测绘综合能力
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测绘综合能力----第一章大地测量
第一节大地测量概论
大地测量的概论（P3）
大地测量是为研究地球的形状及表面特性进行的实际测量工作。其主要
任务是建立国家或大范围的精密控制测量网，内容有三角测量、导线测
量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大地测量以及各
种大地测量数据处理等。①它为大规模地形图测制及各种工程测量提供
高精度的平面控制和高程控制;②为空间科学技术和军事用途等提供精
确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料;③为研究地球形状和大
小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。
大地坐标系与参考框架（P4）
大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。与
大地测量系统相对应，大地参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框
架和重力测量(参考)框架三种。
地心坐标系（P4）
国际地面参考框架(ITRF)是国际地面参考系统(ITRS)的具体实现。它以
甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月(LLR)、
G(P)S和卫星多普勒定轨定位(DORIS)等空间大地测量技术构成全球观测
网点，经数据处理，得到ITRF点(地面观测点)站坐标和速度场等。2000
国家大地控制网是定义在ITF'S 2000地心坐标系统中的区域性地心坐标
框架。区域性地心坐标框架一般由三级构成。第一级为连续运行站构成
的动态地心坐标框架，它是区域性地心坐标框架的主控制;第二级是与
连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架;第三级
是加密大地控制点.(ITRF)已成为国际公认的应用最广泛、精度最高的
地心坐标框架。
高程系统（p5）
1985国家高程基准是我国现采用的高程基准，青岛水准原点高程为72.
260 4 m。
水准原点网由主点-----原点、参考点、附点共6个点组成
我国高程系统采用正常高系统，正常高的起算面是似大地水准面。由地
面点沿垂线向下至似大地水准面之间的距离，就是该点的正常高，即该
点的高程。
正高：沿重力(垂)到大地水准面的距离
大地高：沿法线到椭球面的距离
N为大地水准面差距， 为高程异常
测量外业作业大基准面、基准线(大地水准面，铅垂线);内业作业的基准面、基准线(参考椭球面，法线)
深度基准（p5）
有的采用理论深度基准面，有的采用平均低潮面、最低低潮面、大潮平
均低潮面等。
我国1956年以前主要采用了最低低潮面、大潮平均低潮面和实测最低潮
面等为深度基准。从1957年起采用理论深度基准面为深度基准。该面是
按苏联弗拉基米尔计算的当地理论最低低潮面。
常用坐标系（p6-11）
大地坐标系、地心坐标系、空间直角坐标系、站心坐标系、高斯直角坐
标系
地心坐标系满足的四个条件（p6-11）
1、原点位于整个地球(包括海洋和大气)的质心;
2、尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度;
3、定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线，称为地
球定向参数(EO(P));
4、定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件。
高斯坐标的投影三个条件；坐标的分带规划；坐标
系的加常数（p6-11）
高斯投影平面上的中央子午线投影为直线且长度不变，其余的子午线均
为凹向中央子午线的曲线，其长度大于投影前的长度，离中央子午线愈
远长度变形愈长，为了将长度变化限制在测图精度允许的范围内，通常
采用6°分带法，即从首子午线起每隔经度差6°为一带，将旋转椭球体
面由西向东等分为60带。
高斯投影平面上的中央子午线投影为直线且长度不变，其余的子午线均
为凹向中央子午线的曲线，其长度大于投影前的长度。
中央子午线投影后为直线;
中央子午线投影后长度不变;
投影具有正形投影性质，即正形投影条件;
投影坐标Y=带号+(500Km+自然坐标)
带号=[经度/6]+1;
坐标系的转换（p10）
第2节传统大地控制网（p11）
传统大地测量技术建立平面大地控制网就是通过测角、测边推算大地控
制网点的坐标。其方法有：三角测量法、导线测量法、三边测量法和边
角同测法。
三角测量法优点是：检核条件多，图形结构强度高;采取网状布设，控
制面积较大，精度较高;主要工作是测角，受地形限制小，扩展迅速。缺点是：在交通或隐蔽地区布网困难，网中推算的边长精度不均匀，距
起始边愈远精度愈低。但在网中适当位置加测起算边和起算方位角，就
可以控制误差的传播，弥补这个缺点。三角测量法是我国建立天文大地
网的主要方法。
我国在西藏地区天文大地网布设中主要采用导线测量法。
三角网的布设原则（p11）
1、分级布网、逐级控制
