測繪綜合能力--大地測量
第1節(jié)1.1 大地測量概論
知識點一、大地測量的任務(wù)和特點[熟悉]:
大地測量的任務(wù)和特點
(一)任務(wù)
大地測量是為建立和維持測繪基準(zhǔn)與測繪系統(tǒng)而進(jìn)行的確定位置、地球形狀、重力場及其隨時間和空間變化的測繪活動。其任務(wù)是建立與維持大地基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、深度基準(zhǔn)和重力基準(zhǔn);確定與精化似大地水準(zhǔn)面和地球重力場模型。
(二)特點
①高精度;②長距離、大范圍;③實時、快速;④“四維”：能提供在合理復(fù)測周期內(nèi)有時間序列的、高于10-7相對精度的大地測量數(shù)據(jù);⑤地心;⑥學(xué)科融合
知識點二、大地測量系統(tǒng)與參考框架[熟悉]:
大地測量系統(tǒng)與參考框架
大地測量系統(tǒng)(規(guī)定了大地測量的起算基準(zhǔn)、尺度標(biāo)準(zhǔn)及其實現(xiàn)方式，包括理論、模型和方法)是總體概念，大地測量參考框架是大地測量系統(tǒng)的具體應(yīng)用形式。
大地測量系統(tǒng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、深度基準(zhǔn)和重力參考系統(tǒng)。與大地測量系統(tǒng)相對應(yīng)大地參考框架有坐標(biāo)(參考)框架、高程(參考)框架和重力測量(參考)框架三種。
(一)大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)和大地測量坐標(biāo)框架
1. 參心坐標(biāo)框架
以參考橢球的幾何中心為基準(zhǔn)的大地坐標(biāo)系，通常分為：參心空間直角坐標(biāo)系(以x，y，z為其坐標(biāo)元素)和參心大地坐標(biāo)系(以b，l，h為其坐標(biāo)元素)。80西安坐標(biāo)系和54北京坐標(biāo)系，都是參心坐標(biāo)系
2. 地心坐標(biāo)框架
以地球質(zhì)心為原點的大地坐標(biāo)系，通常分為地心直角坐標(biāo)系(以x，y，z為其坐標(biāo)元素)和地心大地坐標(biāo)系(以b，l，h為其坐標(biāo)元素)。 2000國家大地坐標(biāo)系、wgs-84坐標(biāo)系、glonass是采用pz-90坐標(biāo)，都是屬于地心坐標(biāo)系
(二)高程系統(tǒng)和高程框架
1. 高程基準(zhǔn)
高程基準(zhǔn)定義了陸地上高程測量的起算點。1985國家高程基準(zhǔn)是我國現(xiàn)采用的高程基準(zhǔn)，青島水準(zhǔn)原點高程為72.2604m。
2. 高程系統(tǒng)
高程系統(tǒng)是相對于不同性質(zhì)的起算面(如大地水準(zhǔn)面、似大地水準(zhǔn)面、橢球面等)所定義的高程體系。
1)正高系統(tǒng)。以大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)面，地面上任一點的正高是指該點沿重力線方向至大地水準(zhǔn)面的距離。
2)正常高系統(tǒng)。正常高的起算面是似大地水準(zhǔn)面。地面一點沿該點的正常重力線到似大地水準(zhǔn)面的距離就是該點的正常高。我國高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)。
3)大地高程。以橢球面為基準(zhǔn)面，是由地面點沿其法線到橢球面的距離。
3. 高程框架
我國水準(zhǔn)高程框架由國家二期一等水準(zhǔn)網(wǎng)，以及國家二期一等水準(zhǔn)復(fù)測的高精度水準(zhǔn)控制網(wǎng)實現(xiàn)，以青島水準(zhǔn)原點為起算基準(zhǔn)，以正常高系統(tǒng)為水準(zhǔn)高差傳遞方式。
高程框架分為四個等級，分別稱為國家一、二、三、四等水準(zhǔn)控制網(wǎng)。
(三)深度基準(zhǔn)
深度基準(zhǔn)是計算水體深度的起算面，深度基準(zhǔn)與國家高程基準(zhǔn)之間通過驗潮站的水準(zhǔn)聯(lián)測建立聯(lián)系。我國從1957年起采用理論深度基準(zhǔn)面為深度基準(zhǔn)。
(四)重力系統(tǒng)和重力測量框架
重力測量測定的是空間一點的重力加速度。重力系統(tǒng)是指采用的橢球常數(shù)及其相應(yīng)的正常重力場。重力測量框架是由分布在各地的若干絕對重力點和相對重力點構(gòu)成的重力控制網(wǎng)，以及用作相對重力尺度標(biāo)準(zhǔn)的若干條長短基線。
2000國家重力基本網(wǎng)是由21個重力基準(zhǔn)點和126個基本重力點組成的重力基準(zhǔn)網(wǎng)。
(五)時間系統(tǒng)與時間系統(tǒng)框架
1.常用的時間系統(tǒng)
(1)世界時(ut)：以地球自轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)，在1960年以前一直作為國際時間基準(zhǔn);
(2)原子時(at)：以位于海平面(大地水準(zhǔn)面，等位面)的銫原子內(nèi)部兩個超精細(xì)結(jié)構(gòu)能級躍遷輻射的電磁波周期為基準(zhǔn)，從1958年1月1日世界的零時開始啟用;
(3)力學(xué)時(dt)：在天文學(xué)中，天體的星歷是根據(jù)天體動力學(xué)理論的運動方程而編算的，其中所采用的獨立變量是時間參數(shù)t，這個數(shù)學(xué)變量t，便被定義為力學(xué)時;
(4)世界協(xié)調(diào)時(utc)：它并不是一種獨立的時間，而是時間服務(wù)工作鐘把原子時的秒長和ut的時刻結(jié)合起來的一種時間;
(5)gps時(gpst)：由gps星載原子鐘和地面監(jiān)控站原子鐘組成的一種原子時基準(zhǔn)，與國際原子時保持有19s的常數(shù)差，并在gps標(biāo)準(zhǔn)歷元1980年1月6日零時與utc保持一致。
2. 時間系統(tǒng)框架
