建立大地控制網(wǎng)并精確測定控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)?！?.1大地測量學(xué)的定義

應(yīng)用大地測量學(xué)本章綱要一、大地測量學(xué)的定義二、大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）三、大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）四、大地測量的發(fā)展歷程五、我國大地測量概況§1.2大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（一）基本任務(wù)1、技術(shù)任務(wù) 精確測定大地控制點(diǎn)的位置及其隨時間的變化(也就是它的運(yùn)動速度場)，建立精密的大地控制網(wǎng)，作為測圖的控制，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)。2、科學(xué)任務(wù) 測定地球形狀、大小和重力場，提供地球的數(shù)學(xué)模型，為地球及其相關(guān)科學(xué)服務(wù)

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）基本任務(wù)精確確定地面點(diǎn)位及其變化研究地球重力場、地球形狀和地球動力現(xiàn)象簡單地說，一是定位，二是研究地球的形狀和重力場§1.2大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）基本任務(wù)位置是一類重要的信息位置怎么描述？我在江蘇我在徐州我在礦大南湖校區(qū)我在博4樓我在C402教室我在第二排右邊數(shù)第三個座位上§1.2大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）基本任務(wù)位置怎么描述？用文字/語言用圖形（示意圖、地圖）用數(shù)字（坐標(biāo)）必然涉及怎么認(rèn)識我們的地球這一問題地球形狀、大小重力場結(jié)論：大地測量學(xué)的這兩項任務(wù)密切相關(guān)§1.2大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用

應(yīng)用大地測量學(xué)

（二）大地測量的作用

1、為地形測圖與大型工程測量提供基本控制；

2、為城建和礦山工程測量提供起始數(shù)據(jù)；

3、為地球科學(xué)的研究提供信息；

4、在防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)中的作用；

5、發(fā)展空間技術(shù)和國防建設(shè)的重要保障?！?.2大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)（1）有一個精密的地球參考框架以及地面點(diǎn)（如發(fā)射點(diǎn)和跟蹤站）在該框架中的精確點(diǎn)位；（2）有一個精密的全球重力場模型和地面點(diǎn)的準(zhǔn)確重力場參數(shù)（重力加速度、垂線偏差等）。

應(yīng)用大地測量學(xué)

在各種工程的施工時，放樣過程中，儀器所安置的方向、距離都是依據(jù)控制網(wǎng)計算出來的。

應(yīng)用大地測量學(xué)大壩變形監(jiān)測點(diǎn)基準(zhǔn)站

應(yīng)用大地測量學(xué)中蒙邊界第二次聯(lián)合檢查大地控制網(wǎng)中蒙邊境第二次聯(lián)合檢查大地控制網(wǎng)（中方）點(diǎn)位分布圖蒙古中國中蒙邊境第二次聯(lián)合檢查大地控制網(wǎng)（中方）點(diǎn)位分布圖蒙古中國

中蒙邊界第二次聯(lián)合檢查大地控制網(wǎng)（中方）點(diǎn)位分區(qū)圖蒙古中國GS01GS02GS03GS05

圖例大地控制網(wǎng)點(diǎn)水準(zhǔn)聯(lián)測點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)站GS04GS06GS07GS0812345615

如圖，是中蒙邊界聯(lián)合勘界中大地控制網(wǎng)的點(diǎn)位分布圖。邊界測量是用大地測量的手段實地確定兩國的邊界劃分。

應(yīng)用大地測量學(xué)

在航空制造業(yè)、造船業(yè)中，大型面板的裁剪、切割都需要大地測量提供精確的位置基準(zhǔn)。

工程測量沒有問題，施工也是符合要求的，問題出在大地測量上，島嶼上的控制數(shù)據(jù)和大陸上的控制數(shù)據(jù)不在同一個大地坐標(biāo)系下面。

應(yīng)用大地測量學(xué)

在交通運(yùn)輸方面，大地定位技術(shù)為提高交通效率、減少交通事故提供了重要保障。這樣，無論在城市復(fù)雜的路網(wǎng)中，還是在野外探險、遠(yuǎn)洋航行中，再也不會迷失方向。

應(yīng)用大地測量學(xué)

在航空控制管理中，有了大地測量提供的精確定位技術(shù)，使得不可視狀態(tài)下的著陸成為可能，航空不再受大霧等惡劣天氣的影響。

應(yīng)用大地測量學(xué)

利用GPS技術(shù)測量大氣中水汽含量，準(zhǔn)確預(yù)報暴雨災(zāi)害。

應(yīng)用大地測量學(xué)

精確定位技術(shù)在數(shù)字農(nóng)業(yè)，環(huán)境保護(hù)、生物保護(hù)中有廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)用大地測量學(xué)本章綱要一、大地測量學(xué)的定義二、大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）三、大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）四、大地測量的發(fā)展歷程五、現(xiàn)代大地測量技術(shù)概況§1.3大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容1、實用大地測量學(xué)：研究建立大地控制網(wǎng)的理論與方法，介紹角度測量、邊長測量和高程測量的原理與觀測方法、作業(yè)程序、以及測量成果的質(zhì)量檢核，提供一系列地面點(diǎn)的平面和高程成果2、橢球大地測量學(xué)：研究參考橢球的建立以及橢球面上處理大地測量觀測成果的各種理論與方法，提供大地控制點(diǎn)的大地坐標(biāo)和平面坐標(biāo)；3、測量平差：用最小二乘原理處理各種觀測結(jié)果的理論與計算方法；

應(yīng)用大地測量學(xué)4、天文測量學(xué)：以球面天文學(xué)為基礎(chǔ)，研究觀測一定天體以確定地面點(diǎn)的天文經(jīng)緯度和天文方位角的原理和方法，目的是測定國家大地網(wǎng)中某些點(diǎn)的天文經(jīng)緯度和方位角，以獲得這些點(diǎn)的垂線偏差和至某一方向的拉普拉斯角，前者是研究地球形狀和大地水準(zhǔn)面起伏的重要資料，后者提供大地控制網(wǎng)中的起算方位角；5、大地重力學(xué)：又稱《物理大地測量學(xué)》，研究重力測量的理論、技術(shù)和方法，利用重力測量與衛(wèi)星測量資料研究地球形狀和外部重力場，提供代表地球的大地體形狀和地球橢球的物理參數(shù)；§1.3大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容

應(yīng)用大地測量學(xué)

6、衛(wèi)星大地測量學(xué)：又稱《空間大地測量學(xué)》，研究人造地球衛(wèi)星觀測方法和運(yùn)動規(guī)律以解決大地測量的一門科學(xué)；

7、慣性大地測量學(xué)：是根據(jù)慣性原理，利用加速度計測量運(yùn)動物體在某一方向的加速度，通過二次積分得到運(yùn)動物體的空間位置。是大地測量的一個分支，具有全天候、自主性、機(jī)動靈活、快速高效等優(yōu)點(diǎn)，為大地測量自動化提供了重要手段。

§1.3大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容

應(yīng)用大地測量學(xué)

（二）應(yīng)用大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容1、大地測量基礎(chǔ)知識（基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線，坐標(biāo)系統(tǒng)和時間系統(tǒng)，地球重力場等）；2、大地測量學(xué)的基本理論（地球橢球基本的理論,高斯投影的基本理論，大地坐標(biāo)系統(tǒng)的建立與坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換等）；相對于幾何大地測量、物理大地測量§1.3大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）應(yīng)用大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容3、大地測量基本技術(shù)與方法（經(jīng)典的、現(xiàn)代的）；

4、大地控制網(wǎng)的建立（包括國家大地控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)。形式有三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、高程網(wǎng)、GPS網(wǎng)等）； 5、大地測量數(shù)據(jù)處理（概算與平差計算）。

§1.3大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容

應(yīng)用大地測量學(xué)本章綱要一、大地測量學(xué)的定義二、大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）三、大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）四、大地測量的發(fā)展歷程五、我國大地測量概況§1.4大地測量的發(fā)展歷程（一）古今關(guān)于地球形狀和大小的弧度測量

