第02章 国家大地控制网简介

1、/ /7676 1 安徽理工大学安徽理工大学 / /7676 2 安徽理工大学安徽理工大学 本章简述国家大地控制网的布设，目的 是了解建立控制网的方法和程序。内容涉及 控制网的布设原则、布设方案；控制网的技 术设计、精度估算。 难点 平面控制网的技术设计、精度估算 返回本节首页 知识点及学习要求知识点及学习要求 1建立国家平面控制网的基本方法与布网形式；建立国家平面控制网的基本方法与布网形式； 2控制网的技术设计、精度估算；控制网的技术设计、精度估算； 3. 3. 国家高程控制网的建立。国家高程控制网的建立。 / /7676 3 安徽理工大学安徽理工大学 大大 地地 测测 量量 学学 高程测量

2、高程测量 重力测量重力测量 空间测量空间测量 角度测量角度测量 距离测量距离测量 天文测量天文测量 水平控制水平控制 网的布设网的布设 高程控制高程控制 网的布设网的布设 三维控制三维控制 网的布设网的布设 重力控制重力控制 网的布设网的布设 地面重力值地面重力值 三维坐标三维坐标 一维坐标一维坐标 二维坐标二维坐标 / /7676 4 安徽理工大学安徽理工大学 2.1 水平控制网的建立水平控制网的建立 Establishment of Horizontal Control Network 一、建立水平大地控制网的常规方法一、建立水平大地控制网的常规方法 导线测量法导线测量法 三角测量法三角测

3、量法 三边测量法三边测量法 边角同测法边角同测法 / /7676 5 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 一、建立水平大地控制网的常规方法一、建立水平大地控制网的常规方法 导线测量法导线测量法 基本概念基本概念 在地面上按要求选定一系列点，相邻点间互在地面上按要求选定一系列点，相邻点间互 相通视，并连成一条折线称为相通视，并连成一条折线称为导线导线；若将若干条；若将若干条 导线纵横交错构成网状，则称导线纵横交错构成网状，则称导线网导线网；网点称为；网点称为 导线点导线点。导线中至少需要一个已知点和一个起始。导线中至少

4、需要一个已知点和一个起始 方位角，通过观测相邻点间的边长和各点的转折方位角，通过观测相邻点间的边长和各点的转折 角，才能推算出各点的坐标。角，才能推算出各点的坐标。 / /7676 6 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 一、建立水平大地控制网的常规方法一、建立水平大地控制网的常规方法 导线测量法导线测量法 原理原理 P0 P2 P3 P1（X1，Y1） 1 2 3D12 D23 T10 x yo . 11012 TT . sin cos 121212 121212 TDYY TDXX / /7676 7 安徽理工大

5、学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 一、建立水平大地控制网的常规方法一、建立水平大地控制网的常规方法 三角测量法三角测量法 基本概念基本概念 地面上按一定要求选定一系列点，使它们与地面上按一定要求选定一系列点，使它们与 周围相邻的点互相通视并按三角形的形式联结起周围相邻的点互相通视并按三角形的形式联结起 来，如此构成的网称为来，如此构成的网称为三角网三角网，网点称为，网点称为三角点三角点。 三角网中至少需要四个已知元素，通过观测各三三角网中至少需要四个已知元素，通过观测各三 角形的内角，才能推算各点的坐标。角形的内角，才能推算

6、各点的坐标。 / /7676 8 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 一、建立水平大地控制网的常规方法一、建立水平大地控制网的常规方法 三角测量法三角测量法 原理原理 P3 P1（X1，Y1） T12 x yo . , sin sin 11213 1 1 1213 CTT A B DD . sin cos 131313 131313 TDYY TDXX P2（X2，Y2） A1 B1 C1 D12 / /7676 9 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control N

