1.控制測量概述

2.導線測量

3.交會定點

4.高程控制測量

5.GPS測量的實施北京大學出版社項目6小區(qū)域控制測量11.控制測量概述

2.導線測量

3.交會定點

4.高程小區(qū)域控制測量包括平面控制測量和高程控制測量，隨著社會的進步和經(jīng)濟快速發(fā)展，高樓大廈拔地而起，城市規(guī)劃加快步伐，移山填海不再是神話，工程建設越來越快，要求越來越精確。GPS測量技術(shù)在眾多工程建設中運用更為廣泛。其全天候、高精度、自動化、高效率的特點，一躍成為目前最重要的測量儀器。GPS的產(chǎn)生背景還有一段鮮為人知的小典故。1983年，韓國的KAL-007航班因為迷航誤入前蘇聯(lián)領(lǐng)空，被前蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機擊落，機上乘客和機組人員無一生還。那會兒GPS還沒有投入民用，民用航班的導航主要靠無線電信標，萬一地面信標站或機上系統(tǒng)有故障，那麻煩就大了。于是美國前總統(tǒng)里根于1984年正式宣布：開放GPS信號的民間使用，無償提供服務。從1989年2月開始，真正用于實用的BLOCKII衛(wèi)星開始發(fā)射升空。到1993年12月，美國國防部宣布GPS系統(tǒng)初步完成，由24顆BLOCKI和BLOCKII衛(wèi)星組成。1995年7月，美國國防部宣布GPS系統(tǒng)完全完成，由24顆BLOCKII衛(wèi)星組成。項目6小區(qū)域控制測量項目導入2小區(qū)域控制測量包括平面控制測量和高程控制測量，隨著社會的進步全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem——GPS）是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資300億美元，于1994年全面建成。它是一種定時和測距的空間交會定點的導航系統(tǒng)，可以向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息，為海、陸、空三軍提供精密導航，還可以用于情報收集、核爆監(jiān)測、應急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的和民用生活中。目前GPS被廣泛應用于大地控制測量中。你知道GPS在小區(qū)域控制測量中如何運用嗎？其構(gòu)造原理是什么？如何進行控制測量？請在本項目內(nèi)容中尋找答案吧。項目6小區(qū)域控制測量項目導入3全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSyst項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念所謂控制，就是先在測區(qū)范圍內(nèi)的適當位置選擇一些點，然后用較精密的測量儀或測得細部點器和精確的測量方法，確定出它們的平面位置和高程，這些高精度的點稱為控制點；測定它們相對位置的工作稱為控制測量。控制測量按測定內(nèi)容不同分為平面控制測量和高程控制測量。測定控制點的平面位置（x，y）的工作稱為平面控制測量，測定控制點的高程（H）的工作稱為高程控制測量。1．平面控制測量平面控制測量可分為導線測量、三角測量、三邊測量、GPS測量等形式。（1）導線測量4項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念所謂控制，項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（2）三角測量三角測量是把控制點組成一系列的三角形，測量出其中一條邊的長度(稱基線)，如圖中的起始邊；再量出三角形的各個內(nèi)角，然后即可推算出其余邊的長度，從而確定出各控制點的平面位置。這些控制點稱為三角點，這種控制形式稱為三角網(wǎng)。5項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（2）三角項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（3）三邊網(wǎng)由于全站儀的廣泛使用，使量邊工作可不受地形條件的限制，因而可以將三角網(wǎng)中各邊都直接測量出來。確定控制點的平面位置稱為三邊測量，這種形式稱三邊網(wǎng)；若既量邊又測角，則稱邊角網(wǎng)。2．高程控制測量高程控制測量的任務是在測區(qū)內(nèi)建立若干高程控制點，精確地測出它們的高程。高程測量路線可以布設為單獨的路線，亦可布設成環(huán)狀閉合路線。6項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（3）三邊項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念在全國范圍內(nèi)建立的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，總稱國家基本控制網(wǎng)。在全站儀和GPS接收機普及以前，國家平面控制網(wǎng)，主要是采用三角測量的方法建立的，稱為國家三角網(wǎng)。按其精度可分四個等級，一等精度最高；二、三、四等逐級降低。一等三角網(wǎng)基本是沿著經(jīng)線和緯線的方向布設，而二、三、四等則是各在高一級網(wǎng)的控制下加密得到，其各級網(wǎng)的精度及技術(shù)指標如表6.1所示。有些地區(qū)若不利于三角網(wǎng)的布設，可以用精密導線來代替。7項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念在全項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念國家高程控制網(wǎng)也分成四個等級，它主要用水準測量的方法建立。一等水準網(wǎng)是布設成周長約為1500km的環(huán)形路線；二等水準網(wǎng)布設在一等水準環(huán)內(nèi)，形成周長為500～750km的閉合環(huán)線；三等和四等均是與高一級水準點相連而形成附合路線。小地區(qū)控制網(wǎng)是為小區(qū)域的大比例尺測圖或工程測量所建立的控制網(wǎng)，它可以以國家控制點作為高級點來進一步加密，亦可在測區(qū)內(nèi)形成獨立的控制網(wǎng)。在平面控制中采用直角坐標系，在高程控制中采用黃海高程系統(tǒng)。返回首頁8項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念國家項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式1．閉合導線如圖所示，導線從一已知高級控制點A開始，經(jīng)過一系列的導線點2、3、…，最后又回到A點上，形成一個閉合多邊形。在無高級控制點的地區(qū)，A點也可作為同級導線點，進行獨立布設，閉合導線多用于范圍較為寬闊地區(qū)的控制。9項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式1．閉合導項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式2．附合導線布設在兩個高級控制點之間的導線稱附合導線。如圖所示，導線從已知高級控制點A開始，經(jīng)過2、3、…導線點，最后附合到另一高級控制點C上。附合導線主要用于帶狀地區(qū)的控制，如鐵路、公路、河道的測圖控制。10項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式2．附合導項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式3．支導線從一個已知控制點出發(fā)，支出1～2個點，既不附合至另一控制點，也不回到原來的起始點，這種形式稱支導線，如圖所示中的3一a—b。由于支導線缺乏檢核條件，故測量規(guī)范規(guī)定支導線一般不超過2個點。它主要用于當主控導線點不能滿足局部測圖需要時，而采用的輔助控制。11項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式3．支導線項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線測量的外業(yè)工作包括：選點、埋設標志樁、量邊、測角以及導線的聯(lián)測。1．選點及埋標（1）相鄰導線點問應通視良好，以便于測角。（2）采用不同的工具(如鋼尺或全站儀)量邊時，導線邊通過的地方應考慮到它們各自不同的要求。（3）導線點應選在視野開闊的位置。（4）導線各邊長應大致相等，一般不宜超過500m，亦不短于50m。（5）導線點應選在點位牢固、便于觀測且不易被破壞的地方。12項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線點位置確定之后，應打下樁頂面邊長為4～5cm、樁長30～35cm的方木樁，頂面應打一小釘以標志導線點位，樁頂應高出地面2cm左右；對于少數(shù)永久性的導線點，亦可埋設混凝土標石。為便于以后使用時尋找，應作“點之記，上面寫明導線點的編號及里程。13項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線點項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作2．量邊導線邊長可以用全站儀、鋼卷尺等工具來丈量。用全站儀測邊時，應往返觀測取平均值。對于圖根導線僅進行氣象改正和傾斜改正；對于精度要求較高的一、二級導線，應進行儀器加常數(shù)和乘常數(shù)的改正。用鋼尺丈量導線邊長時，需往返丈量，當兩者較差不大于邊長的1／2000時，取平均值作為邊長采用值。所用鋼尺應經(jīng)過檢定或與已檢定過的鋼卷尺比長。14項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作2．量項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作3．測角導線的轉(zhuǎn)折角可測量左角或右角，按照導線前進的方向，在導線左側(cè)的角稱為左角，導線右側(cè)的角稱為右角，一般規(guī)定閉合導線測內(nèi)角，附合導線在鐵路系統(tǒng)習慣測右角，其他系統(tǒng)多測左角。但若采用電子經(jīng)緯儀或全站型速測儀，測左角要比測右角具有較多的優(yōu)點，它可直接顯示出角值、方位角等。導線角一般用J6或J2級經(jīng)緯儀用測回法測一個測回，其上、下半測回角值較差要求，J6儀器不大于30〞；J2級儀器不大于20〞。15項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作3．測項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作4．導線的定向與聯(lián)測為了計算導線點的坐標，必須知道導線各邊的坐標方位角，因此應確定導線始邊的方位角。若導線起始點附近有國家控制點時，則應與控制點聯(lián)測連接角，再來推算導線各邊方位角。如果附近無高級控制點，則利用羅盤儀施測導線起始邊的磁方位角，并假定起始點的坐標作為起算數(shù)據(jù)。16項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作4．導項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作1.閉合導線的計算