公元前三世紀(jì)古希臘學(xué)者估算地球半徑為4萬STADIA。公元724年我國唐代學(xué)者在河南滑縣至上蔡用天文方法進(jìn)行世界上第一次弧度測量。十七世紀(jì)荷蘭人用三角測量法進(jìn)行弧度測量。十七世紀(jì)末牛頓、惠更斯用力學(xué)觀點(diǎn)推論地球為橢球。十七至十八世紀(jì)法國用三角測量和天文測量進(jìn)行弧度測量1708—1718年我國用天文方法從東北—河北進(jìn)行弧度測量。十九世紀(jì)以來，由于望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，測距儀的出現(xiàn)，人造衛(wèi)星的上天，各國相繼開展天文大地測量，推求地球形狀和大小，精度越來越高。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）18—20世紀(jì)大地測量理論的發(fā)展用重力測量精確求定地球扁率（法國

克萊勞Claraut）最小二乘法理論（法國

勒讓德Legendre）從橢球面到平面的正形投影（德國

高斯Gauss）橢球面上的三角形解法（德國

高斯Gauss）用重力測量研究大地水準(zhǔn)面形狀（英國

斯托克斯Stoks）參考橢球定位理論（德國

赫爾默特Helmert）用地面觀測資料求大地高確定地球表面形狀（蘇聯(lián)

莫洛堅斯基Mologecks）近代平差理論§1.4大地測量的發(fā)展歷程

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）測量儀器的發(fā)展古代的測量距離和高低的準(zhǔn)繩和規(guī)矩，天文測量的渾天儀；十八世紀(jì)后望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明；懸鏈線狀基線尺、因瓦基線尺；相對重力儀；光學(xué)經(jīng)緯儀；電磁波測距儀；自動安平水準(zhǔn)儀；石英鐘記時和自動跟星光電裝置；人造衛(wèi)星觀測攝影儀，激光測距儀，射電VLBI測量；慣性測量儀器；全站儀，自動繪圖儀，GPS全球定位系統(tǒng)。

§1.4大地測量的發(fā)展歷程

應(yīng)用大地測量學(xué)大地測量學(xué)的形成至現(xiàn)在已經(jīng)300多年。從上世紀(jì)七八十年代開始隨著空間大地測量技術(shù)的產(chǎn)生，已進(jìn)入現(xiàn)代大地測量學(xué)科發(fā)展的新階段?！?.4大地測量的發(fā)展歷程

應(yīng)用大地測量學(xué)三項革命性的技術(shù)：衛(wèi)星定位技術(shù)衛(wèi)星和航空重力技術(shù)衛(wèi)星測高技術(shù)§1.4大地測量的發(fā)展歷程

應(yīng)用大地測量學(xué)§1.4大地測量的發(fā)展歷程

應(yīng)用大地測量學(xué)大地測量的兩個趨勢

一是更大眾、更普及

二是更專業(yè)。大地測量除了測地之外，還可測其它天體的形狀和重力場。

本章綱要一、大地測量學(xué)的定義二、大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）三、大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）四、大地測量的發(fā)展歷程五、我國大地測量概況世界上第一次弧度測量（唐代南宮說、張遂等）；清代用天文測量發(fā)現(xiàn)北弧比南弧每度弧長要長（比法國早）；1895年清代設(shè)立測繪學(xué)堂；1930—1949布設(shè)了2000KM的一等大地控制網(wǎng)；1949年以后：

頒布實施了大地測量法式和細(xì)則規(guī)范；全國布設(shè)了8萬KM的一等三角鎖，測定了5萬個一、二等點(diǎn)，進(jìn)行了9萬KM的一等水準(zhǔn)測量，13.7萬KM的二等水準(zhǔn)測量，建立了1980西安大地坐標(biāo)系，1956和1985高程基準(zhǔn)；用GPS定位技術(shù)布設(shè)了全國A級28個點(diǎn)、B級730個點(diǎn)控制網(wǎng)；用衛(wèi)星測量方法完成了西沙南沙群島的大地聯(lián)測；測繪全國5萬分之一基本比例尺地形圖；進(jìn)行地籍和房地產(chǎn)測量，省市縣界測量，各種工程測量，變形監(jiān)測等等?！?.5我國大地測量概況

應(yīng)用大地測量學(xué)大地測量部分儀器

應(yīng)用大地測量學(xué)小結(jié)本門課程地位和授課計劃大地測量學(xué)的定義大地測量學(xué)的基本任務(wù)和作用（重點(diǎn)）大地測量學(xué)的主要研究內(nèi)容（重點(diǎn)）大地測量的發(fā)展歷程現(xiàn)代大地測量技術(shù)概況

應(yīng)用大地測量學(xué)第一章

思考題1、什么叫大地測量學(xué)？它與普通測量學(xué)有什么不同？2、大地測量學(xué)的任務(wù)是什么？3、大地測量學(xué)研究的內(nèi)容有哪些？謝謝！第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院

應(yīng)用大地測量學(xué)

第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識第一節(jié)大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線第二節(jié)常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（重點(diǎn)）第三節(jié)地球重力場基本理論第四節(jié)高程基準(zhǔn)（重點(diǎn)）第五節(jié)時間系統(tǒng)第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識第一節(jié)大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線第二節(jié)常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（重點(diǎn)）第三節(jié)地球重力場基本理論第四節(jié)高程基準(zhǔn)（重點(diǎn)）第五節(jié)時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)本節(jié)重點(diǎn)研究以下幾個問題:地球自然表面鉛垂線與水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面地球橢球與參考橢球面總地球橢球垂線偏差§2.1大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面§2.1.2地球橢球與參考橢球面§2.1.3垂線偏差§2.1大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

應(yīng)用大地測量學(xué)

地球的自然表面大地測量是在地球自然表面上進(jìn)行的，這個表面高低起伏、很不規(guī)則，不能用數(shù)學(xué)公式描述。陸地最高點(diǎn)－珠穆朗瑪峰：峰頂巖面海拔高8844.43米海洋最低點(diǎn)－馬里亞納海溝：－10911米

§2.1大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面§2.1.2地球橢球與參考橢球面§2.1.3垂線偏差§2.1大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

應(yīng)用大地測量學(xué)1、野外測量的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面——鉛垂線和水準(zhǔn)面地球上某點(diǎn)K所受的力：

P（離心力）+F（地心引力）=G（重力）水準(zhǔn)面：靜止的液體表面。§2.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面

應(yīng)用大地測量學(xué)

2、大地水準(zhǔn)面：選取標(biāo)準(zhǔn)：十分接近地球表面+代表地球形狀和大小設(shè)想海洋處于靜止平衡狀態(tài)時，將它延伸到大陸下面且保持處處與鉛垂線正交的包圍整個地球的封閉的水準(zhǔn)面，我們稱它為大地水準(zhǔn)面。

§2.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面靜止海水面陸地大地水準(zhǔn)面

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)3、大地水準(zhǔn)面的特點(diǎn)地表起伏不平、地殼內(nèi)部物質(zhì)密度分布不均勻，使得重力方向產(chǎn)生不規(guī)則變化。由于大地水準(zhǔn)面處處與鉛垂線正交，所以大地水準(zhǔn)面是一個無法用數(shù)學(xué)公式表示的不規(guī)則曲面。故大地水準(zhǔn)面不能作為大地測量計算的基準(zhǔn)面。但大地水準(zhǔn)面是野外測量統(tǒng)一的基準(zhǔn)面。與其垂直的鉛垂線則是野外測量的基準(zhǔn)線。大地水準(zhǔn)面所包圍的形體—大地體，則是多年來大地測量工作者研究的對象，認(rèn)為它能代表地球的實際形狀?！?.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面§2.1.2地球橢球與參考橢球面§2.1.3垂線偏差§2.1大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

應(yīng)用大地測量學(xué)1、地球橢球大地體接近于一個具有極小扁率的旋轉(zhuǎn)橢球。橢球面是一個規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面。一般用長半徑a和扁率α(或長、短半徑a、b)表示橢球的形狀和大小。關(guān)系：α=（a–b）/a§2.1.2地球橢球與參考橢球面