時間系統(tǒng)框架是對時間系統(tǒng)的實現(xiàn)，描述一個時間系統(tǒng)框架通常需要涉及四個方面的內(nèi)容：①采用的時間頻率基準(zhǔn);②守時系統(tǒng);③授時系統(tǒng);④覆蓋范圍。
知識點三、 常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換[熟悉]:
常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換
(一)常用坐標(biāo)系
1. 大地坐標(biāo)系
用大地經(jīng)度l、大地緯度b和大地高h(yuǎn)表示地面點位置。參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系中都有大地坐標(biāo)系。
2. 空間直角坐標(biāo)系
以地心或參考橢球中心為直角坐標(biāo)系的原點，橢球旋轉(zhuǎn)軸為z軸，x軸位于起始子午面與赤道的交線上，赤道面上與x軸正交的方向為y軸，指向符合右手規(guī)則，便構(gòu)成了空間直角坐標(biāo)系。
3. 高斯直角坐標(biāo)系
采用橫切橢圓柱投影(高斯一克呂格投影)方法建立的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，稱為高斯一克呂格直角坐標(biāo)系，簡稱為高斯直角坐標(biāo)系。高斯直角坐標(biāo)系以中央子午線為縱軸，以赤道投影為橫軸構(gòu)成。
4. 站心坐標(biāo)系
以測站為原點的坐標(biāo)系稱為站心坐標(biāo)系。根據(jù)坐標(biāo)表示方法，可以將站心坐標(biāo)系分為站心直角坐標(biāo)系和站心極坐標(biāo)系。
知識點四、高程系統(tǒng)[掌握]:
1985國家高程基準(zhǔn)是我國現(xiàn)采用的高程基準(zhǔn)，青島水準(zhǔn)原點高程為72. 260 4 m。
水準(zhǔn)原點網(wǎng)由主點-----原點、參考點、附點共6個點組成
我國高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)，正常高的起算面是似大地水準(zhǔn)面。由地面點沿垂線向下至似大地水準(zhǔn)面之間的距離，就是該點的正常高，即該點的高程。
正高：沿重力(垂)到大地水準(zhǔn)面的距離
大地高：沿法線到橢球面的距離
N為大地水準(zhǔn)面差距， 為高程異常
測量外業(yè)作業(yè)大基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線(大地水準(zhǔn)面，鉛垂線);內(nèi)業(yè)作業(yè)的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線(參考橢球面，法線)
知識點五、深度基準(zhǔn)[掌握]:
有的采用理論深度基準(zhǔn)面，有的采用平均低潮面、最低低潮面、大潮平均低潮面等。
我國1956年以前主要采用了最低低潮面、大潮平均低潮面和實測最低潮面等為深度基準(zhǔn)。從1957年起采用理論深度基準(zhǔn)面為深度基準(zhǔn)。該面是按蘇聯(lián)弗拉基米爾計算的當(dāng)?shù)乩碚撟畹偷统泵妗?/span>
知識點六、地心坐標(biāo)系[熟悉]:
國際地面參考框架(ITRF)是國際地面參考系統(tǒng)(ITRS)的具體實現(xiàn)。它以甚長基線干涉測量(VLBI)、衛(wèi)星激光測距(SLR)、激光測月(LLR)、G(P)S和衛(wèi)星多普勒定軌定位(DORIS)等空間大地測量技術(shù)構(gòu)成全球觀測網(wǎng)點，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，得到ITRF點(地面觀測點)站坐標(biāo)和速度場等。2000國家大地控制網(wǎng)是定義在ITF'S 2000地心坐標(biāo)系統(tǒng)中的區(qū)域性地心坐標(biāo)框架。區(qū)域性地心坐標(biāo)框架一般由三級構(gòu)成。第一級為連續(xù)運行站構(gòu)成的動態(tài)地心坐標(biāo)框架，它是區(qū)域性地心坐標(biāo)框架的主控制;第二級是與連續(xù)運行站定期聯(lián)測的大地控制點構(gòu)成的準(zhǔn)動態(tài)地心坐標(biāo)框架;第三級是加密大地控制點.(ITRF)已成為國際公認(rèn)的應(yīng)用最廣泛、精度最高的地心坐標(biāo)框架。
知識點七、地心坐標(biāo)系應(yīng)滿足四個條件[掌握]:
1、原點位于整個地球(包括海洋和大氣)的質(zhì)心;
2、尺度是廣義相對論意義下某一局部地球框架內(nèi)的尺度;
3、定向為國際時間局測定的某一歷元的協(xié)議地極和零子午線，稱為地球定向參數(shù)(EO(P));
4、定向隨時間的演變滿足地殼無整體運動的約束條件。
知識點八、高斯直角坐標(biāo)系高斯投影3條件、投影坐標(biāo)系的分帶規(guī)則、坐標(biāo)系的加常數(shù)[掌握]:
高斯投影平面上的中央子午線投影為直線且長度不變，其余的子午線均為凹向中央子午線的曲線，其長度大于投影前的長度，離中央子午線愈遠(yuǎn)長度變形愈長，為了將長度變化限制在測圖精度允許的范圍內(nèi)，通常采用6°分帶法，即從首子午線起每隔經(jīng)度差6°為一帶，將旋轉(zhuǎn)橢球體面由西向東等分為60帶。
高斯投影平面上的中央子午線投影為直線且長度不變，其余的子午線均為凹向中央子午線的曲線，其長度大于投影前的長度。
中央子午線投影后為直線;
中央子午線投影后長度不變;
投影具有正形投影性質(zhì)，即正形投影條件;
投影坐標(biāo)Y=帶號+(500Km+自然坐標(biāo))
帶號=[經(jīng)度/6]+1;
知識點九、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換[熟悉]:
不同坐標(biāo)系的三維轉(zhuǎn)換模型很多，常用的有布爾沙模型(B模型)和莫洛堅斯基模型(M模型)。(七參數(shù)法)