（1）角度閉合差的計算與調(diào)整閉合導線規(guī)定測內(nèi)角，而多邊形內(nèi)角總和的理論值為：測量過程中，誤差是不可避免的，實際測量的閉合導線內(nèi)角之和∑β測與其理論值Σβ理會有一定的差別，兩者之間的不符值稱為角度閉合差，即若fβ≤fβ允，因各角都是在同精度條件下觀測的，故可將閉合差按相反符號平均分配到各角上，即改正數(shù)為：17項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作1.閉項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作當fβ不能被n整除時，余數(shù)應分配在含有短邊的夾角上。經(jīng)改正后的角值總和應等有理論值，以此來校核計算是否有誤。可檢核：。若fβ＞fβ允，即角度閉合差超出規(guī)定的容許值時，則應查找原因，必要時應進行返工重測。（2）導線各邊坐標方位角的計算當已知一條導線邊的方位角后，其余導線邊的坐標方位角，是根據(jù)已經(jīng)經(jīng)過角度閉合差配賦后的各個內(nèi)角依次推算出來的，其計算公式為：18項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作當fβ項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作坐標方位角值應在0°～360°。之間，它不應該為負值或大于360°的角值。當計算出的坐標方位角出現(xiàn)負值時，則應加上360°；當出現(xiàn)大于360°之值時，則應減去360°。最后檢算出起始邊12的坐標方位角，若與原來已知值相符合，則說明計算正確無誤。19項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作坐標方項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（3）坐標增量的計算在平面直角坐標系中，兩導線點的坐標之差稱坐標增量。它們分別表示為導線邊長在縱橫坐標軸上的投影，如圖中的△x12、△y12。坐標增量可按下式計算：坐標增量有正、負之分：△x向北為正、向南為負，△y向東為正、向西為負。20項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（3）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（4）坐標增量閉合差的計算與調(diào)整閉合導線的縱、橫坐標增量代數(shù)和，在理論上應該等于零，即計算出的縱橫坐標增量其代數(shù)和往往不等于零，其數(shù)值fx、fy分別為縱橫坐標增量的閉合差，即21項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（4）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作fD稱為導線全長閉合差，即衡量導線的測量精度應以導線全長與閉合差知之比K來表示：若導線相對閉合差在容許范圍內(nèi)，則可進行坐標增量的調(diào)整。調(diào)整的方法是：一般鋼尺量邊的導線，可將閉合差反號，以邊長按比例分配；若為光電測距導線，其測量結(jié)果已進行了加常數(shù)、乘常數(shù)和氣象改正后，則坐標增量閉合差也可按邊長成正比反號平均分配。22項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作fD稱項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作而坐標增量改正數(shù)的總和應滿足下面條件：改正后的坐標增量總代數(shù)和應該等于零，這可作為對計算正確與否的檢核。23項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作23項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（5）坐標的計算根據(jù)調(diào)整后的各個坐標增量，從一個已知坐標的導線點開始，可以依次推算出其余導線點的坐標。在圖中，若已知1點的坐標x1、yl，則2點的坐標計算過程為：已知點的坐標，既可以是高級控制點的，亦可以是獨立測區(qū)中的假定坐標。最后推算出起點1坐標。二者與已知坐標完全相等。以此作為坐標計算的校核。24項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（5）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作2．附合導線的計算附合導線的計算過程與閉合導線的計算過程基本相同，它們都必須滿足角度閉合條件和縱橫坐標閉合條件。但附合導線是從一已知邊的坐標方位角αAB閉合到另一條已知邊的坐標方位角αCD上的，同時還應滿足從已知點B的坐標推算出C點坐標時，與C點的已知坐標相吻合，見圖。因而在角度閉合差和坐標增量閉合差的計算與調(diào)整方法上與閉合導線稍有不同，以下僅指出兩類導線計算中的區(qū)別。25項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作2．附項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（1）角度閉合差的計算圖6．10中，A、B、C、D是高級平面控制點，因而4個點的坐標是已知的，AB及CD的坐標方位角亦是已知的。β是導線觀測的右角，故可依下式推算出各邊的坐標方位角：