應(yīng)用大地測量學(xué)2、參考橢球把形狀和大小與大地體相近，且兩者之間相對位置確定的旋轉(zhuǎn)橢球稱為參考橢球。

參考橢球面是測量計算的基準(zhǔn)面，橢球面法線則是測量計算的基準(zhǔn)線。參考橢球有許多個。適合于一個國家的參考橢球不一定適合另一個國家。§2.1.2地球橢球與參考橢球面

應(yīng)用大地測量學(xué)參考橢球面－部分參考橢球參數(shù)一覽表參考橢球名稱推求年代長半徑a扁率f貝塞1551：299.1528128克拉41：294.9786982赫爾墨特190663781401：298.3海福特190963783881：297.0克拉索夫斯基194063782451：298.31967年大地坐標(biāo)系197163781601：298.247167427國際大地測量與地球物理聯(lián)合會IUGG十六屆大會推薦值197563781401：298.257IUGG十七屆大會推薦值197963781371：298.257IUGG十八屆大會推薦值198363781361：298.257WGS-84198463781371：298.257223563§2.1.2地球橢球與參考橢球面

應(yīng)用大地測量學(xué)3、總地球橢球從全球著眼，必須尋求一個和整個大地體最為接近、密合最好的橢球，這個橢球又稱為總地球橢球或平均橢球?？偟厍驒E球滿足以下條件：（1）橢球質(zhì)量等于地球質(zhì)量。（2）兩者的旋轉(zhuǎn)角速度相等。（3）橢球體積與大地體體積相等。（4）它的表面與大地水準(zhǔn)面之間的差距平方和為最小。（5）橢球中心與地心重合，橢球短軸與地球平自轉(zhuǎn)軸重合，大地起始子午面與天文起始子午面平行。

方法：衛(wèi)星大地測量?！?.1.2地球橢球與參考橢球面

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.1.1水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面§2.1.2地球橢球與參考橢球面§2.1.3垂線偏差§2.1大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線垂線偏差u--同一測站點(diǎn)上鉛垂線與橢球面法線之間的夾角。通常用南北方向的投影分量ξ和東西方向的投影分量η表示。大地水準(zhǔn)面差距N—大地水準(zhǔn)面與橢球面在某一點(diǎn)上的高差。Nu大地水準(zhǔn)面參考橢球面垂線偏差和大地水準(zhǔn)面差距對確定天文坐標(biāo)與大地坐標(biāo)之間的關(guān)系、地球橢球定位以及研究地球形狀和大小等問題有著重要的意義。法線鉛垂線垂線偏差§2.1.3垂線偏差

應(yīng)用大地測量學(xué)第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識第一節(jié)大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線第二節(jié)常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（重點(diǎn)）第三節(jié)地球重力場基本理論第四節(jié)高程基準(zhǔn)（重點(diǎn)）第五節(jié)時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)本節(jié)重點(diǎn)研究下列幾個坐標(biāo)系統(tǒng)：天球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系天文坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系空間大地直角坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系站心坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系

§2.2常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系§2.2.2地球坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2.3站心坐標(biāo)系§2.2.4高斯平面直角坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系§2.2.2地球坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2.3站心坐標(biāo)系§2.2.4高斯平面直角坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)建立過程：以地球空間任意一點(diǎn)為中心，半徑為無窮大的理想球體建立天球。地球質(zhì)心可作為天球中心，地球自轉(zhuǎn)軸延伸成為天軸，天軸與天球交點(diǎn)為天極，地球赤道面與天球交線稱為天球赤道。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面與天球交線為黃道，通過天球中心且垂直于黃道平面的直線與天球交點(diǎn)叫黃極。太陽由南半球向北半球運(yùn)動所經(jīng)過的天球黃道與天球赤道的交點(diǎn)叫“春分點(diǎn)”。

定義：天球直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O一般定義為地心，Z軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合，XY平面與赤道面重合，X軸指向赤道上的春分點(diǎn)γ。天球球面坐標(biāo)系基準(zhǔn)面是天球赤道面，基準(zhǔn)點(diǎn)是春分點(diǎn)。

§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)表示方式：

用球面坐標(biāo)（r，α，δ）或者直角坐標(biāo)（X,Y,Z）表示。二者具有唯一的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系（公式2-2-1，2-2-2）。§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)用途：描述人造衛(wèi)星的位置采用天球坐標(biāo)系是方便的。也可以描述天空中的恒星的坐標(biāo)（α，δ）。計算例：某衛(wèi)星在某一時刻的天球球面坐標(biāo)為：r=26578137m，α=45°，δ=45°，求其天球直角坐標(biāo)X、Y、Z值。按式2-2計算得：X=13289068.5m，Y=13289068.5m，Z=18793580.9m?！?.2.1天球與天球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系§2.2.2地球坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2.3站心坐標(biāo)系§2.2.4高斯平面直角坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）天文坐標(biāo)系地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的位置用天文經(jīng)度λ和天文緯度φ表示。若地面點(diǎn)不在大地水準(zhǔn)面上，它沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離稱為正高H正?！?.2.2地球坐標(biāo)系地心OOG格林尼治天文臺G地球自轉(zhuǎn)軸起始天文子午面地球自然表面大地水準(zhǔn)面天文坐標(biāo)系E建立天文坐標(biāo)系P過P點(diǎn)鉛垂線

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）天文坐標(biāo)系O為地球質(zhì)心,ON為地球自轉(zhuǎn)軸，N為北極點(diǎn)，P為地面或空中任意一點(diǎn)，PP’為P點(diǎn)垂線方向。包含P點(diǎn)垂線方向并與地球自轉(zhuǎn)軸ON平行的平面稱為天文子午面。G點(diǎn)為英國格林尼治平均天文臺位置。過G點(diǎn)包含ON的平面稱為起始天文子午面。過地球質(zhì)心并與ON正交的平面稱為地球赤道面。§2.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）天文坐標(biāo)系天文子午面、地球赤道面分別與大地水準(zhǔn)面的交線稱為天文子午線和地球赤道。P點(diǎn)的垂線方向與赤道面交角φ稱為天文緯度，由赤道起算，從0°到90°，向北為正，稱為北緯；向南為負(fù)，稱為南緯。P點(diǎn)的天文子午面與起始子午面的夾角λ稱為P點(diǎn)的天文經(jīng)度，有起始子午面起算，向東為正，叫東經(jīng)，向西為負(fù)，叫西經(jīng)?！?.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）天文坐標(biāo)系φ、λ定義為P點(diǎn)的天文坐標(biāo)。天文坐標(biāo)方位角α的定義為：過P點(diǎn)鉛垂線和另一地面點(diǎn)Q所做的垂直面與過P點(diǎn)的天文子午面的夾角α稱為PQ的天文方位角，從P點(diǎn)的正北方向起始由0°到360°順時針方向量取。§2.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）大地坐標(biāo)系地面點(diǎn)在參考橢球面上的位置用大地經(jīng)度L和大地緯度B表示。若地面點(diǎn)不在橢球面上，它沿法線到橢球面的距離稱為大地高H大。大地坐標(biāo)系規(guī)定以橢球的赤道為基圈，以起始子午線（過格林尼治的子午線）為主圈。對于任意一點(diǎn)P其大地坐標(biāo)為（L，B，H）§2.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）大地坐標(biāo)系O為橢球中心，NS為橢球的旋轉(zhuǎn)軸（與地球自轉(zhuǎn)軸平行），N為北極，S為南極，P點(diǎn)為地面或空中任意一點(diǎn)，PP’為P點(diǎn)的法線方向。包含P點(diǎn)法線方向與旋轉(zhuǎn)軸SN的平面稱為過P點(diǎn)的大地子午面。§2.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）大地坐標(biāo)系G點(diǎn)為英國格林尼治平均天文臺位置，過G點(diǎn)與NS的平面稱為起始大地子午面。子午面與橢球面的交線稱為子午圈或子午線。垂直于旋轉(zhuǎn)軸NS的平面與橢球面的交線稱為平行圈，過橢球中心的平行圈稱為赤道?！?.2.2地球坐標(biāo)系baOSN大地水準(zhǔn)面長半軸a短半軸b大地子午面-子午線起始大地子午面-子午線平行圈赤道面-赤道法線K橢球中心O旋轉(zhuǎn)軸NS橢球扁率地球橢球EGP大地坐標(biāo)系相關(guān)概念