理論上，布爾沙模型與莫洛堅斯基模型的轉(zhuǎn)換結(jié)果是等價的。但在應(yīng)用中有差別，布爾沙模型在全球或較大范圍的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時較為常用，在局部網(wǎng)的轉(zhuǎn)換中采用莫洛堅斯基模型比較有利。
第2節(jié) 1.2 傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)
知識點一、傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)的布設(shè)[熟悉]:
傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)的布設(shè)
(一)傳統(tǒng)大地控制網(wǎng)的建設(shè)
采用傳統(tǒng)大地測量技術(shù)建立平面大地控制網(wǎng)是通過測角、測邊推算大地控制網(wǎng)點的坐標(biāo)。其方法有：三角測量法、導(dǎo)線測量法、三邊測量法和邊角同測法。
(二)國家三角網(wǎng)布設(shè)的原則
1)分級布網(wǎng)、逐級控制
先以高精度的稀疏的一等三角鎖網(wǎng)，縱橫交叉地布滿全國，形成統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)骨干網(wǎng)。然后，按不同地區(qū)、不同特點的實際需要，再分別布設(shè)二、三、四等三角網(wǎng)。
2)具有足夠的精度
3)具有足夠的密度
4)要有統(tǒng)一的規(guī)格
知識點二、水平角觀測[熟悉]:
水平角觀測
(一)主要誤差
人為誤差、外界條件對觀測精度的影響、儀器誤差對測角精度的影響三個方面。
(二)水平角觀測方法
一般采用方向觀測法、分組方向觀測法和全組合測角法(每次只測兩個方向間的夾角)三種方法。 方向觀測法一般廣泛用于三、四等三角觀測，或在地面點、低覘標(biāo)點和方向較少的二等三角觀測; 當(dāng)觀測方向多于六個時，考慮采用分組方向觀測法; 在一等三角觀測，或在高標(biāo)上的二等三角觀測采用全組合測角法。
知識點三、光學(xué)經(jīng)緯儀和全站儀及其檢驗[熟悉]:
光學(xué)經(jīng)緯儀和全站儀及其檢驗
(一)光學(xué)經(jīng)緯儀
1. 光學(xué)經(jīng)緯儀分級
光學(xué)經(jīng)緯儀按標(biāo)稱一測回水平方向標(biāo)準(zhǔn)偏差分為dj07、dj1、dj2、dj6、dj30。
2. 光學(xué)經(jīng)緯儀檢驗
光學(xué)經(jīng)緯儀，在作業(yè)前應(yīng)通過有相應(yīng)儀器檢驗資質(zhì)的儀器檢測機構(gòu)進(jìn)行檢驗，經(jīng)檢定完全符合規(guī)定和要求的經(jīng)緯儀，發(fā)給檢定證書;不符合要求的經(jīng)緯儀，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明其不合格項目。
(二)全站儀
知識點四、三角高程測量[熟悉]:
三角高程測量
三角高程測量是通過兩點間的距離和垂直角(或天頂距)，利用三角公式推求其高差，確定待定點高程的技術(shù)和方法。在傳統(tǒng)大地測量中，三角高程測量是測定各等級大地點高程的基本方法。
(一)垂直角觀測方法
垂直角觀測方法有中絲法、三絲法兩種。各等級三角點上每一方向按中絲法觀測時應(yīng)測四測回，三絲法觀測時應(yīng)測二測回。
中絲法：以望遠(yuǎn)鏡十字絲的水平中絲為準(zhǔn)，照準(zhǔn)目標(biāo)測定垂直角。
三絲法：以望遠(yuǎn)鏡三根水平絲為準(zhǔn)，依次照準(zhǔn)同一目標(biāo)來測定垂直角。
(二)高差計算公式
用水平距離和垂直角計算;
用傾斜距離和垂直角計算。
知識點五、導(dǎo)線測量[熟悉]:
導(dǎo)線測量
(一)導(dǎo)線布設(shè)
導(dǎo)線布設(shè)的原則同三角網(wǎng)布設(shè)原則。
一、二等導(dǎo)線一般沿主要交通干線布設(shè)，縱橫交叉構(gòu)成較大的導(dǎo)線環(huán)，幾個導(dǎo)線環(huán)連接成導(dǎo)線網(wǎng)。三、四等導(dǎo)線是在一、二等導(dǎo)線網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加密，應(yīng)布設(shè)為附合導(dǎo)線。
(二)導(dǎo)線邊方位角中誤差
一等導(dǎo)線布設(shè)成兩端有方位角控制的自由導(dǎo)線;二等以下都布設(shè)成附合導(dǎo)線;某些特種控制導(dǎo)線也有采用一端有起始方位角的自由導(dǎo)線。
1. 一端有已知方位角的自由導(dǎo)線
一端有已知方位角的自由導(dǎo)線最弱邊方位角中誤差計算公式為
式中，mt0為已知方位角t0的中誤差;mβ為折角觀測中誤差;n是導(dǎo)線中折角的個數(shù)(或邊數(shù))。
2. 兩端有已知方位角的自由導(dǎo)線
兩端有已知方位角的自由導(dǎo)線最弱邊方位角中誤差計算公式為
(三)導(dǎo)線測量作業(yè)及概算
導(dǎo)線測量的外業(yè)包括選點、造標(biāo)、埋石、邊長測量、水平角觀測、高程測量和野外驗算等工作。
知識點六、三角網(wǎng)布設(shè)原則[掌握]:
1、分級布網(wǎng)、逐級控制
國家三角網(wǎng)分為一、二、三、四等，G(P)S網(wǎng)分為A、B、C、D、 E五級。
2、具有足夠的精度
各等級三角網(wǎng)觀測精度要求
3、具有足夠的密度
4、要有統(tǒng)一的規(guī)格
國家三角測量規(guī)范GB/T 17942-2000
全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范GB/T 18314-2009
知識點七、光電測距儀[熟悉]:
分類：脈沖式和相位式
光電測距儀的主要誤差：加常數(shù)、乘常數(shù);
第3節(jié)1.3 GNSS連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)
知識點一、基準(zhǔn)站網(wǎng)組成[掌握]:
知識點 基準(zhǔn)站網(wǎng)組成
