测量学6小区域控制测量

会计学1测量学6小区域控制测量五、直线定向

标准方向

直线方向表示：方位角：真子午线；测子午线；坐标纵轴方位角相互关系：方位角，磁偏角，收敛角范围：0~360,顺象限角：顺、逆；0~90

直线方位角确定：测左或右直线水平角推算直线方位角：前=后+水平夹角+180六、罗盘仪-----测量磁方位角七、陀螺仪，陀螺经纬仪---真子午角测量（惯性测量）第1页/共111页复习：

1距离测量的方法有那些

2如何进行钢尺测量距离（普通、精密）

3采用视距测量的方法（水平距离、高程）

4直线方向的表示有那几种及相互转换

5如何进行直线定向（直线的坐标角确定）

第2页/共111页第六章小区域控制测量主要内容：

1.控制测量概述

2.导线测量

3.经纬仪交会法定位

4.高程控制测量

5.全站仪简介、第3页/共111页§6.1控制测量概述

一、控制测量(controlsurvey)1.目的与作用为测图或工程建设的测区建立统一测量标准控制误差的积累作为进行各种细部测量的基准平面控制网(horizontalcontrolnetwork)

高程控制网(verticalcontrolnetwork)第4页/共111页2.有关概念小地区（小区域）(block,region)(小于10Km2)：

不必考虑地球曲率对水平角和水平距离影响的范围控制点(controlpoint)：具有精确可靠平面坐标或高程的测量基准点控制网(controlnetwork)：

由控制点分布和测量方法决定所组成的图形控制测量(controlsurvey)：

为建立控制网所进行的测量工作第5页/共111页

整体控制，即最高一级控制网能控制整个测区。例如，国家控制网用一等锁环控制整个国土；对于区域网，最高一级控制网必须能控制整个测区。

全面加密，就是指在最高一级控制网下布置全面网加密，例如国家控制网的一等锁环内用二等全面三角网加密；

分片加密，就是急用部分先加密，不一定全面布网。

高级到低级逐级控制就是用精度高一级控制网去控制精度低一级控制网，控制层级数主要取决于测区的大小、碎部测量的精度要求、工程规模及其精度要求。第6页/共111页工程控制网：为各类工程建设而布设的测量控制网。

分为：测图控制网、施工控制网和变形监测网。小区域控制网：面积为10-15km2以内的小地区范围，为大比例尺测图和某项工程建设而建立的控制网图根控制测量：直接用于地形图测图而布设的控制点

-----图根控制点，又称图根点。测定图根点平面位置和高程的工作---图根控制测量图根控制可用一级或两级控制，首级控制用什么方法，应根据城市与厂矿的规模而定第7页/共111页3.控制测量分类按功能分：

平面控制测量：测定各平面控制点的坐标X、Y

高程控制测量：测定各高程控制点的高程H按精度分：一等、二等、三等、四等、首级、图根（三角测量）一级、二级、三级、首级、图根（导线测量）按方法分：天文测量

常规测量(三角测量、导线测量;水准测量)

卫星定位测量按区域大小分：国家控制测量

城市控制测量、

小区域工程控制测量第8页/共111页二、国家、城市控制网

国家控制网平面：国家平面控制网由一、二、三、四等三角网和导线网

(triangulationnetwork)组成高程：国家高程控制网是由一、二、三、四等水准网(levelingnetwork)组成。

注：国家控制网的特点：高级点逐级控制低级点城市控制网

平面：城市平面控制网由二、三、四等三角网和一、二、三小三角网；一、二、三导线网

高程：城市高程控制网是由二、三、四等水准一、二、三小三角网；一、二、三导线网

第9页/共111页图形1：国家一、二等平面控制网布置形式一等三角网二等三角网第10页/共111页第11页/共111页三、小区域（10-15km2以内）控制测量

平面：国家、城市控制点----首级控制----一二级图根控制高程：国家高程控制测量---一、二、三、四等城市高程控制测量----二、三、四级小区域高程控制测量---三、四级、图根

