测绘程庄数字化地形图.doc

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1、摘 要数字化地形图点位精度高、改进了作业方式、加强了地图表现力，数字化测图是现在最实用、普及的一种测图方法。程庄地形图的测绘也就是用了数字化测图的方法。在下面介绍的测图过程中，我们重点介绍了前期的GPS的控制测量、全站仪的碎步测量以及用CASS5.1展点、绘制地形图、图形整饰等。还有我在测图过程中总结的一些心得，也写出来跟大家一起分享。关键词： 数字化地形图； 全站仪、GPS；程庄； 南方CASS5.1Abstract: The digitized topographic diagram position precision high, improves the work way, stren

2、gthened the map expressive force, the digitized mapping is the present is most practical, the popular one mapping method.The regulation village topographic diagram mapping on has also used the digitized mapping method.In following introduction mapping process, we introduced with emphasis earlier per

3、iod GPS control survey, the entire station meter paces off the quantity garrulously as well as unfolds the spot, the plan topographic diagram, the graph with CASS5.1 retouches and so on.Also has me some attainments which summarizes in the mapping process, also writes shares together with everybody.

4、Key word: Digitized topographic diagram; Entire station meter, GPS; Cheng Zhuang; South CASS5.1ii目录摘 要：1关键词：1第一章 测区概况1第二章 测区已有测量基本情况2第一节 测区平面控制情况2第二节测区高程控制情况2第三节测区现有地形图情况2第三章 控制测量2第一节 基本知识介绍3第二节 基本控制测量8一、GPS控制点的选择与埋设8二、GPS控制测量的技术要求9三、GPS外业实施15四、GPS控制测量的内业计算16第三节 图根控制17第四章 用全站仪做数字测图野外数据采集18第一节 基本知识18

5、第二节 前期准备工作19第三节 作业组组织实施21第四节 注意事项24第五章 用CASS5.1绘制数字化地形图26第一节 数据连接27第二节 展点27第三节 地形图的绘制27第四节 地形图的清绘与编辑整饰34第六章 资料整理与移交38第七章 数字测图的展望39总结43参考文献46致 谢47阳泉职业技术学院-毕业设计说明书测绘程庄数字化地形图第一章 测区概况本次毕业实习设计主要在阳泉市郊区河底镇程庄村进行，河底镇位于太行山脉刘备山北麓，历史上就是北部地区的政治经济文化活动中心和商品集散之地。阳盂公路和207国道、苇滴公路横穿镇域，交通十分便利。镇政府所在地为河底村，距市区20公里，距区政府驻地1

6、0公里，全镇所辖32个行政村，总面积96.15平方公里，总户数为17980户，总人口为5.01万人，属于阳泉市郊区第二大镇。程庄就是河底镇的一个行政村。程庄是典型的温带大陆性气候，冬、春干旱少雨、雪，夏、秋降水相对集中，全年降水量在600mm左右，年平均气温8-13度，且土层平均厚度为30-60厘米，山多地少，多为坡耕地、梯田，传统种植玉米、谷物、蔬菜、干果等，荒山立地条件差，多为干旱石质山地，且面积分布较广，山上植被较少，主要是黄刺玫、蚂蚱腿、荆条、灌木、白草、及椿、榆等乔木。2002年河底镇积极响应国家退耕还林政策，根据当地气候、土地情况，依托经济形势，本着改善生态环境，提高生存质量，促进

7、农业调整，农民增收的原则，全镇总体规划为三区一带：生态兼用林区、生态园林区、生态旅游区、滴苇路绿化带。其中程庄就是以建设生态旅游风景区为主，结合兴隆山旅游景点、龙风山生态园区工程，建设生态旅游风景区。程庄还有丰富的煤炭资源，其中的程庄煤矿的企业机构是阳泉市郊区程庄煤矿、经营范围为原煤、所属行业是煤炭开采和洗选 - 烟煤和无烟煤的开采洗选。这次程庄数字化地形图的测绘工作就是有阳泉市测绘处完成的。我在毕业实习期间在我们组长的带领下参加了这次的测图工作。阳泉市测绘处属于政府系统部门管理事业单位；是阳泉市规划局管理的正科级差额预算事业单位。主要职责是为城乡规划、城乡建设、城乡管理，提供测绘资料，并完成

