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刘旭春大地测量与海洋测绘 E-MAIL：刘旭春第一章 大地测量E-MAIL：刘旭春2011大地测量考试大纲基本要求n1.根据国家、区域和工程测量的不同需求，优化设计满足要求的卫星定位连续运行参考站网、卫星定位控制网、边角控制网、高程控制网和重力控制网等空间框架基准，并应充分考虑到对似大地水准面精化工作的要求。n2.根据不同作业区域的地质、环境、地物以及气象等情况，选择满足设计要求的点(站)址，并建造适合该区域的测量标志。n3.根据控制网的布设情况，编写实施方案，选择满足设计要求的仪器设备，进行相应的仪器设备检验，并依据设计的作业方法进行外业观测。对外业观测数据进行检核，获得合格的观测成果。E-MAIL：刘旭春n4.根据观测方法和工程项目的要求，选择经过验证、可靠的数据处理软件对外业观测数据进行处理，处理结果应符合设计的要求。n5.根据卫星定位控制网的特点，依据工程需要进行似大地水准面(或高程异常模型)的精化工作，完成卫星定位三维控制网的建设。n6.根据作业区域的坐标系统情况，进行坐标系之间的分析，确定不同等级、不同年代控制网间的相互关系。E-MAIL：刘旭春2012大地测量考试大纲基本要求E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春1.1 大地测量概论任务：建立精密控制网，为工程提供任务：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；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为研究地球形状提供资料。内容：三角测量、导线测量、水准测内容：三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、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卫星大地测量以及各种大地测量数据处理等处理等。E-MAIL：刘旭春现代大地测量的特点n长距离、大范围：洲际、全球n高精度：比经典提高1-2数量级n实时、快速：内外业几乎可以同时完成n四维：时间向量n地心n学科融合E-MAIL：刘旭春大地测量的作用n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n确定大地测量基准n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E-MAIL：刘旭春大地测量系统与参考框架n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）。n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E-MAIL：刘旭春n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。n大地测量参考框架主要包括坐标参考框架、高程参考框架、重力参考框架等E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春参心坐标框架：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E-MAIL：刘旭春n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，确定海水面的平均位置作为高程基准n1956黄海高程系：7年的验潮结果，水准原点高程为72.289米n1985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E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春n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n20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n1999-2002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E-MAIL：刘旭春深度基准n深度基准一般采用当地的潮汐调和系数计算得出n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n1956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。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E-MAIL：刘旭春n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。n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E-MAIL：刘旭春n计算时间的物质运动必须满足以下条件：运动是连续的；运动是连续的；运动的周期具有足够的运动的周期具有足够的稳定性；稳定性；运动是可观测的。运动是可观测的。n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E-MAIL：刘旭春世界时：以格林尼治平子夜为零时起算以格林尼治平子夜为零时起算的平太阳时，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，以原子谐振信号周期为标准，在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃迁辐射个超精细能级间跃迁辐射192631770192631770周所持周所持续的时间为原子时秒续的时间为原子时秒长。