……26項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（1）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作終邊坐標方位角的一般公式為：若觀測右角，則若觀測左角，則附合導線的角度閉合差：角度閉合差的調(diào)整原則上與閉合導線相同，但需注意：當用右角計算時，閉合差應以相同符號平均分配在各角上；當用左角計算時，閉合差則以相反符號分配。27項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作終邊坐項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（2）坐標增量閉合差的計算附合導線各邊坐標增量的代數(shù)和，理論上應該等于終點與始點已知坐標之差值，即：附合導線坐標增量的閉合差：坐標增量閉合差的分配辦法同閉合導線。返回首頁28項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（2）項目6.3交會定點6.3.1前方交會當測區(qū)內(nèi)用導線或小三角布設的控制點，還不能滿足測圖或施工放樣的要求時，可采用交會定點的方法來加密。常用的方法有前方交會、側(cè)方交會、后方交會、距離交會等。圖中，A、B為已知坐標的控制點，P為待求點。用經(jīng)緯儀測得α、β角，則根據(jù)A、B點的坐標，即可求得P點的坐標，這種方法稱測角前方交會。29項目6.3交會定點6.3.1前方交會當測區(qū)內(nèi)用導線或項目6.3交會定點6.3.2側(cè)方交會右圖為一側(cè)方交會，它是在一個已知點A和待求點P上安置經(jīng)緯儀，測出α、γ角，并由此推算出P角，求出P點坐標。側(cè)方交會主要用于有一個已知點不便安置儀器的情況。為了檢核，它亦需要測出第三個已知點C的ε角。30項目6.3交會定點6.3.2側(cè)方交會右圖為一側(cè)方交會項目6.3交會定點6.3.3后方交會如圖所示，后方交會是在待求點P上安置經(jīng)緯儀，觀測三個已知點A、B、C之間的夾角α、β，然后根據(jù)已知點的坐標和α、β計算P點的坐標。為了檢核，在實際工作中往往要求觀測4個已知點，組成兩個后方交會圖形。后方交會法中，若P、A、B、C位于同一個圓周上，則P點雖然在圓周上移動，而由于α、β值不變，故使xp、yp值不變，因而P點坐標產(chǎn)生錯誤，這一個圓稱為危險圓。P點應該離開危險圓附近，一般要求α、β和B點內(nèi)角之和不應在160°～200°之間。31項目6.3交會定點6.3.3后方交會如圖所示，后方交項目6.3交會定點6.3.3距離(測邊)交會由于光電測距儀和全站儀的普及，現(xiàn)在也常采用距離交會的方法來加密控制點。圖中，已知A、B點的坐標及AP、BP的邊長如Db、Da，求待定點P的坐標。返回首頁32項目6.3交會定點6.3.3距離(測邊)交會由于光電項目6.4高程控制測量6.4.1三、四等水準測量小地區(qū)高程控制測量包括三、四等水準測量和三角高程測量。三、四等水準測量一般應與國家一、二等水準網(wǎng)進行聯(lián)測，除用于國家高程控制網(wǎng)加密外，還用于建立小地區(qū)首級高程控制網(wǎng)，以及建筑施工區(qū)內(nèi)工程測量及變形觀測的基本控制。獨立測區(qū)可采用閉合水準路線。三、四等水準測量的觀測應在通視良好、成像清晰穩(wěn)定的條件下進行。常用的有雙面尺法和變儀器高法。33項目6.4高程控制測量6.4.1三、四等水準測量小地項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量常見三角高程測量為：電磁波測距三角高程測量和視距三角高程測量。電磁波測距三角高程適用于三、四等和圖根高程網(wǎng)。視距三角高程測量一般適用于圖根高程網(wǎng)。1．三角高程測量原理三角高程測量是根據(jù)已知點高程及兩點間的豎直角和距離，通過應用三角公式計算兩點間的高差，求出未知的的高程。34項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量常見三角項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量如圖所示，A，B兩點間的高差：若用測距儀測得斜距D′，則：B點的高程為：三角高程測量一般應進行往返觀測，即由A向B觀測（稱為直覘），再由B向A觀測（稱為反覘），這種觀測稱為對向觀測（或雙向觀測）。ABaDhABiv(z)D′h′35項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量如圖所示項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量2．三角高程測量的觀測與計算如下：（1）測站上安置儀器，量儀器高i和標桿或棱鏡高度v，讀到毫米；（2）用經(jīng)緯儀或測距儀采用測回法觀測豎直角1～3各測回；（3）采用對向觀測法且對向觀測高差附和要求，取其平均值作為高差結(jié)果；（4）進行高差閉合差的調(diào)整計算，推算出各點的高程。返回首頁36項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量2．三角項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述1．GPS簡介全球定位系統(tǒng)(GPS)是導航衛(wèi)星測時和測距全球定位系統(tǒng)的簡稱。它是美國1973年開始研制的全球性衛(wèi)星定位和導航系統(tǒng)。GPS全球定位系統(tǒng)能獨立、迅速和精確地確定地面點的位置，與常規(guī)控制測量技術(shù)相比，有許多優(yōu)點：①不要求測站間的通視，因而可以按需要來布點，并可以不用建造測站標志；②控制網(wǎng)的幾何圖形已不是決定精度的重要因素，點與點之間的距離長短可以自由布設；③可以在較短時間內(nèi)以較少的人力消耗來完成外業(yè)觀測工作，觀測(衛(wèi)星信號接收)的全天候優(yōu)勢更為顯著；④由于接收儀器的高度自動化，內(nèi)外業(yè)緊密結(jié)合，軟件系統(tǒng)的日益完善，可以迅速提交測量成果；⑤精度高；⑥節(jié)省經(jīng)費和工作效率高。37項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述1．G項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述2．GPS的組成GPS主要由空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶設備部分組成，如圖所示。38項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述2．G項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（1）空間衛(wèi)星部分空間衛(wèi)星部分由24顆GPS衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，其中有2l顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，其作用是向用戶接收機發(fā)射天線信號。每顆衛(wèi)星裝有4臺高精度原子鐘，為GPS測量提供高精度的時間標準，空間衛(wèi)星部分如圖所示。39項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（1）項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（2）地面監(jiān)控部分地面監(jiān)控部分由主控站、信息注入站和監(jiān)測站組成。主控站一個，注入站現(xiàn)有3個，監(jiān)測站共有5個，右圖是GPS地面監(jiān)控站分布示意圖，整個系統(tǒng)除主控站外，不需人工操作，各站間用現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)高度的自動化和標準化。40項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（2）項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（3）用戶設備部分用戶設備部分包括GPS接收機硬件、數(shù)據(jù)處理軟件和微處理機及其終端設備等。GPS接收機從結(jié)構(gòu)來講，主要由五個單元組成：天線和前置放大器；信號處理單元；控制和顯示單元；存儲單元；電源單元。目前已有100多個廠家生產(chǎn)不同型號的接收機。不管哪種接收機，其主要結(jié)構(gòu)都相似，都包括接收機天線、接收機主機和電源三個部分。41項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（3）項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述3．GPS的坐標系統(tǒng)任何一項測量工作都需要一個特定的坐標系統(tǒng)(基準)。由于GPS是全球性的定位導航系統(tǒng)，其坐標系統(tǒng)也必須是全球性的，根據(jù)國際協(xié)議確定，稱為協(xié)議地球坐標系(CoventionalTerrestrialsystem，簡稱CTS)。目前，GPS測量中使用的協(xié)議地球坐標系稱為1984年世界大地坐標系(WGS一84)。WGS一84是GPS衛(wèi)星廣播星歷和精密星歷的參考系，它由美國國防部制圖局所建立并公布的。從理論上講它是以地球質(zhì)心為坐標原點的地固坐標系，其坐標系的定向與BIHl984．0所定義的方向一致。它是目前最高水平的全球大地測量參考系統(tǒng)之一。42項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述3．G項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述4．GPS定位的基本原理GPS定位是利用空間測距交會定點原理。GPS測量有偽距與載波相位兩種基本的觀測量。偽距測量是GPS接收機測量了衛(wèi)星信號(測距碼)由衛(wèi)星傳播至接收機的時間，再乘上電磁波傳播的速度，即得到由衛(wèi)星到接收機的偽距。所以求得的偽距并不等于衛(wèi)星與測站的幾何距離。載波相位測量是把接收到的衛(wèi)星信號和接收機本身的信號混頻，再進行相位測量。