7、etwork 一、建立水平大地控制网的常规方法一、建立水平大地控制网的常规方法 三边测量法和边角同测法三边测量法和边角同测法 三边测量法三边测量法的结构和三角测量法一样，的结构和三角测量法一样， 但只测量网中所有三角形边长，各内角则通但只测量网中所有三角形边长，各内角则通 过计算求得。如果在测角网基础上加测部分过计算求得。如果在测角网基础上加测部分 边长或全部边长，则称为边长或全部边长，则称为边角同测法边角同测法或边角或边角 全测法。全测法。 / /7676 10 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 二、国家水平大地

8、控制网的布设原则二、国家水平大地控制网的布设原则 分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制 应有足够的精度应有足够的精度 应有必要的密度应有必要的密度 应有统一的规格应有统一的规格 我国国家水平控制网分为我国国家水平控制网分为 四个等级四个等级，先以高精度较，先以高精度较 稀疏的稀疏的一等三角锁一等三角锁，纵横，纵横 交叉布满全国，形成统一交叉布满全国，形成统一 坐标系的骨干网。然后根坐标系的骨干网。然后根 据实际需要，在不同地区据实际需要，在不同地区 分期分批布设二、三、四分期分批布设二、三、四 等水平控制网。等水平控制网。 / /7676 11 安徽理工大学安徽理工大学 Establishme

9、nt of Horizontal Control Network 二、国家水平大地控制网的布设原则二、国家水平大地控制网的布设原则 分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制 应有足够的精度应有足够的精度 应有必要的应有必要的密度密度 应有统一的规格应有统一的规格 一、二等网不仅是国家统一、二等网不仅是国家统 一坐标的控制骨架，还要一坐标的控制骨架，还要 满足基本比例尺地形图的满足基本比例尺地形图的 测图需要和现代科学技术测图需要和现代科学技术 发展的需要；三、四等水发展的需要；三、四等水 平控制网主要用于地形图平控制网主要用于地形图 图根点的高一级控制和基图根点的高一级控制和基 本工程建设的需要。

10、本工程建设的需要。 / /7676 12 安徽理工大学安徽理工大学 国家三角锁、网的布设规格及其精度 三角锁、网的布设规格及其精度见下表。表中所列推算元素 的精度，是在最不利的情况下三角网应达到的最低精度。 国家三角锁、网布设规格及其精度 返回本节首页 / /7676 13 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 二、国家水平大地控制网的布设原则二、国家水平大地控制网的布设原则 分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制 应有足够的精度应有足够的精度 应有必要的密度应有必要的密度 应有统一的规格应有统一的规格 国家控制点的密度

11、必须满国家控制点的密度必须满 足测图要求。测图比例尺足测图要求。测图比例尺 和成图方法的不同，对点和成图方法的不同，对点 的密度要求也不同，一般的密度要求也不同，一般 要求每个图幅平均有要求每个图幅平均有34个个 等级控制点，以满足加密等级控制点，以满足加密 图根点的需要。工程建设图根点的需要。工程建设 应根据实际情况而定。应根据实际情况而定。 / /7676 14 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 二、国家水平大地控制网的布设原则二、国家水平大地控制网的布设原则 分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制 应有足够的精

12、度应有足够的精度 应有必要的密度应有必要的密度 应有统一的规格应有统一的规格 建立国家控制网任务重、建立国家控制网任务重、 时间跨度大，为避免重复时间跨度大，为避免重复 和浪费，必须有统一的布和浪费，必须有统一的布 设方案和作业规范，以使设方案和作业规范，以使 各测绘部门所测成果的精各测绘部门所测成果的精 度、布设规格合乎要求，度、布设规格合乎要求， 便于构成统一的国家大地便于构成统一的国家大地 控制网整体。控制网整体。 / /7676 15 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国

13、家水平大地控制网的布设方案 一等三角锁系一等三角锁系 二等三角网二等三角网 三、四等三角网（点）三、四等三角网（点） 导线控制网导线控制网 我国国家水平控制网在二我国国家水平控制网在二 十世纪五十年代建立时主十世纪五十年代建立时主 要是以要是以三角测量方法三角测量方法布设布设 的，在困难地区兼用的，在困难地区兼用导线导线 测量的方法测量的方法，均分为四个，均分为四个 等级。等级。 / /7676 16 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 一等三角锁系一