注意：水准点的间隔距离：

一般地区2-3km，城市建筑区1-2km

工业区小于1km

一个测区至少设立三个水准点第12页/共111页第13页/共111页第14页/共111页等外大比例尺第15页/共111页§6.2导线(traverse)测量

一、定义

1．导线的定义：

将测区内相邻控制点（导线点）(traversepoint)连成直线而构成的折线图形

2．适用范围：

主要用于带状地区

(如：公路、铁路和水利)、隐蔽地区、城建区、地下工程等控制点的测量

第16页/共111页二、导线布设形式

1．闭合导线(closedtraverse)

-----用于首级控制

-----多用于面积较宽阔的独立地区2．附合导线(connectingtraverse)----用于加密控制

-------多用于带状地区及公路、铁路、水利等工程的勘测与施工3．支导线(opentraverse)----用于图根控制加密

--------支导线的点数不宜超过2个，仅作补点使用还有导线网，其多用于测区情况较复杂地区第17页/共111页图形：导线的布设形式

附合导线闭合导线支导线单结点导线（导线网）第18页/共111页等级

测图比例尺附合导线长度(m)平均边长(m)往返丈量较差相对误差测角中误差(秒)导线全长相对闭合差

测回数方位角闭合差（秒）DJ2DJ6一级

25002501/2000±51/100024±10二级

18001801/1500±81/700013±16三级

12001201/1000±121/500012±24图根1:500500751/3000±201/2000

1±601:100010001101:20002000180注意：导线按精度分一、二、三级导线和图根导线第19页/共111页三、导线测量的外业工作

1．踏勘选点及建立标志

2．测水平角---转折角(左角、右角)、连接角

3.量水平边长

4.连测或测起始方位角第20页/共111页1．踏勘选点

首先调查收集测区已有的地形图和控制点的成果资料，

然后在地形图上拟定导线的布设方案，最后到野外进行实地踏勘核对、修改，选定点位并建立标志选定点位时，应注意以下几点：

l）相邻点间要通视。对于钢尺量距导线，相邻点间还要地势较平坦，以便于丈量边长。

2）点位应选在土质较坚实的地方，且要考虑便于保存点的标志和安置仪器。

3）点的周围视野要开阔，便于碎部测量或加密

4）导线各边的长度应按规定尽量接近于平均边长。

5）导线点的数量要足够，密度要均匀，以便控制整个测区。

第21页/共111页建立标志2.测角导线转折角有：以导线为界沿前进方向左侧的角称为左角沿前进方向右侧的角称为右角

在附合导线中，一般测量其左角；在闭合导线中，一般均测其内角第22页/共111页4.连测导线连测指的是新布设的导线与高级控制点的连接测量，以取得新布设导线的起算数据：起始点的坐标起始边的方位角3.测边测距仪、钢尺测定导线边长的水平距离（往返测量）第23页/共111页如：附合导线外业:

已知数据：AB,XB,YB；CD,XC,YC。点1、2、3、4

为新建导线点DB1D12D23D34D4CAB1234CD观测数据：连接角B

、C

；

导线转折角1,2,3,4

；

导线各边长DB1，D12，……，D4CABCD(XB,YB)(XC,YC)BC1234附合导线图第24页/共111页第25页/共111页四、导线的内业计算——计算各导线点的坐标

（一）几个基本公式1.坐标方位角(gridbearing)的推算注意：若计算出的方位角>360°，则减去360°

若为负值，则加上360°或：第26页/共111页例题:方位角的推算123459513065128122123012345已知：α12=300，各观测角β如图，求各边坐标方位角α23、α34、α45、α51。解：α23=α12-β2+1800=800