GPS定位時，把衛(wèi)星看成是動態(tài)的已知控制點，利用所測的距離進行空間后方交會，便可得到接收機的位置。GPS定位包括單點定位和相對定位。相對定位是確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號的若干臺接收機之間的相對位置(三維坐標差)的一種定位方法。43項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述4．G項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測1．GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設計GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設計是進行GPS定位的基礎(chǔ)，它依據(jù)國家有關(guān)規(guī)范(規(guī)程)、GPS網(wǎng)的用途和用戶的要求來進行，其主要內(nèi)容包括精度指標的確定和網(wǎng)形設計等。（1）GPS測量精度指標GPS測量的精度指標通常是以網(wǎng)中相鄰點之間的距離中誤差來表示，其形式為：由于精度指標的大小將直接影響GPS網(wǎng)的布設方案及GPS作業(yè)模式，因此，在實際設計中應根據(jù)用戶的實際需要及設備條件慎重確定。控制網(wǎng)可以分級布設，也可以越級布設或布設同級全面網(wǎng)。44項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測（2）網(wǎng)形設計根據(jù)用途不同，GPS網(wǎng)的基本構(gòu)網(wǎng)方式有點連式、邊連式、網(wǎng)連式和邊點混合連接四種。1）點連式，是相鄰的同步圖形（即多臺接收機同步觀測衛(wèi)星所獲基線構(gòu)成的閉合圖形，又稱同步環(huán)）之間僅用一個公共點連接，如圖所示，這種方式所構(gòu)成的圖形幾何強度很弱，一般不單獨使用。45項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測2）邊連式，是指相鄰同步圖形之間由一條公共基線連接。如圖，這種布網(wǎng)方案中，復測的邊數(shù)較多，網(wǎng)的幾何強度較高。非同步圖形的觀測基線可以組成異步觀測環(huán)（稱為異步環(huán)），異步環(huán)常用于檢查觀測成果的質(zhì)量。邊連式的可靠性優(yōu)于點連式。46項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測3）網(wǎng)連式，是指相鄰同步圖形之間由兩個以上的公共點連接。這種方法要求4臺以上的接收機同步觀測。它的幾何強度和可靠性更高，但所需的經(jīng)費和時間也更多，一般僅用于較高精度的控制測量。47項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測4）邊點混合連接，是指將點連式與邊連式有機地結(jié)合起來組成GPS網(wǎng)，如圖所示。它是在點連式基礎(chǔ)上加測四個時段，把邊連式與點連式結(jié)合起來得到的。這種方式既能保證網(wǎng)的幾何強度，提高網(wǎng)的可靠性，又能減少外業(yè)工作量，降低成本，因而是一種較為理想的布網(wǎng)方法。48項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測對于低等級的GPS測量或碎部測量，也可采用圖所示的星形布設。這種圖形的主要優(yōu)點是觀測中只需要兩臺GPS接收機，作業(yè)簡單。但由于直接觀測邊之間不構(gòu)成任何閉合圖形，所以其檢查和發(fā)現(xiàn)粗差的能力比點連式更差。這種方式常采用快速定位的作業(yè)模式。49項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測2．選點與建立標志由于GPS測量測站之間不要求通視，而且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)比較靈活，故選點工作較常規(guī)測量簡便。但GPS測量又有其自身的特點，因此選點時應滿足以下要求：（1）觀測站(即接收天線安置點)應遠離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。接收機天線與其距離一般不得小于200m；（2）觀測站附近不應有大面積的水域或?qū)﹄姶挪ǚ瓷?或吸收)強烈的物體，以減弱多路徑效應的影響；50項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測（3）觀測站應設在易于安置接收設備的地方，且視野開闊。在視場內(nèi)周圍障礙物的高度角，一般應大于10°～15°，以減弱對流層折射的影響；（4）觀測站應選在交通方便的地方，并且便于用其他測量手段連測和擴展；（5）對于基線較長的GPS網(wǎng)，還應考慮觀測站附近具有良好的通訊設施(電話與電報、郵電)和電力供應，以供觀測站之間的聯(lián)絡和設備用電；51項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測（6）點位選定后(包括方位點)，均應按規(guī)定繪制點位注記，其主要內(nèi)容應包括點位及點位略圖，點位的交通情況以及選點情況等。在GPS測量中，網(wǎng)點一般應設置在具有中心標志的標石上，以精確標志點位。埋石是指具體標石的設置，可參照有關(guān)規(guī)范，對于一般的控制網(wǎng)，只需要采用普通的標石，或在巖層、建筑物上做標志。52項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測3．外業(yè)觀測GPS外業(yè)觀測工作主要包括天線安置、觀測作業(yè)和觀測記錄等，下面分別進行介紹。（1）天線安置天線的相位中心是GPS測量的基準點，天線安置的內(nèi)容包括對中、整平、量測天線高。進行靜態(tài)相對定位時，天線應架設在三角架上，并安置在標志中心的上方直接對中，天線基座上的圓水準氣泡必須居中(對中與整平方法與經(jīng)緯儀安置相同)。天線高是指天線的相位中心至觀測點標志中心的垂直距離，用鋼尺在互為120。的方向量3次，要求互差小于3mm，滿足要求后取3次結(jié)果平均值記人測量手簿中。53項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測（2）觀測作業(yè)觀測作業(yè)的主要任務是捕獲GPS衛(wèi)星信號并對其進行跟蹤、接收和處理，以獲取所需的定位信息和觀測數(shù)據(jù)。GPS接收機的自動化程度很高，一般僅需按動若干功能鍵(有的甚至只需按一個電源開關(guān)鍵)，即能順利地完成測量工作。觀測數(shù)據(jù)由接收機自動形成，并以文件形式保存在接收機存儲器中。作業(yè)人員只需定期查看接收機的工作狀況并做好記錄。觀測過程中接收機不得關(guān)閉并重新啟動；不得更改有關(guān)設置參數(shù)；不得碰動天線或阻擋信號；不準改變天線高。觀測站的全部預定作業(yè)項目，經(jīng)檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料完整無誤后方可遷站。54項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測（3）觀測記錄觀測記錄的形式一般有兩種，一種是由接收機自動形成，并保存在接收機存儲器中供隨時調(diào)用和處理，這部分內(nèi)容主要包括：GPS衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘差參數(shù)；觀測歷元及偽距和載波相位觀測值；實時絕對定位結(jié)果；測站控制信息及接收機工作狀態(tài)信息。另一種是測量手簿，由觀測人員填寫，內(nèi)容包括天線高、氣象數(shù)據(jù)測量結(jié)果、觀測人員、儀器及時間等，同時對于觀測過程中發(fā)生的重要問題，問題出現(xiàn)的時間及處理方式也應記錄。觀測記錄是GPS定位的原始數(shù)據(jù)，也是進行后續(xù)數(shù)據(jù)處理的唯一依據(jù)，必須要真實、準確，并妥善保管。55項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測4．成果檢核與數(shù)據(jù)處理觀測成果應進行外業(yè)檢核，觀測任務結(jié)束后，必須在測區(qū)及時對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行檢核，對于外業(yè)預處理成果，要按《規(guī)范》要求嚴格檢查、分析，以便及時發(fā)現(xiàn)不合格成果，并根據(jù)情況采取重測或補測措施。成果檢核無誤后，即可進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理過程大體可分為：預處理，平差計算，坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換或與已有地面網(wǎng)的聯(lián)合平差。實際應用中，一般是借助電子計算機通過相關(guān)軟件來完成數(shù)據(jù)處理工作。56項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目小結(jié)1.控制測量的基本概念：控制測量以及國家控制網(wǎng)的布設。2.導線測量的外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)計算。閉合導線、附合導線和支導線形式中點的選擇、導線網(wǎng)的布設和導線外業(yè)觀測，以及導線測量的內(nèi)業(yè)計算過程。3.加密控制點的方法。在控制測量過程中，由于碎步測量的需要，往往需要在已有控制網(wǎng)中加密一定數(shù)量的控制點，加密控制點的常用方法主要有前方交匯、側(cè)方交匯、后方交會和距離交匯。4.高程控制測量。三、四等水準測量在小區(qū)域高程控制測量中是常用的方法，三角高程測量常應用與山區(qū)的高程控制測量中。5.GPS的施測57項目小結(jié)1.控制測量的基本概念：控制測量以及國家控制網(wǎng)的布設項目作業(yè)1.復習本項目重點內(nèi)容。2.獨立完成教材本項目后面的習題。3.預習下一個項目的主要知識點。返回首頁58項目作業(yè)1.復習本項目重點內(nèi)容。返回首頁581.控制測量概述