14、等三角锁系 一等三角锁系是国家首级三角网，其一等三角锁系是国家首级三角网，其作用作用是在是在 全国领土上迅速建立一个统一坐标系的精密骨全国领土上迅速建立一个统一坐标系的精密骨 架，以控制二等以下三角网的布设，并为研究架，以控制二等以下三角网的布设，并为研究 地球形状大小和地球动力学等提供资料。控制地球形状大小和地球动力学等提供资料。控制 测图不是直接目的，因此，着重考虑的是精度测图不是直接目的，因此，着重考虑的是精度 而不是密度。而不是密度。 / /7676 17 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地

15、控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 一等三角锁系一等三角锁系 / /7676 18 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 二等三角网二等三角网 二等三角网布设在一等锁环所围成的范围内，二等三角网布设在一等锁环所围成的范围内， 它是加密三、四等网的全面基础。二等网平均它是加密三、四等网的全面基础。二等网平均 边长为边长为13km，就其密度而言，基本上满足，就其密度而言，基本上满足1:5 万比例尺测图要求。它与一等锁同属国家高级万比例尺测图要求

16、。它与一等锁同属国家高级 水平控制网，所以，主要应考虑精度问题，而水平控制网，所以，主要应考虑精度问题，而 密度只作适当照顾。密度只作适当照顾。 / /7676 19 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 二等三角网二等三角网 / /7676 20 安徽理工大学安徽理工大学 二等三角锁、网布设方案 图a图b / /7676 21 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平

17、大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 三、四等三角网（点）三、四等三角网（点） 国家三、四等三角网（点）是在二等三角网基国家三、四等三角网（点）是在二等三角网基 础上进一步加密，它是图根测量的基础，其布础上进一步加密，它是图根测量的基础，其布 设密度必须与测图比例尺相适应。三、四等三设密度必须与测图比例尺相适应。三、四等三 角网平均边长分别为角网平均边长分别为 8km 、 4km ，每点控制，每点控制 面积分别为面积分别为50、20平方公里，基本上满足平方公里，基本上满足1:2.5 万和万和1:1万、万、1:5千测图需要。千测图需要。 / /7676 22 安徽理工大学安徽理工

18、大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 三、四等三角网（点）三、四等三角网（点） / /7676 23 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 导线控制网导线控制网 导线测量在控制面积、检核条件等方面不如三导线测量在控制面积、检核条件等方面不如三 角测量，但它具有布设灵活，推进迅速，易克角测量，但它具有布设灵活，推进迅速，易克 服地形障碍

19、等显著的优点。随着全站仪的不断服地形障碍等显著的优点。随着全站仪的不断 改进，导线测量的应用越来越广，如用来代替改进，导线测量的应用越来越广，如用来代替 三、四等三角网控制大比例尺测图、城市导线三、四等三角网控制大比例尺测图、城市导线 控制测量、军事上阵地联测等。控制测量、军事上阵地联测等。 / /7676 24 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 导线控制网导线控制网 / /7676 25 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of

20、Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 我国天文大地网简介我国天文大地网简介 我国我国第一期天文大地网第一期天文大地网，1951 年开始布设，年开始布设，1971年完成测量年完成测量 工作，工作，1982年完成网的整体平年完成网的整体平 差工作，包括一等三角锁系、差工作，包括一等三角锁系、 二等三角网、部分三等网和导二等三角网、部分三等网和导 线，有近线，有近5万个控制点，万个控制点，467条条 起始边和起始边和916个起始方位角。个起始方位角。 / /7676 26 安徽理工大学安徽理工大学 Establishm

