大地测量和海洋测绘(备选)

1、大地测量和海洋测绘(备选)第一页，共215页。第一章 大地测量第二页，共215页。2015大地测量考试大纲基本要求第三页，共215页。第四页，共215页。1.1 大地测量概论任务：建立精密控制网，为工程提供高精度的平面和高程控制，为空间科学技术和军事用途等提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料；为研究地球形状提供资料。内容：三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大地测量以及各种大地测量数据处理等。第五页，共215页。现代大地测量的特点长距离、大范围：洲际、全球高精度：比经典提高1-2数量级实时、快速：内外业几乎可以同时完成四维：时间向量地心学科融合第六页，共2

2、15页。大地测量的作用组织、管理、融合和分析地球海量时空数据的基础，也是描述、构建认知地球进而解决地球科学问题的时空平台确定大地测量基准为科学研究、国防、经济建设、维护国家权益、航空航天技术等提供服务第七页，共215页。大地测量系统与参考框架大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度基准、及其实现方式（包括理论、模型和方法）。大地测量系统主要包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统第八页，共215页。大地测量参考框架是通过大地测量的手段，由固定在地面上的点所构成的大地网点或其他实体按相应于大地测量系统的规定模式构建的，是对大地测量系统的具体实现。大地测量参考框架主要包括坐标参考框架、高程

3、参考框架、重力参考框架等第九页，共215页。大地测量坐标系统和常数大地测量坐标系统是指一种固定在地球上与地球一同旋转的非惯性坐标系统，可分为地心和参心或大地和空间直角坐标系大地测量常数是指与地球一起旋转且表面与地球有最佳吻合的一组旋转椭球几何参数和物理参数第十页，共215页。参心坐标框架：坐标原点位于参考椭球中心，由天文大地网实现与维持。如我国的54坐标和80坐标地心坐标框架：坐标原点位于地球质心，由甚长基线干涉测量、激光测卫、激光测月、GPS、多普勒等技术手段实现与维持。如我国的2000坐标系大地测量坐标框架第十一页，共215页。高程基准定义了陆地上高程测量的起算点，一般可通过验潮的方式，确

4、定海水面的平均位置作为高程基准1956黄海高程系：7年的验潮结果，水准原点高程为72.289米1985国家高程基准：近19年的验潮结果，水准原点高程为72.2604米高程系统和高程框架第十二页，共215页。我国高程系统采用正常高系统，高程起算面为似大地水准面我国的高程框架由国家二期一等水准网以及复测结果维持与实现高程框架还可以由似大地水准面来实现我国高程框架分为四个等级，分别定义为一、二、三、四等水准控制网高程系统和高程框架第十三页，共215页。重力测量就是为测定空间一点的重力加速度重力基准就是标定一个国家或地区的绝对重力值的标准重力参考系统则是指采用的椭球参数及其相应的正常重力场重力测量框架

5、是分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点以及若干条基线组成重力系统和重力测量框架第十四页，共215页。我国在20世纪50-70年代，使用波茨坦重力基准，重力参考系统采用克拉索夫斯基椭球体参数20世纪80年代建立了国家1985重力基本网，参考系统采用IAG75椭球常数1999-2002完成了2000国家重力基本网建设，重力参考系统采用GRS80椭球常数第十五页，共215页。深度基准深度基准一般采用当地的潮汐调和系数计算得出深度基准可采用理论深度基准、平均低潮面、最低低潮面或大潮平均低潮面等1956年前我国采用了平均低潮面、实测最低潮面或大潮平均低潮面，1957年后采用理论深度基准面作为深度基准。

6、该面试按照前苏联弗拉基米尔计算的当地理论最低低潮面第十六页，共215页。时间系统规定了时间测量的参考标准，包括时刻的参考标准和时间间隔的尺度标准。时间系统框架是在某一区域或全球范围内，通过守时、授时和时间频率测量技术来实现和维持的时间系统时间系统和时间系统框架第十七页，共215页。计算时间的物质运动必须满足以下条件：运动是连续的； 运动的周期具有足够的稳定性； 运动是可观测的。时间尺度是通过秒长定义的，而秒长又与频率相关，因此时间基准也称时间频率基准第十八页，共215页。世界时：以格林尼治平子夜为零时起算的平太阳时，以地球自转为周期，1960前作为国际时间的基准原子时：以原子谐振信号周期为标准

