空间数据采集技术

1、空间数据采集技术与方法一、空间数据采集技术现有地图现有地图外业测量数据外业测量数据遥感数据遥感数据交互终端交互终端数字化仪数字化仪文本文件文本文件扫描仪扫描仪磁盘机磁盘机磁带机磁带机数据输入数据输入数据库数据库地理地理数据数据采集采集技术技术大地测量方法大地测量方法全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）航空摄影航空摄影卫星遥感技术卫星遥感技术（一）、大地测量方法基本工作：就是测角、测距和测高差。 角度测量角度测量经纬仪经纬仪光学经纬仪光学经纬仪电子经纬仪电子经纬仪角度测量是测定地面点位的基本测量工作之角度测量是测定地面点位的基本测量工作之一，包括水平角测量和竖直角测量一，包括水平角测量和竖

2、直角测量。仪器仪器 1. 1.水平角：空间两直线的夹角在水平面上水平角：空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。的垂直投影。角度测量原理角度测量原理 2. 2.垂直角：垂直角：同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角。 天顶距：天顶距：视线与铅垂线的平角。 使用水准仪和水准尺，根据水平视线测定两点使用水准仪和水准尺，根据水平视线测定两点之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的之间的高差，从而由已知点的高程推求未知点的高程。高程。水准测量水准测量仪器仪器水准仪水准仪绝对高程或海拔绝对高程或海拔:地面点到大地水准面的铅垂距离。假定高程或相对高程假定高程或相对高程: :从某点到假定水准面的垂直

3、距离。高差高差: :两点间的高程差。 h=H2-H1。水准测量：水准测量： 确定地面点的高程 19851985年国家高程基准：年国家高程基准： 由黄海平均海水面（高程零点）和青岛高程水准原点所确定的高程体系。 测量并计算高差：测量并计算高差：hAB=a-b （= HB - HA ）则：则：HB=HA+ hAB 可以求出视线高：可以求出视线高：H Hi i=H=HA A+a H+a HB B=H=Hi i-b-b后视尺前视尺水平视线水准曲面对水准测量的影响水准曲面对水准测量的影响 当仪器中心到两尺之间的距离相等时，水准面曲率对水准测量的影响被抵消。因此： 在水准测量中应使仪器与前后尺之间的距离尽

4、可在水准测量中应使仪器与前后尺之间的距离尽可能相等。能相等。1.安置水准仪安置水准仪2.粗平粗平3.瞄准瞄准4.精平精平5.读数读数水准仪的使用水准仪的使用距离测量距离测量：确定两点间的距离。方法：方法：钢尺量距，视距测量和电磁波测距AL距离测量距离测量 全站仪和自动全站仪全站仪和自动全站仪全站仪是全站型电子速测仪的简称，它集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于一体。自动全站仪是一种能自动识辨、照准和跟踪目标的一种全站仪，又称测量机器人。（二）、全球地位系统（GPS）1.GPS特点1）全球，全天候工作：）全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。2）

5、定位精度高：）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。3）功能多，应用广：）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。 2.GPS测量的外业选点测量的外业选点 选点：由于GPS测量观测站之间不一定要求相互通视，而且网的图形结构也比较灵活，所以选点工作比常规控制测量的选点要简便。 点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上。 点位目标要显著，视场周围15以上不应有障碍物，以减小GPS信号被遮挡或障碍物吸收。 点位应远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站），其距离不小于200

6、m；远离高压输电线，其距离不得小于50m。以避免电磁场对GPS信号的干扰。 点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。 点位应选在交通方便，有利于其它观测手段扩展与联测的地方 地面基础稳定，易于点的保存。 选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。 当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及舰标是否安全可用性作一检查，符合要求方可利用。3.GPS测量作业模式经典静态定位模式1.1.作业方法作业方法 采用两台（或两台以上）接收设备，分别安置在一条或数条基线的两个端点，同步观测4颗以上卫星，每时段长45分钟至2小时或更多。作业布置如图所示3.3

7、.适用范围适用范围 建立全球性或国家级大地控制网，建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测。钻井定位及精密工程控制网建立等。4.4.注意事项注意事项 所有已观测基线应组成一系列封闭图形，以利于外业检核，提高成果可靠度。并且可以通过平差，有助于进一步提高定位精度基线的相对定位精度可达5mmlppm*D, D为基线长度（km）。2.2.精度精度快速静态定位1.1.作业方法作业方法 在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟。作业布置如图所示。2.2.精度精度流动站相对于基准站的基线中误差为5mmlppm*D。3