由若干連續(xù)運行基準(zhǔn)站(以下簡稱“基準(zhǔn)站”)及數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成的，提供數(shù)據(jù)、定位、定時及其他服務(wù)的系統(tǒng)。
知識點二、分類與布設(shè)原則[熟悉]:
知識點 分類與布設(shè)原則
1. 國家基準(zhǔn)站網(wǎng)
是國家地理空間信息的重要基礎(chǔ)設(shè)施，主要用于維持和更新國家地心坐標(biāo)參考框架，開展全國范圍內(nèi)高精度定位、導(dǎo)航、工程建設(shè)、地震監(jiān)測、氣象預(yù)報等國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和科學(xué)研究服務(wù)。
國家基準(zhǔn)站網(wǎng)應(yīng)覆蓋我國領(lǐng)土及領(lǐng)海，全國范圍內(nèi)均勻分布、站間距100—200km。
2. 區(qū)域基準(zhǔn)站網(wǎng)
是省級區(qū)域地理空間信息的重要基礎(chǔ)設(shè)施，用于維持和更新區(qū)域地心坐標(biāo)參考框架，開展區(qū)域內(nèi)位置服務(wù)和相關(guān)信息服務(wù)。區(qū)域地心坐標(biāo)參考框架應(yīng)與國家地心坐標(biāo)參考框架保持一致。均勻覆蓋省級行政轄區(qū)，并兼顧地方經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀、自然條件和定位服務(wù)需求等因素。
3.專業(yè)應(yīng)用站網(wǎng)
專業(yè)應(yīng)用網(wǎng)是由專業(yè)部門或機構(gòu)根據(jù)專業(yè)需求建立的基準(zhǔn)站網(wǎng)，用于開展專業(yè)信息服務(wù)。專業(yè)應(yīng)用網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)專業(yè)服務(wù)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，按照專業(yè)需求確定基準(zhǔn)站分布。
知識點三、基準(zhǔn)站建設(shè)[熟悉]:
知識點 基準(zhǔn)站建設(shè)
(一)技術(shù)設(shè)計
進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、電氣(防雷)、室外工程等內(nèi)容的施工設(shè)計，以及基準(zhǔn)站設(shè)備集成、供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?nèi)容的設(shè)計。
(二)選址
1. 觀測環(huán)境
(1)距易產(chǎn)生多路徑效應(yīng)的地物(如高大建筑、樹木、水體、海灘和易積水地帶等)的距離應(yīng)大于200m;
(2)應(yīng)有10度以上地平高度角的衛(wèi)星通視條件;
(3)距微波站、無線電發(fā)射臺、高壓線穿越地帶等電磁干擾區(qū)距離應(yīng)大于200m;
(4)避開采礦區(qū)、鐵路、公路等易產(chǎn)生震動的地帶;
(5)應(yīng)顧及未來的規(guī)劃和建設(shè)，選擇周圍環(huán)境變化較小的區(qū)域進(jìn)行建設(shè);
(6)應(yīng)進(jìn)行24小時以上的實地環(huán)境測試，對于國家基準(zhǔn)站和區(qū)域基準(zhǔn)站，數(shù)據(jù)可用率應(yīng)大于85%，多路徑影響應(yīng)小于0.5m。
2. 地質(zhì)環(huán)境
(1)國家基準(zhǔn)站應(yīng)建立在穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造條件的塊體上，避開地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定地區(qū)和易受水淹或地下水位變化較大的地區(qū);
(2)區(qū)域基準(zhǔn)站網(wǎng)的基準(zhǔn)站按國家基準(zhǔn)站網(wǎng)要求或依據(jù)需求建立在穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造的塊體或結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的屋頂上;
(3)專業(yè)應(yīng)用站網(wǎng)的基準(zhǔn)站依據(jù)專業(yè)需求選擇建站環(huán)境。
3. 依托保障
(1)便于接人公共或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò);
(2)具有穩(wěn)定、安全可靠的電源;
(3)交通便利，便于人員往來和車輛運輸;
(4)具有良好的土建施工條件;
(5)具有建設(shè)用地及基本基礎(chǔ)設(shè)施保障;
(6)具有良好的安全保障環(huán)境，便于人員維護和站點的長期保存。
4. 提交成果
勘選報告;站點照片;土地使用意向書或其他用地文件;地質(zhì)勘查證明或建筑物結(jié)構(gòu)證明;選址點之記;實地測試數(shù)據(jù)和結(jié)果分析;收集的其他資料(所屬行政區(qū)劃、自然地理、地震地質(zhì)概況，交通、通信、物質(zhì)、水電、治安等情況)。
(三)基建
主要包括：觀測墩、觀測室、工作室的建設(shè)以及防雷、電氣、通信、室外工程等輔助工程的建設(shè)。
(四)設(shè)備組成
基準(zhǔn)站設(shè)備主要由gnss接收機、gnss天線、氣象設(shè)備、不間斷電源、通信設(shè)備、雷電防護設(shè)備、計算機和機柜等組成。
知識點四、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)[熟悉]:
知識點 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)一般利用現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)基準(zhǔn)站到數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心到用戶，實時或事后數(shù)據(jù)交換。