2.導線測量

3.交會定點

4.高程控制測量

5.GPS測量的實施北京大學出版社項目6小區(qū)域控制測量591.控制測量概述

2.導線測量

3.交會定點

4.高程小區(qū)域控制測量包括平面控制測量和高程控制測量，隨著社會的進步和經(jīng)濟快速發(fā)展，高樓大廈拔地而起，城市規(guī)劃加快步伐，移山填海不再是神話，工程建設越來越快，要求越來越精確。GPS測量技術(shù)在眾多工程建設中運用更為廣泛。其全天候、高精度、自動化、高效率的特點，一躍成為目前最重要的測量儀器。GPS的產(chǎn)生背景還有一段鮮為人知的小典故。1983年，韓國的KAL-007航班因為迷航誤入前蘇聯(lián)領(lǐng)空，被前蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機擊落，機上乘客和機組人員無一生還。那會兒GPS還沒有投入民用，民用航班的導航主要靠無線電信標，萬一地面信標站或機上系統(tǒng)有故障，那麻煩就大了。于是美國前總統(tǒng)里根于1984年正式宣布：開放GPS信號的民間使用，無償提供服務。從1989年2月開始，真正用于實用的BLOCKII衛(wèi)星開始發(fā)射升空。到1993年12月，美國國防部宣布GPS系統(tǒng)初步完成，由24顆BLOCKI和BLOCKII衛(wèi)星組成。1995年7月，美國國防部宣布GPS系統(tǒng)完全完成，由24顆BLOCKII衛(wèi)星組成。項目6小區(qū)域控制測量項目導入60小區(qū)域控制測量包括平面控制測量和高程控制測量，隨著社會的進步全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem——GPS）是美國從本世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資300億美元，于1994年全面建成。它是一種定時和測距的空間交會定點的導航系統(tǒng)，可以向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息，為海、陸、空三軍提供精密導航，還可以用于情報收集、核爆監(jiān)測、應急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的和民用生活中。目前GPS被廣泛應用于大地控制測量中。你知道GPS在小區(qū)域控制測量中如何運用嗎？其構(gòu)造原理是什么？如何進行控制測量？請在本項目內(nèi)容中尋找答案吧。項目6小區(qū)域控制測量項目導入61全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSyst項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念所謂控制，就是先在測區(qū)范圍內(nèi)的適當位置選擇一些點，然后用較精密的測量儀或測得細部點器和精確的測量方法，確定出它們的平面位置和高程，這些高精度的點稱為控制點；測定它們相對位置的工作稱為控制測量。控制測量按測定內(nèi)容不同分為平面控制測量和高程控制測量。測定控制點的平面位置（x，y）的工作稱為平面控制測量，測定控制點的高程（H）的工作稱為高程控制測量。1．平面控制測量平面控制測量可分為導線測量、三角測量、三邊測量、GPS測量等形式。（1）導線測量62項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念所謂控制，項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（2）三角測量三角測量是把控制點組成一系列的三角形，測量出其中一條邊的長度(稱基線)，如圖中的起始邊；再量出三角形的各個內(nèi)角，然后即可推算出其余邊的長度，從而確定出各控制點的平面位置。這些控制點稱為三角點，這種控制形式稱為三角網(wǎng)。63項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（2）三角項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（3）三邊網(wǎng)由于全站儀的廣泛使用，使量邊工作可不受地形條件的限制，因而可以將三角網(wǎng)中各邊都直接測量出來。確定控制點的平面位置稱為三邊測量，這種形式稱三邊網(wǎng)；若既量邊又測角，則稱邊角網(wǎng)。2．高程控制測量高程控制測量的任務是在測區(qū)內(nèi)建立若干高程控制點，精確地測出它們的高程。高程測量路線可以布設為單獨的路線，亦可布設成環(huán)狀閉合路線。64項目6.1控制測量概述6.1.1控制的概念（3）三邊項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念在全國范圍內(nèi)建立的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，總稱國家基本控制網(wǎng)。在全站儀和GPS接收機普及以前，國家平面控制網(wǎng)，主要是采用三角測量的方法建立的，稱為國家三角網(wǎng)。按其精度可分四個等級，一等精度最高；二、三、四等逐級降低。一等三角網(wǎng)基本是沿著經(jīng)線和緯線的方向布設，而二、三、四等則是各在高一級網(wǎng)的控制下加密得到，其各級網(wǎng)的精度及技術(shù)指標如表6.1所示。有些地區(qū)若不利于三角網(wǎng)的布設，可以用精密導線來代替。65項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念在全項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念國家高程控制網(wǎng)也分成四個等級，它主要用水準測量的方法建立。一等水準網(wǎng)是布設成周長約為1500km的環(huán)形路線；二等水準網(wǎng)布設在一等水準環(huán)內(nèi)，形成周長為500～750km的閉合環(huán)線；三等和四等均是與高一級水準點相連而形成附合路線。小地區(qū)控制網(wǎng)是為小區(qū)域的大比例尺測圖或工程測量所建立的控制網(wǎng)，它可以以國家控制點作為高級點來進一步加密，亦可在測區(qū)內(nèi)形成獨立的控制網(wǎng)。在平面控制中采用直角坐標系，在高程控制中采用黃海高程系統(tǒng)。返回首頁66項目6.1控制測量概述6.1.2國家控制測量概念國家項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式1．閉合導線如圖所示，導線從一已知高級控制點A開始，經(jīng)過一系列的導線點2、3、…，最后又回到A點上，形成一個閉合多邊形。在無高級控制點的地區(qū)，A點也可作為同級導線點，進行獨立布設，閉合導線多用于范圍較為寬闊地區(qū)的控制。67項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式1．閉合導項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式2．附合導線布設在兩個高級控制點之間的導線稱附合導線。如圖所示，導線從已知高級控制點A開始，經(jīng)過2、3、…導線點，最后附合到另一高級控制點C上。附合導線主要用于帶狀地區(qū)的控制，如鐵路、公路、河道的測圖控制。68項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式2．附合導項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式3．支導線從一個已知控制點出發(fā)，支出1～2個點，既不附合至另一控制點，也不回到原來的起始點，這種形式稱支導線，如圖所示中的3一a—b。由于支導線缺乏檢核條件，故測量規(guī)范規(guī)定支導線一般不超過2個點。它主要用于當主控導線點不能滿足局部測圖需要時，而采用的輔助控制。69項目6.2導線測量6.2.1導線的布設形式3．支導線項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線測量的外業(yè)工作包括：選點、埋設標志樁、量邊、測角以及導線的聯(lián)測。1．選點及埋標（1）相鄰導線點問應通視良好，以便于測角。（2）采用不同的工具(如鋼尺或全站儀)量邊時，導線邊通過的地方應考慮到它們各自不同的要求。（3）導線點應選在視野開闊的位置。（4）導線各邊長應大致相等，一般不宜超過500m，亦不短于50m。（5）導線點應選在點位牢固、便于觀測且不易被破壞的地方。70項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線點位置確定之后，應打下樁頂面邊長為4～5cm、樁長30～35cm的方木樁，頂面應打一小釘以標志導線點位，樁頂應高出地面2cm左右；對于少數(shù)永久性的導線點，亦可埋設混凝土標石。為便于以后使用時尋找，應作“點之記，上面寫明導線點的編號及里程。71項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作導線點項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作2．量邊導線邊長可以用全站儀、鋼卷尺等工具來丈量。用全站儀測邊時，應往返觀測取平均值。對于圖根導線僅進行氣象改正和傾斜改正；對于精度要求較高的一、二級導線，應進行儀器加常數(shù)和乘常數(shù)的改正。用鋼尺丈量導線邊長時，需往返丈量，當兩者較差不大于邊長的1／2000時，取平均值作為邊長采用值。所用鋼尺應經(jīng)過檢定或與已檢定過的鋼卷尺比長。72項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作2．量項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作3．測角導線的轉(zhuǎn)折角可測量左角或右角，按照導線前進的方向，在導線左側(cè)的角稱為左角，導線右側(cè)的角稱為右角，一般規(guī)定閉合導線測內(nèi)角，附合導線在鐵路系統(tǒng)習慣測右角，其他系統(tǒng)多測左角。但若采用電子經(jīng)緯儀或全站型速測儀，測左角要比測右角具有較多的優(yōu)點，它可直接顯示出角值、方位角等。導線角一般用J6或J2級經(jīng)緯儀用測回法測一個測回，其上、下半測回角值較差要求，J6儀器不大于30〞；J2級儀器不大于20〞。73項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作3．測項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作4．導線的定向與聯(lián)測為了計算導線點的坐標，必須知道導線各邊的坐標方位角，因此應確定導線始邊的方位角。若導線起始點附近有國家控制點時，則應與控制點聯(lián)測連接角，再來推算導線各邊方位角。如果附近無高級控制點，則利用羅盤儀施測導線起始邊的磁方位角，并假定起始點的坐標作為起算數(shù)據(jù)。74項目6.2導線測量6.2.2導線測量的外業(yè)工作4．導項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作1.閉合導線的計算