8、.3.适用范围适用范围 控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量、大批相距百米左右的点位定位4.4.注意事项注意事项 在观测时段内应确保有5颗以上卫星可供观测；流动点与基准点相距应不超过20km；流动站上的接收机在转移时不必保持对所测卫星连续跟踪，可关闭电源以降低能耗。 优点：作业速度快、精度高、能耗低； 缺点：二台接收机工作时，构不成闭合图形，可靠性较差。5.5.优缺点优缺点准动态定位1.1.作业方法作业方法 在测区选择一个基准点，安置接收机连续跟踪所有可见卫星；将另一台流动接收机先置于1号站观测；在保持对所测卫星连续跟踪而不失锁的情况下，将流动接收机分别在2，3，4。各点观测数秒钟。3.3

9、.适用范围适用范围4.4.注意事项注意事项开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。应确保在观测时段上有5颗以上卫星可供观测，流动点与基准点距离不超过20km，观测过程中流动接收机不能失锁，否则应在失锁的流动点上延长观测时间1-2min。2.2.精度精度基线的中误差约为12cm。往返式重复设站1.1.作业方法作业方法 建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星，流动接收机依次到每点观测l2min；lh后逆序返测各流动点l2min。设站布置如图所示3 3应用范围应用范围控制测量及控制网加密、取代导线测量及三角测量、工程测量及地籍测量等4 4注意事项注意事项流动点与基准点

10、相距不超过20km，基准点上空开阔，能正常跟踪3颗以上的卫星。2 2 精度精度相对于基准点的基线中误差为5mm1ppm*D动态定位1.1.作业方法作业方法 建立一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星（如右图）；流动接收机先在出发点上静态观测数分钟；然后流动接收机从出发点开始连续运动；按指定的时间间隔自动测定运动载体的实时位置。出发点基准点123456783 3应用范围应用范围精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等。4 4注意事项注意事项需同步观测5颗卫星其中至少4颗卫星要连续跟踪；流动点与基准点相距不超过20km。2 2 精度精度相对于基准点的瞬时点位精度 1-2cm

11、实时动态（实时动态（Real Time KinematicRTK）测量）测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术，它是）测量技术，它是GPS测量技测量技术发展中的一个新突破。术发展中的一个新突破。 实时动态测量的作业模式与应用实时动态（实时动态（RTKRTK）定位技术简介）定位技术简介基本思想基本思想是：在基准站上安置一台是：在基准站上安置一台GPS接收机接收机对所有可见对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户

12、观测站。在用户站上，给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接接收机在接收收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备卫星信号的同时，通过无线电接收设备接收基准站传输内观测数据，然后根据相对定接收基准站传输内观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。标及其精度。GPS 实时动态测量 RTKRTKRTK作业模式与应用作业模式与应用快速静态测量快速静态测量采用这种测量模式要求GPS接收机在每一用户站上，静止地进行观测。在观测过程中，连同接收到的基准站的同步观测数据，实时地解算整周未知数和用户站的三维坐标。如果解算结果的变化趋于

13、稳定，且其精度已满足设计要求，便可适时的结束观测。作作业业方方法法最常用最常用采用这种模式作业时，用户站的接收机在流动过程中可以不必保持对GPS卫星的连续跟踪，其定位精度可达l2cm。特特点点这种方法可应用于城市、矿山等区域性的控制测量、工程测量和地籍测量等。适适用用范范围围 准动态测量同一般的准动态测量一样，这种测量模式，同一般的准动态测量一样，这种测量模式，通常要求流动的接收机在观测工作开始之通常要求流动的接收机在观测工作开始之前，首先在某一起始点上静止地进行观测，前，首先在某一起始点上静止地进行观测，以便采用快速解算整周未知数的方法实时地以便采用快速解算整周未知数的方法实时地进行初始化工

14、作。初始化后，流动的接收机进行初始化工作。初始化后，流动的接收机在每一观测站上，只需静止观测数历元，并在每一观测站上，只需静止观测数历元，并连同基准站的同步观测数据，实时地解算连同基准站的同步观测数据，实时地解算流动站的三维坐标。目前，其定位的精度可流动站的三维坐标。目前，其定位的精度可达厘米级。达厘米级。作作业业方方法法注注意意事事项项 该方法要求接收机在观测过程中，保持对所测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁，便需重新进行初始化的工作。准动态实时测量模式，通常主要应用于地籍测量、碎部测量、路线测量和工程放样等。适适用用范范围围动态测量模式，一般需首先在某一起始点上，静止地观测数分钟以便进行初始化

15、工作。之后，运动的接收机按预定的采样时间间隔自动地进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时地确定采样点的空间位置。目前，其定位的精度可达厘米级。 动态测量动态测量作作业业方方法法 这种测量模式，仍要求在观测过程中，保持对观测卫星的连续跟踪。一旦发生失锁，则需重新进行初始化。这时对陆上的运动目标来说可以在卫星失锁的观测点上，静止地观测数分钟，以便重新初始化或者利用动态初始化（AROF）技术，重新初始化，而对海上和空中的运动目标来说，则只有应用AROF技术，重新完成初始化的工作。注注意意事事项项实时动态测量模式，主要应用于航空摄影测量和航空物探中采样点的实时定位航道测量，道路中线测量，以及运动目