α34=α23-β3+1800=1950

α45=2470

α51=3050

α12=300（检查）第27页/共111页2.坐标正算公式

由A、B两点边长DAB和坐标方位角αAB-----计算坐标增量

DABABABXy0XABYAB其中，ΔXAB=XB-XA

ΔYAB=YB-YA

XAB=DABcosAB

YAB=DABsinAB第28页/共111页3.坐标反算公式（直角坐标换算极坐标）

由A、B两点坐标来----计算αAB、DAB

DABABABXy0XABYAB如已知A、B两点坐标，则αAB的具体计算方法如下：

（2）

（1）第29页/共111页（3）根据ΔXAB、ΔYAB的正负号------判断αAB所在的象限

第30页/共111页第31页/共111页（二）闭合导线平差计算步骤

1.绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据2.转折角的计算与调整115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006(1）计算角度闭合差：

=测-理

=测-(n-2)180（2）计算限差：第32页/共111页（3）若在限差内，则平均分配原则计算改正数：

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（4）计算改正后新的角度值第33页/共111页3.按新的角值，推算各边坐标方位角

或4.按坐标正算公式，计算各边坐标增量

XAB=DAB

cosAB

YAB=DAB

sinAB第34页/共111页115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006（1）计算坐标增量闭合差：导线全长相对闭合差：

导线全长闭合差:

5.坐标增量闭合差(closingerrorincoordinationincrement)计算与调整

第35页/共111页（2）分配坐标增量闭合差

若K<1/2000（图根级），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。

115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A12341122224970300105170610146241233006第36页/共111页115.10100.09108.3294.3867.85A1234XA=536.27mYA=328.74mA1484318A123411222249703001051706101462412330066.坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标

第37页/共111页

3600000∑β=360°00′36″426.801432111107654321y

χ

ΔY

Δχ坐标坐标增量边长(m)坐标方位角

°′″改正后的角度

°′″观测角

°′″点号1024809

-9-9-9-99357458423277851151024800785106842318

935736381500115270021635543121236381500112.0187.58137.7189.50+87.96500.00250.37

+69.34+3+2+4+2-1-10-1+79.08-82.10

-66.29

-37.64-110.56

+60.13200.00

139.85

200.00287.99569.33648.41566.30500.00(1)填表(3)计算改正后角度及推方位角(7)计算各点坐标例1闭合导线坐标计算实例+0.11-0.03ΔχΔY87.9969.33-37.6279.08-110.52-82.1160.15-66.300089

计算值改正后2第38页/共111页K==<

D1400012000例2：闭合导线坐标计算表点号转折角

(右)

改正后转折角

方向角

边长

D(米)

坐标增量(米)XY改正后增量(米)XY坐标(米)

XY点号A1234A19703001051706101462412330061122224+12+12

+12+12+12484318

1314006206224828436123410554484318

485.47+0.09-0.08x=+0.09y=0.08=

x+y=0.120²²5395900理=5400000=测理=60容=605=8954000009703121051718101463612330181122236115.10

100.09

108.32

94.38

67.58+75.93-66.54-97.04+23.80+63.94+86.50+74.77-48.13-91.33-21.89-2-2-2-2-1+2+2+2+1+1612.18545.62448.56472.34415.26490.05441.94350.621234A536.27536.27328.74328.74A+75.91-66.56-97.06+23.78+63.93+86.52+74.79-48.11-91.32-21.8800第39页/共111页草图—水平角水平距离连测角方位角坐标正式图—各点的坐标或导线方位角各导线的水平距离注意：第40页/共111页例题3：闭合导线坐标计算表---见附表例题4：p95表7-5第41页/共111页（三）附合导线内业计算

说明：与闭合导线基本相同，以下是两者的不同点:1.角度闭合差的分配与调整（2）满足精度要求若观测角为左角，则将fα反符号平均分配到各观测角上；若观测角为右角，则将fα同符号平均分配到各观测角上。（1）计算方位角闭合差：方法1第42页/共111页方法2