7、，在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃迁辐射192631770周所持续的时间为原子时秒长。开始启用，作为国际时间标准第十九页，共215页。力学时:根据天体动力学理论的运动方程定义的时间系统协调时：以原子时秒长和世界时起点定义的时间系统GPS时：由GPS星载原子钟和地面监控站的原子钟组成的一种原子时基准。与国际原子是由19秒的常数差，在零时与协调时相一致。第二十页，共215页。第二十一页，共215页。大地坐标系（L、B、H）第二十二页，共215页。大地经度：测站子午面与起始子午面间的夹角，分东经、西经大地纬度：测站法线与赤道面间的夹角，分为南纬和北纬大地高：地面点沿法线到椭球面的

8、距离大地方位角：测站上包含照准点的法截面与测站子午面间的夹角第二十三页，共215页。空间直角坐标系（X、Y、Z)第二十四页，共215页。椭球中心为坐标原点起始子午面与赤道面交线为x轴旋转轴为z轴Y垂直于xoz平面，三轴构成右手系第二十五页，共215页。站心坐标系站心直角坐标系原点位于测站点U轴与过测站点椭球面的法线重合，指向天顶N轴垂直于U轴，指向椭球的短半轴E周垂直于U、N轴形成左手系第二十六页，共215页。站心极坐标系原点位于测站点包含直角坐标系中N、E的平面作为基准面极轴为N轴用极距、方位角、高度角表示第二十七页，共215页。地心坐标系原点位于整个地球质心尺度是广义相对论意义下的某一局部

9、地球框架内的尺度定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线，称为地球定向参数定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件第二十八页，共215页。高斯直角坐标系高斯-克吕格投影： 中央子午线投影后为直线，不变形；其他子午线凹向中央子午线，且长度变形 为控制长度变形过大，采用分带投影方式第二十九页，共215页。第三十页，共215页。第三十一页，共215页。 坐标系转换第三十二页，共215页。空间直角坐标与站心坐标系转换第三十三页，共215页。不同大地坐标系的三维转换第三十四页，共215页。第三十五页，共215页。球面坐标和平面坐标的转换第三十六页，共215页。第三十七页，共215页。坐标转

10、换公式推导方法旋转角逆时针为正第三十八页，共215页。1.2 传统大地控制网三角测量三边测量边角测量导线测量第三十九页，共215页。国家网布设原则分级布网，逐级控制要具有足够的精度要具有足够的密度要具有统一的规格国家平面控制网控制网分为一、二、三、四等，共四个等级第四十页，共215页。全国天文大地网整体平差1978-1984年完成，1984年通过技术鉴定整体平差的技术原则：1、地球椭球参数2、坐标系统3、椭球定位和坐标轴指向第四十一页，共215页。光学经纬仪、电子经纬仪、全站型电子速测仪光学经纬仪分类：DJ07,DJ1，DJ2, DJ6,DJ30 (表1-2-2）电子经纬仪分类：， (表1-2

11、-3）经纬仪和光电测距仪及其检验第四十二页，共215页。第四十三页，共215页。光学经纬仪和电子经纬仪以及光电测距仪的检验项目、检验方法、限差以及检验周期等具体可参见有关规范JJG 414-2003JJG 100-2003JJG 703-2003第四十四页，共215页。第四十五页，共215页。第四十六页，共215页。水平角观测观测误差的主要来源：人差仪器误差外界条件第四十七页，共215页。第四十八页，共215页。第四十九页，共215页。方向观测法：一般用于三、四等水平角测量，或在地面点、低觇标、方向数较少的二等水平角测量中使用分组方向观测法：方向数多于6个时使用全组合测角法：一等三角测量或高标

12、的二等水平角测量中使用水平角观测方法第五十页，共215页。三角点观测及外业验算1、检查外业资料2、绘制已知数据表和控制网图3、近似边长和球面角超的计算4、归心改正5、分组的测站平差6、三角形闭合差和测角中误差的计算7、近似坐标和曲率改正的计算8、极条件、基线条件和方位角条件闭合差的计算第五十一页，共215页。2.4 三角高程测量竖直角观测方法：中丝法：四个测回，盘左、盘右依次观测三丝法：二个测回，方法同上第五十二页，共215页。高差计算公式利用水平距离单向高差计算公式：利用倾斜距离单向高差计算公式：第五十三页，共215页。折光系数一般为之间实际作业时可以通过测定测区的平均折光系数、选择有利观测

13、时间、对向观测、提高视线高度、短边传递高程等方法来消除或者减弱大气垂直折光的影响第五十四页，共215页。导线测量导线的布设导线共分四个等级，每个等级的精度与相对应的三角锁网应当一致一、二等必须布设成环状，三、四等可以布设成符合导线第五十五页，共215页。选点、造标和埋石边长测量水平角观测垂直角观测导线测量概算导线测量作业及概算第五十六页，共215页。1.3 GNSS连续运行基准站网基准站网的组成：基准站：具备连续跟踪观测和记录卫星信号的能力数据中心：具备监控、数据管理、数据处理分析和产品服务等功能数据通信网络：具备数据交换、数据传输数据产品分发等功能第五十七页，共215页。分类和布设原则国家基

