《大地测量学》实习指导书新

1、2009级大地测量学 实习指导书测绘工程系二 0一一年十二月大地测量学实习指导书本实习指导书是根据测绘工程专业 2009级教学计划中,测绘工程专业本科生培养目标和大地测量 学实习大纲特制定的。本设计的任务是一、 坐标基准设计与坐标转换;二、 一级导线网测量和导线网平差;三、 精密水准测量和水准网平差计算。一、 目的和要求1、目的:根据测绘工程专业教学计划有测绘工程专业本科生培养目标和实践教学计划安排,定于 2011 -2012学年第一学期的 15-17周安排一个大地测量学实习,为期三周。时间:2011年 12月 5日至 2011年 12月 24日2、要求:掌握大地测量常用基准的概念;掌握我国大

2、地测量常用基准或地方基准;掌握精密导线测量方法和平差计算方法;掌握精密水准测量方法平差计算方法。3、指导老师:姚吉利 曹俊茹 孔维华 张海玲 王志勇 王殷行二、 大地测量实习的内容和实习安排 三、 大地测量实习的任务坐标基准设计与坐标转换:计算原来已有点在中央子午线为 117度 45分的坐标一级导线网测量和导线网平差:每组两个点水平角观测和边长测量;精密水准测量和水准网平差计算:学校内所有点统一平差。四、 实习步骤第二部分 导线网的基准设计1、设计技术要求和资料准备本次设计技术要求:所选基准满足整个*市 1:500地形图和 1:500地籍图有测图 需要。在整个测区内已有控制点,见附录一。这些点

3、就是本次设计基础数据。设计一定要规 范。2、基准设计明确基准的定义和概念,在对已有资料的分析基础上,合理利用,找出基准参数或基准 表达的公式。设计好中央子午线:中央子午线的分必须是 5的整数倍(因为中央子午线拫重要, 便于记忆,不选秒,只选到分的整 5分或整 10分 ,如 117度 55分可以, 117度 31分就不好了;每公里和一幅 50cm*50cm地图图幅的投影变形:用 y 的自然的自然值计算投影变形。 地球平均曲率半径用子午曲率半径和卯酉曲率半径计算 MNR 。 投影面引起的 变形为负值,和高斯投影变形的符号相反;测区范围:用平均经度和纬度计算。抵偿投影面设计高程基准设计:(选择 56

4、高程系统或 85高程系统都可以 。3、方案论证以上设计是否合理,要根据国家或行业规范,通过数据来说明,可用 MATLAB 编程计 算,设计报告中可附源程序清单。可能要编写的程序:高斯正反算;平面坐标转换;三维空间坐标转换;大地经纬度坐标和空间直角坐标转换。4、具体步骤1设计资料准备和有关知识(有关基准的 5个理论、 MATLAB 在测量中和应用的学习;2 54和 80坐标的相互转换(为了工程使用方便,同时提供 54和 80坐标 , (1用 2个以 上公共点平差计算转换参数; (2只有 54坐标的点 80坐标计算; (3只有 80坐标的点的 54坐标计算;3计算 54和 80的经纬度坐标;4测区

5、范围和测区中心位置的确定、测区大小计算;测区平均曲率半径;5中央子午线和抵偿面设计,计算投影变形、归算变形、综合变形;6改中央子午线经度和抵偿面高,用第四步方法设计出多种方案;7选择出一组合理方案作为最终的设计方案;8整理相关资料:原始数据、 54和 80的 6度带坐标、设计方案论证和选择表、最终的设计 方案下的高斯坐标(54和 80都要提供 ;第二部分 一级导线测量一二级导线的主要技术要求如下表: 注意:1.对角度和边长进行分别测量,也可同时测量。2.导线点要能长期保存,同时作为精密水准测量的水准点。3. 本次实习导线网比较大, 各小组不进行验算, 三个班的成果才能构成完整的结点形式的导线网

6、。4.记录坚决不能涂改和造假,更不能转抄,否则重测,如果记录错误,请将本测站“距离”列标 明“作废” ,本测站重测,并从下行开始记录。如有转抄或涂改,实验成绩为“ 0”分,自然不能参加本 课程的考试,因为这是职业道德问题。5.记录字不能出格。6.测角主要限差:同一方向值的 2C 互差不大于 13秒;上下半测回方向值之差不大于 9秒;两测 回同一方向值之差不在于 9秒(一级导线才有此项限差 ;如果方向多于 3个,则归零差不大天 8秒,各 记录员必须记牢,在一测站结束后必须算完限差,如果各项结果在限差范围之内,才能搬站,否则要重 测。第三部分 精密水准测量数字水准仪的测量限差,应该根据实验所选用的