知識點六、數(shù)據(jù)中心[熟悉]:
知識點 數(shù)據(jù)中心
數(shù)據(jù)中心主要由：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)、產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成。
第4節(jié)1.4 衛(wèi)星大地控制網(wǎng)
知識點一、gnss控制網(wǎng)等級[掌握]:
知識點 gnss控制網(wǎng)等級
1. 控制網(wǎng)等級及其用途
gnss采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星無線電導(dǎo)航技術(shù)確定時間和目標(biāo)空間位置的系統(tǒng)，主要包括全球定位系統(tǒng)(gps)、格洛納斯導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(glonass)、伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(galileo)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(beidou)等。
gps測量按其精度分為a、b、c、d、e五級：
● a級gps網(wǎng)，由衛(wèi)星定位連續(xù)運行基準(zhǔn)站構(gòu)成，用于建立國家一等大地控制網(wǎng)，進(jìn)行全球性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和衛(wèi)星精密定軌測量;
● b級gps測量主要用于建立國家二等大地控制網(wǎng)，建立地方或城市坐標(biāo)基準(zhǔn)框架、區(qū)域性的地球動力學(xué)研究、地殼形變測量和各種精密工程測量等;
● c級gps測量用于建立三等大地控制網(wǎng)，以及區(qū)域、城市及工程測量的基本控制網(wǎng)等;
● d級gps測量用于建立四等大地控制網(wǎng);
● e級gps測量用于測圖、施工等控制測量。
2. 精度要求
知識點二、gnss測量數(shù)據(jù)處理[熟悉]:
知識點 gnss測量數(shù)據(jù)處理
(一)外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核
1. 數(shù)據(jù)剔除率
同一時段內(nèi)觀測值的數(shù)據(jù)剔除率，不應(yīng)超過10%。
2. 復(fù)測基線長度差
c、d級網(wǎng)基線處理和b級網(wǎng)外業(yè)預(yù)處理后，任意兩個重復(fù)觀測基線長度之差ds應(yīng)滿足上式，式中，σ為相應(yīng)級別規(guī)定的基線中誤差，計算時邊長按實際平均邊長計算。
3. 同步觀測環(huán)閉合差
對三邊同步環(huán)閉合差值進(jìn)行檢驗，閉合差應(yīng)小于下列數(shù)值，
式中，σ為相應(yīng)級別規(guī)定的基線中誤差，計算時邊長按實際平均邊長計算。
4. 獨立環(huán)閉合差及附合路線坐標(biāo)閉合差
c、d級網(wǎng)及b級網(wǎng)外業(yè)基線預(yù)處理的結(jié)果，其獨立環(huán)閉合差及附合路線坐標(biāo)閉合差應(yīng)滿足下列公式
基線測量中誤差;
(二)gps網(wǎng)基線精處理結(jié)果質(zhì)量檢核
精處理后基線分量及邊長的重復(fù)性;
各時間段的較差;
獨立環(huán)閉合差或附合路線的坐標(biāo)閉合差。
(三)gps網(wǎng)平差
gps網(wǎng)平差按先后順序分為提取基線向量、三維無約束平差、約束平差和聯(lián)合平差、質(zhì)量分析與控制四步。
1. 基線向量提取
提取基線向量時需要遵循以下原則：
(1)必須選取相對獨立的基線;
(2)所選取的基線應(yīng)構(gòu)成閉合的幾何圖形;
(3)選取質(zhì)量好的基線向量;
(4)選取能構(gòu)成邊數(shù)較少的異步環(huán)的基線向量;
(5)選取邊長較短的基線向量。
2. 三維無約束平差
無約束平差主要達(dá)到以下兩個目的：
(1) 根據(jù)無約束平差結(jié)果，判別在所構(gòu)成的gps網(wǎng)中是否有粗差基線;
(2)調(diào)整各基線向量觀測值的權(quán)，使得它們相互匹配。
3. 約束平差和聯(lián)合平差
約束平差和聯(lián)合平差的具體步驟是：
(1)指定進(jìn)行平差的基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng);
(2)指定起算數(shù)據(jù);
(3)檢驗約束條件的質(zhì)量;
(4)進(jìn)行平差解算。
4. 質(zhì)量分析與控制
采用下面的指標(biāo)進(jìn)行g(shù)ps網(wǎng)質(zhì)量的評定：
(1)基線向量改正數(shù);
(2)相鄰點的中誤差和相對中誤差。
知識點三、gnss網(wǎng)布設(shè)[熟悉]:
知識點 gnss網(wǎng)布設(shè)
(一)技術(shù)設(shè)計
同連續(xù)運行基準(zhǔn)站網(wǎng)技術(shù)設(shè)計
(二)選址與埋石
1. gps網(wǎng)選點基本原則
gpsb級點必須選在一等水準(zhǔn)路線結(jié)點或一等與二等水準(zhǔn)路線結(jié)點處，并建在基巖上，如原有水準(zhǔn)結(jié)點附近3km處無基巖，可選在土層上;
gpsc級點作為水準(zhǔn)路線的結(jié)點時應(yīng)選建在基巖上，如結(jié)點處無基巖或不利于今后水準(zhǔn)聯(lián)測，可選在土層上;
點位應(yīng)均勻布設(shè)，所選點位應(yīng)滿足gps觀測和水準(zhǔn)聯(lián)測條件;
點位所占用的土地，應(yīng)得到土地使用者或管理者的同意。
2. gps點建造
(三)gps接收機檢驗