14、准站网：用于维持和更新国家地心坐标参考框架的基准站网，是国家基础地理信息基础框架之一，也是国家经济建设、国防建设的基础设施，用于开展全国范围内的高精度定位导航、工程建设和科学研究服务。站点间距一般在100-200KM第五十八页，共215页。区域基准站网：在省、市、地区建立的基准站网，主要构成高精度、连续运行的区域坐标基准框架，为省、市、地区提供不同精度的位置服务和相关信息服务。应与国家地心参考框架相一致，要达到cm级精度站点间距应小于70KM第五十九页，共215页。专业应用站网：由专业部门或机构根据专业需要建立的基准站网，用于开展专业信息服务。应与国家地心坐标框架建立联系第六十页，共215页。

15、技术设计前：应收集基准站所在地区的地形图、交通图、地质构造图以及其他相关资料在图上拟选基准站站址、确定基准站位置、名称及编号标注站址地形、地质、交通等信息基准站建设第六十一页，共215页。踏勘完成后：应进行建筑、结构、电气、室外工程等内容的施工设计基准站设备集成、供电系统、数据传输等内容设计技术设计完成后：应提交基准站技术设计方案以及基准站点位设计图、站点位置信息表、基准站施工设计图等设计资料第六十二页，共215页。选址 观测环境地质环境依托保障 提交成果 第六十三页，共215页。基建观测墩（分为基岩、土层、屋顶）观测室 工作室 防雷工程辅助工程提交成果第六十四页，共215页。设备组成接收机（

16、关注采样率、数据要求、外接气象设备等） 天线（关注相位中心稳定性、抗干扰能力、抑径板） 气象设备（关注观测精度、采样率等） 电源设备计算机与软件第六十五页，共215页。数据中心要有数据管理系统、数据处理分析系统、产品服务系统及机房、计算机网络等物理支撑组成第六十六页，共215页。数据管理系统第六十七页，共215页。数据处理分析系统第六十八页，共215页。产品服务系统第六十九页，共215页。数据中心机房第七十页，共215页。计算机与网络第七十一页，共215页。数据通信网络第七十二页，共215页。第七十三页，共215页。基准站数据采集、数据完好性数据传输的稳定性，通信速率、误码率、可用性以及数据传

17、输的延迟数据中心对基准站的监控能力覆盖范围和有效时间数据产品的服务内容和精度指标其他测试内容基准站网调试第七十四页，共215页。24小时连续正常运行，必要时宜安装报警系统定期进行设备检测及更新定期与IGS联测，维持坐标更新定期进行水准联测定期进行重力联测基准站网维护第七十五页，共215页。1.4 卫星大地控制网A级由卫星定位连续运行基准站组成，用于建立国家一等大地控制网，进行全球性的地球动力学研究、地壳形变测量和卫星精密定轨；B级主要用于建立国家二等大地控制网，建立地方或城市坐标基准框架，区域性的地球动力学研究、地壳形变测量和各种精密工程测量； C级主要用于建立三等大堤控制网，以及区域、城市及

18、工程测量的基本控制网；D用于建立国家四等大地控制网；E级主要用于测图、施工等控制测量。第七十六页，共215页。精度要求第七十七页，共215页。技术设计：首先收集测区范围已有的基准站、各种大地点、各种图件、地质资料以及测区总体建设规划和近期发展方面的资料然后是资料分析、实地踏勘、图上设计等，并制定联测方案GNSS网布设第七十八页，共215页。选点基本原则GNSS网点选址与埋石第七十九页，共215页。选点基本要求第八十页，共215页。GPS点建造第八十一页，共215页。土层点埋设结束后，一般地区应经过一个雨季冻土深度大于0.8米的地区还应该经过一个冻结期岩层上埋设的标石应经过一个月方可进行观测GP

19、S观测实施第八十二页，共215页。基本技术要求第八十三页，共215页。观测设备第八十四页，共215页。观测方案第八十五页，共215页。作业要求第八十六页，共215页。数据下载与存储第八十七页，共215页。观测卫星总数数据可利用率多路径效应小于0.5M接收机钟频日稳定性不低于10-8等外业数据检查与技术总结第八十八页，共215页。技术总结任务来源、任务内容、完成情况、测区概况、技术依据、采用基准和已有资料利用情况、作业组织实施、仪器检验、质量控制、技术问题的处理、存在问题和建议、提交成果内容等第八十九页，共215页。GPS测量数据处理外业数据质量检查数据剔除率：不大于10%复测基线长度差：同步环

