注冊測繪師—綜合能力

大地測量概論-《測繪綜合能力》講解（一）

大地測量概論

1、大地測量的任務

重要任務是建立國家或者大范圍的精密控制測量網，內容包括三角測量、導線測量、水準測量、天文測量、

重力測量、慣性測量、衛星大地測量以及多種大地測量數據處理等。它為大規模地形圖測制及多種工程測

量提供高精度的平面控制和高程控制，為空間科學技術和軍事用途提供精確的點位坐標、距離、方位及地

球重力資料，為研究地球形狀和大小、地殼形變及地族預報等科學問題提供資料。

2、現代大地測量的特點

1）長距離、大范圍：2）高精度：3）實時、迅速：4）四雄：5）地心：6）學科融合.

3、大地測量的作用

大地測量是組織、管理、融合和分析地球海量時空信息的一種數理基礎，也是描述、構建和認知地球，進

而處理地球科學問題的一種時空平臺。多種測繪只有在大地測量基準的基礎上，才能獲得統一、協調、法

定的平面坐標和高程系統，才能獲得對的的點位和海拔高以及點之間的空間關系和尺度。

4、大地測量系統與參照框架

大地測量系統規定了大地測量的起算基準、尺度原則以及實現方式（包括理論、模型和措施）。大地測量參

照框架時通過大地測量手段，由固定在地面上的點所構成的大地網（點）或其他實體（靜止或者運動的物

體）按對應于大地測量系統的規定模式構建的，是對大地測量系統的詳細實現。大地測量系統是總體概念，

大地測量參照框架是大地測量系統的詳細應用形式。大地測量系統包括：坐標系統、高程系統、深度基準

和重力系統。對應的大地參照框架有：坐標參照框架、高程參照框架和重力參照框架。

5,大地測量坐標系統合大地測量常數

大地測量坐標系統是非慣性坐標系統，根據原點位置不一樣，可以分為地心坐標系統和參心坐標系統，從

體現形式可以分為空間直角坐標系統和大地坐標系統；空間直角坐標一般用（X,Y,Z）表達，大地坐標一般

用（經度人,緯度6,大地高H）表達。

注：大地高是指空間點沿橢球面法線方向至橢球面的距離。

大地常數是指地球橢球幾何和物理參數，它分為基本常識和導出常數。

6、參心坐標框架

參心坐標框架是一種區域性、一維靜態的地球坐標框架，是由天義大地網實現和維持的。2U世紀，世界上

絕大部分國家或者地區都采用天文大地網來實現和維持各自的參心坐標框架。我國在20世紀50-80仁代完

畢了全國天文大地網，分別定義了1954北京坐標系統和1980西安坐標系統。

7、地心坐標框架

國家地面參照框架（ITRF）是國際地面參照系統（ITRS）的詳細實現。它以甚長基線干涉測量（VLBIX

衛星激光測距（SLR）、激光測月（LLR）、GPS和衛星多普勒定軌定位（DORIS）等空間大地測量技術構

成全球觀測J網點，經數據處理，得到ITRF點（地面觀測點）站坐標和速度場等。目前，1TRF已成為國際

公認的應用最廣泛、精度最高的地心坐標框架。

國家大地控制網是定義在1TRS地心坐標系統中的區域性地心坐標框架。

8、高程基準

高程基準定義「陸地上高程測量的起算點，區域性的高程基準可以用驗潮站的長期平均海面來確定，?股

定義該平均海平面的高程為零。1954年，我國確定用青島驗潮站計算的黃海平均海水面作為高程基準面，

并在青島市觀象山修建了國家水準原點。1956年計算出我國水準原點高程為72.289m,我國現行的1985

年國家高程基準為72.2604m?

9,高程系統

我國高程系統采用正常高系統，正常高的起算面是似大地水準面：

10、高程框架

高程框架是高程系統的實現。高程框架分四個等級：國家?、二、三、四等水準控制網。此外?種高程框

架形式是通過（似）大地水準面精化來實現的。

11、重力系統和重力框架

重力測量就是測定空間一點的重力加速度。重力參照系統則是指采樣的橢球常數及其對應的正常重力場。

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成的重力控制網，以及用作相對重力尺度

原則的若干條長短基線。

12、深度基準

深度基準面的選擇與海區潮汐狀況有關，常采用當地的潮汐調和常數來計算，山于各地潮汐性質不一樣，

計算措施不一樣，某些國家和地區的深度基準面也不一樣。我國1956年此前采用最低低潮面、大潮平均低

潮面和實測J最低潮面等為深度堪準.1957年起采樣理論深度基準為深度基準面.