（1）角度閉合差的計算與調(diào)整閉合導線規(guī)定測內(nèi)角，而多邊形內(nèi)角總和的理論值為：測量過程中，誤差是不可避免的，實際測量的閉合導線內(nèi)角之和∑β測與其理論值Σβ理會有一定的差別，兩者之間的不符值稱為角度閉合差，即若fβ≤fβ允，因各角都是在同精度條件下觀測的，故可將閉合差按相反符號平均分配到各角上，即改正數(shù)為：75項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作1.閉項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作當fβ不能被n整除時，余數(shù)應分配在含有短邊的夾角上。經(jīng)改正后的角值總和應等有理論值，以此來校核計算是否有誤。可檢核：。若fβ＞fβ允，即角度閉合差超出規(guī)定的容許值時，則應查找原因，必要時應進行返工重測。（2）導線各邊坐標方位角的計算當已知一條導線邊的方位角后，其余導線邊的坐標方位角，是根據(jù)已經(jīng)經(jīng)過角度閉合差配賦后的各個內(nèi)角依次推算出來的，其計算公式為：76項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作當fβ項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作坐標方位角值應在0°～360°。之間，它不應該為負值或大于360°的角值。當計算出的坐標方位角出現(xiàn)負值時，則應加上360°；當出現(xiàn)大于360°之值時，則應減去360°。最后檢算出起始邊12的坐標方位角，若與原來已知值相符合，則說明計算正確無誤。77項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作坐標方項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（3）坐標增量的計算在平面直角坐標系中，兩導線點的坐標之差稱坐標增量。它們分別表示為導線邊長在縱橫坐標軸上的投影，如圖中的△x12、△y12。坐標增量可按下式計算：坐標增量有正、負之分：△x向北為正、向南為負，△y向東為正、向西為負。78項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（3）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（4）坐標增量閉合差的計算與調(diào)整閉合導線的縱、橫坐標增量代數(shù)和，在理論上應該等于零，即計算出的縱橫坐標增量其代數(shù)和往往不等于零，其數(shù)值fx、fy分別為縱橫坐標增量的閉合差，即79項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（4）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作fD稱為導線全長閉合差，即衡量導線的測量精度應以導線全長與閉合差知之比K來表示：若導線相對閉合差在容許范圍內(nèi)，則可進行坐標增量的調(diào)整。調(diào)整的方法是：一般鋼尺量邊的導線，可將閉合差反號，以邊長按比例分配；若為光電測距導線，其測量結(jié)果已進行了加常數(shù)、乘常數(shù)和氣象改正后，則坐標增量閉合差也可按邊長成正比反號平均分配。80項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作fD稱項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作而坐標增量改正數(shù)的總和應滿足下面條件：改正后的坐標增量總代數(shù)和應該等于零，這可作為對計算正確與否的檢核。81項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作23項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（5）坐標的計算根據(jù)調(diào)整后的各個坐標增量，從一個已知坐標的導線點開始，可以依次推算出其余導線點的坐標。在圖中，若已知1點的坐標x1、yl，則2點的坐標計算過程為：已知點的坐標，既可以是高級控制點的，亦可以是獨立測區(qū)中的假定坐標。最后推算出起點1坐標。二者與已知坐標完全相等。以此作為坐標計算的校核。82項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（5）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作2．附合導線的計算附合導線的計算過程與閉合導線的計算過程基本相同，它們都必須滿足角度閉合條件和縱橫坐標閉合條件。但附合導線是從一已知邊的坐標方位角αAB閉合到另一條已知邊的坐標方位角αCD上的，同時還應滿足從已知點B的坐標推算出C點坐標時，與C點的已知坐標相吻合，見圖。因而在角度閉合差和坐標增量閉合差的計算與調(diào)整方法上與閉合導線稍有不同，以下僅指出兩類導線計算中的區(qū)別。83項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作2．附項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（1）角度閉合差的計算圖6．10中，A、B、C、D是高級平面控制點，因而4個點的坐標是已知的，AB及CD的坐標方位角亦是已知的。β是導線觀測的右角，故可依下式推算出各邊的坐標方位角：