开始启用，作为国际时间标准E-MAIL：刘旭春力学时: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。E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春大地坐标系（L、B、H）E-MAIL：刘旭春n大地经度：测站子午面与起始子午面间的夹角，分东经、西经n大地纬度：测站法线与赤道面间的夹角，分为南纬和北纬n大地高：地面点沿法线到椭球面的距离n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E-MAIL：刘旭春空间直角坐标系（X、Y、Z)E-MAIL：刘旭春n椭球中心为坐标原点n起始子午面与赤道面交线为x轴n旋转轴为z轴nY垂直于xoz平面，三轴构成右手系E-MAIL：刘旭春站心坐标系站心直角坐标系n原点位于测站点nU轴与过测站点椭球面的法线重合，指向天顶nN轴垂直于U轴，指向椭球的短半轴nE周垂直于U、N轴形成左手系E-MAIL：刘旭春站心极坐标系n原点位于测站点n包含直角坐标系中N、E的平面作为基准面n极轴为N轴n用极距、方位角、高度角表示E-MAIL：刘旭春地心坐标系n原点位于整个地球质心n尺度是广义相对论意义下的某一局部地球框架内的尺度n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n定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件E-MAIL：刘旭春高斯直角坐标系n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E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春4.2 坐标系转换坐标系转换E-MAIL：刘旭春空间直角坐标与站心坐标系转换空间直角坐标与站心坐标系转换E-MAIL：刘旭春不同大地坐标系的三维转换不同大地坐标系的三维转换E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春球面坐标和平面坐标的转换球面坐标和平面坐标的转换E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春1.2 传统大地控制网n三角测量n三边测量n边角测量n导线测量E-MAIL：刘旭春国家网布设原则n分级布网，逐级控制n要具有足够的精度n要具有足够的密度n要具有统一的规格n国家平面控制网控制网分为一、二、三、四等，共四个等级E-MAIL：刘旭春全国天文大地网整体平差全国天文大地网整体平差n1978-1984年完成，1984年通过技术鉴定n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E-MAIL：刘旭春光学经纬仪、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1-2-3）经纬仪和光电测距仪及其检验E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春n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nJJG 414-2003nJJG 100-2003nJJG 703-2003E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春水平角观测观测误差的主要来源：n人差n仪器误差n外界条件E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春n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n分组方向观测法：方向数多于6个时使用n全组合测角法：一等三角测量或高标的二等水平角测量中使用水平角观测方法E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春2.4 三角高程测量竖直角观测方法：n中丝法：四个测回，盘左、盘右依次观测n三丝法：二个测回，方法同上E-MAIL：刘旭春高差计算公式n利用水平距离单向高差计算公式：n利用倾斜距离单向高差计算公式：E-MAIL：刘旭春n折光系数一般为之间n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E-MAIL：刘旭春导线测量导线的布设n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n一、二等必须布设成环状，三、四等可以布设成符合导线E-MAIL：刘旭春选点、造标和埋石边长测量（表1-2-7、表1-2-8，仪器选择）水平角观测（表1-2-9，仪器的选择）垂直角观测导线测量概算导线测量作业及概算E-MAIL：刘旭春1.3 GNSS连续运行基准站网n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E-MAIL：刘旭春分类和布设原则n国家基准站网：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。n站点间距一般在100-200KME-MAIL：刘旭春n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。n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70KME-MAIL：刘旭春n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。