13、時間系統與時間系統框架

空間和時間一起構成四維大地測量。

時間系統規定了時間測量的參照原則，包括時刻參照原則、時間間隔的尺度原則。

時間系統框架是某一區域或者全球范圍內，通過守時、授時和時間頻率測量技術，實現和維持統一的時間

系統。

14、常用的時間系統

1）世界時（UT）2）原子時1AT）3）力課時（DT）4）協調時（UTC）5）GPS時（GPST）O

15、時間系統框架

時間系統框架是對時間系統的實現，包括如下幾方面的內容：1）采用的時間頻率基準：2）守時系統；3）

授時系統4〉覆蓋范圍。

老式大地控制網--《測繪綜合能力》講解（ZD

老式大地控制網

1、老式大地控制網的建設

老式大地測量技術建立平面大地控制網就是通過測角、側邊推算大地控制網點的坐標的，詳細的措施有：

三角測量法、導線測量法、三邊測量法和邊角同測法。我國建立天文大地網重要采用三角測量法，在西藏

等困難地區采用導線測量法。

2、三角網布設的原則

I）分級功網、逐層控制：2）具有足夠的精度：5）具有足夠的密度；4）要有統一的規格。

3、全國天文大地網整體平差

全國天文大地網整體平差于1978年至1984年期間完畢，1984年6月通過技術鑒定。建立的我國自己的1980

國家大地坐標系，并為精化地心坐標提供「條件。全國天文大地網整體平差技術原則如下：1）地球橢球參

數IAG-75橢球：2）坐標系統,1980國家大地坐標系和地心坐標系：3）橢球定位于坐標軸指向,1980國

家大地坐標系的橢球短軸應平行于由地球質心指向1968.0地極原點（JYD）的方向，首子午面應平行于格

林尼治平均天文臺的子午面，橢球定位參數以我國范圍內高程異常值平均和最小為條件求定。

4,經緯儀種類

經緯儀一般分為光學經緯儀、電子經緯儀及全站型電子測速儀。

5、光學經緯儀檢查

作業前由具有儀器檢查資質的機構按照行業原則《光學經緯儀》（JJG4I4-）的有關規定執行。

6、電子經緯儀或者全站儀檢食

作業前由具有儀器檢查資質的機構按照行業原則《全站型電子測速儀》（JJG100-）的有關規定執行。

7、光電測距儀

光電測距儀按測程分類，分為短程（不不小于3KM）、中程（3KM至15KM）、長程（15KM至60KM）。

光電測距儀檢定：作業前由具有儀器檢查資質的機構按照行業原則《光電測距儀》（JJG703-）的有關規定

執行。

8、水平角觀測的重要誤差影響

使用經緯儀在野外進行觀測時，其觀測誤差重要來源于：1）觀測人員引起的誤差：2）外界觀測條件引起

的誤差，如大氣條件、太陽方位、地形、地物等；3）儀器精度引起的誤差。

9、水平角觀測措施

1）方向觀測法：2）分組方向觀測法：3）全組合測角法。

三角測量觀測與外業驗算…《測繪綜合能力》講解（三）

三角測量觀測與外業驗算

1、觀洞程序

1）準備：安裝儀器、確定儀器整置中心、測定測站點和照準點歸心元素、設置測傘、整置儀器、選擇零方

向、編制觀測度盤表等.

2）觀測，詳細規定見《國家三角測量和精密導線測量規范九

3）觀測完畢，離開本點之前，應對成果進行詳細的檢查、整頓和計算，埋封好標石。

2、三角測量外業驗算

I）檢查外業資料，包括觀測手簿、觀測記簿、歸心投影用紙等。

2）編制已知數據表和繪制三角鎖網圖。

3）三角形近似球面邊長計算和球面角超計算。

4）歸心改正計算，并將觀測方向值化至標石中心。

5）分組的測站平差。

6）二角形閉合差和測角中誤差的計算。

7）近似坐標和曲率改正計算。

8）極條件閉合差計算，基線條件閉合差計算，方位角條件閉合差計算等。

三角高程測量

1、垂直角觀測措施

垂直角觀測措施有兩種：中絲法和三絲法，這兩種措施本質上是同樣的，在實際作業中可以靈活選用。

1）中絲法：以望遠鏡十字絲的水平中絲為準，照準目的測定垂直角。

2）三絲法：以望遠鏡三根水立絲為準，依次照準同一目的來測定垂直角。

當測站上均有若干個觀測方向時，應將所有方向提成若干組，每組包括2~4個方向。每組一測回的觀測措

施是：盤左時，依次照準改組中所有方向，并分別讀取垂直度盤讀數：在盤后時，依相反的次序照準該組

中所有方向，讀取垂宜度盤讀數。根據規定，各等級三角點上每一方向按中統法觀測時應測四測回，三絲

法觀測時應測兩測回。

2、高差計算公式

1）單向觀測高差計算實用公式

在A點觀測B點的高程為：

hl2=S0tana12+CS02+il-a2

式中：SO：A、B兩點間的水平距離

C垂宜折光差與地球彎曲差綜合影響的系數，又稱球氣差系數；

?12：A點觀測B點的垂直角：

il：A點儀器同；

a2：B點覘標高。

2）用斜距d計算高差的單向公式

hl2=dsina12+（（1-K）/2R）d2cos2a12+（1-H2/R）+il-a2

式中：H2：照準點的大地高；

d：A、B點之間的傾斜距離：

K：折光系數

?12：A點觀測B點的垂直角；

il：A點儀器高：

a2：B點覘標,高。

導線測量…《測繪綜合能力》講解（四）

導線測量

1、導線測量的布設

導線是布設國家水平大地控制網的措施之一，導線測量分一、二、三、四等，其布設原則與三角測量類似。

一、二、三、四等導線測角、測邊的精度規定，應使導線推算的各元素精度與對應等級三角鎖網推算精度

大體一致。

一、二等導線一般沿重要交通干線布設,縱橫交叉構成較大的導淺環.幾種導線環連接成導線網.三、四

等導線是在一、二等導線網（或者三角鎖網）的基礎上深入加密，應布設為符合導線。

表國家導線布設規格

等級導線長度7km導線節長度導線邊長度導或節邊數轉折角測角邊長測定相

/km/km中誤差/〃對中誤差

—?1000-100-15010-30<7±0.7<1:25萬

二500~1000100~15010-30<7±1.0<1:20萬

三符合導線7~20<20±1.8<1:15萬

<200

四符合導線4-15<20±2.5<1:10萬

<150

2、導線邊方位角中誤差

1）一端有已知方位角的自由導線，

式中：一端有已知方位角的自由導線最弱邊方位角中誤差；一

m:折角現測中誤差；?,

n：導線中折角的個數（或者邊數）；"

mTO：已知方位角To的中誤差.3

2）兩端有已知方位角的自由導線，

/2+5+l）/4-2戶.

式中：叫中:自由導愛最弱邊方位角中誤差。。

3、導線測量作業及概算

導線測量的外業和三角測量基本相似，包括選點、造標、埋石、邊長測量、水平角觀測、高程觀測和野外

驗算等工作。

1）選點、造標和埋石

2)邊長測量

3)水平角觀測

4)垂直角觀測

5)導線測量概算

GPS控制網等級…《測繪綜合能力》講解(五)