（1）计算角度闭合差：2.坐标增量闭合差的计算

（2）满足精度要求，将fβ反符号平均分配到各观测角右角：左角：将fx、fy反符号平均分配到各坐标增量上第43页/共111页例题5：附合导线的计算124.08164.10208.5394.18147.44ABCDXB=1230.88YB=

673.45XC=1845.69YC=1039.9843171241600180133617822301934400181130020454301803248B1234CAB567CD8(1)绘制计算草图,在表内填写已知数据和观测数据(2)角度闭合差的计算与调整(3)各边方向角的推算(4)坐标增量闭合差的计算与调整(5)推算各点坐标第44页/共111页图表：附合导线坐标计算表点号转折角

(右)

改正后转折角

方位角

边长

D(米)

坐标增量(米)XY改正后增量(米)XY坐标(米)

XY点号AB5678CD180133617822301934400181130020454301803248124.08164.10208.53

94.18

147.44B5678C1230.88673.451845.691039.98+8+8+8+8+8+81801344178223819344081811308204543818032561119011243171241600

43032844405030564229433444856+90.66+116.68+178.85+81.79+146.92+84.71+115.39+46.70+107.23+12.38738.33+614.90+366.41+614.81+366.53x=+0.09y=0.12=

x

+y=0.150²²K=

=<D1490012000-2-2-2-1-2+2+3+3+2+2-12+9+90.64+116.66+178.83+81.78+146.90+84.73+115.42+107.26+46.72+12.40+614.81+366.531321.521438.181617.011698.79758.18873.60980.861027.5811190024理=11190112=测理=-48容=606=98第45页/共111页注：导线测量的外业工作：

选点并做好标识：测转折角：测导线水平边长：连测或测起始方位角：记录表及草图的绘制：第46页/共111页导线测量的业内工作：绘制计算草图：

修正转折角：角度闭合差计算闭合差的判断闭合差的分配改正后的转折角

导线边的坐标角的计算：

导线边坐标增量计算：

坐标闭合差计算导线闭合差计算导线相对闭合差计算及判断坐标闭合差分配坐标增量计算

坐标计算：

绘制测量结果图：

第47页/共111页§6.3经纬仪交会法定位一、概述当进行平面控制测量时，如果导线点或小三角点的密度不能

满足测图或工程需要时，还可采用经纬仪交会法

-------------进行单点或两点加密。经纬仪交会法分：前方交会、侧方交会和后方交会三种如图：图a）前方交会，它是在两个已知点AB上安置经纬仪测出水平角αβ,从而算得P点的平面坐标；图b）侧方交会，是在被测点P上和一个已知点（例如点A）上安置经

纬仪，测出水平角αβ,从而推算得P点的平面坐标；图C）后方交会，它是在被测点P上安置经纬仪，照准三个已知点，测出水平角αβ，从而推算得P点的平面坐标第48页/共111页γABPαβγABPαβACPBαβ(3)后方交会(2)侧方交会(1)前方交会第49页/共111页二、公式推导常用的前方交会的计算公式:第50页/共111页(a)按已知坐标反算边长和方位角(b)推算AP和BP坐标方位角和边长第51页/共111页(c)计算P点坐标注意：用上述公式时，A，B，P三个点的点号必须按逆时针次序排列。γABPαβ第52页/共111页

待定点P位置最好在三个已知点连成的三角形的重心附近。待定点P观测已知点的夹角应不小于30°，不大于120°。待定点P若位于三个已知点A、B、C组成的圆周上，则无解；若待定点P在此圆附近，则求得待定点坐标精度很低，此圆称危险圆。待定点离危险圆的距离不得小于危险圆的半径的1/5。注意后方交会法：第53页/共111页注意：极坐标法在右图中，在已知点A上测出水平角a和水平距离DAP，在B点上测出水平角b和水平距离DBP，则