n应与国家地心坐标框架建立联系E-MAIL：刘旭春n技术设计前：技术设计前：n应收集基准站所在地区的地形图、交通图、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地质构造图以及其他相关资料n在图上拟选基准站站址、确定基准站位置、在图上拟选基准站站址、确定基准站位置、名称及编号名称及编号n标注站址地形、地质、交通等信息标注站址地形、地质、交通等信息基准站建设E-MAIL：刘旭春n踏勘完成后：踏勘完成后：应进行建筑、结构、电气、室外工程等应进行建筑、结构、电气、室外工程等内容的施工设计内容的施工设计基准站设备集成、供电系统、数据传输基准站设备集成、供电系统、数据传输等内容设计等内容设计n技术设计完成后：技术设计完成后：应应提提交交基基准准站站技技术术设设计计方方案案以以及及基基准准站站点点位位设设计计图图、站站点点位位置置信信息息表表、基基准准站站施施工工设计图等设计资料设计图等设计资料E-MAIL：刘旭春选址 1观测环境（重点关注）观测环境（重点关注）2地质环境地质环境3依托保障（重点关注）依托保障（重点关注）4提交成果（重点关注）提交成果（重点关注）E-MAIL：刘旭春基建1观测墩（分为基岩、土层、屋顶）观测墩（分为基岩、土层、屋顶）2观测室观测室（关注）（关注）3工作室工作室（关注）（关注）4防雷工程防雷工程5辅助工程辅助工程6提交成果提交成果（重点关注）（重点关注）E-MAIL：刘旭春设备组成1接收机（关注采样率、数据要求、外接收机（关注采样率、数据要求、外接气象设备等）接气象设备等）2天线（关注相位中心稳定性、抗干扰天线（关注相位中心稳定性、抗干扰能力、抑径板）能力、抑径板）3气象设备（关注观测精度、采样率等）气象设备（关注观测精度、采样率等）4电源设备电源设备5计算机与软件计算机与软件E-MAIL：刘旭春数据中心n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E-MAIL：刘旭春数据管理系统E-MAIL：刘旭春数据处理分析系统E-MAIL：刘旭春产品服务系统E-MAIL：刘旭春数据中心机房E-MAIL：刘旭春计算机与网络E-MAIL：刘旭春数据通信网络E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春n基准站数据采集、数据完好性n数据传输的稳定性，通信速率、误码率、可用性以及数据传输的延迟n数据中心对基准站的监控能力n覆盖范围和有效时间n数据产品的服务内容和精度指标n其他测试内容基准站网调试E-MAIL：刘旭春n24小时连续正常运行，必要时宜安装报警系统n定期进行设备检测及更新n定期与IGS联测，维持坐标更新n定期进行水准联测n定期进行重力联测基准站网维护E-MAIL：刘旭春1.4 卫星大地控制网nA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；nB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；nC级主要用于建立三等大堤控制网，以及区域、城市及工程测量的基本控制网；nD用于建立国家四等大地控制网；nE级主要用于测图、施工等控制测量。E-MAIL：刘旭春精度要求E-MAIL：刘旭春n技术设计：n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n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E-MAIL：刘旭春n选点基本原则GNSS网点选址与埋石E-MAIL：刘旭春选点基本要求E-MAIL：刘旭春GPS点建造E-MAIL：刘旭春n土层点埋设结束后，一般地区应经过一个雨季n冻土深度大于0.8米的地区还应该经过一个冻结期n岩层上埋设的标石应经过一个月方可进行观测GPS观测实施E-MAIL：刘旭春基本技术要求E-MAIL：刘旭春观测设备E-MAIL：刘旭春观测方案E-MAIL：刘旭春作业要求E-MAIL：刘旭春数据下载与存储E-MAIL：刘旭春n观测卫星总数n数据可利用率n多路径效应小于0.5Mn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E-MAIL：刘旭春技术总结n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E-MAIL：刘旭春GPS测量数据处理外业数据质量检查n数据剔除率：不大于10%n复测基线长度差：n同步环闭合差：n独立环闭合差和附合路线坐标闭合差E-MAIL：刘旭春n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n三维无约束平差：发现基线粗差、调整基线区权重n约束平差和联合平差：根据质量标准转换到地方坐标系n质量分析与控制：基线向量改正数、相对中误差GPS网平差E-MAIL：刘旭春1.5 高程控制网n分级布网，逐级控制分级布网，逐级控制n应有足够的精度应有足够的精度n应有足够密度应有足够密度n应有统一的规格应有统一的规格n应定期复测应定期复测n水准标石分为基岩水准标石、基本水准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标石、普通水准标石等多种E-MAIL：刘旭春n一等为骨干需构成网，环线周长应在1600-2000km之间n二等为基础，环线周长应小于750kmn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n三等附合水准路线的长度不超过150km，四等长度应不超过80kmE-MAIL：刘旭春水准路线的选择和标石的埋石水准路线的选择和标石的埋石n图上设计n实地选线和选点n标石埋设：标石类型和埋设间隔E-MAIL：刘旭春n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水准仪和水准尺的检验 E-MAIL：刘旭春水准仪和水准尺检定E-MAIL：刘旭春水准测量观测程序和基本要求水准测量观测程序和基本要求 