太原理工大学大地测量学基础-第三章课件

太原理工大学 矿业工程学院 测绘科学与技术系 大地测量学基础

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： 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

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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: 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。

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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 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

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(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： 34 32 27 .00N 108 55 25 .00E

西安大地原点，即中华人民共和国大地原点标志图片

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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 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

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椭球定位、定向的概念 天文地理坐标 大地地理坐标

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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 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

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1.导线测量法

2.三角测量法

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

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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

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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°

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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 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

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2.二等三角网二等网基本规格

平均边长13km相对点位中误差 ±0.11m 测角中误差 ±1.0 ″

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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

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在高等网点上插网

在高等网点上插点

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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

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中国天文大地网网图