由A点计算P点坐标：

求得P点两组坐标差在限差之内，取平均值作为最后的结果

---光电测距仪或全站仪用极坐标法观测法求点的坐标极方便。由B点计算P点坐标：第54页/共111页§6.4小区域高程控制测量

一、三、四等水准测量(levelingsurveying)(自学)（一）适用：平坦地区的高程控制测量（二）精度技术要求：

表一：三、四等水准测量测站技术要求

等级视线长度(m)前、后视距离差(m)前、后视距离累积差(m)红、黑面读数差(mm)红、黑面高差之差(mm)三等

≤65≤3≤6≤2≤3四等

≤80≤5≤10≤3≤5第55页/共111页表二：三、四等水准测量主要技术要求等级每公里高附合路水准仪往返测高附合路线或差中误差线长度级别差不符值环线闭合差

(mm)(km)(mm)(mm)三等

645S1或S312R±12L或4

n四等1015S1或S320R±20L或6n注：R为测段的长度；L为附合路线的长度，均以km为单位第56页/共111页（三）施测方法(1)使用DS3水准仪，红黑双面水准尺施测(2)限差要求(三、四等水准测量限差)(3)观测程序为：后(黑)前(黑)前(红)后(红)

-----------一般一对尺子交替使用

(4)读数：黑面“三丝法”（上、下、中丝）读数

红面读中丝第57页/共111页

后视(黑面)

上丝读数，下丝读数，中丝读数前视(黑面)

上丝读数，下丝读数，中丝读数前视(红面)

中丝读数后视(红面)

中丝读数后视尺前视尺第58页/共111页(5)计算与记录格式（见表）

1）视距=100×|上丝-下丝|2）前后视距差di=后视距-前视距

di要求:Ⅲ等≤±3m,Ⅳ等≤±5m3）视距差累积值∑di=前站的视距差累积值∑di-1+本站的前后视距差di∑di要求:Ⅲ等≤±6m,Ⅳ等≤±10m4）黑红面读数差=黑面中丝+K-红面中丝。

（K=4787mm或4687mm）

要求:Ⅲ等≤±2mm,Ⅳ等≤±3mm第59页/共111页5）黑面高差h黑=黑面后视中丝-黑面前视中丝6）红面高差h红=红面后视中丝-红面前视中丝7）黑红面高差之差=h黑-（h红±0.100m）要求:Ⅲ等≤±3mm,Ⅳ等≤±5mm8）高差中数=[h黑+（h红±0.100m）]/29）水准路线总长L=∑后视距+∑前视距或采用双仪高法测量高程第60页/共111页测站编号点号后尺下丝前尺下丝方向及尺号中丝水准尺读数K+黑-红平均高差上丝上丝后视距离前视距离黑色面红色面前后视距差累计差12(1)(2)(9)(11)(4)(5)(10)(12)

后前后-前后01前02后-前后02前01后-前(3)(6)(15)(8)(7)(16)(14)(13)(17)1.5871.2131.4000.7550.3790.5675.2556.18737.437.6-0.2-0.2-10+0.833+0.932+1+0.83252.1111.7371.9242.1861.8111.9986.7866.61137.437.5-0.1-0.3-10-0.074-0.175+1-0.0745A~转1转1~转2三、四等水准测量观测手簿第61页/共111页①

视距部分：

后视距离(9)＝(1)－(2)

前视距离(10)＝(4)－(5)

前、后视距差(11)＝(9)－(10)

前、后视距累积差(12)＝本站(11)十前站(12)②高差部分：黑面所测高差(15)＝(3)－(6)

红面所测高差(16)＝(8)－(7)

前视尺黑红面读数差(13)＝(6)+K1－(7)

后视尺黑红面读数差(14)＝(3)+K2－(8)