20、闭合差：独立环闭合差和附合路线坐标闭合差第九十页，共215页。基线向量提取：应选取独立基线、应构成闭合图形、根据RMS、RDOP、RATIO选取基线、选取短基线、能构成边数较少的异步环的基线三维无约束平差：发现基线粗差、调整基线权重约束平差和联合平差：根据质量标准转换到地方坐标系质量分析与控制：基线向量改正数、相对中误差GPS网平差第九十一页，共215页。1.5 高程控制网分级布网，逐级控制应有足够的精度应有足够密度应有统一的规格应定期复测水准标石分为基岩水准标石、基本水准标石、普通水准标石等多种第九十二页，共215页。一等为骨干需构成网，环线周长应在1600-2000km之间二等为基础，环线

21、周长应小于750km三、四等一般是在一、二等的基础上加密，可布设成附合线路、环线或节点网三等附合水准路线的长度不超过150km，四等长度应不超过80km第九十三页，共215页。水准路线的选择和标石的埋石图上设计实地选线和选点标石埋设：标石类型和埋设间隔第九十四页，共215页。仪器选用：关注各等级应选用的仪器、精度和应用范围水准仪和水准尺的检验 第九十五页，共215页。水准仪和水准尺检定第九十六页，共215页。水准测量观测程序和基本要求 第九十七页，共215页。水准测量的主要限差一、二等水准测量：视线长度、视距差、视距累计差、视线高度、基辅分划读数差、基辅分划高差之差、往返测高差不符值、环闭合差

22、等三、四等水准测量：视线长度、视距差、视距累计差、视线高度、黑红面分划读数差、黑红面分划高差之差、往返测高差不符值、环闭合差等第九十八页，共215页。仪器误差：i角误差、米真长误差、零点差、基辅分划常数、隙动差等外界因素引起的误差：温度变化对i角的影响、大气垂直折光、仪器尺台的下沉等观测误差：整平误差、读数误差、照准误差等水准测量误差来源 第九十九页，共215页。观测数据检查外业高差和概略高程表的编算每千米水准测量的偶然中误差计算每千米水准测量的全中误差计算水准测量外业计算 第一百页，共215页。水准网平差观测值权的确定第一百零一页，共215页。间接平差法在确定多个未知量的最或然值时，选择它们

23、之间不存在任何条件关系的独立量作为未知量组成用未知量表达测量的函数关系、列出误差方程式，按最小二乘法原理求得未知量的最或然值的平差方法。 第一百零二页，共215页。确定未知量的个数t，列出误差方程列出未知数函数表达式组成法方程求解未知数进行必要检核精度评定第一百零三页，共215页。条件平差法利用起算数据、原始观测值及其权倒数，根据各观测元素间的几何条件，按最小二乘法求定各原始观测值的改正数进而计算待定量最或是值的方法。 第一百零四页，共215页。确定必要观测个数列出足够数目且又线性无关的条件方程列出平差值函数表达式写出条件系数表组成法方程求解法方程求改正数、计算各项中误差第一百零五页，共215

24、页。跨河精密水准的特点及场地布设若跨越的视线长度小于100米时，可采用常规方法进行单站双测，但两次高差应小于1.5毫米第一百零六页，共215页。正常水准面不平行改正正常水准面与正常重力紧密相关在忽略地心引力的情况下，由于地球绕两极自转，所以在赤道离心力最大，两极为零重力与此相反，即在赤道上重力最小，两极最大再考虑到地球质量分布的不均匀性，情况更加复杂。也就是说在大尺度上考察正常水准面是不平行的第一百零七页，共215页。1.6 重力控制网国家重力基本网：由基准点和基本点以及引点组成，须与国家基准点联测国家一等重力网：由一等重力点组成，须与国家基准点或基本点联测国家二等重力点：为加密而设置的重力点

25、，须与国家基本点或一等点联测国家级重力仪标定基线：精度高但无级别，分为长基线、短基线第一百零八页，共215页。重力控制测量的设计原则目的：建立国家重力基准和重力控制网原则：有一定的密度、有效覆盖国土范围、满足经济国防建设的需要基本控制点应在全国构成多边形网，点间距一般要求在500km左右；一、二等可布设成闭合、符合等形式，点间距约300km；长基线两端均须为基准点，短基线至少一端须与国家点联测第一百零九页，共215页。加密重力测量设计原则加密重力测量的任务：在全国建立5*5的国家基本格网的数字化重力异常模型为精化大地水准面，采用天文、重力、GPS水准方法确定全国范围的高程异常值为内插大地点求出