21、ent of Horizontal Control Network 三、国家水平大地控制网的布设方案三、国家水平大地控制网的布设方案 2003年我国又完成了年我国又完成了地面网与地面网与 空间网的联合平差空间网的联合平差工作，它是工作，它是 在在1982年平差的基础上，增加年平差的基础上，增加 了全国高精度了全国高精度GPS网等空间测网等空间测 量数据，获得了全国约量数据，获得了全国约5万个万个 点的地心坐标，建立了我国新点的地心坐标，建立了我国新 一代的坐标系一代的坐标系 - CGCS2000- CGCS2000。 我国天文大地网简介我国天文大地网简介 / /7676 27 安徽理工大学安徽

22、理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 四、水平大地控制网的布设四、水平大地控制网的布设 水平控制网点的位置要求水平控制网点的位置要求 控制点间所构成的边长、角度、图形结构应控制点间所构成的边长、角度、图形结构应 完全符合完全符合规范规范的要求。的要求。 点位要选在展望良好，易于扩展的制高点点位要选在展望良好，易于扩展的制高点 上，以便于低等点的加密。上，以便于低等点的加密。 点的位置要保证所埋中心标石能长期保存，点的位置要保证所埋中心标石能长期保存， 造标和观测工作的安全便利。造标和观测工作的安全便利。 为保证观测目标成像的清晰稳定和

23、减弱水平为保证观测目标成像的清晰稳定和减弱水平 折光的影响，以提高观测精度，视线应尽量折光的影响，以提高观测精度，视线应尽量 避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过。避免沿斜坡或大河大湖的岸线通过。 / /7676 28 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 技术设计技术设计 实地选点实地选点 造造 标标 埋埋 石石 技术设计技术设计包括收集资料和包括收集资料和 图上设计，即在地形图上图上设计，即在地形图上 选出满足设计要求的点的选出满足设计要求的点的 位置及最佳图形。位置及最佳图形。实地选实地选 点点就是将图上设计内容落就是

24、将图上设计内容落 实到实地，按点的位置要实到实地，按点的位置要 求选定点的最佳位置。求选定点的最佳位置。 四、水平大地控制网的布设四、水平大地控制网的布设 / /7676 29 安徽理工大学安徽理工大学 1 1 技术设计的意义技术设计的意义 2 2 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法 国家大地控制 网已经完成， 只讨论工程平 面控制网的技 术设计。 / /7676 30 安徽理工大学安徽理工大学 1 1 技术设计的意义技术设计的意义 返回本节首页 / /7676 31 安徽理工大学安徽理工大学 2 2 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法 1)搜集和分析资料 （1）测区内各种比例尺的

25、地形图。 （2）已有的控制测量成果（包括全部 有关技术文件、图表、手簿等等）。 （3）有关测区的气象、地质等情况， 以供建标、埋石、安排作业时间等方面的参 考。 （4）现场踏勘了解已有控制标志的保 存完好情况。 / /7676 32 安徽理工大学安徽理工大学 （5）调查测区的行政区划、交通便利 情况和物资供应情况。若在少数民族地 区，则应了解民族风俗、习惯。 对搜集到的上述资料进行分析，以确定网 的布设形式，起始数据如何获得，网的未来 扩展等。 其次还应考虑网的坐标系投影带和投影面 的选择。 此外还应考虑网的图形结构，旧有标志可 否利用等问题。 / /7676 33 安徽理工大学安徽理工大学

26、2 2 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法 2) 网的图上设计 根据对上述资料进行分析的结果，按 照有关规范的技术规定，在中等比例尺 图上以“下棋”的方法确定控制点的位 置和网的基本形式。 / /7676 34 安徽理工大学安徽理工大学 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法 图上设计的方法及主要步骤图上设计的方法及主要步骤 图上设计宜在中比例尺地形图（根 据测区大小，选用1：25 0001：100 000地形图）上进行，其方法和步骤如 下： / /7676 35 安徽理工大学安徽理工大学 展绘已知点； 按上述对点位的基本要求，从已 知点开始扩展； 判断和检查点间的通视； 估算控制网中