后尺与前尺读数差之差(17)=(14)－(13)应等于黑红面所测高差之差，即(17)＝(15)－(16)±0.1如下表测站的计算与检核第62页/共111页红黑双面水准尺一对双面水准尺，红面起点一根为4.687m，另一根为4.787m。第63页/共111页(1)计算检核(2)测站检核：黑、红面高差之差的计算(3)路线检核：水准路线闭合差的计算（五）水准测量的检核第64页/共111页二、三角高程测量(trigonometricleveling)

（一）适用

地形起伏大的地区进行高程控制电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。（二）原理

B点的高程：第65页/共111页三角测量高程的技术要求第66页/共111页注意：当两点距离较大（大于300m）时

1)加球气差改正数：

2)可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影高

（三）观测与计算

测竖直角量仪器高量觇标高（棱镜高）其技术要求，见各种规范

即球差为正，气差为负第67页/共111页§6.5全站仪功能介绍（自学）

一、全站仪(totalstation)的发展opticaltheodolite—electronictheodoliteSteeltape———EDM第68页/共111页二、全站仪（totalstation）构造简介徕卡TPS700系列卓越中文全站仪拓普康GTS332W全站仪索佳10系列全站仪第69页/共111页尼康DTM801系列全站仪宾得全站仪PTSV2南方NTS202205全站仪第70页/共111页第71页/共111页三、全站仪的功能介绍

1．角度测量(angleobservation)（1）功能：测水平角（horizontalangle）竖直角(verticalangle)（2）方法：与经纬仪相同。若要测出水平角∠AOB，则：aobAOB第72页/共111页当精度要求不高时——只需半测回瞄准A点——置零（0SET）——瞄准B点，记下水平度盘HR的大小aobAOB第73页/共111页当精度要求高时：——可用测回法步骤同用经纬仪操作，配置度盘时，可以用“置盘”（HSET）AaobBO第74页/共111页2．距离测量(distancemeasuring)PSM、PPM设置——测距、坐标、放样前1）棱镜常数（PSM）的设置。一般：

PRISM=0（原配棱镜），-30mm（国产棱镜）2）大气改正数（PPM）（乘常数）设置。

输入测量时的气温（TEMP）、气压（PRESS），或经计算后，输入PPM的值第75页/共111页（1）功能：可测量平距、高差和斜距（全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）（2）方法：

照准棱镜点，按MEAS全站仪(totalstation)反光棱镜(reflector)S=cΔt/2第76页/共111页3．坐标测量(coordinatemeasuring)

（1）功能：测出目标点的(X,Y,H)（2）原理

1)平面坐标（X，Y）测量原理

第77页/共111页2）高程（Z）测量原理

第78页/共111页（3）方法后视点测站点待测量点1)输入测站X，Y，H，仪器高i，棱镜高t。2)瞄准后，将水平度盘读数设置为测站至后视点的坐标方位角3)瞄准目标棱镜点，按MEAS（测量）键第79页/共111页4.点位放样(Layout)（1）功能：

根据设计的待放样点P及已知点的坐标，在实地标出P点的平面位置及填挖高度XY后视点测站点待放样点P第80页/共111页（2）原理

1）先在待放样点的大致位置立棱镜对其进行观测，测出当前棱镜位置的坐标XY后视点测站点待放样点P位置当前棱镜位置第81页/共111页

2）将当前坐标与放样点的坐标相比较，计算出其差值。距离差

值dD和角度差dHR或纵向差值ΔX和横向差值ΔYXY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHR第82页/共111页3）根据显示的dD、dHR或ΔX、ΔY，

逐渐找到放样点的位置XY后视点测站点当前棱镜位置待放样点PdDdHRdHR=0000’00”dHD=0m第83页/共111页5．程序测量

（1）数据采集（2）坐标放样（3）对边测量、悬高测量、面积测量、导线测量、后方交会等（4）数据存储管理。包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅）第84页/共111页四、拓普康全站仪的使用