GPS控制網等級

1、控制網等級及其用途

按照國標《全球定位系統(GPS)測量規范》(GB/T13814-),GPS測量按其精度分為A、B、C、D、E五

級.其中：

1)A級GPS網由衛星定位持續運行基站構成，用于建立國家一等大地控制網，進行全球性的地球動力學

研究、地殼變形測量和衛星精密定軌測量。

2)B級GPS測量重要用于建立國家二等大地控制網，建立地方或者都市坐標基準框架、區域性的地球動

力學研究、地殼變形測量和多種精密工程測量等。

3)C級GPS測量用于建立三等大地控制網，以及區域、都市及T?程測量的基本控制網等。

4)D級GPS測量用于建立四等大地控制網。

5)E級GPS測量用于測圖、施工等控制測量。

2、精度規定

GSPA級網精度

級別?坐標年變化率中誤差/(mm/a)3相對精度"地心坐標各分量

水平分量小垂直分量小年平均中誤差

2-3，1X10%0.5P

GPSB、C、D、E級精芟指標-

級別Q相鄰點基線分量中誤差/mm“相鄰點間平均距離

水平分量~垂直分量V

10P5g

10口20。20。

DQ2皿40P5，

20~40*3-

3、衛星定位持續運行基準站網的布設

1)布設原則

CORS根據管理形式、任務規定和應用范圍，劃分為國家基準站網、區域基準站網和專業應用站網。

（I）國家基準站網

國家基準站網的布設應顧及社會發展、經濟建設和自然條件原因,在即將實行的國家大地基準基礎設施建

設項目中，我國將在全國范圍內建設360個地基穩定、分布均勻的持續運行基準站（其中：新建150個、

改造60個、直接運用已經有的站150個）。

（2）區域基準站網

區域基準站網是指在省、市地區建立的持續運行基準站網，重要為成高精度、持續運行的區域坐標基準框

架，為省、市區域提供不一樣精度的位置服務和有關信息服務。區域基準站網的布設按實時定位精度而選

擇基準砧間的距離，當采用網絡RTK技術滿足厘米級實時定位,其區域基準站布設間距不應超過80KM.

（3）專業應用站網

專業應用站網是由專業部門或者機構根據專業需求建立的基準網站，用于開展專業信息服務。它的方設間

距重要根據專業需求，當滿足實時定位分米級規定，則基準站布設間距一般在100?150KM之間。

2）基準站設計與選址

基準站設計時應根據基準站網布設原則，在圖上標出設計基準站站址，同步標明基準站及其周圍地區的重

要地質構造、地震活動，與設計有關的地震臺、人衛站，以及可以運用的GPS、大地測量網站點。

設計完畢后應進行實地踏勘選址。選址小組應由熟悉GPS、水準測量的工程師和地質工程師共同構成。基

準是投資大并且需要長期穩定使用的基礎設施，應當選擇地質構造穩定、安全僻靜、交通便利，并運用測

量標志長期保留和觀測的地方。同步基站周圍需要有稔定、安全可靠的電源，用于接入公用和專業通訊網

絡。

站點應距離易產生多途徑效應的地物不不不小于200M,應有.10衣以上地平高度角的衛星通視條件，距離

電磁干擾區的距離不不不小于200M,同步要避開易產生振動的地帶。

站址選定后，應設置一種標注有站名、站號、標石類型的點位標;只，拍攝點位的遠景、近景照片各一張，

并填繪基準站點之記。

3）基礎設施建設

基礎設施的建設重要是根據基準站建筑整體設計及專題防護設計（如防風、防雷）完畢觀測墩、觀測室的

建造，以及電力線、通訊線等管線敷設。觀測墩一般為鋼筋泡凝土構造，根據站址地質環境，觀測墩可建

為基巖觀測墩或者土層觀測地。專業應用網站，根據狀況也可建造屋頂觀測墩。觀測室面積不適宜過小，

設計時應考慮防水、排水、防風、防雷等原因。電力和信號管線應分別布設，預埋兩種管道，并進行動物

防護處理，觀測室內的溫度和相對濕度應滿足儀器設備正常運行的規定。

4）設備配置與安裝

基站設備重要由全球P.星導航系統接受機、天線、氣象設備、不間斷電源、通信設備、雷電防護設備、計

算機和集成柜等構成。部分GPS基準站配置原子鐘、衛星通信設備及空調等設備。多種設備的規定應當符

合有關規范和CORS系統設計的規定。

5）數據中心

數據中心以計算機及網絡技術為基礎，用于數據存儲、處理分析和產品服務。建設時應考慮：安全性、可

靠性、保密性和可恢復性。數據中心重要由基準站網管理系統，數據處理分析系統和產品服務系統構成。

其產品可以分為位置服務、時間服務、氣象服務、源數據服務等類型。

6）數據通信網絡

基準站網應在專用網絡上構建數據通信網絡，應采用TCP/IP作為數據通信協議。連接基準站的通信鏈路可

以采用數據專線、無線擴頻等通信方式，連接數據中心的通信鏈路可采用數據專線、衛星通信等通信方式。

國家基準站網的基準數據應每日定期傳播，區域基準站網和專業應用站網需要提供實時服務時，應當具有

數據實時傳播能力。

GPS網布設…《測繪綜合能力》講解（六）

GPS網布設

1、GPS網技術設計

GPSB.C、D、E級網重要是建立國家二、三、四等大地控制網，以及測圖控制點。由于點位多，布設工

作量大，布設前應進行設計，以獲取最優的布設方案。在技術設計前應當根據任務的需要，搜集測區范圍

內已經有的衛星定位持續運行基準站、多種大地點位資料、多種圖件、地質資料，以及測區總體建設規劃

和近期發展方面的資料。技術設計時應對上述資料分析研窕，必要時進行實地勘察，然后進行圖上設計。

圖上設計重要根據任務中規定的GPS網布設的目的、等級、邊氏、觀測精度等規定，綜合考慮已經有的資

料、測區地形、地質和交通狀況，以及作業效率等狀況，按照優化設計原則在設計圖上標出新設計的GPS

點的點位、點名、點號和級別，還應標出有關的各類測量站點、水準路線及重要的交通路線、水系和居民

地等.制定出GPS聯測方案,以及與己經有的GPS持續運行基潴站，國家三角網點、水準點聯測方案.