27、各推算元素的精度； 据测区的情况调查和图上设计结 果，写出文字说明，并拟定作业计划。 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法 / /7676 36 安徽理工大学安徽理工大学 1 1 精度估算的目的和方法精度估算的目的和方法 精度估算的目的是推求控制网中边长、 方位角或点位坐标等的中误差，它们都 是观测量平差值的函数，统称为推算元 素。 目的 / /7676 37 安徽理工大学安徽理工大学 精度估算的方法精度估算的方法 1)公式估算法 2)程序估算法 方法 / /7676 38 安徽理工大学安徽理工大学 精度估算的方法精度估算的方法 1)公式估算法 是针对某一类网形导出计算某种 推算元素（例如

28、最弱边长中误差） 的普遍公式。且得出的结果都是近 似的。而对另外一些推算元素，则 难以得出有实用意义的公式。 / /7676 39 安徽理工大学安徽理工大学 不仅能用于定量地估算 精度值，而且能定性地 表达出各主要因素对最 后精度的影响，从而为 网的设计提供有用的参 考。 以最小二乘法中条 件平差的精度计算 公式为依据 列出公式如下: 公式估算法的优点 推导估算公式的方法 / /7676 40 安徽理工大学安徽理工大学 推算元素是观测元素平差值的函数，其一般形式 为 ),( 2211nn vlvlvlF 式中，li为观测值，vi为其相应的改正数。实 际上的数值很小，可将上式按台劳级数展开， 并

29、舍去二次以上各项，得到其线性式 nnv fvfvfFF 22110 式中 ),( 210n lllF 1 1 l f 2 2 l f n n l f / /7676 41 安徽理工大学安徽理工大学 根据平差的方法可以推导出F的权倒数公式 则F的权倒数为 ) 1( ) 1( 1 1 1 222 r P rr r P rf P bb P bf P aa P af P ff P F F的中误差为 F F P mm 1 式中， 为观测值单位权中误差。 m / /7676 42 安徽理工大学安徽理工大学 / /7676 43 安徽理工大学安徽理工大学 2)程序估算法 此法根据控制网略图，利用已有程序 在

30、计算机上进行计算。方法和步骤如 下： 在设计图上量取各未知点的近似坐标x， y，以起算数据一起反算出一套网中将 要观测的边长、角度（水平方向）的 模拟观测值。 利用这套模拟观测值上机模拟平差。 精度估算的方法精度估算的方法 / /7676 44 安徽理工大学安徽理工大学 当计算进行到求出法方程系数阵的逆 （也就是平差未知数的协因数阵Qxx） 之后，即可转入精度评定计算。在精 度评定时，利用设计单位权中误差 （一般为方向或角度观测中误差）， 代替正常平差时的验后单位权中误差， 计算推算元素的精度。 设计者可根据精度估算结果，修改设计方 案，重新上机计算，直到设计方案实际可 行，并满足精度要求。

31、返回本节首页 / /7676 45 安徽理工大学安徽理工大学 3)编写技术设计书 技术设计书应包括以下几方面的内容： （1）作业的目的及任务范围； （2）测区的自然、地理条件； （3）测区已有测量成果情况，标志保存情 况，对已有成果的精度分析； （4）布网依据的规范，最佳方案的论证； （5）现场踏勘报告； （6）各种设计图表（包括人员组织、作业 安排等）； （7）主管部门的审批意见。 技术设计的内容和方法技术设计的内容和方法 返回本节首页 / /7676 46 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Horizontal Control Network 技术设计技术设计 实

32、地选点实地选点 造造 标标 埋埋 石石 国家三角点或导线点之间国家三角点或导线点之间 相距一般较远，直接看不相距一般较远，直接看不 到对方，常要到对方，常要造大地觇标造大地觇标 用来指示点的具体位置。用来指示点的具体位置。 埋石埋石，即埋设中心标石，即埋设中心标石， 将其作为控制点位的永久将其作为控制点位的永久 性标志。性标志。 四、水平大地控制网的布设四、水平大地控制网的布设 / /7676 47 安徽理工大学安徽理工大学 / /7676 48 安徽理工大学安徽理工大学 大大 地地 测测 量量 学学 的的 任任 务务 高程测量高程测量 重力测量重力测量 空间测量空间测量 角度测量角度测量 距