……84項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（1）項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作終邊坐標方位角的一般公式為：若觀測右角，則若觀測左角，則附合導線的角度閉合差：角度閉合差的調(diào)整原則上與閉合導線相同，但需注意：當用右角計算時，閉合差應以相同符號平均分配在各角上；當用左角計算時，閉合差則以相反符號分配。85項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作終邊坐項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（2）坐標增量閉合差的計算附合導線各邊坐標增量的代數(shù)和，理論上應該等于終點與始點已知坐標之差值，即：附合導線坐標增量的閉合差：坐標增量閉合差的分配辦法同閉合導線。返回首頁86項目6.2導線測量6.2.3導線測量的內(nèi)業(yè)工作（2）項目6.3交會定點6.3.1前方交會當測區(qū)內(nèi)用導線或小三角布設的控制點，還不能滿足測圖或施工放樣的要求時，可采用交會定點的方法來加密。常用的方法有前方交會、側(cè)方交會、后方交會、距離交會等。圖中，A、B為已知坐標的控制點，P為待求點。用經(jīng)緯儀測得α、β角，則根據(jù)A、B點的坐標，即可求得P點的坐標，這種方法稱測角前方交會。87項目6.3交會定點6.3.1前方交會當測區(qū)內(nèi)用導線或項目6.3交會定點6.3.2側(cè)方交會右圖為一側(cè)方交會，它是在一個已知點A和待求點P上安置經(jīng)緯儀，測出α、γ角，并由此推算出P角，求出P點坐標。側(cè)方交會主要用于有一個已知點不便安置儀器的情況。為了檢核，它亦需要測出第三個已知點C的ε角。88項目6.3交會定點6.3.2側(cè)方交會右圖為一側(cè)方交會項目6.3交會定點6.3.3后方交會如圖所示，后方交會是在待求點P上安置經(jīng)緯儀，觀測三個已知點A、B、C之間的夾角α、β，然后根據(jù)已知點的坐標和α、β計算P點的坐標。為了檢核，在實際工作中往往要求觀測4個已知點，組成兩個后方交會圖形。后方交會法中，若P、A、B、C位于同一個圓周上，則P點雖然在圓周上移動，而由于α、β值不變，故使xp、yp值不變，因而P點坐標產(chǎn)生錯誤，這一個圓稱為危險圓。P點應該離開危險圓附近，一般要求α、β和B點內(nèi)角之和不應在160°～200°之間。89項目6.3交會定點6.3.3后方交會如圖所示，后方交項目6.3交會定點6.3.3距離(測邊)交會由于光電測距儀和全站儀的普及，現(xiàn)在也常采用距離交會的方法來加密控制點。圖中，已知A、B點的坐標及AP、BP的邊長如Db、Da，求待定點P的坐標。返回首頁90項目6.3交會定點6.3.3距離(測邊)交會由于光電項目6.4高程控制測量6.4.1三、四等水準測量小地區(qū)高程控制測量包括三、四等水準測量和三角高程測量。三、四等水準測量一般應與國家一、二等水準網(wǎng)進行聯(lián)測，除用于國家高程控制網(wǎng)加密外，還用于建立小地區(qū)首級高程控制網(wǎng)，以及建筑施工區(qū)內(nèi)工程測量及變形觀測的基本控制。獨立測區(qū)可采用閉合水準路線。三、四等水準測量的觀測應在通視良好、成像清晰穩(wěn)定的條件下進行。常用的有雙面尺法和變儀器高法。91項目6.4高程控制測量6.4.1三、四等水準測量小地項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量常見三角高程測量為：電磁波測距三角高程測量和視距三角高程測量。電磁波測距三角高程適用于三、四等和圖根高程網(wǎng)。視距三角高程測量一般適用于圖根高程網(wǎng)。1．三角高程測量原理三角高程測量是根據(jù)已知點高程及兩點間的豎直角和距離，通過應用三角公式計算兩點間的高差，求出未知的的高程。92項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量常見三角項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量如圖所示，A，B兩點間的高差：若用測距儀測得斜距D′，則：B點的高程為：三角高程測量一般應進行往返觀測，即由A向B觀測（稱為直覘），再由B向A觀測（稱為反覘），這種觀測稱為對向觀測（或雙向觀測）。ABaDhABiv(z)D′h′93項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量如圖所示項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量2．三角高程測量的觀測與計算如下：（1）測站上安置儀器，量儀器高i和標桿或棱鏡高度v，讀到毫米；（2）用經(jīng)緯儀或測距儀采用測回法觀測豎直角1～3各測回；（3）采用對向觀測法且對向觀測高差附和要求，取其平均值作為高差結(jié)果；（4）進行高差閉合差的調(diào)整計算，推算出各點的高程。返回首頁94項目6.4高程控制測量6.4.2三角高程測量2．三角項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述1．GPS簡介全球定位系統(tǒng)(GPS)是導航衛(wèi)星測時和測距全球定位系統(tǒng)的簡稱。它是美國1973年開始研制的全球性衛(wèi)星定位和導航系統(tǒng)。GPS全球定位系統(tǒng)能獨立、迅速和精確地確定地面點的位置，與常規(guī)控制測量技術(shù)相比，有許多優(yōu)點：①不要求測站間的通視，因而可以按需要來布點，并可以不用建造測站標志；②控制網(wǎng)的幾何圖形已不是決定精度的重要因素，點與點之間的距離長短可以自由布設；③可以在較短時間內(nèi)以較少的人力消耗來完成外業(yè)觀測工作，觀測(衛(wèi)星信號接收)的全天候優(yōu)勢更為顯著；④由于接收儀器的高度自動化，內(nèi)外業(yè)緊密結(jié)合，軟件系統(tǒng)的日益完善，可以迅速提交測量成果；⑤精度高；⑥節(jié)省經(jīng)費和工作效率高。95項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述1．G項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述2．GPS的組成GPS主要由空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶設備部分組成，如圖所示。96項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述2．