作業(yè)所用的gps接收機及天線都必須送國家計量部門認(rèn)可的儀器檢定單位檢定，檢定合格后在有效期限內(nèi)使用。在某些特殊情況或在使用過程中如發(fā)現(xiàn)儀器有異常情況，可依照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ch8016-1995《全球定位系統(tǒng)(gps)測量型接收機檢定規(guī)程》所述方法進(jìn)行檢驗。
(四)gps觀測實施
gps土層點埋石結(jié)束后，一般地區(qū)應(yīng)經(jīng)過一個雨季，凍土深度大于0.8m的地區(qū)還應(yīng)經(jīng)過一個凍、解期，巖層上埋設(shè)的標(biāo)石應(yīng)經(jīng)一個月，方可進(jìn)行觀測。
1. 基本技術(shù)要求
1)最少觀測衛(wèi)星數(shù)4顆; 2)采樣間隔30s; 3)觀測模式：靜態(tài)觀測; 4)觀測衛(wèi)星截止高度角10度; 5)坐標(biāo)和時間系統(tǒng)：wgs-84，世界協(xié)調(diào)時(utc); 6)觀測時段及時長：b級點連續(xù)觀測3個時段，每個時段長度大于等于23h;c級點觀測大于等于2個時段，每個時段長度大于等于4h;d級點觀測大于等于1.6個時段，每個時段長度大于等于1h;e級點觀測大于等于1.6個時段，每個時段長度大于等于40min。
2. 觀測方案
1)基于gps連續(xù)運行站的觀測模式;
2)同步環(huán)邊連接gps靜態(tài)相對定位觀測模式：同步觀測儀器臺數(shù)大于等于5臺，異步環(huán)邊數(shù)小于等于6條，環(huán)長應(yīng)小于等于1500km。
3. 作業(yè)要求
略。
4. 數(shù)據(jù)下載與存儲
略。
(五)外業(yè)數(shù)據(jù)檢查與技術(shù)總結(jié)
1. 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查
包括：1) 觀測衛(wèi)星總數(shù);
2) 數(shù)據(jù)可利用率(≥80%);
3) l1、l2頻率的多路徑效應(yīng)影響mp1、mp2應(yīng)小于0.5m;
4) gnss接收機鐘的日頻穩(wěn)定性不低于10-8等。
2. 技術(shù)總結(jié)
外業(yè)技術(shù)總結(jié)編寫執(zhí)行ch/t1001-2005《測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》，應(yīng)包括：任務(wù)來源、任務(wù)內(nèi)容、完成情況、測區(qū)概況、作業(yè)依據(jù)、采用基準(zhǔn)及已有資料利用情況、作業(yè)組織實施、儀器檢驗、質(zhì)量控制、技術(shù)問題的處理、存在問題和建議、提交成果內(nèi)容等。
知識點四、G(P)S觀測技術(shù)要求(控制網(wǎng))[掌握]:
1、基本技術(shù)要求
(1)最少觀測衛(wèi)星數(shù)4顆;
(2)采樣間隔30s;
(3)觀測模式：靜態(tài)觀測;
(4)觀測衛(wèi)星截止高度角10。;
(5)坐標(biāo)和時間系統(tǒng)：WGS-84，UTC;
(6)觀測時段及時長：B級點連續(xù)觀測3個時段，每個時段長度大于等于23 h;C級點觀測大于等于2個時段，每個時段長度大于等于4h;D級點觀測大于等于1.6個時段，每個時段長度大于等于th;E級點觀測大于等于1.6個時段，每個時段長度大于等于40 min。
2、觀測設(shè)備
各等級大地控制網(wǎng)觀測均應(yīng)采用雙頻大地型G(P)S接收機。
3、觀測方案
G(P)S觀測可以采用以下兩種方案：
(1)基于G(P)S連續(xù)運行站的觀測模式;
(2)同步環(huán)邊連接G(P)S靜態(tài)相對定位觀測模式：同步觀測儀器臺數(shù)大于等于5臺，異步環(huán)邊數(shù)小于等于6條，環(huán)長應(yīng)小于等于1500 km。
第5節(jié)1.5 高程控制網(wǎng)
知識點一、水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則及其精度(P30)[掌握]:知識點 水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)
(一)水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則及其精度
水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則是由高級到低級，從整體到局部，逐級控制，逐級加密。
一等水準(zhǔn)路線是國家高程控制網(wǎng)的骨干，同時也是研究地殼和地面垂直移動及有關(guān)科學(xué)研究的主要依據(jù)，應(yīng)沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、路面坡度平緩的交通路線布設(shè)，應(yīng)閉合成環(huán)，并構(gòu)成網(wǎng)狀。一等水準(zhǔn)環(huán)線的周長：東部地區(qū)應(yīng)不大于1600km，西部地區(qū)應(yīng)不大于2000km，山區(qū)和困難地區(qū)可酌情放寬。
二等水準(zhǔn)路線是國家高程控制的全面基礎(chǔ)，應(yīng)在一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)布設(shè)，盡量沿省、縣級公路布設(shè)，如有特殊需要可跨鐵路、公路及河流布設(shè)。二等水準(zhǔn)環(huán)線周長：在平原和丘陵地區(qū)應(yīng)不大于750km，山區(qū)和困難地區(qū)可酌情放寬。
三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)是在一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加密，根據(jù)需要在高等級水準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)布設(shè)成附合路線、環(huán)線或結(jié)點網(wǎng)，直接提供地形測圖和各種工程建設(shè)的高程控制點。