33、离测量距离测量 天文测量天文测量 水平控制水平控制 网的布设网的布设 高程控制高程控制 网的布设网的布设 三维控制三维控制 网的布设网的布设 重力控制重力控制 网的布设网的布设 地面重力值地面重力值 三维坐标三维坐标 一维坐标一维坐标 二维坐标二维坐标 2.1 水平控制网的建立水平控制网的建立 建立水平控制网的方法建立水平控制网的方法 国家水平控制网的布设原则国家水平控制网的布设原则 国家水平控制网的布设方案国家水平控制网的布设方案 / /7676 49 安徽理工大学安徽理工大学 2.2 高程控制网的建立高程控制网的建立 Establishment of Altitude Control Ne

34、twork 目前，目前，国家高程控制网国家高程控制网主要是用水准测主要是用水准测 量方法建立起来的，也称为国家水准网，量方法建立起来的，也称为国家水准网， 它是确定地面高程的基础。国家水准测它是确定地面高程的基础。国家水准测 量分为四个等级，其中量分为四个等级，其中一、二等称为精一、二等称为精 密水准测量密水准测量，三、四等称为普通水准测三、四等称为普通水准测 量量。 国家高程控制网基本概况国家高程控制网基本概况 / /7676 50 安徽理工大学安徽理工大学 一、国家高程控制网的作用一、国家高程控制网的作用 国家高程控制网在全国范围内按统一规格布设国家高程控制网在全国范围内按统一规格布设 测

35、定，它的测定，它的主要作用主要作用是：是： 作为各种比例尺地形图的高程控制基础；为各项作为各种比例尺地形图的高程控制基础；为各项 工程建设和国防建设提供高程数据。工程建设和国防建设提供高程数据。 精密水准测量取得的结果可以确定大地水准面和精密水准测量取得的结果可以确定大地水准面和 海面地形，是研究地球形状、大小的重要资料，海面地形，是研究地球形状、大小的重要资料， 也是研究地壳垂直形变、地震预报的重要数据。也是研究地壳垂直形变、地震预报的重要数据。 Establishment of Altitude Control Network / /7676 51 安徽理工大学安徽理工大学 Establi

36、shment of Altitude Control Network 二、高程起算面及水准原点二、高程起算面及水准原点 / /7676 52 安徽理工大学安徽理工大学 三、国家水准网的布设原则三、国家水准网的布设原则 国家水准网的布设原则国家水准网的布设原则与水平控制网布设原则与水平控制网布设原则 类似，也采用由高级到低级，从整体到局部的方法类似，也采用由高级到低级，从整体到局部的方法 分四个等级布设，逐级控制，逐级加密。而且各级分四个等级布设，逐级控制，逐级加密。而且各级 水准路线一般都要求自身构成闭合环线，或闭合高水准路线一般都要求自身构成闭合环线，或闭合高 一级水准路线上构成环形，以控制

37、系统误差的积累一级水准路线上构成环形，以控制系统误差的积累 和便于低一级水准路线的加密。和便于低一级水准路线的加密。 Establishment of Altitude Control Network / /7676 53 安徽理工大学安徽理工大学 四、高程控制网的布设四、高程控制网的布设 技术设计技术设计 实地选点实地选点 造造 标标 埋埋 石石 Establishment of Altitude Control Network / /7676 54 安徽理工大学安徽理工大学 大大 地地 测测 量量 学学 的的 任任 务务 高程测量高程测量 重力测量重力测量 空间测量空间测量 角度测量角度测