E-MAIL：刘旭春水准测量的主要限差n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、环闭合差等n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E-MAIL：刘旭春n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n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n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水准测量误差来源 E-MAIL：刘旭春n观测数据检查n外业高差和概略高程表的编算n每千米水准测量的偶然中误差计算n每千米水准测量的全中误差计算水准测量外业计算水准测量外业计算 E-MAIL：刘旭春水准网平差n观测值权的确定E-MAIL：刘旭春间接平差法n在确定多个未知量的最或然值时，选择它们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。E-MAIL：刘旭春n确定未知量的个数t，n列出误差方程n列出未知数函数表达式n组成法方程n求解未知数n进行必要检核n精度评定E-MAIL：刘旭春条件平差法n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。E-MAIL：刘旭春n确定必要观测个数n列出足够数目且又线性无关的条件方程n列出平差值函数表达式n写出条件系数表n组成法方程n求解法方程n求改正数、计算各项中误差E-MAIL：刘旭春跨河精密水准的特点及场地布设跨河精密水准的特点及场地布设n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E-MAIL：刘旭春正常水准面不平行改正正常水准面不平行改正n正常水准面与正常重力紧密相关n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n重力与此相反，即在赤道上重力最小，两极最大n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E-MAIL：刘旭春1.6 重力控制网n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n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n国家二等重力点：为加密而设置的重力点，须与国家基本点或一等点联测n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E-MAIL：刘旭春重力控制测量的设计原则n目的：建立国家重力基准和重力控制网n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n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E-MAIL：刘旭春加密重力测量设计原则加密重力测量的任务：n在全国建立5*5的国家基本格网的数字化重力异常模型n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n为内插大地点求出天文大地垂线偏差n为国家一、二等水准测量正常高系统提供改正E-MAIL：刘旭春国家重力网选点与埋石n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n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n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E-MAIL：刘旭春重力测量仪器与检验FG5型绝对重力仪的检查和调整n激光稳频器、激光干涉仪和时间测量系统n测量光路的垂直性n调整超长弹簧的参数n输入检验程序和观测计算程序n输入测点有关数据n运行检验程序，检查计算机运行状态E-MAIL：刘旭春拉科斯特型相对重力仪的检验和调整n光学位移灵敏度的测定与调整n正确读数线的检验与调整n横水准器的检验与调整n电子读数零位与检流计零位的检验与调整n电子灵敏度的测定与调整n光学位移线性度的检验n电子读数线性度的检验E-MAIL：刘旭春石英弹簧重力仪的检验和调整n面板位置的检查与调整n纵、横水准器的检查与调整n亮线灵敏度的检查与调整n测量范围的调整E-MAIL：刘旭春相对重力仪比例因子的标定n新出厂和维修过的重力仪必须标定n每两年进行一次比例因子的标定n标定应在国家长基线上进行n标定时所选重力差应覆盖重力仪读数范围E-MAIL：刘旭春相对重力仪的性能试验n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n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n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E-MAIL：刘旭春重力测量绝对重力测量n根据观测方程计算下落初始位置的重力值n进行固体潮改正、气压改正、极移改正和光速有限改正等n进行高度改正，得出墩面以及距离墩面1.3m处的重力值n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E-MAIL：刘旭春基本重力点联测n一般采用对称观测n停放超过2小时，则停放点应重复观测n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E-MAIL：刘旭春一、二等重力点联测n应采用闭合或附合路线n测段数不超过5段n特殊情况下可以布设支点，支点数根据不同等级确定n一般采用对称观测或三程循环法n停放超过2小时，则停放点应重复观测n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E-MAIL：刘旭春加密重力点联测n应采用闭合或附合路线n停放超过2小时，则停放点应重复观测n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E-MAIL：刘旭春平面坐标和高程的测定n均采用国家坐标系和高程系n等级重力点的平面坐标、高程测定中误差不应超过1.0mn加密点参照国家规范E-MAIL：刘旭春数据计算和上交资料绝对重力测量计算内容：n墩面或距离墩面1.3M高度处的重力值n每组观测的重力平均值及精度估算n总重力平均值及精度估算n重力梯度计算E-MAIL：刘旭春相对重力测量计算内容：n初步观测值的计算n零漂改正后的观测值计算E-MAIL：刘旭春1.7 