16、标的精密导航等。 适适用用范范围围（三）、航空摄影测量技术中心投影和正射投影由于所用投影射线组遵循规律及投影射线与投影平面相关位置不同，投影有中心投影与平行投影两种，而平行投影中又有斜投影和正射投影之分。当投影射线会聚于一点时，称为中心投影。投影射线会聚点S称为投影中心。 由于所用投影射线组遵循规律及投影射线与投影平面相关位置不同，投影可分为：投影投影中心投影平行投影斜投影正射投影abcABCSSabcABCSabcABC 当投影射线会聚于一点时，称为中心投当投影射线会聚于一点时，称为中心投影。投影射线会聚点影。投影射线会聚点S S称为投影中心。称为投影中心。中中心心投投影影 中心投影有两种状

17、态。一是投影平面和物点位在投影中心的两侧，此时像片为负片，像片的位置称为负片位置。现以投影中心为对称中心，将负片转到物空间，即投影平面和物点位在投影中心的同一侧。此时像片位正片，其所处位置位正片位置。负片与正片在中心投影的情况下，当像片有倾斜，地面有起伏时，导致了地面点在航摄像片上构像相对于在理想情况下的构像，产生了位置的差异，这一差异，称为像点位移。由像点位移又导致了由像片上任一点引画的方向线，相对于地面上相应的水平方向线，产生了方向上的偏差。因此，一般摄影像片不能简单地作为影像地图使用。中心投影下产生的像点位移中心投影下产生的像点位移ABCABCa1b1c1a0b0c0平行投影平行投影 当

18、诸投影射线平行于某一固定方向时，这种投影称为平行投影。平行投影中，当投影射线与投影平面成斜交的称为斜投影，投影射线与投影平面成正角的称为正射投影。斜投影斜投影正射投正射投影影航摄像片时摄区地面的中心投影。摄影测量的主要任务之一，就是把地面按中心投影规律获得的摄影比例像片，转换成按比例尺要求的正射投影地形图立体观测原理P1P2a1b1a2b2AB左眼右眼1 12 2重叠区重叠区二、空间数据采集方法（野外数据采集篇）（一）、控制测量1.平面控制测量：平面控制测量： 平面控制网的常规布设方法主要采用：三角网：是把控制点按三角形的形式连接起来，测定三角形的所有内角以及少量的边，通过计算确定控制点间的相

19、对平面位置。概概 述述三边网三边网：其网结构和三角形的相同，只是测定三角形的所有边长，各内角通过计算求得。导线网：导线网：是把控制点连成一系列折线，或构成相连接的多边形，测定各边长和相邻边的夹角，计算他们的相对位置。2.高程控制测量高程控制测量国家控制网有四个等级，其中一、二等水准网采用精国家控制网有四个等级，其中一、二等水准网采用精密水准测量方法建立，是研究地球形状和大小的重要密水准测量方法建立，是研究地球形状和大小的重要资料。国家三、四等水准网直接为地形测图和工程建资料。国家三、四等水准网直接为地形测图和工程建设提供高程控制点。设提供高程控制点。在国家水准测量的基础上，城市高程控制测量分为

20、二、在国家水准测量的基础上，城市高程控制测量分为二、三、四等，根据城市范围的大小，城市首级高程控制三、四等，根据城市范围的大小，城市首级高程控制网可布设二等或三等水准网，三等或四等水准网作进网可布设二等或三等水准网，三等或四等水准网作进一步加密，在四等以下再布设直接为测绘大比例地形一步加密，在四等以下再布设直接为测绘大比例地形图用的图根水准网。图用的图根水准网。3.3.控制测量实施步骤控制测量实施步骤 技术设计技术设计 选点选点 造标埋石造标埋石 观测观测 数据处理数据处理 成果验收与上交成果验收与上交 成果应用成果应用4.控制网（控制网（起算数据、独立控制网、非独立网起算数据、独立控制网、非

21、独立网）控制网中控制点的坐标或高程是由起算数据起算数据和观测数据经平差计算得到，控制网中只有必要的一套起算数据，例如三角网中已知一个点的坐标、一条边的边长和一边的坐标方位角；水准网中已知一个点的高程，这种控制网称为独独立网立网，如果多余必要的一套起算数据时，则称为非独立网非独立网。作用：作用：平面控制测量，由高等级控制点确定未知点平面位置，作为对下一级的控制 闭合导线闭合导线：由一个已知点出发，最后仍旧回到这一点，形成一个闭合多边形，在闭合导线的已知控制点上必须有一条边的坐标方位角是已知的。 导线测量导线测量附合导线附合导线，导线起始于一个已知控制点，而终止于另一个已知控制点。控制点上可以有一