38、量 距离测量距离测量 天文测量天文测量 水平控制水平控制 网的布设网的布设 高程控制高程控制 网的布设网的布设 三维控制三维控制 网的布设网的布设 重力控制重力控制 网的布设网的布设 地面重力值地面重力值 三维坐标三维坐标 一维坐标一维坐标 二维坐标二维坐标 / /7676 55 安徽理工大学安徽理工大学 第二章第二章 国家大地控制网简介国家大地控制网简介 2.3 三维控制网的建立三维控制网的建立 / /7676 56 安徽理工大学安徽理工大学 大大 地地 测测 量量 学学 的的 任任 务务 高程测量高程测量 重力测量重力测量 空间测量空间测量 角度测量角度测量 距离测量距离测量 天文测量天文

39、测量 水平控制水平控制 网的布设网的布设 高程控制高程控制 网的布设网的布设 三维控制三维控制 网的布设网的布设 重力控制重力控制 网的布设网的布设 3.1 3.1 三维控制网的建立三维控制网的建立 地面重力值地面重力值 三维坐标三维坐标 一维坐标一维坐标 二维坐标二维坐标 / /7676 57 安徽理工大学安徽理工大学 2.3 三维控制网的建立三维控制网的建立 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 IGS网（国际网（国际GPS服务网）服务网） 国家国家GPS A

40、、B级网级网 国家国家GPS 一、二级网一、二级网 中国地壳运动观测网络中国地壳运动观测网络 / /7676 58 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 IGS网（国际网（国际GPS服务）服务） IGS由由IAG成立于成立于1992年，年，1994年正式运行。它年正式运行。它 无偿向全球用户提供各种无偿向全球用户提供各种GPS信息，在大地测信息，在大地测 量和地球动力学方面可以支持电离层、气象、量和地球动力学方面可以支持电离层、气象、 参

41、考框架、精密时间传递、地球自转速率及其参考框架、精密时间传递、地球自转速率及其 变化、地壳运动等研究。我国的变化、地壳运动等研究。我国的IGS站有北京、站有北京、 上海、武汉、西安、昆明、拉萨、乌鲁木齐，上海、武汉、西安、昆明、拉萨、乌鲁木齐， IGS服务提供这些站的精确地心坐标及速度。服务提供这些站的精确地心坐标及速度。 / /7676 59 安徽理工大学安徽理工大学 国家国家GPS A级网级网于于1992年由国家测绘局、中国年由国家测绘局、中国 地震局等单位布测，全网地震局等单位布测，全网27个点，平均边长约个点，平均边长约 800km。B级网级网由国家测绘局于由国家测绘局于1991-19

42、95年布年布 测，包括测，包括A级点共级点共818个点。个点。B级网的结构在东级网的结构在东 部点位较密集；中部地区点位密度适中；西部部点位较密集；中部地区点位密度适中；西部 地区点位密度较稀疏。地区点位密度较稀疏。B级网级网60%的点与我国一、的点与我国一、 二等水准点重合，其余进行了水准联测。二等水准点重合，其余进行了水准联测。 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 国家国家GPS A、B级网级网 / /7676 60 安徽理工大学安徽理工大学 Establi

43、shment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 国家国家GPS A、B级网级网 / /7676 61 安徽理工大学安徽理工大学 全国全国GPS 一、二级网一、二级网 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 全国全国GPS一、二级网于一、二级网于1991-1997年由总参测绘年由总参测绘 局布测，全网局布测，全网534个点，在全国陆地（除台湾个点，在全国陆地（除

44、台湾 省）、海域均匀分布，还包括南沙重要岛礁。省）、海域均匀分布，还包括南沙重要岛礁。 一级网一级网44点，平均边长约点，平均边长约800km，于，于19911992 年观测；年观测；二级网二级网490点，在一级网基础上布设，点，在一级网基础上布设， 于于19921997年施测，平均边长约年施测，平均边长约200km。一、。一、 二级网点均进行了水准联测。二级网点均进行了水准联测。 / /7676 62 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制