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E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春正高高程系正高高程系E-MAIL：刘旭春正常高高程系正常高高程系E-MAIL：刘旭春似大地水准面精化的方法似大地水准面精化的方法几何法重力法组合法E-MAIL：刘旭春似大地水准面精化设计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E-MAIL：刘旭春GPSGPS水准点边长的确定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。E-MAIL：刘旭春GPSGPS水准大地高测定精度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0.006mE-MAIL：刘旭春若城市似大地水准面精化要达到5cm的精度，则按照上式可计算得出大地高的测量精度须达到3cmE-MAIL：刘旭春控制网建设与数据处理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E-MAIL：刘旭春似大地水准面精化的计算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1-7-2E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春重力似大地水准面计算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E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春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E-MAIL：刘旭春似大地水准面检验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E-MAIL：刘旭春n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 1.8 大地测量数据库大地测量数据库E-MAIL：刘旭春n组成：大地测量数据、管理系统、支撑环境n分级：国家、省区和市（县）三级n结构：见图1-8-1组成、分级和结构组成、分级和结构E-MAIL：刘旭春n参考基准数据大地测量数据内容大地测量数据内容E-MAIL：刘旭春空间定位数据E-MAIL：刘旭春高程测量数据E-MAIL：刘旭春重力测量数据E-MAIL：刘旭春深度基准E-MAIL：刘旭春元数据E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春n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n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n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 数据组织原则数据组织原则E-MAIL：刘旭春n数据分析与建模n概念模型设计n逻辑模型设计n物理模型设计数据库设计数据库设计E-MAIL：刘旭春n数据正确性检查n数据完整性检查n逻辑关系正确性检查数据检查入库数据检查入库E-MAIL：刘旭春n数据输入n数据输出n查询统计n数据维护n安全管理管理系统管理系统E-MAIL：刘旭春n服务器设备n存储备份设备n外围设备n网络环境支撑环境支撑环境E-MAIL：刘旭春临时基站RTK测量n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n流动站的设置：与基准站设置大致相同n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E-MAIL：刘旭春网络RTK测量n单基站RTK技术n虚拟基站技术VRSn主副站技术MACE-MAIL：刘旭春第二章第二章 海洋测绘海洋测绘 E-MAIL：刘旭春2012海洋测绘考试大纲E-MAIL：刘旭春2.1 海洋测绘基础n海洋面积占全球的70%n我国海岸线长达1.8万千米n我国水域面积达300多万平方千米n我国岛屿6500个E-MAIL：刘旭春海洋测量的特点n测量工作的实时性n海底地形地貌的不可视性n测量基准的变化性n测量内容的综合性E-MAIL：刘旭春任务和分类n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n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E-MAIL：刘旭春n大地基准：CGCS2000n高程基准：1985国家高程基准n深度基准：理论最低低潮面，应联测n重力基准：2000国家重力基准基准E-MAIL：刘旭春定位n天文和光学定位天文和光学定位n无线电定位无线电定位n卫星定位卫星定位n水声定位水声定位E-MAIL：刘旭春验潮n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