應(yīng)用大地測量學(xué)PHO地軸赤道SNBLP點(diǎn)坐標(biāo)：(B，L，H）子午面起始子午面大地經(jīng)度赤道面大地緯度大地坐標(biāo)：大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H。過地面任一點(diǎn)P的子午面與起始子午面間的夾角過地面任一點(diǎn)P的法線與赤道面的夾角大地高H----P點(diǎn)沿法線到橢球面的距離PP′P’大地坐標(biāo)的定義

應(yīng)用大地測量學(xué)NSMP格林尼治天文臺LBHL：0°～±180°,由起始子午面起，向東為正,稱為東經(jīng);向西為負(fù),稱為西經(jīng)。

B：0°～±90°，由赤道面起算，向北為正，稱為北緯，向南為負(fù)，稱為南緯。我國位于赤道以北的東半球，所以各地的大地經(jīng)度L和大地緯度B都是正值。G

應(yīng)用大地測量學(xué)大地坐標(biāo)的定義

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）大地坐標(biāo)系大地方位角A的定義是：過P點(diǎn)和另一地面點(diǎn)Q點(diǎn)的大地方位角A就是P點(diǎn)的子午面與過P點(diǎn)法線及Q點(diǎn)的平面所成的角度，由子午面順時針方向量起。§2.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系又叫參心（參考橢球中心）坐標(biāo)系。大地坐標(biāo)系與天文坐標(biāo)系通常稱為地理坐標(biāo)系。它們之間的區(qū)別見教材表2-2-1?！?.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）空間大地直角坐標(biāo)系建立過程：原點(diǎn)O為橢球中心，Z軸與橢球旋轉(zhuǎn)軸一致，指向地球北極，X軸與橢球赤道面和格林尼治平均子午面的交線重合，Y軸與XZ平面正交，指向東方，X、Y、Z構(gòu)成右手坐標(biāo)系，P點(diǎn)的空間大地直角坐標(biāo)用（X，Y，Z）表示。

§2.2.2地球坐標(biāo)系ZYXPZXP點(diǎn)坐標(biāo)（X,Y,Z）起始子午面建立過程：

應(yīng)用大地測量學(xué)空間直角坐標(biāo)系——橢球大小、形狀——橢球的定位、定向——對于用同一個旋轉(zhuǎn)橢球定義的地面或空間某一點(diǎn)的大地坐標(biāo)（B，L，H）與空間大地直角坐標(biāo)（X，Y，Z）之間有如下的關(guān)系：

空間大地直角坐標(biāo)系--大地坐標(biāo)系同一種坐標(biāo)的不同表示方式換算轉(zhuǎn)換不同點(diǎn)：球面坐標(biāo)—直角坐標(biāo)√×

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）地心坐標(biāo)系

定義：建立大地坐標(biāo)系時，如果選擇的旋轉(zhuǎn)橢球為總地球橢球，橢球中心就是地球質(zhì)心，再定義坐標(biāo)軸的指向，此時建立的大地坐標(biāo)系叫做地心坐標(biāo)系。

分類：地心大地坐標(biāo)系與地心空間直角坐標(biāo)系

應(yīng)用：空間技術(shù)和衛(wèi)星大地測量中§2.2.2地球坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系§2.2.2地球坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2.3站心坐標(biāo)系§2.2.4高斯平面直角坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)

站心地平直角坐標(biāo)系的定義是：原點(diǎn)位于地面測站點(diǎn)，z軸指向測站點(diǎn)的橢球面法線方向（又稱大地天頂方向），x軸是過原點(diǎn)的大地子午面和包含原點(diǎn)且和法線垂直的平面的交線，指向北點(diǎn)方向，y軸與x、z軸構(gòu)成左手坐標(biāo)系。類似于球面坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系，測站P至另一點(diǎn)（如衛(wèi)星）S的距離為r、方位角為A、高度角為h，構(gòu)成站心地平極坐標(biāo)系。

§2.2.3站心坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)站心地平直角坐標(biāo)系與站心地平極坐標(biāo)系§2.2.3站心坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)站心地平直角坐標(biāo)系與站心地平極坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系：

§2.2.3站心坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

站心地平直角坐標(biāo)系與站心地平極坐標(biāo)系稱為地平坐標(biāo)系。衛(wèi)星的地平坐標(biāo)表明了某一時刻衛(wèi)星與測站點(diǎn)的關(guān)系。因此，地平坐標(biāo)系用于衛(wèi)星或天體位置的觀測與預(yù)報。§2.2.3站心坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.2.1天球與天球坐標(biāo)系§2.2.2地球坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2.3站心坐標(biāo)系§2.2.4高斯平面直角坐標(biāo)系（重點(diǎn)）§2.2常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（1）獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系實地測量的方便,通常采用平面直角坐標(biāo)。（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)xyOCP測區(qū)中心點(diǎn)yxP′C′H（x,y,H）

——無國家控制點(diǎn)或不便于與國家控制點(diǎn)聯(lián)測的小地區(qū)測量中，允許暫時建立獨(dú)立坐標(biāo)系以保證測繪工作的順利開展。

平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)數(shù)學(xué)坐標(biāo)系——測量坐標(biāo)系1、坐標(biāo)軸的定義2、象限的定義2、數(shù)學(xué)中的三角公式在測量中可直接使用不同點(diǎn)：相同點(diǎn)：1、都是平面直角坐標(biāo)（1）獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)橢球面上某點(diǎn)的大地坐標(biāo)為（B，L），投影到平面上的平面直角坐標(biāo)為（x，y），則其間的數(shù)學(xué)關(guān)系一般可表示為：式中，F(xiàn)1，F(xiàn)2為投影函數(shù)。

（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

橢球面上的點(diǎn)一一對應(yīng)平面上的點(diǎn)地圖投影（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)投影變形:橢球面上的元素投影到平面上所產(chǎn)生的差異，稱之為投影變形。

角度變形

長度變形

面積變形（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

等距離投影：投影前后長度保持不變；

等面積投影：投影前后面積保持不變；

等角投影：投影前后角度保持不變。投影變形的分類：投影前后角度不變圖形的相似性高斯-克呂格（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線高斯投影的原理YXO

應(yīng)用大地測量學(xué)高斯投影的特性:（1）中央子午線投影后為直線，且長度不變。（2）除中央子午線外，其余子午線的投影均為凹向中央子午線的曲線，并以中央子午線為對稱軸。投影后有長度變形。（3）赤道線投影后為直線，但有長度變形。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)高斯投影的特性:（4）

除赤道外的其余緯線，投影后為凸向赤道的曲線，并以赤道為對稱軸。（5）經(jīng)線與緯線投影后仍然保持正交。

（6）離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy（2）高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

應(yīng)用大地測量學(xué)坐標(biāo)系獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系適用區(qū)域較小的區(qū)域才可采用（通常30km2內(nèi)）任意區(qū)域是否需要已知點(diǎn)不需要需要投影類型平行投影高斯投影實質(zhì)小范圍自由坐標(biāo)無定向測量實現(xiàn)地面點(diǎn)球面坐標(biāo)向平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換相同點(diǎn)都屬于平面直角坐標(biāo)系；坐標(biāo)軸指向、象限定義相同。獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系——高斯平面直角坐標(biāo)系小結(jié)基準(zhǔn)面：大地水準(zhǔn)面----參考橢球面基準(zhǔn)線：鉛垂線-------法線大地水準(zhǔn)面差距垂線偏差天球坐標(biāo)系----地球坐標(biāo)系天文坐標(biāo)系----大地坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系----參心坐標(biāo)系----站心坐標(biāo)系球面坐標(biāo)系----空間直角坐標(biāo)系獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系----高斯平面直角坐標(biāo)系第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識第一節(jié)大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線第二節(jié)常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（重點(diǎn)）第三節(jié)地球重力場基本理論第四節(jié)高程基準(zhǔn)（重點(diǎn)）第五節(jié)時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）地球外部重力的概念