設計后應上交野外踏勘技術總結和測量任務書與專業設計書。

2、GPS網點選址與埋石

1）GPS網選點基本原則

GPSB級點必須選在一等水準路線結點或者一等.與二等水準路線結點處，并建在基巖上，假如原有水準點

附近3KM處無基巖，可選在土層上。

GPSC級點作為水準路線的結點時應選建在基巖上，如結點處無基巖或不利于此后水準聯測，可選在土層

上。

點位應均勻布設，所選點位應當滿足GPS觀測和水準聯測條件。點位占地應當得到上地使用者或者管理者

的同意。

2）選點的基本規定

選點人員應由熟悉GPS、水準測量的測繪工程師和地質工程師構或。選點前應當充足理解測區的地理、地

質、水文、氣象、交通、通信和水電等信息。實地勘察點位時，點位確定后用手持GPS接受機測定大地坐

標，同步考察衛星通視環境與電磁干擾環境，確定可用標石類型，記錄點之記的有關內容，樹立標志牌，

拍攝照片。點位應當選擇在稔定的基巖、巖石、土層、建筑物頂部等可以長期保留及滿足觀測、擴展、使

用條件的地點，并做好選點標識。選點時應當避開環境變化大、地質環境不穩定的地區，遠離反射功率強

大的無線電發射源、微波信道、高壓線等，距離不不不小于200米。選點時應當避開多途徑影響，點位周

圍應保證高度角15度以上無遮擋。繪制水準聯測示意圖，完畢后提交選點圖、點之記信息、實地選點狀況

闡明、對埋石工作的提議。

3）GPS點建造

B級點：基巖GPS、水準共用標石；C級點：基巖GPS、水準共用標石，或者上層GPS、水準共用標石；

E級：基巖GPS、水準共用標石，或者土層GPS、水準共用標石，或者樓頂GPS、水準共用標石。

3、GPS接受機檢查

作業所使用的GPS接受機及天線都必須送國家計量部門承認的儀器檢定單位檢定，檢定合格后在有效期內

使用。在某些特殊狀況下或者在使用過程中發現儀器有異常狀況，可以根據行業原則《全球定位系統（GPS）

測量型接受機檢定規程》（CHT8016）所述措施進行檢查。

4、GPS觀測實行

GPS上層點埋石結束后，一儂地區應當通過一種雨季，凍土深度不小于0.8M的地區還應當過一種凍、解

期，巖層上埋設的標石應通過?種月，方可進行觀測。

1）技術規定：

至少觀測4顆星，采樣間隔30秒；靜態觀測模式，觀測衛星截止高度角10度，坐標和時間系統為WGS84

和UTC：B級點持續觀測3個時間段，每個時間段不少丁23小時：C級點持續觀測不少于2個時間段，每

個時間段不少于4小時；D級點持續觀測不少于1.6個時間段，每個時間段不少于I小時；E級點持續觀測

不少于1.6個時間段，每個時間段不少于40分鐘。

2）各等級大地控制網觀測均規定采用雙頻大地型GPS接受機。

3）觀測方案:

（1）基于GPS持續運行站的觀測模式；（2）同步環邊連接GPS靜態相對定位觀測模式：同步觀測儀器臺

數不少于5臺，同步環邊數不不小于6條，環長應不不小于1500KM。

4）作業規定

架設天線時要嚴格整平、對中，天線定向線應指向磁北，定向誤差不不小于±5度：檢查儀器、天線及電

源的連接狀況，確認無誤后方可開機觀測；開機后輸入測站編號、天線高等測站信息：在每個時間段的觀

測前后各量測一次天線高，讀數精確至1MM；觀測手懶必須在觀測現場填寫，嚴禁事后補記和涂改編造數

據：觀測員應當定期檢查接受機的多種信息，并在手簿中記錄需填寫的信息，有特殊狀況時應在備注欄中

注明：觀測員要認真、細心操作儀器，防止人或者牲畜碰動儀器、天線和遮擋衛星信號；雷雨季節觀測時，

儀器、天線要注意防雷擊，雷雨過境時應關閉接受機并卸下天線.