45、网 全国全国GPS 一、二级网一、二级网 / /7676 63 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 由中国地震局、总参测绘局、国家测绘总局、由中国地震局、总参测绘局、国家测绘总局、 中国科学院四个单位于中国科学院四个单位于1998年开始布测，是以年开始布测，是以 地震预报为主兼顾测量需要的监测网，共地震预报为主兼顾测量需要的监测网，共1081 点，主要分布在大板块和地震活跃区附近。点，主要分布在大板块和地震活跃区附近。基基 准网点准网点

46、间距间距1000km左右，为左右，为GPS常年连续观测常年连续观测 点；点；基本网点基本网点间距约间距约500km，为定期复测点；，为定期复测点； 区域网点区域网点间距约几十到百公里，不定期复测。间距约几十到百公里，不定期复测。 中国地壳运动观测网络中国地壳运动观测网络 / /7676 64 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 中国地壳运动观测网络中国地壳运动观测网络 / /7676 65 安徽理工大学安徽理工大学 Establishm

47、ent of Three-Dimensional Control Network 一、全球及全国性的高精度一、全球及全国性的高精度GPS控制网控制网 全国三大全国三大GPS网的意义网的意义 三大三大GPS网共包含两千多个点，已成为我国现网共包含两千多个点，已成为我国现 代大地测量和基础测绘的基本框架，取得了一代大地测量和基础测绘的基本框架，取得了一 系列的成就，并将在国民经济建设中发挥越来系列的成就，并将在国民经济建设中发挥越来 越重要的作用。比如，地壳运动观测网络中连越重要的作用。比如，地壳运动观测网络中连 续观测的基准站可为任何作业的续观测的基准站可为任何作业的GPS测量提供测量提供 同步

48、观测数据，并作为起算点，可使同步观测数据，并作为起算点，可使GPS测量测量 作业更方便、效率更高。作业更方便、效率更高。 / /7676 66 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 二、二、GPS三维控制网的布设三维控制网的布设 GPS三维控制网主要特点三维控制网主要特点 1）采用相对定位方法，即若干台）采用相对定位方法，即若干台GPS接收机同接收机同 步观测；步观测； 2）不要求各点之间相互通视，点位选定灵活方）不要求各点之间相互通视，点位选定灵活方 便；便； 3）GPS测量可以全天候进行；测量可以全天

49、候进行； 4）观测时间短；）观测时间短； 5）数据处理自动化程度高。）数据处理自动化程度高。 / /7676 67 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 二、二、GPS三维控制网的布设三维控制网的布设 GPS三维控制网的分级布设原则三维控制网的分级布设原则 首先在全国范围内用首先在全国范围内用GPS建立一个高精度的稀建立一个高精度的稀 疏骨架控制网，根据需要的测区可在以上控制疏骨架控制网，根据需要的测区可在以上控制 网基础上进一步加密。在进一步加密时，应用网基础上进一步加密。在进一步加密时，应用 GPS技

50、术可以不预先作全面的大地网，而是按技术可以不预先作全面的大地网，而是按 照用户所需要的精度要求随用随做。可以使用照用户所需要的精度要求随用随做。可以使用 GPS测量从几百公里以外直接获取已知点，既测量从几百公里以外直接获取已知点，既 节省人力、物力，又满足了实际生产的需要。节省人力、物力，又满足了实际生产的需要。 / /7676 68 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 二、二、GPS三维控制网的布设三维控制网的布设 GPS三维控制网的等级分类三维控制网的等级分类 22 )(dba d 绝对精度绝对精度d d /相对精度相对精度 / /7676 69 安徽理工大学安徽理工大学 Establishment of Three-Dimensional Control Network 二、二、GPS三维控制网的布设三维控制网的布设 GPS三维控制网的选点原则三维控制网的选点原则 视野周围障碍物的高度角一般应小于视野周围障碍物的高度角一般应小于15； 应远离大功率无线电发射源及高压电线；应远离大功率无线电发射源及高压电线； 周围不应有对电磁波强烈反射（或吸收）的周围不应有对电磁波强烈反射（或吸收）的 物体；物体； 应选在交通方便的地方，以提高作业效率