§2.3地球重力場基本理論

所謂地球引力就是整體地球所有質(zhì)點(diǎn)對某一研究點(diǎn)產(chǎn)生的萬有引力矢量和,重力就是研究點(diǎn)處的引力與慣性離心力的矢量和。根據(jù)牛頓第二定律可知,在慣性參考系下,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程是:式中,

是質(zhì)點(diǎn)相對慣性參考系的加速度;

和分別是該點(diǎn)的質(zhì)量和所受到的外力。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）重力與重力位

重力g—引力F與離心力P的合力。

g=F+P

§2.3地球重力場基本理論

應(yīng)用大地測量學(xué)

（二）重力與重力位

力位是力場空間的一個標(biāo)量函數(shù)，此標(biāo)量函數(shù)稱為力的位函數(shù)，而力是力位的梯度。

重力位W—引力位V與離心力位Q之和。

重力位性質(zhì)：重力位對任意方向l的偏導(dǎo)數(shù)等于重力在該方向的分力。

§2.3地球重力場基本理論

應(yīng)用大地測量學(xué)

（二）重力與重力位

g與l垂直時，dw=0，即w=常數(shù)，此時與重力g垂直的方向l為一重力等位面，又叫重力位水準(zhǔn)面。兩個重力位水準(zhǔn)面之間的距離dl=dW/g。由于重力等位面上各點(diǎn)的重力不同，所以兩個重力等位面之間的距離也不同。

重力位水準(zhǔn)面之間既不平行，也不相交或相切。 §2.3地球重力場基本理論

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）正常重力與正常重力位

重力位W不能精確求得：正常重力位——正常橢球面——旋轉(zhuǎn)橢球面——平均地球橢球§2.3地球重力場基本理論

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）正常重力與正常重力位

正常重力位用其球諧函數(shù)展開式（θ=90-φ，λ為經(jīng)度）來表示。正常重力：忽略地心維度與地理緯度的差異：§2.3地球重力場基本理論

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）大地水準(zhǔn)面

§2.3地球重力場基本理論

大地水準(zhǔn)面是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面。它是重力等位面,即物體沿該面運(yùn)動時,重力不做功(如水在這個面上是不會流動的)。大地水準(zhǔn)面是測繪工作中假想的包圍全球的平靜海洋面,與全球多年平均海水面重合,形狀接近一個旋轉(zhuǎn)橢球體,是地面高程的起算面。大地水準(zhǔn)面是描述地球形狀的一個重要物理參考面,也是海拔高程系統(tǒng)的起算面。

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）大地水準(zhǔn)面

§2.3地球重力場基本理論

由于兩個不同水準(zhǔn)面之間的位差不會等于零,因此它們之間的距離dh也不等于零,這說明兩個水準(zhǔn)面既不會相交,也不會相切。而在一般情況下,同一水準(zhǔn)面上各處的重力值g不為一常數(shù),而是點(diǎn)位的函數(shù),因此兩個水準(zhǔn)面之間的距離dh就不是常數(shù),即水準(zhǔn)面相互不平行。這就是說水準(zhǔn)面之間既不平行也不相交。但在較小范圍由于重力值g變化很小,故又可把兩個相鄰水準(zhǔn)面視為平行。第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識第一節(jié)大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線第二節(jié)常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（重點(diǎn)）第三節(jié)地球重力場基本理論第四節(jié)高程基準(zhǔn)（重點(diǎn)）第五節(jié)時間系統(tǒng)§2.4高程基準(zhǔn)§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4.3正常高系統(tǒng)§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.4高程基準(zhǔn)§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4.3正常高系統(tǒng)§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）水準(zhǔn)測量的實質(zhì)水準(zhǔn)測量實際上是沿著水準(zhǔn)面進(jìn)行的，兩點(diǎn)間的高差是通過兩點(diǎn)的兩個水準(zhǔn)面之間的差距?！?.4.1水準(zhǔn)面的不平行性

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）水準(zhǔn)面相互間不平行水準(zhǔn)面是重力等位面。兩水準(zhǔn)面位能差△w=gh在兩點(diǎn)緯度不同的A、B兩點(diǎn)上：△w=gAhA=gBhB(2-37)由于不同緯度處g不同，即gA≠gB，所以hA≠hB。

水準(zhǔn)面不平行幾方面原因？§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）正常重力加速度

正常橢球：與地球質(zhì)量相等且質(zhì)量分布均勻的橢球，對應(yīng)正常重力。

正常重力加速度：對應(yīng)于正常橢球的重力加速度。

正常位水準(zhǔn)面：相應(yīng)于正常重力加速度的等位面。其形狀相當(dāng)于一族向兩極收斂的旋轉(zhuǎn)橢球面，其不平行性是規(guī)則的，隨緯度而變化。正常橢球面上一點(diǎn)的正常重力加速度γ0的計算公式：γ0=978.030（1+0.005302sin2φ-0.000007sin22φ）

cm/s2

空中任一點(diǎn)的正常重力加速度：γ=γ0-0.3086H地面上一點(diǎn)的重力加速度分兩部分：正常重力加速度+重力異?！?.4.1水準(zhǔn)面的不平行性

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）重力異常重力異常△g：地面點(diǎn)實測重力加速度g與相應(yīng)正常重力加速度γ的差值△g=g-γ。

重力位水準(zhǔn)面：與實測重力加速度相應(yīng)的重力等位面，其不平行性是不規(guī)則的。

§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性

應(yīng)用大地測量學(xué)結(jié)論：水準(zhǔn)面不平行=規(guī)則的不平行+不規(guī)則的不平行。正常橢球重力異?！?.4.1水準(zhǔn)面的不平行性

應(yīng)用大地測量學(xué)（五）水準(zhǔn)面的不平行性對水準(zhǔn)測量成果的影響水準(zhǔn)測量理論閉合差——水準(zhǔn)測量所經(jīng)的路線不同，測得的高差也不同，造成的水準(zhǔn)測量結(jié)果的多值性，在閉合環(huán)形水準(zhǔn)路線中，產(chǎn)生理論閉合差。（閉合環(huán)形水準(zhǔn)路線中，由于水準(zhǔn)面不平行所產(chǎn)生的閉合差）

解決方法:合理選擇高程系統(tǒng),

對水準(zhǔn)測量加不平行改正。

§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4高程基準(zhǔn)§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4.3正常高系統(tǒng)§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)正高系統(tǒng)——以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面，以鉛垂線為基準(zhǔn)線的高程系統(tǒng)。地面一點(diǎn)的正高——該點(diǎn)沿鉛垂線至大地水準(zhǔn)面的距離。見圖，B點(diǎn)的正高

§2.4.2正高系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)

(2-5-4)(2-5-5)

(2-5-6)(2-5-7)式中g(shù)Bm為地殼內(nèi)部BC鉛垂線上重力加速度平均值，無法求得，所以正高不可能精確求定。

§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4高程基準(zhǔn)§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4.3正常高系統(tǒng)§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)用正常重力加速度代替可得：(2-5-8)式中，可由正常重力加速度計算出，g可在水準(zhǔn)路線上由重力測量測得，dh由水準(zhǔn)測量測得，所以正常高可以精確求得，其數(shù)值不隨水準(zhǔn)路線而異，是唯一確定的。因此正常高系統(tǒng)可以作為計算高程點(diǎn)統(tǒng)一系統(tǒng)?！?.4.3正常高系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)似大地水準(zhǔn)面——按地面各點(diǎn)正常高沿垂線向下截取相應(yīng)的點(diǎn)，將許多這樣的點(diǎn)連成一連續(xù)曲面，即為似大地水準(zhǔn)面。正常高系統(tǒng)——以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面，以鉛垂線為基準(zhǔn)線的高程系統(tǒng)。似大地水準(zhǔn)面無物理意義，只是個輔助面，與大地水準(zhǔn)面相差甚微（在海平面上相差為0，在平原地區(qū)相差幾厘米，西藏高原相差最大達(dá)3米。）在平均海平面上，dh=0，H常=H正=0。此時似大地水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面重合，說明大地水準(zhǔn)面的高程原點(diǎn)對似大地水準(zhǔn)面也是適用的?！?.4.3正常高系統(tǒng)正常高的定義：近似正常高：重力異常改正項：λOAB(2-4-8)§2.4.3正常高系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)由水準(zhǔn)測量高差計算正常高差的公式：