5）數據下載與存儲

觀測時段結束后，應及時將觀測數據下我：每天的原始數據使用一種夕目錄，每天的RINEX數據使用另一

種子目錄：原始數據域RINEX數據必須在微機硬盤中保留到上交的數據檢查驗收完畢后，并在不一樣的介

質上備份。

6）外業數據檢查與技術總結

數據質量檢查應當采用專門的軟件進行，檢查內容包括：觀測衛星總數，數據可運用率，LI、L2頻率的多

途徑效應影響MP1、MP2應不不小于0.5m,GPS接受機時鐘的穩定性不低于10-8等。

技術總結編寫執行CH/T1001-,應當包括的內容：任務的來源、任務內容、完畢狀況、測區概況、作業根

據、采用的基準及已經有資料運用狀況、作業組織實行、儀器檢查、質量控制、技術問題的處理、存在的

問題和提議，體積成果內容等。

GPSRTK測量-《測繪綜合能力》講解（七）

GPSRTK測量

1、臨時基站RTK測量

I）GPSRTK測量過程

GPSRTK測量過程一般包括：基準站選擇和設置、流動站設置、中繼站的設置等。1）基準站的觀測點位

的選擇和系統設置

（1）GPSRTK定位的數據處理過程是基準站和流動站之間的單基線處理過程，基準站和流動站的觀測數

據質量好壞、無線電的信號傳播質量好壞對定位成果的影響很大，實際野外工作時，流動站作業點是由測

量任務決定的，因此基準站的選擇就顯得尤為重要了。

（2）基準站的設置包括：建立項目和坐標系統管理、基準站電臺頻率的選擇、GPSRTK工作方式的選擇、

基準站坐標輸入、基準站工作啟動等。

2）流動站GPS的設置

流動站GPS的設置包括：建立項目和坐標系統管理、流動電臺頻率的選擇、有關坐標的輸入、GPSRTK工

作方式的選擇、流動站RTK工作啟動、使用RTK流動站測量地形點等。

3）中繼站電臺的設置

中繼電臺只站轉發信號，只要中繼電臺可以接受基準站電臺信號，同步可以將其發送給流動站使用，可以

按需安排隨時任意安排位置。

2、網絡RTK測量

實時網絡RTK服務，是運用基準站的載波相位觀測數據與流動站的觀測數據進行實時差分處理，并解算整

周模糊度，由于通過差分消去了絕大部分的誤差，因而可以到達厘米級定位精度。網絡RTK不需要架設基

準站.，并老式的RTK測量效率提高30%左右。網絡RTK根據解算模式可以分為：

1）單基站RTK技術

CORS站網由若干給CORS站構成，GPS差分信號可從各個CORS站發出，也可以從數據中心發出。在這

種網絡RTK模式下，每個基準站服務于一定作用半徑的GPS顧客，對于一般的RTK應用，服務半徑可以

到達30KM。GPS差分數據播發的數據鏈，可以用無線電臺，也可以用公用無線通信網絡。

2）虛擬基準技術（VRS）

VRS技術是既有RTK技術的代表。采用VRS技術，基準站網子系統必修包括三個以卜.的持續運行基準站，

數據中心通過組合所有基準站的數據，確定整個CORS覆羌區域的電離層誤差、對流層誤差、軌道誤差模

型等。作業時，首先通過GPRS或者CDMA無線通信網絡向數據中心發出服務祈求，并將流動站的概略位

國.回傳給數據中心，數據中心運用與流動位置最靠近的三個基準站的觀測數據及誤差模型，生成一種對應

于流動站概略位置的虛擬基準站（VRS）,然后將這個虛擬基準站的改正數據信息發送給流動站，流動站再

結合自身的觀測數據實時解算其所在位置的精確坐標。

3）主副站技術（MAC）

主副站技術.首先選擇一種基準站作為主站，并將主站所有的改王數及坐標信息傳送給流動站，而網絡中

其他基準站只是將其相對與主站的改正數變化及坐標差信息傳送給流動站，從而減少了傳送的數據量。

VRS和MAC技術服務半徑?般可以到達40KM左右。

GPS測量數據處理-《測繪淙合能力》講解（八）

GPS測量數據處理

1、外業數據質量檢核

GPS外業觀測數據質量檢核重要包括如下內容：

1）數據剔除率。

同一時段內觀測值的數據剔除率不應當超過10%。

2）要測基線的長度差。

C、D級網基線處理和B級網外業預處理后，若某基線向量被多次反復，則任意兩個基線長度差ds應當滿

足如下條件：

ds<

其中，。為對應級別規定的基線中誤差，計算時邊長按實際平均邊長計算。同一點間不一樣步段的基線數

據（與持續運行站網）長度較差，兩兩比較野應當滿足上式。

3）同步觀測環閉合差。

第三邊處理成果與前兩邊的代數和之間的差值，應當滿足如下條件：

心巖"邛5"冬

其中，。為對應級別規定的基線中誤差，計算時邊長按實際平均邊長計算。

4）獨立環閉合差及符合線路出標閉合差。

C、D級網及B級網外業基線偵處理成果，其獨立閉合環或符合線路坐標閉合差應滿足如下條件:

其中，。為基線測量中誤差，n為閉合邊數，wx=（wx2+wy2+wz2）l/2計算時邊長按實際平均邊長計算。

2,GPS網基線精處理成果質量檢核

GPS網基線精處理成果質量檢核包括如下內容：

1）精處理后基線分量及邊長的反熨性；

2）各時間段的比較差：

3）獨立閉合環差或者附和線路的坐標閉合差。精處理成果應當滿足對應規范。

3、GPS網平差

使用GPS數據處理軟件進行GPS網平差，首先提取基線向量，另一方面進行三維無約束平差，再次進行

約束平差和聯合平差，最終進行質量分析和控制。詳細流程如下：

常用坐標系統-《泅繪綜合能力》講解（九）

常用坐標系統

一、大地坐標系

大地坐標系是參心坐標系，其坐標原點位于參照橢球中心，以參照橢球面為基準面，用大地經度L、緯度

B和大地高H表達地面點位置。過地面點P的子午面與起始子午面間的夾角叫P點的大地經度。由起始子

午面起算，向東為正，叫東經（0°~180n）,向西為負，叫西經〔0°-180°）o過P點的橢球法線與赤道

面的夾角叫P點的大地緯度。由赤道面起算，向北為正，叫北緯（0°~90°，向南為負，叫南緯（0°-90°）o

從地面點P沿橢球法線到橢球面的距離叫大地高。大地坐標坐標系中，P點的位置用L,B表達。假如點不

在橢球而匕表達點的位置除L.B外，還要附加另一?參數一一大地高H,它同正常高H正常及正高H正有

如下關系：

H=H+，修程異常）

H=H+N（大地水準面差距）,

N

二、地心坐標系

地心坐標也是以參照橢球為基準面，地心坐標系與上述大地坐標系不一樣之處是，地面點P的緯度是以P

的向徑PO與大地赤道面的交角，這個交角稱為地心緯度。地心坐標系應當滿足如下4個條件：（1）原點

位于整個地球（包括海洋和大氣）的質心；（2）尺度是廣義相對論意義下某一局部地球框架內的尺度：（3）

定向為國際時間局測定的某一歷元的協議地極和零子午線，稱為地球定向參數（EOP）；（4）定向隨時間的

演變滿足地殼無整體運動的約束條件。

三、空間直角坐標系

以橢球體中心O為原點，起始了午而與赤道面交線為X軸，在赤道而上與X軸正交的方向為Y軸，橢球

體的旋轉軸為Z軸，構成右手坐標系O.XYZ,在該坐標系中，P點的位置用X,Y,Z表達。

在測量應用中，常將地球空間直角坐標系的坐標原點選在地球質心（地心坐標系）或參照橢球中心（參心

坐標系），z軸指向地球北極，x軸指向起始子午面與地球赤道的交點，丫軸垂直于XOZ面并構成右手坐標

系。

四、站心坐標系

在描述兩點間關系式，為以便立觀，一般采用站心坐標系。根據坐標表達措施，有可以分為站心直角坐標

系和站心極坐標系。

以P0點為中心的站心直角坐標系定義如下：

（1）原點位于P0：

（2）U軸與過P0點的參照橢球的法線重疊，指向天頂；

（3）N軸垂直FU軸，指向參照橢球的短半軸：

（4）E軸垂直于U軸和N軸.形成左手系；

（5）在站心直角坐標系下的點N、E、U坐標為改點在三個坐標熟上投影長度。

匕點所在的平行圈Z%:

Qiu)

\幾點所在的子午線

丫

赤道

以P0點為中心的站心極坐標定義如下：

(1)NPOE平面為基準面;