22、条边或几条边时已知坐标方位角的边，也可以没有已知坐标方位角的边。支导线支导线: :从一个已知控制点出发，既不附合到另一个控制点，也不回到原来的起始点，由于支导线没有检核条件，故一般只限于地下测量的图根导线中采用。一个节点的导线网：从三个或更多的已知控制点开始，几条导线汇合于一个节点。ABCDCABABCCAB多节点的导线网：导线中有两个以上（含两个）结点或有两个以上的闭合环。三联脚架法导线测量观测方法三联脚架法是一种提高导线测角和测距精度的一种措施，常用于精密短边导线的测角和测距中，为了减弱仪器对中误差和目标偏心误差对测角和测距的影响，一般使用三个既能安置全站仪又能安置带有觇牌（反射棱镜）的基

23、座和脚架，基座应具有通用的光学对中器。施测时，将全站仪安置在测站施测时，将全站仪安置在测站i的基座中，带有觇牌的反的基座中，带有觇牌的反射棱镜安置在后视点射棱镜安置在后视点i-1和前视点和前视点i+1的基座上，当测完一的基座上，当测完一站向下一站搬迁时，导线点站向下一站搬迁时，导线点i和导线点和导线点i+1的脚架和基座不的脚架和基座不动，只是从基座上取下全站仪和带有觇牌的反射棱镜，在动，只是从基座上取下全站仪和带有觇牌的反射棱镜，在i+1点的基座上安置全站仪，在点的基座上安置全站仪，在i点的基座上安置带有觇牌点的基座上安置带有觇牌的反射棱镜，并在的反射棱镜，并在i+2点架起脚架，安置基座和带有

24、觇牌点架起脚架，安置基座和带有觇牌的反射棱镜，这样直至整条导线测完。的反射棱镜，这样直至整条导线测完。i-1ii+1i+2检查导线测量错误的方法角度闭合差超限，检查角度错误。AABBNM测角错误处AMNBcdefgBe全长闭合差超限，检查边长或坐标方位角的错误。导线测量：导线测量：控制面积大，一般要求地势平坦 测角，量边交会定点：交会定点：是加密控制点常用方法，它可以采用在数个已知控制点上是加密控制点常用方法，它可以采用在数个已知控制点上设站，分别向待定点观测方向或距离，也可以在待定点上设站，向数个已知设站，分别向待定点观测方向或距离，也可以在待定点上设站，向数个已知控制点观测方向或距离，然后

25、计算待定点的坐标。控制点观测方向或距离，然后计算待定点的坐标。 山区或地形复杂的地区 前方交会 侧方交会 后方交会 测边交会交交 会会 定定 点点1 1、 前方交会法前方交会法作业方式：作业方式：在已知点A、B上分别向新点P观测水平角和，从而可以计算P点的坐标。ABP计算方法：计算方法：按照导线计算方法，以AB为起始边计算导线检核：检核：从三个已知点A、B、C上分别向新点P进行角度观测，由两个三角形分别解算P点的坐标。ABPC要求与注意事项要求与注意事项 选择P点时，应尽可能使交会角r接近于90，并保证30r150。 由A到P、由B到P能通视并且可以观测 可以有灵活的多种布设形式 2 2、 侧

26、方交会法侧方交会法实质实质：利用两个高级控制点测定另一未知点的坐标作业模式：作业模式：在一个已知点A和未知点P上安置仪器，观测水平角A和P。ABPC检核：检核：在P点时，除了观测P之外，还需瞄准第三个已知点C，观测角(称为检验角)作为检核之用。ABPC计算方法与特点：计算方法与特点： 按前方交会的计算方式； 一个已知点上不宜设站；在一个已知点和未知点上进行观测ABPC3 3、 后方交会法后方交会法作业模式作业模式：将仪器安置在未知点P点向三个已知点进行观测，测出水平角，然后进行计算。ABP11C1222检核检核：向四个已知点进行观测，测出水平角与检验角(D点为已知点)。ABP11C1222D后

27、方交会的危险圆后方交会的危险圆：应用条件：应用条件：有四个高级控制点，且P点不在A、B、C三点所构成的圆周上或该圆周的附近APCBP4 4、测边交会、测边交会作业模式作业模式：用测距仪，由边长推算坐标ABPCSababSbcc5.自由设站自由设站：是在一个特定点上设站，对多个已知控制点观测方向和距离，按间接观测平差计算待定点的坐标。x xk ki iakiakiNkiNkiZkZk1. 概述三角网是以三角形为基本图形构成测量网，按观测值不同，三角网测量分为三角测量、三边测量和边角测量。由于目前全站仪的应用，目前多使用边角网测量。优点优点：控制面积大，几何条件多，图形结构强，角 度质量易检查。三