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.4高程基準(zhǔn)§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4.3正常高系統(tǒng)§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)大地高系統(tǒng)——以橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面的法線為基準(zhǔn)線的高程系統(tǒng)。大地高H——地面點(diǎn)沿法線至橢球面的距離。§2.4.4大地高系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)由右圖，H大=H正+N=H常+ζN稱為大地水準(zhǔn)面差距（大地水準(zhǔn)面至橢球面的距離）。ζ稱為高程異常（似大地水準(zhǔn)面至橢球面的距離），可由重力資料計算，也可通過天文重力水準(zhǔn)方法求得。

§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4高程基準(zhǔn)§2.4.1水準(zhǔn)面的不平行性§2.4.2正高系統(tǒng)§2.4.3正常高系統(tǒng)§2.4.4大地高系統(tǒng)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.4.5高程系統(tǒng)之間的關(guān)系第二章時空基準(zhǔn)基礎(chǔ)知識第一節(jié)大地測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線第二節(jié)常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)（重點(diǎn)）第三節(jié)地球重力場基本理論第四節(jié)高程基準(zhǔn)（重點(diǎn)）第五節(jié)時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.5.1時間系統(tǒng)§2.5.2恒星時與平太陽時之間的關(guān)系§2.5.3守時與授時§2.5時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.5.1時間系統(tǒng)§2.5.2恒星時與平太陽時之間的關(guān)系§2.5.3守時與授時§2.5時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)

在衛(wèi)星定位中，時間系統(tǒng)有著重要的意義。作為觀測目標(biāo)的GPS衛(wèi)星以每秒幾千米的速度運(yùn)動。對觀測者而言，衛(wèi)星的位置和速度都在不斷地迅速變化。因此，在對衛(wèi)星的觀測和跟蹤定軌測量中，每給出衛(wèi)星位置的同時，必須給出相應(yīng)的瞬間時刻。天文觀測中，因地球自轉(zhuǎn)的原因，天體的瞬間位置都與時間有關(guān)。時間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)一樣，應(yīng)有其尺度（時間單位）與原點(diǎn)（歷元）。把尺度與原點(diǎn)結(jié)合起來，才能給出時刻的概念?！?.5.1時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)一、恒星時(SiderealTime)

恒星時是以春分點(diǎn)為參照點(diǎn)的時間系統(tǒng)（ST）。春分點(diǎn)（或除太陽以外的任一恒星）連續(xù)兩次經(jīng)過測站子午圈的時間間隔為一恒星日。二、平太陽時(MeanSolarTime)

平太陽時是以平太陽（以平均速度運(yùn)行的太陽）為參照點(diǎn)的時間系統(tǒng)（MT）。平太陽連續(xù)兩次經(jīng)過測站子午圈的時間間隔為一平太陽日。平太陽時從半夜零點(diǎn)起算稱為民用時。三、世界時(UniversalTime)

格林尼治的平太陽時（從半夜零點(diǎn)算起）定義為世界時（UT）。由于地球自轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性，在UT中加入極移改正即得到UT1。UT1加上地球自轉(zhuǎn)速度季節(jié)性變化后為UT2。以經(jīng)度15度的倍數(shù)的子午線Ln所處地點(diǎn)定義的民用時叫區(qū)時Tn。Tn=UT+n，n為時區(qū)號。如北京時間為經(jīng)度120度處的民用時（n=8），與世界時相差8小時。§2.5.1時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)四、歷書時（ET）與（DT）

由于地球自轉(zhuǎn)速度不均勻力學(xué)時，用其定義的恒星時與平太陽時不均勻。1958年第十屆國際天文協(xié)會決定，自1960年起開始以地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動為基準(zhǔn)的歷書時代替世界時。歷書時的秒長規(guī)定為1900年1月1日12時整回歸年長度的1/31556925.9747，起始?xì)v元定在1900年1月1日12時。歷書時對應(yīng)的地球運(yùn)動理論是牛頓力學(xué)，根據(jù)廣義相對論，太陽質(zhì)心系和地心系所定義的歷書時間將不相同。于是，1976年國際天文聯(lián)合會定義了太陽系質(zhì)心力學(xué)時（TDB）和地球質(zhì)心力學(xué)時（TDT）。

以上幾種時間系統(tǒng)在天文觀測中得到了應(yīng)用

§2.5.1時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)五、原子時(IntenationalAtomicTime)

為了滿足衛(wèi)星定位的精度要求，1967年第13屆國際計量大會定義了更高精度的原子時。以物質(zhì)內(nèi)部原子運(yùn)動周期（如銫原子133能級輻射震蕩頻率9192631170周為一秒）定義原子時（IAT）。原子時起點(diǎn)定在1958年1月1日0時0分0秒（UT2），即在此時刻原子時與世界時重合。但事后發(fā)現(xiàn)，原子時與世界時此刻之差為0.0039秒，此后，原子時與世界時之差便逐年積累。原子時時間精度高，可達(dá)毫微秒以上。而平太陽時精度只能達(dá)到毫秒量級。力學(xué)時TDT的計量已用原子鐘實現(xiàn)，因兩者的起點(diǎn)不同， TDT=IAT+32.184§2.5.1時間系統(tǒng)

應(yīng)用大地測量學(xué)六、協(xié)調(diào)世界時(CoodinatedUniversalTime)

以原子時秒長定義的世界時為協(xié)調(diào)世界時（UTC）。協(xié)調(diào)世界時秒長為原子時，但表示時間的年月日時分秒仍是世界時。由于原子時快于世界時，UTC每年要跳秒，才能保證時分秒與世界時一致。七、GPS時間系統(tǒng)

GPS時間系統(tǒng)為：秒長為IAT，時間起算點(diǎn)為1980.1.6.UTC0時，啟動后不跳秒，連續(xù)運(yùn)行的時間系統(tǒng)。GPS時=原子時IAT-19s

§2.5.1時間系統(tǒng)GPS時間系統(tǒng)與各種時間系統(tǒng)之間的關(guān)系:AT1GPSUTCUT10s19s1980.1.61958.1.1.0h

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.5.1時間系統(tǒng)§2.5.2恒星時與平太陽時之間的關(guān)系§2.5.3守時與授時§2.5時間系統(tǒng)地球繞太陽運(yùn)行一周即365個平太陽日，對于春分點(diǎn)來說，地球自轉(zhuǎn)了366個恒星日。實際上一年等于366.2422個恒星日，一年等于365.2422個平太陽日。換算關(guān)系：平太陽時=366.2422/365.2422恒星時

=（1+0.002737909）恒星時（2-6-1）§2.5.2恒星時與平太陽時之間的關(guān)系

應(yīng)用大地測量學(xué)

應(yīng)用大地測量學(xué)§2.5.1時間系統(tǒng)§2.5.2恒星時與平太陽時之間的關(guān)系§2.5.3守時與授時§2.5時間系統(tǒng)守時：將正確的時間保存下來。授時：用精確的無線電信號播發(fā)時間信號。時間對比：守時一起接受無線電時號然后與其時間進(jìn)行比對。（俗稱對表）§2.5.3守時與授時

應(yīng)用大地測量學(xué)謝謝！習(xí)題一1.天球坐標(biāo)系中,已知某衛(wèi)星的r=26600000m,α=45°,δ=45°。求該衛(wèi)星的天球直角坐標(biāo)X，Y，Z。2.測站P對某衛(wèi)星測得其r=21000000m,A=45°,h=45°。求該衛(wèi)星的站心地平直角坐標(biāo)x，y，z。3.垂直角測量中，地面點(diǎn)P對目標(biāo)點(diǎn)Q觀測的垂直角為0°，如圖所示。水平距離PQ=1000m。設(shè)地球半徑OP=OC=R=6378000m，計算Q點(diǎn)對P點(diǎn)的高差h=QC=？球面距離PC=？（提示：P點(diǎn)、C點(diǎn)在球面上為等高，PC=Rθ）PQCORh水平面θR習(xí)題一

4.