26、天文大地垂线偏差为国家一、二等水准测量正常高系统提供改正第一百一十页，共215页。国家重力网选点与埋石重力基准点应选择在稳固的风化基岩上，远离工厂、矿区、公路铁路等震源，避开高压线、变电设备等强电磁场重力基本点一般选择在机场附近，地基坚实稳定、安全僻静、便于长期保存的地方，且便于重力联测以及坐标、高程的测定一等重力点一般选择在机场、公路附近，远离镇远、避开高压线等，且便于重力联测以及坐标、高程的测定第一百一十一页，共215页。重力测量仪器与检验FG5型绝对重力仪的检查和调整激光稳频器、激光干涉仪和时间测量系统测量光路的垂直性调整超长弹簧的参数输入检验程序和观测计算程序输入测点有关数据运行检验程

27、序，检查计算机运行状态第一百一十二页，共215页。拉科斯特型相对重力仪的检验和调整光学位移灵敏度的测定与调整正确读数线的检验与调整横水准器的检验与调整电子读数零位与检流计零位的检验与调整电子灵敏度的测定与调整光学位移线性度的检验电子读数线性度的检验第一百一十三页，共215页。石英弹簧重力仪的检验和调整面板位置的检查与调整纵、横水准器的检查与调整亮线灵敏度的检查与调整测量范围的调整第一百一十四页，共215页。相对重力仪比例因子的标定新出厂和维修过的重力仪必须标定每两年进行一次比例因子的标定标定应在国家长基线上进行标定时所选重力差应覆盖重力仪读数范围第一百一十五页，共215页。相对重力仪的性能试验

28、静态试验：在温度变化小且无震动干扰的室内进行，每半个小时读数一次，应连续观测48小时动态试验：应在测段重力差不小于50、点数不少于10个的场地进行往返对称观测，测回数不少于3个，每测回往返闭合时间不少于8个小时多台仪器一致性检验：可与动态同时进行，一致性中误差应小于2倍联测中误差第一百一十六页，共215页。重力测量绝对重力测量根据观测方程计算下落初始位置的重力值进行固体潮改正、气压改正、极移改正和光速有限改正等进行高度改正，得出墩面以及距离墩面1.3m处的重力值在进行绝对重力测量的同时，还应该进行重力垂直梯度和水平梯度的测定第一百一十七页，共215页。基本重力点联测一般采用对称观测停放超过2小

29、时，则停放点应重复观测每条测线一般应在24小时内完成，特殊情况可放宽至48小时第一百一十八页，共215页。一、二等重力点联测应采用闭合或附合路线测段数不超过5段特殊情况下可以布设支点，支点数根据不同等级确定一般采用对称观测或三程循环法停放超过2小时，则停放点应重复观测闭合时间一等不超过24小时，二等不超过36小时，特殊情况下可放宽至48小时第一百一十九页，共215页。加密重力点联测应采用闭合或附合路线停放超过2小时，则停放点应重复观测每条测线一般应在60小时内完成，特殊情况可放宽至84小时第一百二十页，共215页。平面坐标和高程的测定均采用国家坐标系和高程系等级重力点的平面坐标、高程测定中误差

30、不应超过1.0m加密点参照国家规范第一百二十一页，共215页。数据计算和上交资料绝对重力测量计算内容：墩面或距离墩面1.3M高度处的重力值每组观测的重力平均值及精度估算总重力平均值及精度估算重力梯度计算第一百二十二页，共215页。相对重力测量计算内容：初步观测值的计算零漂改正后的观测值计算第一百二十三页，共215页。1.7 似大地水准面精化概述大地高正高正常高似大地水准面精化的目的就是为了求得高程异常，以实现大地高和正常高的相互换算第一百二十四页，共215页。第一百二十五页，共215页。正高高程系第一百二十六页，共215页。正常高高程系第一百二十七页，共215页。似大地水准面精化的方法几何法重

31、力法组合法第一百二十八页，共215页。似大地水准面精化设计与建设现代化的国家基准相结合全面规划和建设地方基准测绘控制网充分利用已有数据与全国似大地水准面精化相一致第一百二十九页，共215页。GPS水准点边长的确定精度指标：城市：5cm，平原、丘陵： 8cm，山区： 15cm密度指标：分辨率应达到2.5*2.5。第一百三十页，共215页。GPS水准大地高测定精度GPS测定大地高的误差水准测量误差：三等水准测量中误差可达到3mm重力测量误差：精度优于0.5毫伽地形数据（DEM）的误差：500m分辨率下，最大影响为0.006m第一百三十一页，共215页。若城市似大地水准面精化要达到5cm的精度，则按