国家三角网分为一、二、三、四等，G(P)S网分为A、B、C、D、 E五
级。
2、具有足够的精度
各等级三角网观测精度要求
3、具有足够的密度
4、要有统一的规格
国家三角测量规范GB/T 17942-2000
全球定位系统测量规范GB/T 18314-2009
光电测距仪（p13）
分类：脉冲式和相位式
光电测距仪的主要误差：加常数、乘常数;
水平角观测（p13）
1、水平角观测的主要误差影响:
(1) 观测过程中引起的人差
(2) 外界条件对观测精度的影响
(3)仪器误差对测角精度的影响
影响观测精度的因素除上述外界条件之外，还有仪器误差，如视准轴误
差、水平轴不水平的误差、垂直轴倾斜误差、测微器行差、照准部及水
平度盘偏心差、度盘和测微器分划误差等。照准部转动时的弹性带动误
差，脚螺旋的空隙带动差，水平微动螺旋的隙动差。
2、水平角观测的方法
水平角观测一般采用方向观测法、分组方向观测法和全组合测角法。其
中方向观测法一般广泛用于三、四等三角观测，或在地面点、低觇标点
和方向较少的二等三角观测;当观测方向多于6个时采用分组方向观测
法;在一等三角观测，或在高标上的二等三角观测采用全组合测角法。
各等级三角测量观测使用仪器、观测方法和测回数按表1- 2-5规定执
行。
3、三角测量外业验算
外业验算应包括以下内容和程序：
(1)检查外业资料，包括观测手簿、观测记簿、归心投影用纸等;
(2)编制已知数据表和绘制三角锁网图;(3)三角形近似球面边长计算和球面角超计算;
(4)归心改正计算，并将观测方向值化至标石中心;
(5)分组的测站平差;
(6)三角形闭合差和测角中误差的计算;
(7)近似坐标和曲率改正计算;
(8)极条件闭合差计算，基线条件闭合差计算，方位角条件闭合差计算
等
第3节GNSS连续运行基准站网
基准站的组成设备
数据中心的构成
第4节卫星大地控制测量
控制网等级要求（p24）
按照国家标准《全球定位系统(G(P)S)测量规范》(GB/T 18314-2009)，
G(P)S测量按其精度分为A、B、C、D、E五级。
(1) A级G(P)S网由卫星定位连续运行基准站构成，用于建立国家一等大
地控制网，进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和卫星精密定
轨测量;
(2) B级G(P)S测量主要用于建立国家二等大地控制网，建立地方或城市
坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工
程测量等;
(3) C级G(P)S测量用于建立三等大地控制网，以及区域、城市及工程测
量的基本控制网等;
(4) D级G(P)S测量用于建立四等大地控制网;
(5) E级G(P)S测量用于测图、施工等控制测量。
GPS的观测技术要求（p26）
1、基本技术要求(1)最少观测卫星数4颗;
(2)采样间隔30s;
(3)观测模式：静态观测;
(4)观测卫星截止高度角10。;
(5)坐标和时间系统：WGS-84，UTC;
(6)观测时段及时长：B级点连续观测3个时段，每个时段长度大于等于
23 h;C级点观测大于等于2个时段，每个时段长度大于等于4h;D级点观
测大于等于1.6个时段，每个时段长度大于等于th;E级点观测大于等于
1.6个时段，每个时段长度大于等于40 min。
2、观测设备
各等级大地控制网观测均应采用双频大地型G(P)S接收机。
3、观测方案
G(P)S观测可以采用以下两种方案：
(1)基于G(P)S连续运行站的观测模式;
(2)同步环边连接G(P)S静态相对定位观测模式：同步观测仪器台数大于
等于5台，异步环边数小于等于6条，环长应小于等于1500 km。
第5节高程控制
水准网的布设原则及其精度（p30）
我国水准点的高程采用正常高系统，按照1985国家高程基准起算。青岛
国家原点高程为72.260 m。水准网的布设原则是由高级到低级，从整体
到局部，逐级控制，逐级加密。
水准尺和水准仪的检验（p31）
水准仪检验：光学测微器隙动差和分划值的测定、视准轴和水准轴相互
关系检查、倾斜螺旋隙动差和分划值测定、调焦误差、自动补偿误差
等。
水准尺的检查：水准尺分划面弯曲差的测定、标尺名义米长和分划偶然
误差、零点不等差和基辅分划误差。
水准测量的基本要求（p31）
(1) 观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于
一致;设站时，应用测伞遮蔽阳光;迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水
准仪前，还应进行预热，预热不少于20次单次测量。
(2) 对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，
随着气温变化，应随时调整零点位置。对于自动安平水准仪的圆水准
器，应严格置平。
(3) 在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线
的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。
(4) 除路线转弯处，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近