(2)極點位于P0：

(3)極軸為N軸。

點在站心極坐標系下的坐標用極距、方位角和高度角表達。

五、高斯直角坐標系

采用橫切圓柱投影-高斯-克呂格投影的措施來建立平面直角坐標系統，稱為高斯-克呂格直角坐標系，簡稱

為高斯宜角坐標系。高斯-克呂格投影就是設想用一?種橫橢圓柱面，套在旋轉橢球體外面并與旋轉橢球體面

上某一條子午線相切，同步使橢圓柱的軸位于赤道面內并通過橢圓體的中心，相切的子午線稱為中央子午

線。然后將中央子午線附近的旋轉橢球而上的點、線投影至橫切切柱面上.去，再順著過極點的母線，將橢

圓柱面剪開，并展成平面，這個平面稱為高斯?克呂格投影平面，尚稱高斯投影。高斯投影平面上的中央子

午線投影為直線且長度不變，其他的r午線均為凹下中央子午線的曲線，其長度不小于投影前的長度，離

中央子午線越遠長度變形越長，為了將長度變化限制在測圖精度容許的范圍內，一般采用6度或者3度分

帶法。

高程控制網一《測繪綜合能刀》講解(十)

高程控制網

I、水準網的布設原則及其精度

大國家高程控制網重要是指國家一、二、三、四等水準網。我國水準點的高程采用正常高系統，按照1985

國家高程基潴起算，青島國家原點高程為72.260m。水準網的布,殳原則是由高級到低級，從整體到局部，

逐層控制，逐層加密。

一等水準路線是國家高程控制網的骨干，同步也是研究地殼和地面垂直移動及有關科學研究的重要根據。

一等水準路線應當沿著地質構造穩定、路面坡度平緩的交通路線布設。水準路線應當合成環，構成網狀。

二等水準路線是國家高程控制的全面基礎，應在一等水準環內布沒，二等水準路線盡量沿省、縣級公路布

設，如有特殊需要可以跨鐵路、公路及河流布設。三、四等水準網是在一、二等水準網的基礎上深入加密，

根據需要在高等級水準網內布設成附合路線、環線或者結點網，直接提供地形和多種工程建設的高程控制

點.

2、水準路線的選擇和水準標石的埋設

(I)圖上設計

(2)實地選線和選點

(3)標石埋設

3、水準測量作業措施及誤差天源

(I)儀器誤差

(2)外界原因引起的誤差

(3)觀測誤差

4、水準觀測的程序和基本規定

(i)觀測前30分鐘，應將儀器置于露天陰影卜.，使儀器與外界的氣溫趨于一致；設站時，應用測傘遮蔽

陽光，遷站時，應革以儀器罩。使用數字水準儀前，還應當進行預熱，預熱不少于20次單次測量。

(2)對氣泡式水準儀，觀測前應測出傾斜螺旋的置平零點，并作標識，伴隨氣溫變化，應隨時調整零點位

置對于自動安平水準儀的圓水準器，應嚴格置平。

(3)在持續各測站上安頓水準儀的三腳架時，應使其中兩腳與水準路線的方向平行，而第三腳輪換宜于路

線方向的左側與右側。

(4)除路線轉彎處，每一測站上儀器與前后視標尺的三個位置，應靠近一條直線。

(5)不應為了增長標尺讀數，而把尺樁安頓在壕坑中。

轉動儀器的傾斜螺旋和測微鼓時，其最終旋轉力向，均應為肥進。

(7)每一測段的來回，其測站數均為偶數。由往測轉向返測時，兩支標尺應互換位置，并應重新整置儀器。

(8)在高差甚大地區應選用長度穩定，標尺名義米長度偏差和劃分偶爾誤差較小的水準尺作業。

(9)對于數字水準儀，應防止望遠鏡直接對準太陽，盡量防止視線被遮擋，遮擋不要超過標尺在望遠鏡中

截長的20%,儀器只能在廠方規定的溫度范圍內工作，確信震動源導致的震動消失后才能啟動測量鍵。

4、水準測量外業計算

(1)觀測數據的檢查

(2)外業高差和概略高程表的編算

(3)每r?米水準測量的偶爾口誤差計算

(4)每千米水準測量的全中誤差計算

5、水準網平差

水準網平差最常用的措施是間接平差和條件平差，BP(pvv]=最小條件卜?,求出觀測值的改正數和平差值，

并對觀測值、平差值及其函數進行精度評估。

(1)水準測量觀測權值確實定

水準測量的觀測值是高差，水準測量的中誤差可用下式表達：

m=

式中：r為水準測量每千米中誤差，即以1千米為單位權觀測的單位權中誤差，1為以千米為單位的高程觀

測值的路線長度。高差觀測值的權為：

p=C/l

式中：C為常數，C的選擇應使計算出的P值便于平差時使用。

對于山地水準測量，一般是記錄水準路線的測站數n。這時，水準測量高差觀測值的權可以按下式確定：

p=C/n

式中：。可以根據水準網中各路線測站數的多少合適選擇，使得計算的P值便于平差時使用.