32、照上式可计算得出大地高的测量精度须达到3cm第一百三十二页，共215页。控制网建设与数据处理控制网选建：根据总体设计，并考虑各省市基础控制网建设规划进行，点位尽量选择在水准点附近，便于水准联测外业观测与数据处理：依据国家相应规范，方法与常规观测基本相同第一百三十三页，共215页。似大地水准面精化的计算似大地水准面计算流程综合利用重力资料、地形资料、重力场模型与GPS水准成果，采用物理大地测量理论与方法，应用移去恢复技术确定区域性精密似大地水准面。流程图见图1-7-2第一百三十四页，共215页。第一百三十五页，共215页。重力归算与格网平均重力异常计算利用DEM通过空间改正、层间改正、局部地形改

33、正和均衡改正，获得高平滑度的地形均衡重力异常，再通过推估内插形成平均地形均衡重力异常的基础格网数据再利用高分辨率的DEM将每个格网的地形均衡重力异常，采用逆过程恢复基础格网地面平均空间异常第一百三十六页，共215页。重力似大地水准面计算利用地球重力场模型计算得出与地面格网相同分辨率的重力模型平均空间异常，将地面空间异常减去重力模型平均空间异常得到格网残差空间异常，在残差空间异常中加上局部地形改正得到残差法耶异常。利用莫洛金斯基公式对法耶异常积分，求出每个格网点的残差重力高程异常，然后利用FFT技术计算位模型的高程异常，并加上残差高程异常即可得到精化后的重力似大地水准面第一百三十七页，共215页

34、。重力似大地水准面与GPS水准计算的 似大地水准面的拟合根据GPS水准实测似大地水准面：大地高与正常高之差任一点重力似大地水准面的计算：采用内插的方式计算区域似大地水准面的拟合计算第一百三十八页，共215页。由重力似大地水准面的高程异常与GPS水准实测的似大地水准面的高程异常计算其差值，得出不符值序列由不符值序列和相应GPS水准点的球面坐标组成多项式，拟合“观测方程”按最小二乘原理求解拟合多项式系数由拟合多项式系数和格网中心点坐标，对重力似大地水准面进行拟合纠正，即可求得适合于该区域的似大地水准面第一百三十九页，共215页。似大地水准面检验选取具有代表意义且未参与计算的点位，以满足要求的精度进

35、行GPS水准测量从而获得检查点的空间位置和高程异常，通过与精化后的似大地水准面内差值相比较，从而检验该似大地水准面模型的质量和实际应用效果第一百四十页，共215页。大地测量数据库是大地测量数据及实现其输入、编辑、浏览、查询、统计、分析、表达、输出、更新等管理、维护与分发功能的软件和支持环境的总称1.8 大地测量数据库第一百四十一页，共215页。组成：大地测量数据、管理系统、支撑环境分级：国家、省区和市（县）三级结构：见图1-8-1组成、分级和结构第一百四十二页，共215页。参考基准数据大地测量数据内容第一百四十三页，共215页。空间定位数据第一百四十四页，共215页。高程测量数据第一百四十五页

36、，共215页。重力测量数据第一百四十六页，共215页。深度基准第一百四十七页，共215页。元数据第一百四十八页，共215页。第一百四十九页，共215页。观测数据：一般按照控制网、数据内容进行分类组织，以数据文件作为基本存储单元成果数据：按成果类型分类，以控制网进行组织，以点为基本存储单元文档资料：按照控制网和文档技术类型分类，以文件作为基本存储单元 数据组织原则第一百五十页，共215页。数据分析与建模概念模型设计逻辑模型设计物理模型设计数据库设计第一百五十一页，共215页。数据正确性检查数据完整性检查逻辑关系正确性检查数据检查入库第一百五十二页，共215页。数据输入数据输出查询统计数据维护安全

37、管理管理系统第一百五十三页，共215页。服务器设备存储备份设备外围设备网络环境支撑环境第一百五十四页，共215页。临时基站RTK测量基准站的观测点位选择和系统设置：建立项目、坐标系统管理、频率的选择、RTK工作方式选择、基准站坐标输入等流动站的设置：与基准站设置大致相同中继站电台的设立：不必设在已知点上，将基准站的信号传递给流动站第一百五十五页，共215页。网络RTK测量单基站RTK技术（30km）虚拟基站技术VRS（3站以上，流动站概略位置请求、中心计算最近3个参考站、虚拟基站、发送改正数。40km)主副站技术MAC(主站改正、副站相对主站的改正数、分别发送。40km)第一百五十六页，共21