單獨的三等附合路線，長度應(yīng)不超過150km;環(huán)線周長應(yīng)不超過200km;同級網(wǎng)中結(jié)點間距離應(yīng)不超過70km;山地等特殊困難地區(qū)可適當(dāng)放寬，但不宜大于上述各指標(biāo)的1.5倍。
單獨的四等附合路線，長度應(yīng)不超過80km;環(huán)線周長應(yīng)不超過100km;同級網(wǎng)結(jié)點間距離應(yīng)不超過30km;山地等特殊困難地區(qū)可適當(dāng)放寬，但不宜大于上述各指標(biāo)的1.5倍。
各等級每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差和全中誤差
(二)水準(zhǔn)路線的選擇和水準(zhǔn)標(biāo)石的埋設(shè)
水準(zhǔn)標(biāo)石分為基巖、基本和普通三種?；鶐r水準(zhǔn)標(biāo)石宜埋設(shè)在一等水準(zhǔn)路線結(jié)點處，每隔400km左右一座;在大城市、國家重大工程和地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)應(yīng)予增設(shè);每省(直轄市、自治區(qū))不少于4座?；舅疁?zhǔn)標(biāo)石設(shè)在一、二等水準(zhǔn)路線上及其結(jié)點處，大、中城市兩側(cè);縣城及鄉(xiāng)、鎮(zhèn)政府所在地，宜埋設(shè)在堅固巖層中，其點距應(yīng)每隔40km左右，經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)20～30km，荒漠地區(qū)60km左右一座。普通水準(zhǔn)標(biāo)石每隔4～8km，經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)2～4km，荒漠地區(qū)10km左右一座。
知識點二、水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺檢驗[掌握]:
知識點 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺檢驗
(一)水準(zhǔn)儀器的選用
(二)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺的檢驗
作業(yè)期間，自動安平光學(xué)水準(zhǔn)儀每天檢校一次i角，氣泡式水準(zhǔn)儀每天上、下午各檢校一次i角，作業(yè)開始后的7個工作日內(nèi)，若i角較為穩(wěn)定，以后每隔15天檢校一次。數(shù)字水準(zhǔn)儀，整個作業(yè)期間應(yīng)每天開測前進(jìn)行i角測定。
知識點三、水準(zhǔn)網(wǎng)平差[熟悉]:
知識點 水準(zhǔn)網(wǎng)平差
水準(zhǔn)網(wǎng)平差最常用的方法是間接平差和條件平差，它們是利用最小二乘法的原理，觀測值權(quán)與觀測值改正數(shù)平方乘積之總和為最小，即[pvv]為最小的條件下，求出觀測值的改正數(shù)和平差值，并對觀測值、平差值及其函數(shù)進(jìn)行精度評定。
1. 水準(zhǔn)測量觀測值權(quán)的確定
水準(zhǔn)測量的觀測值是高差，高差觀測值的權(quán)可按兩種方法定權(quán)，一般平原地區(qū)按水準(zhǔn)路線長度定權(quán)，丘陵和山區(qū)按測段測站數(shù)定權(quán)。
2. 間接平差法
水準(zhǔn)網(wǎng)間接平差是根據(jù)高差和高程關(guān)系建立高差觀測值和高程未知數(shù)的函數(shù)關(guān)系，按照最小二乘原理求出高差觀測值、高程未知數(shù)的平差值，并進(jìn)行精度評定。
3. 條件平差法
水準(zhǔn)網(wǎng)條件平差是利用水準(zhǔn)網(wǎng)中高差觀測值應(yīng)滿足的幾何關(guān)系，在最小二乘準(zhǔn)則下求出高差觀測值的平差值和待定點高程，并進(jìn)行精度評定。
知識點四、水準(zhǔn)測量作業(yè)方法及誤差來源[熟悉]:
知識點 水準(zhǔn)測量作業(yè)方法及誤差來源
(一)水準(zhǔn)觀測的程序和基本要求
(二)水準(zhǔn)測量主要限差
包括：測站視線長度、前后視距差、視線高度、數(shù)字水準(zhǔn)儀重復(fù)測量次數(shù)、往返高差不符值、環(huán)閉合差和檢測高差的限差等。
(三)水準(zhǔn)測量誤差來源
(1)儀器誤差：主要有視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)器軸不平行的誤差、水準(zhǔn)標(biāo)尺每米真長誤差和兩根水準(zhǔn)標(biāo)尺零點差;
(2)外界因素引起的誤差：主要有溫度變化對i角的影響、大氣垂直折光影響、儀器腳架和尺臺(樁)升降的影響等;
(3)觀測誤差：主要包括作業(yè)員整平誤差、照準(zhǔn)誤差和讀數(shù)誤差。使用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量，其觀測誤差主要是作業(yè)員對準(zhǔn)標(biāo)尺的調(diào)焦誤差。
知識點五、水準(zhǔn)測量外業(yè)計算[熟悉]:
知識點 水準(zhǔn)測量外業(yè)計算
1. 觀測數(shù)據(jù)的檢查
2. 外業(yè)高差和概略高程表的編算
3. 每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差計算
每千米水準(zhǔn)測量的偶然中誤差m△按下式計算：
式中，△為測段往返高差不符值，單位為mm;r為測段長度，單位為km;n為測段數(shù)。4. 每千米水準(zhǔn)測量的全中誤差計算
各項改正后的水準(zhǔn)環(huán)閉合差，單位為mm;f為水準(zhǔn)環(huán)線周長，單位為km;n為水準(zhǔn)環(huán)數(shù)