已知A點(diǎn)正常高和各測段水準(zhǔn)高差，計算B點(diǎn)的正常高。

A◎----------1○----------○2------------◎BA點(diǎn)正常高HA=1000m，各測段高差分別為：h1=21.123m、h2=20.014m、h3=19.762m，各測段路線長分別為：3km、2km、3km，各點(diǎn)緯度分別為：φa=33°50′、φ1=33°48′、φ2=33°47′、φb=33°45′。（提示：先計算各測段高差的水準(zhǔn)面不行改正及重力異常改正，再計算B點(diǎn)高程。由平均緯度計算得系數(shù)A=0.00000142335，無重力異常資料）

習(xí)題一5.GPS衛(wèi)星繞地球一周的時間為11小時58分(平太陽時),計算相應(yīng)的恒星時＝？6.北京時間７時30分對應(yīng)的世界時＝？7.徐州某地的經(jīng)度Ｌ＝117°,求該點(diǎn)平太陽時與北京時之差=?8.兩地經(jīng)度之差為30°,求兩地平太陽時之差、兩地恒星時之差各為多少？第二章復(fù)習(xí)思考題1、什么是水準(zhǔn)面？什么是大地水準(zhǔn)面？2、什么是參考橢球？什么是總地球橢球？3、什么是垂線偏差？什么是大地水準(zhǔn)面差距？4、常用大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)有哪些？5、什么是恒星時、平太陽時、世界時、區(qū)時、原子時、GPS時間系統(tǒng)？會進(jìn)行恒時與平時的換算。6、水準(zhǔn)面不平行性對水準(zhǔn)測量成果產(chǎn)生什么影響？7、什么是正高、正常高、大地高？繪圖說明它們之間的關(guān)系。8、用公式（2-47）由水準(zhǔn)高差計算正常高差。第三章大地測量控制網(wǎng)的建立中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院應(yīng)用大地測量學(xué)第三章大地控制網(wǎng)的建立大地測量的基本任務(wù)：建立大地測量控制網(wǎng)，精確測定控制網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)、高程、重力值。經(jīng)典大地測量控制網(wǎng)：

——平面控制網(wǎng)

——高程控制網(wǎng)

——重力網(wǎng)現(xiàn)代：空間大地測量、GPS第三章大地控制網(wǎng)的建立第一節(jié)國家大地控制網(wǎng)的建立（重點(diǎn)）第二節(jié)用衛(wèi)星定位技術(shù)建立國家大地控制網(wǎng)第三節(jié)國家重力網(wǎng)簡介第四節(jié)工程控制網(wǎng)的建立（重點(diǎn)）第五節(jié)用衛(wèi)星定位技術(shù)建立工程控制網(wǎng)第三章大地控制網(wǎng)的建立第一節(jié)國家大地控制網(wǎng)的建立（重點(diǎn)）第二節(jié)用衛(wèi)星定位技術(shù)建立國家大地控制網(wǎng)第三節(jié)國家重力網(wǎng)簡介第四節(jié)工程控制網(wǎng)的建立（重點(diǎn)）第五節(jié)用衛(wèi)星定位技術(shù)建立工程控制網(wǎng)§3.1國家大地控制網(wǎng)的建立

應(yīng)用大地測量學(xué)§3.1.1國家大地控制網(wǎng)及其作用§3.1.2國家平面控制網(wǎng)§3.1.3國家高程控制網(wǎng)§3.1國家大地控制網(wǎng)的建立

應(yīng)用大地測量學(xué)§3.1.1國家大地控制網(wǎng)及其作用§3.1.2國家平面控制網(wǎng)§3.1.3國家高程控制網(wǎng)§3.1.1國家大地控制網(wǎng)及其作用

應(yīng)用大地測量學(xué)國家大地控制網(wǎng)：是具有統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)的高精度測量控制網(wǎng)，它是地形測量、航空攝影測量和工程測量中加密控制網(wǎng)的基礎(chǔ)。

§3.1.1國家大地控制網(wǎng)及其作用

應(yīng)用大地測量學(xué)

作用：

1、為地形測圖提供精密控制限制測圖誤差積累，保證成圖精度。統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，保證相鄰圖幅拼接。提供點(diǎn)位的平面坐標(biāo)，保證平面測圖。

2、為研究地球形狀、大小和其他科學(xué)問題提供資料旋轉(zhuǎn)橢球的基本參數(shù)的確定。地殼運(yùn)動、大陸漂移、地極移動。

3、為國防建設(shè)和空間技術(shù)提供資料遠(yuǎn)程武器、軍事基地、機(jī)場人造衛(wèi)星、火箭§3.1國家大地控制網(wǎng)的建立

應(yīng)用大地測量學(xué)§3.1.1國家大地控制網(wǎng)及其作用§3.1.2國家平面控制網(wǎng)§3.1.3國家高程控制網(wǎng)§3.1.2國家平面控制網(wǎng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）平面控制網(wǎng)的傳統(tǒng)測量方法

1、三角測量法控制面積大、利于加密只測角、作業(yè)方便條件多，精度高不靈活工作量較大

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）平面控制網(wǎng)的傳統(tǒng)測量方法

2、精密導(dǎo)線測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)單線推進(jìn)、操作靈活邊長精度均勻觀測、計算簡便精度較低適合森林、高山

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）平面控制網(wǎng)的傳統(tǒng)測量方法

3、三邊測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2-33-42-43-54-5測邊網(wǎng)：（與測角網(wǎng)類似）

應(yīng)用大地測量學(xué)（一）平面控制網(wǎng)的傳統(tǒng)測量方法

4、邊角同測法§3.1.2國家平面控制網(wǎng)邊角全測網(wǎng)：精度最高邊角同測網(wǎng)精度高工作量大

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，不需要地面控制點(diǎn)之間的通視?！?.1.2國家平面控制網(wǎng)1、GNSS網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計GNSS測量控制網(wǎng)的測設(shè)一般可分為技術(shù)設(shè)計、外業(yè)施測、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理等三個階段。施測前的技術(shù)設(shè)計，是布設(shè)GNSS網(wǎng)的技術(shù)準(zhǔn)則，是取得高精度GNSS成果的關(guān)鍵，是GNSS測量外業(yè)觀測前的基礎(chǔ)性工作。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式①觀測時段：測站上接收機(jī)開始觀測到結(jié)束的時間段，簡稱時段。②同步觀測：兩臺及兩臺以上的接收機(jī)對同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測。③同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上的接收機(jī)同步觀測獲得的基線構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。④異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的基線向量中，只要有非同步觀測基線，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。⑤獨(dú)立基線：N臺接收機(jī)觀測構(gòu)成同步環(huán)，有N(N-1)/2條同步觀測基線，但只有N-1條是獨(dú)立基線。⑥非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其他基線叫非獨(dú)立基線。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式GNSS網(wǎng)的布設(shè)靈活、根據(jù)工程的精度要求和交通狀況等采用不同的布網(wǎng)方式，一般的GNSS網(wǎng)的布設(shè)方式有以下幾種：（1）跟蹤站式：