38、5页。第二章 海洋测绘 第一百五十七页，共215页。2015海洋测绘考试大纲第一百五十八页，共215页。2.1 海洋测绘基础海洋面积占全球的70%我国海岸线长达1.8万千米我国水域面积达300多万平方千米我国岛屿6500个第一百五十九页，共215页。海洋测量的特点测量工作的实时性海底地形地貌的不可视性测量基准的变化性测量内容的综合性第一百六十页，共215页。任务和分类任务：通过对海面水体和海地进行全方位、多要素的综合测量，为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。包括科学任务和实用性任务分类：海洋大地测量、海洋工程测量、海洋声速测量和海图制图等第一百六十一页，共215页。大地基准：CGCS20

39、00高程基准：1985国家高程基准深度基准：理论最低低潮面，应联测重力基准：2000国家重力基准基准第一百六十二页，共215页。定位天文和光学定位无线电定位卫星定位水声定位第一百六十三页，共215页。验潮为了确定各验潮站的多年平均海水面、深度基准和调和系数为了获得测深时刻测得深度的水位改正数第一百六十四页，共215页。测深测深杆测深锤回声测深仪机载激光测深系统第一百六十五页，共215页。海图内容：以海洋及其毗邻的陆地为描述对象的地图；用途：用于航海的海图应详细标绘航海所需要的资料，如岸形、岛屿、浅滩、水深、底质、水流以及助航设施等要素：数学要素、地理要素和辅助要素第一百六十六页，共215页。种

40、类按照内容划分：按照存贮形式划分：纸质海图和电子海图（矢量海图、栅格海图和影像图）第一百六十七页，共215页。基本原则：制图区域相对完整，航线及重要航行要素相对完整分幅方式：自由分幅全张图：980*680（mm），最大不超过1020*700（mm）对开图：680*460 （mm）标题配置在图廓外时，纵图廓要比标准长度小25mm分幅第一百六十八页，共215页。坐标系：我国CGCS2000，国际WGS84投影：墨卡托，大于1：20000比例尺使用高斯-克吕格投影，制图区域60%的纬度高于75度时采用日晷投影。日晷投影是常用于高纬度地区航行的一种投影方式，它的主要特点是大圆航线在投影面上表现为直线，

41、不过它是任意投影，即无论是方向上还是距离上都有较复杂的变形。比例尺：根据需要选择数学基础第一百六十九页，共215页。2.2 海洋测量技术设计的主要内容：确定测量的目的和测区范围划分图幅和确定测量比例尺确定测量技术方法和主要仪器设备明确测量工作的重要技术保证措施编写技术设计书和绘制有关附图第一百七十页，共215页。技术设计的工作步骤资料收集与分析初步设计（图上设计）实地踏勘技术设计书编写（P52页9项）第一百七十一页，共215页。控制测量国家各时期布设的三角点、导线点和GPS点，只要符合国家三角测量和精密导线测量规范精度要求的均可作为海洋测量的高等级控制点和发展海控点的起算点使用第一百七十二页，

42、共215页。平面控制测量方法：三角测量、导线测量和GPS测量等级：海控一级点、海控二级点和测图点（表2-2-1）第一百七十三页，共215页。第一百七十四页，共215页。高程控制测量方法：几何水准测量、测距高程导线、三角高程测量*、GPS高程测量*三角高程的起算点需进行水准联测，各边垂直角应对向观测。GPS测量时，应进行测区高程异常分析，已知水准点不少于4个（困难区域3个），间隔不超过15km。第一百七十五页，共215页。海洋测深是确定海底表面至某一基准面的差距。目前世界常用的基准面：深度基准面、平均海面和海洋大地水准面；深度基准面的确定原则：航行安全；深度基准面保证航道或水域水深资源的利用效率

43、；相邻区域的深度基准面要尽可能保持一致。深度基准面的计算与传递：几何水准测量法；潮差比法；最小二乘曲线拟合法；四个主分潮与L比值法，由临近长期验潮站或具有深度基准面数值的短期验潮站传算。当测区有两个以上长期验潮站时取距离加权平均结果。深度基准面的确定与传递第一百七十六页，共215页。海洋潮汐现象海水受太阳、月亮等天地引潮力作用，并受到海底地形和海岸形状影响，而产生的海面周期性垂直（升降）运动叫做潮汐。潮汐周期：两个相邻高潮之间或两个相邻低潮之间的时间间隔潮汐不等：每日潮差不等的现象高（低）潮间隙：从月中天至高（低）潮时的时间间隔潮汐类型：根据潮汐数划分。半日潮港（0-0.5含）、混合潮港（0.