（2）間接平差措施

間接平差計算的環節：

確定未知數的個數I,并選定1個函數獨立未知量作為未知數：

列出平差值方程和誤差方程；

列出未知數函數式；

構成誤差方程系數表；

構成法方程的系數、常數項，并進行“和檢核”：

解出未知數、［pvvl、未知數區數的權倒數；

對解出成果進行檢核；

精度評估。

（3）條件平差法

條件平差計算環節：

確定必要觀測個數，即確定條件方程的個數；

列出足夠數目且線性無關的條件方程；

列出平差值函數式：

寫出條件方程系數表；

構成法方程的系數及常數項，并進行“和檢核”；

解算法方程組，求［pvv］及平差值函數的權倒數；

求出改正數V,并作檢核；

計算單位權中誤差及函數的中誤差。

重力測量設計-《測繪綜合能力》講解（十一）

重力測量設計

1、重力控制測量等級

重力控制網采用逐層控制措施，首先在全國范圍內建立各級重力控制網，然后在此基礎上根據多種不一樣

目的和用途再進行加密重力測量。國家重力控制網測量分為三級：國家重力基本網，國家一等重力網，國

家二等重力點。此外尚有國家級重力儀標定基線。

重力基本網是重力控制網中最高級控制，它由重力基準點和基本點以及引點構成。重力基準點經多臺、多

次的高精度絕對重力儀測定。基本點以及引點由多臺高精度的相對重力儀測定，并與國家重力基準點聯測。

一等重力網是重力控制網中次一級控制，由一等重力點構成，重力點由多臺高精度的相對重力儀測定，并

與國家重力基準點或國家重力基本點聯測。二等重力點是重力控制中的最低級控制，重要是為加密重力測

量而設定的重力控制點，其點位可山一臺高精度的相對重力儀測定，并與國家重力基本點或一等重力點聯

測。

國家級重力儀標定基線重要是為標定施測所用的相對重力儀格值，分為長基線和短基線兩種。重力標定基

線點具有較高的精度，可以作為重力控制點使用，但在控制網中無級別。

2、重力控制測量設計原則

重力測量的目的，是建立國家重力基準和重力控制網。國家重力基準是由一定數量分布合理的重力基準點

構成的重力基準網，以構成控制全國的重力測量的基潴框架。重力基準點的設計首先應當先根據國家絕對

重力測量的能力，確定點數，另一方面應當考慮點位的區域均勻分布，選擇地殼板塊穩定，無較大質量搬

遷地區，交通便利，并遠離震動的基巖上。基本重力控制點應在全國構成多邊形網，點距應在500KM左右。

一、二等重力點的布設應當滿足各部門進行區域重力測量的需要，在全國范圍內分布，點間距應在3D0KM

左右，由基本重力點開始聯測，可不設成附和形式、閉合形式。在條件苦難地區，也可以聯測成支線形式。

長基線應基本控制全國范圍內重量差，大體沿南北方向布設，兩端重力值之差應不小于X10-5ms-2,每個

基線點應為基準點；短基線按區域布設，兩端站市.力值之差應不小于150X10-5ms-2o段差相對誤差應不不

小于5X10-5.短基線至少一種端點與國家重力控制點聯測.