28、角网测量三角网测量三角网测量是常规布设和加密控制网的主要方法。但随着GPS技术在控制测量中普遍使用，目前国家平面控制网，城市平面控制网、大型工程平面控制网已经很少应用三角网测量方法，只是在小范围内采用三角网测量方法布设和加密控制网。外定向线形锁外定向线形锁内定向线形锁内定向线形锁中点多边形中点多边形大地四边形大地四边形单三角网单三角网2.2.工作步骤：工作步骤： 踏勘选点 埋设标石 角度观测 内业计算1 1、概述、概述任务：任务：在国家控制网的基础上，建立满足地形测图和工程建设要求的控制网如：城市控制网，矿区控制网实质：实质：在高等级国家控制点的基础上，测定区域水平和高程控制点，用于测图和工程

29、建设图根控制：图根控制：直接面向测图服务的平面和高程控制区域控制网的建立与数据处理区域控制网的建立与数据处理2 2、区域水平控制网布设方案与数据处理、区域水平控制网布设方案与数据处理可采用的方案：可采用的方案： 小三角测量：一级、二级、图根小三角 导线测量：一级、二级、三级、图根导线 交会定点导线测量数据处理步骤：导线测量数据处理步骤： 角度闭合差计算与调整 方位角计算 坐标增量闭合差计算与调整 坐标计算导线测量导线测量 量角、量边量角、量边关键：关键： 坐标正算 坐标反算 方位角传递 闭合差分配小三角测量：小三角测量：线形锁，中点多边形，大地四边形 测 角外定向线形锁外定向线形锁内定向线形锁

30、内定向线形锁中点多边形中点多边形大地四边形大地四边形单三角网单三角网3 3、水平控制网布设方案选择、水平控制网布设方案选择三种方案的特点：三种方案的特点： 小三角测量小三角测量：图形结构强，控制面积大，要求点间通视，只需测水平角。 导线测量导线测量：布设灵活，需测角和量边，控制条件较少。 交会定点交会定点：由多个已知点确定少数未知点，通常用于插点或局部加密。主要在小三角测量和导线测量之间选择。选择要考虑的因素选择要考虑的因素 测区地理条件：主要是通视条件，平坦地区可用三角网，崎岖地区可用导线。 测区形状及面积： 具有的观测仪器及技术手段： 现有成果情况（高等级成果）坐标系统的选择：坐标系统的选

31、择：尽量使用全国统一坐标系特殊情况也可建立独立坐标系确定方案后，根据精度要求，按规程确定观测方案，进行外业观测，处理数据即可建立控制网4 4、高程控制网选择、高程控制网选择主要是水准测量，在山区可用三角高程测量主要是水准测量，在山区可用三角高程测量局部控制网中以三等、四等水准为主图根控制中以四等、等外水准为主高程系统的选择高程系统的选择 应尽量采用国家高程系统 特殊情况可建立独立高程系统5 5、GPSGPS用于局部控制网布设用于局部控制网布设同时进行水平、高程控制同时进行水平、高程控制仅进行水平控制仅进行水平控制GPS控制网简介采用多台GPS在一个时间段内进行同步静态相对观测，则可构成如图所示

32、的图形，若有N台GPS接收机，则同步图形的边数为： nbN(N-1)/2但其中仅有N-1条是独立的GPS边。当同步观测GPS接收机台数N=3时，由GPS观测 边（独立的或非独立的）构成的多边形闭合环，称为同步闭合环同步闭合环。独立的同步闭合环个数为：nr（N-1)(N-2)/2理论上同步闭合环中的各GPS边的坐标差之和应该为0，但因为有时各点GPS并不是严格同步，而产生同步闭合环的闭合差。同步闭合差可作为观测成果的一种检核。同步图形扩展式布网形式点连式 边连式网连式 相邻同步图形有3个以上的公共点相连混连式（最常用）是点连式、边连式和网连式的一个结合体1 12 21 12 2 工作效率高、但图

33、形强度低，工作效率高、但图形强度低，如果连接点发生问题，将影如果连接点发生问题，将影响后面的同步图形响后面的同步图形 工作效率较高、图形强度高工作效率较高、图形强度高 工作效率低、图形强度很高工作效率低、图形强度很高注 意同步环的检核不能发现接受信号受到干扰而产同步环的检核不能发现接受信号受到干扰而产生的某些粗差。生的某些粗差。为了确保GPS观测成果的可靠性，必须选择独立GPS边构成一定的几何图形。由数条不同时段观测的独立的GPS边所构成的非同步多边形，称为异步环。GPS网由非同步网由非同步多边形组成多边形组成，每个闭合多边形的边数不应超过56条，当GPS网中有若干个起算点时，也可以由两个起算