44、5-4含）、日潮港（大于4）。第一百七十七页，共215页。水位观测是天文潮和余水位的综合。长期验潮站：用于计算平均海面，需有2年以上连续的水位资料短期验潮站：弥补长期站的不足，应有30天以上连续的水位资料临时验潮站：用于进行水位改正，应与长期和短期站有3天大潮期同步水位资料海上定点验潮站：用于推算平均海面、深度基准、瞬时水位，并提供水位改正。大潮期与相应长期战或者短期站同步观测1次或3次24小时或连续观测15天水位资料。水位观测可采用水尺、井式自记验潮仪、声学或压力式传感器、卫星遥感、差分GNSS等。水位观测第一百七十八页，共215页。潮汐调和分析目的：计算分潮调和系数，以便于计算平均海水面时

45、可以消除潮汐影响，研究海平面的变化应用：计算理论最低潮面、天文最高和最低潮面以及描述潮汐特征的非调和系数、开展潮汐预报等第一百七十九页，共215页。声速观测目的：为了测深数据进行声速改正；确定声线在水中的传播方向和路径水温、盐度和深度对声速变化均有影响，其中水温对声速的影响最大声速为正梯度时，声速弯向海面；声速为负梯度时，声速弯向海底第一百八十页，共215页。潮流：海水的水平运动，亦分为日潮和半日潮潮流按照流向的变化可分为：往复式潮流（涨落潮流流向相差180度，且流速有变化）回转式潮流（潮流的方向和速度随时间不断变化）海流观测第一百八十一页，共215页。潮流观测验流点一般选在锚地、港口和航道入

46、口及转弯处、水道或因地形条件影响流向、流速改变的地段观测内容包括流向和流速验流定位的计时精确到秒，流速精确到0.1节（1海里1.852公里），流向精确到0.5度第一百八十二页，共215页。主要方法：单波速测深、多波速测深和机载激光测深工作流程：水深数据采集、水深数据处理、水深成果质量报告、水深图输出等水深测量第一百八十三页，共215页。单波速测深也叫回声测深，其基本原理是测深仪器一个测深周期仅发射一个声波脉冲，利用手法换能器发射和接受声波进行水深测量。单波速测深需要对测深仪测量的水深进行吃水改正、换能器基线改正、转速改正及声速改正等。各项改正采用综合处理，求取总改正对深度测量的影响。通常改正方

47、法有校对法和水文资料法。校对法用于小于20米水深。水文法主要利用实测数据（温度、盐度、深度）使用公式计算，适用于大于20米水深。单波速测深第一百八十四页，共215页。多波束测深 多波束测深系统主要由多波束声学系统、采集系统、数据处理系统和外围设备组成。换能器为多波束的声学系统，负责波束发射和接收；多波束采集系统完成波束的形成和将收到的声波信号转换成数字信号，并反算其距离或记录声波往返换能器面和海底的时间；外围设备主要包括定位传感器、姿态传感器、声速剖面仪和电罗经等，实现测量船瞬时位置、姿态、航向以及声速传播特性；数据处理系统以工作站为代表，综合声波测量、定位、船姿、声速剖面和潮位等信息，计算波

48、速脚印的坐标和深度，并绘制海底地形图。第一百八十五页，共215页。导航延迟校准测试横摇校准测试纵摇校准测试艏偏校准测试多波速参数校正第一百八十六页，共215页。多波速测深数据编辑方法包括投影法和曲面拟合法通过发射红外光和绿光，机载激光测深可达50米。第一百八十七页，共215页。测线布设测线分为计划测线和实际测线测深线分为主测深线和检查线两类测深线的间隔根据水深、底质、地貌、比例尺和仪器覆盖范围而定单波速测线间隔一般为图上10mm多波速测线一般要求至少有20%的重叠第一百八十八页，共215页。水深改正和精度要求吃水改正姿态改正声速改正水位改正第一百八十九页，共215页。 表2-2-3第一百九十页，共215页。海道和海底地形测量 海道测量除了获得水深、水文等基本信息外，还需要对影响船舶航行和锚泊的其他要素进行观测。包括障碍物探测、助航标志测量、地质探测、滩涂及海岸地形测量等。第一百九十一页，共215页。第一百九十二页，共215页。 障碍物探测侧扫声纳扫测单波速加密测量扫海具扫测磁力仪探测第一百九十三页，共