用若干臺GNSS接收機(jī)長期固定在測站上，進(jìn)行常年不間斷的觀測。

特點(diǎn)：有很高的精度和框架基準(zhǔn)特性，但觀測時間長，成本高，普通GNSS網(wǎng)一般不采用。（2）會戰(zhàn)式：

一次組織多臺GNSS接收機(jī)，集中在不太長的時間內(nèi)共同作業(yè)。

特點(diǎn)：具有特高的尺度精度，一般在布設(shè)A、B級GNSS網(wǎng)時采用。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式（3）多基準(zhǔn)站式：把幾臺接收機(jī)在一段時間里固定在某幾個測站上進(jìn)行長時間的觀測，而另幾臺接收機(jī)流動作業(yè)進(jìn)行同步觀測，我們把固定不動的測站稱為基準(zhǔn)站，如圖3-1-3所示。特點(diǎn)：有較高的定位精度，和較好的圖形強(qiáng)度。圖3-1-3多基準(zhǔn)站式GNSS網(wǎng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式（4）同步圖形擴(kuò)展式：布設(shè)GNSS網(wǎng)時最常用的方式。把多臺接收機(jī)在不同的測站上進(jìn)行同步觀測，完成一個時段的觀測后再把其中的幾臺接收機(jī)搬至下幾個測站，在作業(yè)時，不同的同步圖形之間有一些公共點(diǎn)相連，直至布滿全網(wǎng)。特點(diǎn)：作業(yè)方法簡單，圖形強(qiáng)度較高，擴(kuò)展速度快，便于作業(yè)組織。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式（4）同步圖形擴(kuò)展式：布設(shè)GNSS網(wǎng)時最常用的方式。根據(jù)相鄰兩個同步圖形之間公共點(diǎn)的多少，又分為：①點(diǎn)連式：相鄰兩個同步圖形之間有一個公共點(diǎn)相連。②邊連式：相鄰兩個同步圖形之間有一條邊相連。③網(wǎng)連式：相鄰兩個同步圖形之間有3個及3個以上的公共點(diǎn)相連。④混連式：一般來說，單獨(dú)采用以上哪一種方式都是不可取的，在實際工作時，是根據(jù)情況靈活采用這幾種方式作業(yè)，這就是所謂的混連式。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式（4）同步圖形擴(kuò)展式：布設(shè)GNSS網(wǎng)時最常用的方式。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)2、GNSS網(wǎng)的布網(wǎng)形式（5）星形布網(wǎng)方式：用一臺接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，在某個測站上進(jìn)行連續(xù)觀測，而其他接收機(jī)在基準(zhǔn)站周圍流動觀測。每到一站即開機(jī)，結(jié)束后即遷站，也即不強(qiáng)求流動的接收機(jī)之間必須同步觀測。這樣測得的同步基線就構(gòu)成了一個以基準(zhǔn)站為中心的星形，故稱星形布網(wǎng)方式。特點(diǎn)：布網(wǎng)效率高，但圖形強(qiáng)度弱，可靠性較差。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)3、GNSS網(wǎng)的設(shè)計準(zhǔn)則

在保證精度和可靠性的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。

（1）GNSS選點(diǎn)：

主要應(yīng)便于GNSS信號的接收和不受干擾且利于保存。

（2）提高GNSS網(wǎng)可靠性的方法：

①增加觀測的期數(shù)，也即增加獨(dú)立基線數(shù)以加強(qiáng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)；

②保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)；

③保證每個測站至少與三條以上的獨(dú)立基線相連；

④在布網(wǎng)時應(yīng)使網(wǎng)中的最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于６條。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)3、GNSS網(wǎng)的設(shè)計準(zhǔn)則

（3）提高GNSS網(wǎng)精度的方法：對網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測，以獲得它們間的直接觀測基線。如布設(shè)高精度的GNSS網(wǎng)，為提高整個GNSS網(wǎng)的精度，可在全面網(wǎng)之上布設(shè)框架網(wǎng)，以框架網(wǎng)作為整個全面網(wǎng)的控制骨架。在布網(wǎng)時應(yīng)使網(wǎng)中的最小異步環(huán)的邊數(shù)不大于６條。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)3、GNSS網(wǎng)的設(shè)計準(zhǔn)則

（4）GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計：

GNSS基線向量——地心空間直角坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)差；

工程實際中所需要的——國家大地坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

因此，我們必須明確GNSS網(wǎng)采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)，這就是所謂的基準(zhǔn)問題，可稱為GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計。

應(yīng)用大地測量學(xué)（二）GNSS控制網(wǎng)測量§3.1.2國家平面控制網(wǎng)3、GNSS網(wǎng)的設(shè)計準(zhǔn)則

（4）GNSS網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計：

GNSS基準(zhǔn)包括尺度基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和位置基準(zhǔn)：

①尺度基準(zhǔn)：一般由高精度電磁波測距邊長確定。

②方位基準(zhǔn)：一般以給定的起算方位角確定。

③位置基準(zhǔn)：一般都是由給定的已知點(diǎn)坐標(biāo)確定。

為保證整網(wǎng)的點(diǎn)位精度均勻，起算點(diǎn)一般應(yīng)均勻地分布在GNSS網(wǎng)的周圍。

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則用三角測量法布設(shè)的國家平面大地控制網(wǎng)，叫國家三角網(wǎng)?！?.1.2國家平面控制網(wǎng)1、分級布網(wǎng)，逐級控制理想情況：最大密度、最高精度布滿全國。各地區(qū)開發(fā)次序不同，對測圖范圍、比例尺、精度要求不同。

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則

2、保持必要的精度

首級解析圖根點(diǎn)對于起算三角點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，在實地不得超過0.1M（比例尺分母）。

相鄰三角點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差，應(yīng)小于圖根點(diǎn)點(diǎn)位中誤差的1/3。測圖比例尺1：500001：250001：100001：50001：2000圖根點(diǎn)對三角點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差5.02.51.00.50.2相鄰三角點(diǎn)點(diǎn)位中誤差1.70.830.330.170.07表3-1-1不同比例尺測圖對相鄰三角點(diǎn)相對點(diǎn)位精度的要求m§3.1.2國家平面控制網(wǎng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則

3、應(yīng)有一定的密度衡量標(biāo)準(zhǔn)：平均若干平方千米一個點(diǎn)，或以平均邊長表示。表3-1-2航測成圖對三角點(diǎn)的密度要求

測圖比例尺每幅圖要求點(diǎn)數(shù)每個三角點(diǎn)控制面積/km2三角網(wǎng)平均邊長/km等級1/500003約15013二等1/250002~3約508三等1/100001約202~6四等§3.1.2國家平面控制網(wǎng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（三）國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則

4、應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格

1958年《大地測量法式（草案）》1974年《國家三角測量和精密導(dǎo)線測量規(guī)范》§3.1.2國家平面控制網(wǎng)三角網(wǎng)的基本布設(shè)原則同樣適用于導(dǎo)線網(wǎng)和國家水準(zhǔn)網(wǎng)!

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）我國天文大地網(wǎng)布設(shè)概況

1、一等三角鎖系示意圖它一般沿經(jīng)緯線方向布設(shè)。鎖系兩個相鄰交叉處之間的三角鎖稱為鎖段，圖中AB-CD，CD-GH，AB-EF，EF-GH等即為四個鎖段。鎖段的長度一般在200km左右。由互相連接的縱橫鎖段構(gòu)成鎖環(huán)。三角鎖段的平均邊長為25km左右。由三角形閉合差計算的測角中誤差小于0.7″?！?.1.2國家平面控制網(wǎng)國家一等三角鎖系又稱天文大地網(wǎng)。

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）我國天文大地網(wǎng)布設(shè)概況

2、二等三角網(wǎng)和一等三角鎖同屬國家高級控制網(wǎng)。二等補(bǔ)充網(wǎng)（1958年前）二等全面網(wǎng)（1958年后）§3.1.2國家平面控制網(wǎng)平均邊長13km，測角中誤差小于+1.0”舊二網(wǎng)新二網(wǎng)

應(yīng)用大地測量學(xué)（四）我國天文大地網(wǎng)布設(shè)概況

3、三四等三角網(wǎng)插網(wǎng)示意圖插點(diǎn)示意圖§3.1.2國家平面控制網(wǎng)內(nèi)切圓中心附近精度最高基礎(chǔ)測繪控制網(wǎng)實例

應(yīng)用大地測量學(xué)（五）我國各級三角網(wǎng)的布設(shè)規(guī)格和精度等級平均邊長/km測角中誤差/秒三角形最大閉合差/秒起始元素精度最弱邊邊長相對中誤差起始邊長天文觀測一等鎖20～300.931/3000001/100000二等基本鎖181.551/2000001/70000二等補(bǔ)充網(wǎng)132.59——三等網(wǎng)85.015——1/150000四等網(wǎng)4～510）———表3-1-31958年以前我國國家三角網(wǎng)布設(shè)規(guī)