34、点之间的数条GPS独立边构成附合路线。有2个异步环可能造成GPS处理结果差的原因工作失误 ，例如：错误的天线高，错误的测站名，对中误差。接收机设置不一致，例如同步率，数据格式等在不利条件下进行数据采集，例如：观测的卫星数目太少，太高的PDOP值，太多的卫星高度角低，多路径效应严重，太多的周跳，观测时间不足第一类潜在的误差是操作误差或粗差。用户可以通过严密的野外观测程序减少粗差。第二、三类潜在误差很难去除。改善质量尽可能选择最好的观测条件事先对测站进行踏勘，留意障碍物和可能的多路径源，在遮挡严重时，若有可能要重新选点。在动态测量中这些对基准站尤为重要在同一观测时段中所采用的接收机设置一致性检验将

35、网络设计成由两个以上时段所观测的基线所组成的小闭合图形结构。（二）碎部测量碎部测量是利用平板仪、经纬仪、全站仪等仪器在某一测站上绘测各种地物、地貌的平面位置和高程的工作。工作主要包括两方面：一个是测定碎部点的平面位置和高程，一个是在图上绘制地物1. 碎部点的测量方法碎部点的测量方法碎部测量：确定地物地貌特征点Control SurveyingDetail Surveying1）碎部点的确定 碎部点的确定应注意以下几点：碎部点的确定应注意以下几点：对于有方位的独立地物，应测定两个点的坐对于有方位的独立地物，应测定两个点的坐标，取两点的中点即为独立地物的中心位置，标，取两点的中点即为独立地物的中心

36、位置，并以两点的连线确定符号的方位。并以两点的连线确定符号的方位。任何依比例的矩形形状地物，只要测出三个任何依比例的矩形形状地物，只要测出三个角点的坐标，第四个点的坐标可由程序计算。角点的坐标，第四个点的坐标可由程序计算。房屋的附属建筑（如台阶、门廊、凉台等）房屋的附属建筑（如台阶、门廊、凉台等）和房屋轮廓线的交点不实际测量，而是按垂和房屋轮廓线的交点不实际测量，而是按垂线法计算出交点的坐标。线法计算出交点的坐标。o依比例的双线地物，如道路、沟渠和河流等，测定两依比例的双线地物，如道路、沟渠和河流等，测定两侧边线特征点的坐标。铁路测定中心线上点的坐标。侧边线特征点的坐标。铁路测定中心线上点的坐

37、标。o圆状地物应在圆周上测定均匀分布的三点坐标。较小圆状地物应在圆周上测定均匀分布的三点坐标。较小的圆也可测定对径方向的两个点的坐标。的圆也可测定对径方向的两个点的坐标。o圆弧线一般应测定起点、终点和大致中间的一点。在圆弧线一般应测定起点、终点和大致中间的一点。在DJHTDJHT测图系统中连接直线段较短的圆弧段（如道路转测图系统中连接直线段较短的圆弧段（如道路转弯处的小圆弧段）可只测两个切点的坐标，圆弧的绘弯处的小圆弧段）可只测两个切点的坐标，圆弧的绘制由程序自动处理。制由程序自动处理。o在绘制等高线范围内的坎和坡，应量出比高和测定坡在绘制等高线范围内的坎和坡，应量出比高和测定坡脚线的高程。脚

38、线的高程。o如测图系统给出标准图块，则必须按标准图块标注的如测图系统给出标准图块，则必须按标准图块标注的点测定其坐标。点测定其坐标。 极坐标法（最主要）：极坐标法（最主要）：观测测站至碎部点的方向，天顶距和斜距，计算碎部点的平面直角坐标测站点已知方向控制点2）碎部点的坐标计算方法测量中将会有碎部点不能到达时采用的方法：测量中将会有碎部点不能到达时采用的方法：实际测量中将会有碎部点不能到达，这种情况下，可在两个测站上进行前方交会计算碎部点的坐标，如果部分碎部点受到通视的限制，不能用仪器直接观测计算坐标，则可根据周围已知点通过丈量距离计算碎部点的坐标。 极坐标法：采用极坐标法，多数情况下棱镜中心能

39、放在碎部点上，极坐标法：采用极坐标法，多数情况下棱镜中心能放在碎部点上，但有时不能，如果棱镜位置与待测碎部点和测站之间构成特殊的几但有时不能，如果棱镜位置与待测碎部点和测站之间构成特殊的几何条件，则可通过对棱镜位置的观测，推算待测点的坐标。何条件，则可通过对棱镜位置的观测，推算待测点的坐标。测站点测站点3 32 24 41 10 0方向交会法：方向交会法： a.两个测站的前方交会两个测站的前方交会 在两已知点上测量两个角度控制点控制点b.一个测站观测方向和一个已知方向的交会一个测站观测方向和一个已知方向的交会P P为测站观测点，其坐标已知，由测站观测碎部点为测站观测点，其坐标已知，由测站观测碎