G項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（1）空間衛(wèi)星部分空間衛(wèi)星部分由24顆GPS衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，其中有2l顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星，其作用是向用戶接收機發(fā)射天線信號。每顆衛(wèi)星裝有4臺高精度原子鐘，為GPS測量提供高精度的時間標準，空間衛(wèi)星部分如圖所示。97項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（1）項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（2）地面監(jiān)控部分地面監(jiān)控部分由主控站、信息注入站和監(jiān)測站組成。主控站一個，注入站現(xiàn)有3個，監(jiān)測站共有5個，右圖是GPS地面監(jiān)控站分布示意圖，整個系統(tǒng)除主控站外，不需人工操作，各站間用現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)高度的自動化和標準化。98項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（2）項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（3）用戶設備部分用戶設備部分包括GPS接收機硬件、數(shù)據(jù)處理軟件和微處理機及其終端設備等。GPS接收機從結(jié)構(gòu)來講，主要由五個單元組成：天線和前置放大器；信號處理單元；控制和顯示單元；存儲單元；電源單元。目前已有100多個廠家生產(chǎn)不同型號的接收機。不管哪種接收機，其主要結(jié)構(gòu)都相似，都包括接收機天線、接收機主機和電源三個部分。99項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述（3）項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述3．GPS的坐標系統(tǒng)任何一項測量工作都需要一個特定的坐標系統(tǒng)(基準)。由于GPS是全球性的定位導航系統(tǒng)，其坐標系統(tǒng)也必須是全球性的，根據(jù)國際協(xié)議確定，稱為協(xié)議地球坐標系(CoventionalTerrestrialsystem，簡稱CTS)。目前，GPS測量中使用的協(xié)議地球坐標系稱為1984年世界大地坐標系(WGS一84)。WGS一84是GPS衛(wèi)星廣播星歷和精密星歷的參考系，它由美國國防部制圖局所建立并公布的。從理論上講它是以地球質(zhì)心為坐標原點的地固坐標系，其坐標系的定向與BIHl984．0所定義的方向一致。它是目前最高水平的全球大地測量參考系統(tǒng)之一。100項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述3．G項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述4．GPS定位的基本原理GPS定位是利用空間測距交會定點原理。GPS測量有偽距與載波相位兩種基本的觀測量。偽距測量是GPS接收機測量了衛(wèi)星信號(測距碼)由衛(wèi)星傳播至接收機的時間，再乘上電磁波傳播的速度，即得到由衛(wèi)星到接收機的偽距。所以求得的偽距并不等于衛(wèi)星與測站的幾何距離。載波相位測量是把接收到的衛(wèi)星信號和接收機本身的信號混頻，再進行相位測量。GPS定位時，把衛(wèi)星看成是動態(tài)的已知控制點，利用所測的距離進行空間后方交會，便可得到接收機的位置。GPS定位包括單點定位和相對定位。相對定位是確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號的若干臺接收機之間的相對位置(三維坐標差)的一種定位方法。101項目6.5GPS測量的施測6.5.1GPS概述4．G項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測1．GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設計GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設計是進行GPS定位的基礎(chǔ)，它依據(jù)國家有關(guān)規(guī)范(規(guī)程)、GPS網(wǎng)的用途和用戶的要求來進行，其主要內(nèi)容包括精度指標的確定和網(wǎng)形設計等。（1）GPS測量精度指標GPS測量的精度指標通常是以網(wǎng)中相鄰點之間的距離中誤差來表示，其形式為：由于精度指標的大小將直接影響GPS網(wǎng)的布設方案及GPS作業(yè)模式，因此，在實際設計中應根據(jù)用戶的實際需要及設備條件慎重確定。控制網(wǎng)可以分級布設，也可以越級布設或布設同級全面網(wǎng)。102項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測（2）網(wǎng)形設計根據(jù)用途不同，GPS網(wǎng)的基本構(gòu)網(wǎng)方式有點連式、邊連式、網(wǎng)連式和邊點混合連接四種。1）點連式，是相鄰的同步圖形（即多臺接收機同步觀測衛(wèi)星所獲基線構(gòu)成的閉合圖形，又稱同步環(huán)）之間僅用一個公共點連接，如圖所示，這種方式所構(gòu)成的圖形幾何強度很弱，一般不單獨使用。103項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測2）邊連式，是指相鄰同步圖形之間由一條公共基線連接。如圖，這種布網(wǎng)方案中，復測的邊數(shù)較多，網(wǎng)的幾何強度較高。非同步圖形的觀測基線可以組成異步觀測環(huán)（稱為異步環(huán)），異步環(huán)常用于檢查觀測成果的質(zhì)量。邊連式的可靠性優(yōu)于點連式。104項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測3）網(wǎng)連式，是指相鄰同步圖形之間由兩個以上的公共點連接。這種方法要求4臺以上的接收機同步觀測。它的幾何強度和可靠性更高，但所需的經(jīng)費和時間也更多，一般僅用于較高精度的控制測量。105項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測項目6.5GPS測量的施測6.5.2GPS的測量施測4）邊點混合連接，是指將點連式與邊連式有機地結(jié)合起來組成GPS網(wǎng)，如圖所示