3、加密重力測量設計原則

加密重力測量重要是測定地球重力場的精細構造，為大地測量、地球物理學、地質學、地震學、海洋學和

空間技術等領域所需的重力異常、垂線偏差、高程異常和空間擾動引力場等提供地球重力場數據。目前，

加密重力測量的重要任務及服務對象：

（1）在全國建立5'X5'的國家基本格網的數字化平均重力異常模型：

（2）為精化大地水準面，采月天文、市力、GPS水準測量措施確定全國范圍的高程異常值：

（3）為內插大地點求出天文天地垂宜線偏差：

（4）為國家一、二等水準測且:提供正常高系統改正。

重力測量儀粉及檢查一《測繪綜合能力》講解（十二）

重力測量儀器及檢查

1、FG5型絕對重力儀檢查和調整

FG5型絕對重力儀安裝要點：

（1）首先將超長彈簧三腳基座安頓于測點儀器墩上，使儀器墩的測量標志位于基座中心，將超長彈簧筒置

于基座上。

（2）將激光干涉儀置于超長彈簧上方。

（3）將落體他基座安裝三條支撐腿，然后架在激光干涉儀上方。將塑膠墊塊置于支撐腿下方的墩面上，在

塑膠墊塊上分別安放托墊及瑪瑙球。轉動對應托墊螺旋，使落體艙頂部的兩個互相垂直的水準器泡居中。

（4）根據儀器闡明書的操作間明，連接各部件之間的連線，包括光纖連線，依次接通各部件電源。

FG5型絕對重力儀在工作之前重要進行如下檢查和調整：

檢荏和調整激光穩頻器、激光干涉儀和時間測量系統；

調整測量光路的垂直性；

調整超長彈簧的參數；

熟人檢查程序和觀測計算程序；

輸入測點有關數據（測點編號、經緯度、高程、重力垂直梯度等〕：

運行檢查程序，檢查計算機運行狀態。

2、拉科斯特型相對重力儀檢查與調整

我國使用拉科斯特型（簡稱LCR）相對重力儀，用于測定基本重力點和一等重力點。儀器在作業前及作業

期間需定期對重力儀進行檢查和調整：

（1）光學位移敏捷度的測定與調整：

（2）對的讀數線的檢查與調整；

（3）橫水準器的檢查與調整：

（4）電子讀數零位與檢流計零位的檢查與調整；

（5）電子敏捷度的測定與調整：

（6）光學位移線性度的檢瓷；

（7）電子讀數線性度的檢查。

3、石英彈簧重力儀檢查和調瞥

測定二等重力點及加密重力點的相對重力儀，可以采用石英彈簧重力儀或者金屬彈簧重力儀，對于石英彈

簧重力儀進行如卜.檢查和調整：

（1）面板位置的檢查與調整；

（2）縱、橫水準器的檢查與調整；

（3）亮線敏捷度的檢查與調瞥；

（4）量測范圍的調整。

市力測量-《測繪綜合能力》講解（十三）

重力測量

1、重力測量

（1）絕對重力測量

（a）絕對重力儀觀測

觀測前首先要設置有關參數，包括運行命令、觀測參數、儀器參數等。絕對重力儀自動運行，開始觀測采

集數據。

由每次下落采集的距離和時間對構成觀測方程，解算出落體下落初始位置高度處的觀測市力值g,繪制下落

成果直方圖，進行固體潮改正、氣體改正、極移改正和光速有限改正，并將重力值g，進行觀測高度改正，

分別歸算至離墩面1.3m處和場面的觀測市力值。

在測量過程中，觀測員應根掂測點觀測環境適時察看儀踹的運行狀況，發現問題（如旗袍拍內衣、頻率參

數偏離、激光垂直度偏離等）應及時調整、改正，并認真和詳細填寫“FG5絕對重力測量觀測登記表”。

每個點的總均值原則差應不不小于±5X]0-8ms-2。

當獲得足夠數量下落個數和滿足精度規定的觀測成果后，才能拆解儀器，結束該點絕對重力儀觀測。

（2）重力垂直梯度和水平梯度的測定

每個絕對重力點在測定重力值時，也應同步測定重力垂直梯度，假如該點過去未進行過水平梯度測量，則

還需測定水平梯度。在測量前應對所用的重力儀進行電子（或光學）敏捷度和縱橫氣泡的檢查，每月或大

跨度轉移測區時應進行電子（或光學）敏捷度、縱橫水準氣泡、對的讀書線和電子讀書線性度（或光學位

移線性度）四項檢查。

2、基本.用力點聯測

國家基本重力點（含引點）聯測應采用對稱聯測，即：A-B-C.........C-B-A,觀測過程中儀器停放超

過2小時，則在停放點應反復觀測，以消除靜態零漂。每條側線一般在24小時內閉合，特殊狀況可以放寬

到48小時。每條測線計算?種聯測成果。

3、一、二等重力點聯測

一等重力點聯測路線應構成閉合環或附合在兩基點間，其測段數一般不超過5段，特殊狀況下可以按輻射

狀布測一種一等點。聯測時應采用對稱觀測，即：A-B-C........C-B-A,觀測過程中儀器停放超過2

小時，則在停放點應反第觀測，以消除靜態零漂。每條側線一般在24小時內閉合，特殊狀況可以放寬到

48小時。每條測線計算一種聯測成果。

二等重力點聯測起算點為重力基本點、一等重力點或其引點。聯測構成的閉合路線或附合路線中的二等重

力點數不得超過4個，在支測路線中容許支測2個二等重力點。?般狀況下，二等聯測應盡量采用三程循

環法，即：A-B-A,B-A-B作為兩條測線計算。每條側線一般在36小時內閉合，困難地區可以放寬

到48小時。

一、二等重力點聯測使用LCR重力儀，每點觀測程序與國家基本重力點（含引點）聯測相似。一等重力點

（含引點）段差聯測中誤差不得不小于±25X10-8ms-2,二等重力點段差聯測中誤差不得不小于±250

X10-8ms—2。

4、加密重力點聯測

加密重力點聯測的起算點為各等級重力控制點，重力測線應形成閉合或附合路線，其閉合時間?般不應超

過60小時，困難地區可以放寬到84小時。

5、平面坐標和高程測定

每個重力點都必須測定平面坐標和高程。重力點坐標采用國家大地坐標系，高程采用國家高程基準。各等

級的重力點的平面坐標、高程測定中誤差不應超過1.0m.

加密重力點的點位相對于國家大地控制點的平面點位中誤差不得超過100m,相對精度不低于國家四等水準

點的高程點的中誤差不應超過1.0m,困難地區可以放寬到2.0m。

6、重力觀測的數據計算及上交資料

(1)重力測量數據計算

絕對重力測量數據計算包括如下內容：

<a)墩面或離墩面1.3m高度處重力值計算：

(b)每組觀測重力值計算的立均值計算及精度估算：

(c)總平均值計算及精度估算：

(d)重力梯度計算。

(2)相對重力測量數據計算

相對重.力測量數據計算包括如下內容：

(a)初步觀測值的計算：

(b)零漂改正后的觀測值計算。

(3)重力測量上交資料

絕對重力測量、相對重力測量和加密重力測量應上交的資料應符合規范和技術設計的規定，資料應包括紙

制與電子文檔。

似大地水準面精化一《測繪綜合能力》講解(十四)

似大地水準面精化

1、似大地水準面概念與作用

大地水準面：也稱為重力等位面，它既是一種幾何面，又是一種物理面，相稱于地球讓完全靜止的海水所

包圍的一種曲面。

正高：地面點沿重力線到大地水準面的距離稱為正高。

根據位差理論，某帶定點的正高應等于沿水準路線所測的位差除以該點的用力平均值gm,由于gm不能精確

球出，因此正高在解算過程中有一定難度。為此，普遍采用待定點的正常重力值rm替代沿重力線到大地水

準面的重力平均值gm,水準路線上的重力仍采用實測重力值。這樣由于重力值的變化，其效果相稱于高程

起算面也發生「變化，即不再是大地水準面，而稱為似大地水準面。似大地水準而在海洋上同大地水準面

一致，但在陸地上有差異，它是正常高的起算面，地面點沿重力找到似大地水準面的距離稱為正常高。以

似大地水準面定義的高程系統稱為正常高系統。我國目前采用的法定高程系統就是正常高系統。

大地高：從地面點沿法線到我們采用的參照橢球面的距離。它的起算面也就是我們所采用的參照橢球面。

由此可以看出當采用不一樣的參照橢球時，所得到的大地高也是不一樣的。

參照橢球面與大地水準面之差的距離稱為大地水準面差距，記為N,參照橢球面與似大地水準面之差的距

離稱為高程異常，記為假如設地面某一點的大地高為H,它的正高為h正高，正常高為h正常高，則

有：

H=h正高+N=h正常高M

因此，當我們懂得某一點的大地高H和h正常高，則可以求出某一點的高程異常反之，若懂得某一點

的大地高H和高程異常則可以求出某一點的正常高h正常高，參照橢球面與大地水準面、似大地水準

面關系見示意圖。

地表面

似大地水準面

大地水準面

參考橢球面

從圖中可以看出，精確求定大地水準面差距N,則是對似大地水準面的精化，精確求定高程異常C,則是

對似大地水準面的精化。我國采用的是正常高系統，正常高的起算面是似大地水準面的精化，也就是按一

定的辨別率精確求定高程異常，值。

在老式大地測量時期，外業獲取的大地測量數據均要歸算到橢球而上才能進行大地測量計算，必須懂得所

測三角點的大地高，為此，大地測量工作者沿著一等三角鎖段布沒了天文重力水準路線，運用天文市力水

準的措施計算出高程異常C,再運用水準聯測三角點，求出三角點的正常高h正常高，按照H=h正常高+

U,求出各三角點的大地高。由此可見，為求出三角點的大地高所付出的代價是巨大的。

而現代采用GPS定位技術，點位大地高與坐標直接求出，只要在一種區域內精確確定高程異常"則可以

求出正常高h正常高，變化了此前為得到點位的正常高必須進行老式水準測量。

2、似大地水準面精化措施

確定大地水準面的措施可歸納為：幾何法（如天文水準、衛星測高及GPS水準等）、重力學法及幾何與重

力聯合法（或稱組合法）。目前，陸地局部大地水準面的精化普逅采用組合法，即以GPS水精確定的高精

度但辨別率較低的集合大地水準面作為控制，將重力學措施確定的高辨別率但精度較低的重力大地水準面

與之擬合，以到達精化局部大地水準面的目的。

似大地水準面精化設計一《測繪綜合能力》講解（十五）

似大地水準面精化設計

1、設計原則

（I）與建設現代化的國家測繪基準相結合

考慮到我國天文大地網逐漸失去控制作用，而國家GPS大地控制網尚未構成完整的體系取代我國天文大地

網，我國高程控制網現勢性較差。為此，在開展精化區域似大地水準