40、部点J J的方的方位角。已知方向由位角。已知方向由A,BA,B确定，确定，A A点坐标已知，点坐标已知，A A点到点到B B点的点的方位角已知，则可求得碎部点方位角已知，则可求得碎部点J J的坐标。的坐标。A AB BJ JP P 距离交会法：距离交会法：在两已知点上测量两个到未知点的距离控制点（或已知坐标的碎部点）控制点（或已知坐标的碎部点）支距法，由已知点A和B确定的方向线为AB，A的坐标已知，在方向线的一侧有待测碎部点J，由J向AB作垂线为JM，量出距离SAM和 SMJ，则可计算碎部点的坐标。A AB BM MJ J直角的设置直角的设置采用双五角棱镜3）.碎部点的测量方法常规的方法 平板

41、仪测图 经纬仪测图数字测图2. 2. 地物测绘地物测绘 测绘地物的综合取舍原则测绘地物的综合取舍原则地物：地球表面的固定物体基本思想：对尺寸较小、在图上难以清晰表示的地物进行综合取舍，并且不会给用图带来重大影响。测图比例尺与地物取舍按规范进行居民地测绘居民地测绘测绘居民地根据所需测图比例尺的不同，在综合取舍方面就不一样。对于居民地的外轮廓，都应准确测绘。其内部的主要街道以及较大的空地应区分开来。对散列式的居民地、独立房屋应分别测绘。1：1000或更大的比例尺测图，房屋应逐个测绘；1：2000测图房屋应适当综合取舍。围墙、栅栏、栏杆等可根据其永久性、规整性、重要性等综合考虑取舍。道路测绘道路测绘

42、o公路应实测路面位置，并测定道路中心高程。高公路应实测路面位置，并测定道路中心高程。高 速速公路应测出两侧围建的栅栏、收费站，中央分割带公路应测出两侧围建的栅栏、收费站，中央分割带视用图需要测绘。路堤、路堑应测定坡顶、坡脚的视用图需要测绘。路堤、路堑应测定坡顶、坡脚的位置和高程。位置和高程。o其他道路测绘，其他道路有大车路、乡村路和小路其他道路测绘，其他道路有大车路、乡村路和小路等，测绘时立尺于道路中心线，道路宽度能依比例等，测绘时立尺于道路中心线，道路宽度能依比例表示时，按道路宽度的二分之一在两次绘平行线。表示时，按道路宽度的二分之一在两次绘平行线。o桥梁测绘，铁路、公路桥应实测桥头、桥身和

43、桥墩桥梁测绘，铁路、公路桥应实测桥头、桥身和桥墩位置，桥面应测定高程，桥面上的人行道图上宽度位置，桥面应测定高程，桥面上的人行道图上宽度大于大于1mm1mm的应实测。各种人行桥图上宽度大于的应实测。各种人行桥图上宽度大于1mm1mm的的应实测桥面位置，不能依比例的，实测桥面中心线。应实测桥面位置，不能依比例的，实测桥面中心线。 管线测绘管线测绘a.地面管线测绘地面管线测绘电力线、电信线的电杆、铁塔位置应实测。电杆上有变压器时，变压器的位置应按其与电杆的相应位置绘出。架空的、地面上的、有堤基的管道应实测，当架空管道直线部分的支架密集时，可适当取舍。地下管线检修并测定其中心位置按类别以相应符合表示

44、。b.地下管线测绘地下管线测绘地下管线包括地下的给水、排水（雨水、污地下管线包括地下的给水、排水（雨水、污水）、煤气、热力、电力、电信和工业等七类。水）、煤气、热力、电力、电信和工业等七类。地下管线测绘应测定地下管线的平面位置和埋地下管线测绘应测定地下管线的平面位置和埋深（高程）。地下管线测绘前，应在地面上设深（高程）。地下管线测绘前，应在地面上设置管线点标志。管线点分为明显管线点（如地置管线点标志。管线点分为明显管线点（如地下管线检修井中心）和隐蔽管线点。对于隐蔽下管线检修井中心）和隐蔽管线点。对于隐蔽管线点应用地下管线探测仪，探察地下管线的管线点应用地下管线探测仪，探察地下管线的地面投影位