7、水准级别进行设置。当所观测的数据超出限差范围时, 3、验算水准测量验算的目的是检查外业测量成果整体是否达到要求。 若测段路线往返测不符值超限,应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测;附合路线和环 线闭合差超限,应就路线上可靠程度较小,往返测高差不符值较大或观测条件较差的某些测段进行重测, 如重测后仍不符合限差,则需重测其他测段。 由 n 个测段往返测的高差不符值 计算往返测高差平均值的每公里偶然中误差为 4121Rn M ±= 式中, 是各测段往返测的高差不符值,取 mm 为单位; R 是各测段的距离,取 km 为单位; n 是测段的数目。如果此误差大于二等精密水准测量,每公里

8、高差中数中误差,则不合,要重新检查记录, 整理成果是否正确?五、分组情况大地测量实习每班分 8个小组,每组 5人,个别同学需要调整到其它组,必须经过指导 老师同意,不得擅自改变原来分组。 六、设计报告编写大地测量设计报告一般按下面大纲进行编写(参考本指导书 。 1、前言:设计的目的和任务、基本要求; 2、实习的理论基础; 3、实习内容及成果整理; 4、实习收获与体会。附录一 基准设计知识在测量数据处理过程中,经常要进行坐标系变换与基准变换。 坐标系变换 就是在不同的坐标 表示形式间 进行变换。 基准变换 是指在不同的 参考基准(椭球间 进行变换。1.站心坐标系(也叫水准面切面坐标与经纬度大地坐

9、标关系(建立摄影测量地面坐标系 :以测 站 P 为原点, P 点的法线方向为轴(指向天顶为正 ,轴指向过 P 点的大地子午线的切线北方向,轴 与平面垂直,构成左手坐标系。 -=Z Y X B L B L B L L B L B L B U E N sin sin cos cos cos 0cos sin cos sin sin cos sin 其中:TP X Y Z P 测站点 的空间直角坐标TP X Y Z P '' :测站点的空间直角坐标2. 高 斯投影坐标正算(+-+-+-+-+-+=764275222425322317947961cos 504015814185cos

10、12011cos 61cos t t t B N t t t B N t B N B N x (+-+-+-+-+-+=864286222426442242254331111385cos 403203302705861cos 720495cos 24cos 2t t t B N t t t t B N tt B N t B N t B l y 3. 高 斯投影坐标反算+-+-+-+=864286242224284424222242221575409536331385(40320 45162107459061(720 936635(24 1(2y t t t N t yt t t t N t y

11、 t t t N t yNt B B ff f fff f f f f f f ffff f f f f f ff f ff f +-+-+=76427522242532230 720132066261(cos 50401 8624285(cos 1201 21(cos 61cos 1y t t t B N y t t t B N y t B N y B N L L f f f ff ff f f f ff ff ff f f 不同地球椭球坐标系的平面相似转换 (见大地测量学理工大学版的第五次课的 PPT 文稿附录二 投影变形的处理方法1、投影变形对工程测量的影响规律工程测量控制网不但应作为测

12、绘大比例尺图的控制基础,还应作为城市建设和各种工程建设施工放 样测设数据的依据。为了便于施工放样工作的顺利进行,要求由控制点坐标直接反算的边长与实地量得 的边长,在长度上应该相等,这就是说由上述两项归算投影改正而带来的长度变形或者改正数,不得大 于施工放样的精度要求。一般来说,施工放样的方格网和建筑轴线的测量精度为 1/5 0001/20 000。因 此,由投影归算引起的控制网长度变形应小于施工放样允许误差的 1/2,即相对误差为 1/10 0001/40 000,也就是说,每公里的长度改正数不应该大于 10mm 2.5cm 。平面控制测量投影面和投影带的选择, 主要是解决长度变形问题。这种投影变形主要是由于以下两种因素引起的: 实测边长归算到参考椭球面上的变形影响,其值为mm R H s s -=1 将参考椭球面上的边长归算到高斯投影面上的变形影响,其值为20221=m m R y s s 2、投影变形的处理方法有 3个 通过改变 m H 从而选择合适的高程参考面,将抵偿分带投影变形,这种方法通常称为抵偿投影面的高斯正形投影; 通过改变 m y ,从而对中央子午线作适当移动,来抵偿由高程面的边长归算到参考椭球面上的投影变形,这就是通常所说的任意带高斯正形投影; 通过既改变 m H (选择高程参考面 , 又改变 m y (移动中央子