n为了获得测深时刻测得深度的水位改正数E-MAIL：刘旭春测深n测深杆n测深锤n回声测深仪n机载激光测深系统E-MAIL：刘旭春海图n内容：以海洋及其毗邻的陆地为描述对象的地图；n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n要素：数学要素、地理要素和辅助要素E-MAIL：刘旭春种类n按照内容划分：n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）E-MAIL：刘旭春n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n分幅方式：自由分幅n全张图：980*680（mm），最大不超过1020*700（mm）n对开图：680*460（mm）n标题配置在图廓外时，纵图廓要比标准长度小25mm分幅E-MAIL：刘旭春n坐标系：我国CGCS2000，国际WGS84n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n比例尺：根据需要选择数学基础E-MAIL：刘旭春2.2 海洋测量技术设计的主要内容：技术设计的主要内容：n确定测量的目的和测区范围确定测量的目的和测区范围n划分图幅和确定测量比例尺划分图幅和确定测量比例尺n确定测量技术方法和主要仪器设备确定测量技术方法和主要仪器设备n明确测量工作的重要技术保证措施明确测量工作的重要技术保证措施n编写技术设计书和绘制有关附图编写技术设计书和绘制有关附图E-MAIL：刘旭春技术设计的工作步骤n资料收集与分析n初步设计（图上设计）n实地踏勘n技术设计书编写E-MAIL：刘旭春控制测量n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E-MAIL：刘旭春平面控制测量n方法：三角测量、导线测量和GPS测量n等级：海控一级点、海控二级点和测图点（表2-2-1）E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春高程控制测量n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*n三角高程的起算点需进行水准联测nGPS测量时已知水准点不少于4个，间隔不超过15kmE-MAIL：刘旭春n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n深度基准面的确定原则：航行安全；深度基准面保证率；相邻区域的深度基准面要尽可能保持一致n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比值法深度基准面的确定与传递E-MAIL：刘旭春潮汐现象n潮汐周期：相邻高（低）潮之间的时间间隔n潮汐不等：每日潮差不等的现象n高（低）潮间隙：从月中天至高（低）潮时的时间间隔n潮汐类型：半日潮港、混合潮港、日潮港E-MAIL：刘旭春n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n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n临时验潮站：用于进行水位改正，应有3天以上连续的同步水位资料n海上定点验潮站：用于推算平均海面、深度基准、瞬时水位，并提供水位改正水位观测E-MAIL：刘旭春潮汐调和分析n目的：计算分潮调和系数，以便于计算平均海水面时可以消除潮汐影响，研究海平面的变化n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E-MAIL：刘旭春声速观测n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n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n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E-MAIL：刘旭春n潮流：海水的水平运动，亦分为日潮和半日潮n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E-MAIL：刘旭春潮流观测n验流点一般选在描地、港口和航道入口及转弯处、水道或因地形条件影响流向、流速改变的地段n观测内容包括流向和流速n验流定位的计时精确到秒，流速精确到0.1节，流向精确到0.5度E-MAIL：刘旭春n主要方法：单波速测深、多波速测深和机载激光测深n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E-MAIL：刘旭春n导航延迟校准测试n横摇校准测试n纵摇校准测试n艏偏校准测试多波速参数校正E-MAIL：刘旭春n多波速测深数据编辑方法包括投影法和曲面拟合法n机载激光测深可达50米，可信度较高的水下障碍物最小为2平方米左右E-MAIL：刘旭春测线布设n测线分为计划测线和实际测线n测深线分为主测深线和检查线n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n单波速测线间隔一般为图上10mmn多波速测线一般要求至少有20%的重叠E-MAIL：刘旭春水深改正和精度要求n吃水改正n姿态改正n声速改正n水位改正E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春E-MAIL：刘旭春海道和海底地形测量障碍物探测障碍物探测n侧扫声纳扫测n单波速加密测量n扫海具扫测n磁力仪探测E-MAIL：刘旭春助航标志测量助航标志测量n路上助航标志测量n水上浮标测量E-MAIL：刘旭春底质探测n底质的分类：表2-2-6n底质探测方法：机械式采泥器和超声波探测n底质探测密度：一般25cm2，航道、码头4-9cm2，平坦海底50-100cm2E-MAIL：刘旭春滩涂及海岸地形测