45、置和埋深，并在地面标志。测量管地面投影位置和埋深，并在地面标志。测量管线点的三维坐标，按地下管线类别用相应符合线点的三维坐标，按地下管线类别用相应符合表示。表示。1）数字化采集数据的优点）数字化采集数据的优点.数字化测图使大比例尺测图走向自动化数字化测图使大比例尺测图走向自动化 数字测图的自动化效率高，劳动强度小，错误（读、记、展）率小，绘得的地形图精确、美观、规范。（三）（三）. .野外数据数字化采集野外数据数字化采集. 数字化测图使大比例尺测图走向数字化数字化测图使大比例尺测图走向数字化 数字信息可供传输、处理、共享 自动提取面积、方位、坐标、距离 为CAD、GIS提供基础空间信息 进行分

46、层、放大、裁剪等处理 局部更新速度快.数字化测图实现了大比例尺测图高精度和低数字化测图实现了大比例尺测图高精度和低耗费耗费 白纸测图有精度损失：图上0.1mm，比例尺为1：1000，最好精度为10cm。 蓝晒、图纸变形等误差 一般精度为0.3mm, 和原测距精度一致 数字测图无损失地记录了外业测绘数据。.数字化测图使大比例尺测图进入新时期数字化测图使大比例尺测图进入新时期测图作业过程发生了很大的变化控制测量、碎部测量的一步法 分图幅作业到地物整体测量，计算机自动分幅。全站仪、GPS等数字化仪扫描仪数字摄影测量仪成图软件电子平板（便携机）PC卡电子手簿微机打印机绘图仪显示器2）电子速测仪（全站仪

47、）和电子手薄）电子速测仪（全站仪）和电子手薄 全站仪用于距离、水平方向和天顶距的观测； 电子手薄用于观测数据的记录、处理和计算结果的存储a.电子手薄的主要程序功能电子手薄的主要程序功能基础图根观测数据的记录基础图根观测数据的记录该项记录用于基础图根水平方向、天顶距读数该项记录用于基础图根水平方向、天顶距读数和斜距的观测，记录观测值的平均值，并对超和斜距的观测，记录观测值的平均值，并对超限的观测值提示和补测。限的观测值提示和补测。自由设站的坐标计算自由设站的坐标计算导线测量和坐标计算导线测量和坐标计算极坐标碎部测量极坐标碎部测量碎部点间接计算坐标碎部点间接计算坐标碎部点图形信息编码碎部点图形信息

48、编码数据输入与输出数据输入与输出 b.图根控制：图根控制：基础图根平面控制量基础图根平面控制量 在大比例尺数字测图中一般布设全面边角和导线混合在大比例尺数字测图中一般布设全面边角和导线混合网来完成。布设图形时不采用大地四边形，点与点之间直接网来完成。布设图形时不采用大地四边形，点与点之间直接通视。在通视条件比较好的地区以三角网为主，每个测站的通视。在通视条件比较好的地区以三角网为主，每个测站的各方向除方向观测外，尽可能观测边长。在城市地区和通视各方向除方向观测外，尽可能观测边长。在城市地区和通视情况不好的地区以布设导线网为主。建议三角形边长为情况不好的地区以布设导线网为主。建议三角形边长为20

49、0m500m，导线边长为，导线边长为100m300m。 基础平面图根网布设时，对于测区内的一些明显目标，基础平面图根网布设时，对于测区内的一些明显目标，可对其进行前方交会观测，经平差计算求出其坐标，以便于可对其进行前方交会观测，经平差计算求出其坐标，以便于在图根加密和碎物测量时用作测站的定向方向。在图根加密和碎物测量时用作测站的定向方向。基础图根平面控制测量观测的记录由电子手薄记录，记录数据输入电子计算机，并由基础图根控制测量平差程序计算各点坐标。图根加密图根加密 图根加密的方法主要采用图根导线和自由设站。图根导线布设成单一导线和节点导线，当遇到短边导线时采用三联脚架法。图根导线点高程采用三角

50、高程测量，垂直角应对向观测，仪器高和觇标高应用钢尺丈量读取至毫米。 导线测量和自由设站的观测记录、坐标计算利用电子手薄功能完成。c.野外采集数据的记录格式和信息编码数据记录内容和格式数据记录内容和格式内容：一般数据、仪器数据、测站数据、方向观内容：一般数据、仪器数据、测站数据、方向观测数据、碎部点观测数据、控制点数据等。测数据、碎部点观测数据、控制点数据等。格式（以大比例尺数字测图格式（以大比例尺数字测图DJHT系统的记录格系统的记录格式为例）式为例）A12A24A38A4Y8A5X8A6H8记录记录类别类别点号点号图形信息码图形信息码 地形要素分类和编码地形要素分类和编码 分类分类 测量控制点测量控制点 居民地居民地 工矿企业建筑和公共设施工矿企业建筑和公共设施 独立地物独立地物 道路及附属设施道路及附属设施 管线管线 水系及附属设施水系及附属设施 境界境界 地貌