知識點六、水準(zhǔn)測量的基本要求[掌握]:
(1) 觀測前30分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致;設(shè)站時，應(yīng)用測傘遮蔽陽光;遷站時，應(yīng)罩以儀器罩。使用數(shù)字水準(zhǔn)儀前，還應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱不少于20次單次測量。
(2) 對氣泡式水準(zhǔn)儀，觀測前應(yīng)測出傾斜螺旋的置平零點，并作標(biāo)記，隨著氣溫變化，應(yīng)隨時調(diào)整零點位置。對于自動安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，應(yīng)嚴(yán)格置平。
(3) 在連續(xù)各測站上安置水準(zhǔn)儀的三腳架時，應(yīng)使其中兩腳與水準(zhǔn)路線的方向平行，而第三腳輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。
(4) 除路線轉(zhuǎn)彎處，每一測站上儀器與前后視標(biāo)尺的三個位置，應(yīng)接近一條直線。
(5) 不應(yīng)為了增加標(biāo)尺讀數(shù)，而把尺樁(臺)安置在壕坑中。
(6) 轉(zhuǎn)動儀器的傾斜螺旋和測微鼓時，其最后旋轉(zhuǎn)方向，均應(yīng)為旋進(jìn)。
(7) 每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩支標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。
(8) 在高差很大的地區(qū)，應(yīng)選用長度穩(wěn)定的、標(biāo)尺名義米長度偏差和分劃偶然誤差較小的水準(zhǔn)標(biāo)尺作業(yè)。
對于數(shù)字水準(zhǔn)儀，應(yīng)避免望遠(yuǎn)鏡直接對準(zhǔn)太陽;盡量避免視線被遮擋，遮擋不要超過標(biāo)尺在望遠(yuǎn)鏡中截長的20%;儀器只能在廠方規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作;確信震動源造成的震動消失后，才能啟動測量鍵。
第6節(jié)1.6 重力控制網(wǎng)
知識點一、重力測量儀器及檢驗[熟悉]:
知識點 重力測量儀器及檢驗
1. fg5型絕對重力儀檢查和調(diào)整
fg5型絕對重力儀屬于現(xiàn)代激光落體可移動式絕對重力儀，標(biāo)稱精度優(yōu)于2×10-8ms-2。
2. 拉科斯特型相對重力儀檢驗和調(diào)整
“拉科斯特型”(簡稱lcr型)相對重力儀，用于測定基本重力點和一等重力點。該儀器是金屬彈簧重力儀，標(biāo)稱精度為土20×10-8ms-2。
3. 石英彈簧重力儀檢驗和調(diào)整
石英彈簧重力儀是可用于測定二等重力點及加密重力點的相對重力儀。重力聯(lián)測作業(yè)前及作業(yè)期間至少每隔一個月，應(yīng)對重力儀進(jìn)行一次檢驗和調(diào)整。
知識點二、重力測量[熟悉]:
知識點 重力測量
重力測量是測定重力加速度的測量技術(shù)和方法，絕對重力測量是利用絕重力儀測定地面點的絕對重力加速度的重力值，相對重力測量是利用擺儀或相對重力儀測定兩點間重力加速度的差值。
1. 絕對重力測量
絕對重力測量應(yīng)使用標(biāo)稱精度優(yōu)于2×10-8sms-2的絕對重力儀。
2. 基本重力點聯(lián)測
(1)國家基本重力點(含引點)聯(lián)測應(yīng)采用對稱觀測，即：abc…c—b-a;
(2)觀測過程中儀器停放超過2小時，則在停放點應(yīng)重復(fù)觀測，以消除靜態(tài)零漂;
(3)每條測線一般在24小時內(nèi)閉合，特殊情況可以放寬到48小時;
(4)每條測線計算一個聯(lián)測結(jié)果。
3. 一等重力聯(lián)測
(1)一等重力點聯(lián)測路線應(yīng)組成閉合環(huán)或附合在兩基本點間，其測段數(shù)一般不超過5段，特殊情況下可以按輻射狀布測一個一等點; (2)聯(lián)測時應(yīng)采用對稱觀測，即：a-b-c---c-b-a，觀測過程中儀器停放超過2小時，則在停放點應(yīng)重復(fù)觀測，以消除靜態(tài)零漂;(3)每條測線一般在24小時內(nèi)閉合，特殊情況可以放寬到48小時; (4)一等重力點(含引點)段差聯(lián)測中誤差不得劣于25×10-8ms-2。
4. 二等重力聯(lián)測
(1)聯(lián)測組成的閉合路線或附合路線中的二等重力點數(shù)不得超過4個，在支測路線中允許支測2個二等重力點;(2)一般情況下，二等聯(lián)測應(yīng)盡量采用三程循環(huán)法，即：a-b-a，b-a-b作為兩條測線計算; (3)每條測線一般在36小時內(nèi)閉合，困難地區(qū)可以放寬到48小時; (4)二等重力點段差聯(lián)測中誤差不得劣于250×10-8ms-2。
5. 加密重力點聯(lián)測
加密重力測量的起算點為各等級重力控制點，重力測線應(yīng)形成閉合或附合路線，其閉合時間一般不應(yīng)超過60小時，困難地區(qū)可以放寬到84小時。
6. 平面坐標(biāo)和高程測定
(1)各類重力點均必須測定坐標(biāo)和高程，重力點的平面坐標(biāo)、高程測定中誤差不應(yīng)超過1.0m;
(2)重力點平面坐標(biāo)采用國家大地坐標(biāo)系，高程采用國家高程基準(zhǔn);
(3)各等級重力點平面坐標(biāo)可采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)和常規(guī)方法測定;
(4)各等級的高程可以采用常規(guī)方法或衛(wèi)星定位結(jié)果與似大地水準(zhǔn)面模型相結(jié)合的方法測定。
知識點三、重力觀測的數(shù)據(jù)計算[熟悉]:
知識點 重力觀測的數(shù)據(jù)計算
1. 絕對重力測量數(shù)據(jù)計算
包括以下內(nèi)容：
(1)墩面或離墩面1.3m高度處重力值計算;
(2)
打印