TOPCON全站仪放样点位的方法

以下介绍的是少量零星点的坐标放样方法：

1.按MENU——进入主菜单测量模式2.按LAYOUT——进入放样程序，再按SKP——略过选择文件3.按OOC.PT（F1），再按NEZ，输入测站O点的坐标（x0,y0,H0）；并在INS.HT一栏，输入仪器高第85页/共111页4.按BACKSIGHT（F2），再按NE/AZ，输入后视点A的坐标（xA,yA）；若不知A点坐标而已知坐标方位角，则可再按AZ，在HR项输入的值。瞄准A点，按YES5.按LAYOUT（F3）：输入待放样点B的坐标（xB,yB,HB）及测杆单棱镜的镜高后，按ANGLE（F1）。使用水平制动和水平微动螺旋，使显示的dHR=0，即找到了OB方向，指挥持测杆单棱镜者移动位置，使棱镜位于OB方向上

第86页/共111页6.按DIST，进行测量，根据显示的dHD来指挥持棱镜者沿OB方向移动，若dHD为正，则向O点方向移动；反之若dHD为负，则向远处移动，直至dHD=0时，立棱镜点即为B点的平面位置。其所显示的dZ值即为立棱镜点处的填挖高度，正为挖，负为填7.按NEXT——放样下一个点C第87页/共111页§6.6GPS定位原理及应用简介一、GPS的定义及历史1．定义

全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息

第88页/共111页2．GPS的产生与发展——由TRANSIT到GPS

1957年10月第一颗人造地球卫星上天，天基电子导航应运而生利用多普勒频移原理1964年建成子午卫星导航定位系统

(TRANSIT)美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用

经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划

第89页/共111页二、GPS的组成

GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机三部分组成

第90页/共111页1.空间部分（卫星星座）

由21颗工作卫星

和3颗备用卫星

平均位置：

在相对地球赤道面倾角55

六个近似圆形轨道上；

每个轨道上分布4颗卫星；

每两个轨道面精度上相隔

60度

地球上任意位置任意时刻

至少能观察到4颗卫星

最多11颗卫星GPS卫星图片1第91页/共111页GPS卫星图片2第92页/共111页2.地面控制部分Coloradosprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1个主控站:Coloradosprings(美国科罗拉的死普林斯)3个注入站:Ascencion(难大西洋的阿森松群岛)、

DiegoGarcia(印度洋的迭哥伽西亚)、

kwajalein(南太平洋的卡瓦加兰)5个监控站：主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)第93页/共111页3.用户接收机部分GPS接收机的基本类型分导航型和大地型大地型接收机又分单频型和双频型第94页/共111页图片：导航型GPS机手持型GPS机车载型GPS机第95页/共111页图片：大地型GPS接收机单频机双频机第96页/共111页三、GPS定位方法分类

（1）绝对/单点定位(pointpositioning)

——确定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置（2）相对定位(relativepositioning)

——确定观测点在国家或地方独立坐标系中的坐标，即相对位置

第97页/共111页四、GPS的后处理测量方法

1．静态测量(staticsurveying)

（1）方法：

将几台GPS接收机安置在基线端点上，保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左右。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标第98页/共111页（2）用途

是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量（3）精度

可达到（5mm+1ppm）

第99页/共111页2．动态测量(kinematicsurveying)（1）方法：

先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km（2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量（3）精度：可达到（10~20mm+1ppm）

第100页/共111页图形：相对定位模式静态相对定位模式流动站动态相对定位模式基准站第101页/共111页五、GPS实时动态定位（RTK）方法

1．RTK(real-timekinematic)工作原理及方法与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出

第102页/共111页2．RTK用途：

适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量

3．作业范围：目前一般为10km左右4．精度：可达到（10~20mm+1ppm）

第103页/共111页小结一、控制测量概述控制测量作用；

控制测量分类：

平面控制测量：国家，城市，小区域（三角，导线）

高程控制测量：国家，城市，小区域