8、市、局下达的各项测绘任务。编制20名，编制结构为：管理人员3名，专业技术人员12名，工勤人员2名，生产工人3名。领导职数设:处长1名，副处长2名。第二章 测区已有测量基本情况第一节 测区平面控制情况测区内所使用的平面控制系统为国家80坐标系。测区内的控制网几经更迭重测，保存的点均满足国家四等点的精度要求，在本次测量中，均可以作为首级控制测量起始数据。第二节测区高程控制情况测区内所使用的高程控制系统为1985年国家高程基准。测区内保存的平面控制点均属于三角高程点。经日常测量的使用验证和按照地形图测量的精度要求，在本次测量中，均可以作为首级高程控制测量点起始数据。第三节测区现有地形图情况测区内现有

9、的地形图有1：5000、1：10000和1：25000。但是由于近几年来，没有进行更新测绘，只沿用1985年测绘的旧图，所以这次程庄委托测绘处重测 1：1000数字化地形图。第三章 控制测量测绘处由于人员少，任务多，所以要充分节约时间，用先进的仪器GPS以减少在控制部分的人力、财力的支出。布设 GPS控制网，用多台接收机在不同测站上进行同步观测，具有作业效率高，图形强度好的特点，任处长在跟大家的讨论过后决定用GPS搞控制，派我们的副组长和我们这些实习生出去。组长和其他组员就可以搞下一个测量工作，这样就大大提高了效率。第一节 基本知识介绍 一、 地形测图控制测量是为测绘地形图而建立平面和高程控制

10、网的测量工作，内容分为基本控制（又称等级控制）和图根控制。基本控制是整个测区控制测量的基础。图根控制是直接为地形测图服务的控制网。基本控制网的建立要根据测区面积的大小,以满足当前需要为主,兼顾远景发展。一般先建立控制全局的首级网，然后再根据需要加密，也可一次建立足够密度的全面网。平面控制网可采用测角网、测边网或边角网，建成区多采用导线网。在已建有国家或当地平面控制网点的测区内进行测量时，应与之进行联结。当已建网精度能满足需要时，直接利用加密或进行必要改算后加密；当精度不能满足需要时，可选用一点的坐标及一条边的方位角作为起算数据建立独立网。同样要在整个测区内建立高程控制网，应用水准测量方法施测并

11、与附近国家或当地水准点进行联测，以取得统一的高程系统。平面控制测量的目的是精确测定控制点的平面位置。根据测量工作需要，在测区内选择一系列控制点，在各控制点上建立地面标志和测量觇标，使各控制点构成三角形、大地四边形、矩形、中点多边形、折线形和多边形等，从而形成平面控制网。其中以三角形为主要图形，用全站仪观测全部角度(至少要有一条起算边长)的网称三角测量网（或称测角网）;以三边形为主要图形,用全站仪观测全部边长的网称三边测量网（或称测边网）;边、角均测的称边角网；以折线形为基本图形,既测角又测边的网称为导线网；单一折线形则称导线。工程控制网的布设，一般应遵循从整体到局部、分级布网、逐级控制的原则。

12、亦可根据工程需要与现场条件布设全面网或越级布网。它们可以采用三角测量网，三边测量网或导线网的形式来布设，亦可布设为边角网。高程控制测量的目的是精确测定控制点高程。根据需要在测区内每隔一定距离设高程控制点(称为水准点)，两相邻水准点间组成水准路线，由各水准路线构成的控制全测区的网形称为高程控制网。用水准仪观测各水准点间高差的称为水准网；用电磁波测距仪测边和经纬仪测垂直角的称为电磁波测距三角高程控制网。高程控制网的首级网应布设成闭合环线，加密网可布设成附合路线、结点网或闭合环。二、 GPS的地面控制部分：对于卫星大地测量而言，GPS卫星是以一种动态已知点描述卫星及其轨道参数，称为卫星星历；每颗卫星

13、的星历由地面监控系统提供，另外，卫星入轨运动后，它的“健康”状况如何，也需地面设备进行监测和控制。 地面监控系统包括一个主控站，三个注入站和五个监控站。主控站拥有以大型计算机为主体的数据收集、计算、传输、诊断等设备。它的主要功GPS全球定位系统由空间星座部分、地面监控部分和用户接收部分组成。空间星座部分：GPS的空间卫星群由24颗高约为20200公里的GPS卫星群组成，并均匀分布在6个轨道面上，各平面之间交角为60，轨道和地球赤道的倾角为55，卫星的轨道运行周期为11小时58分，这样可以保证在任何时间和任何地点地平线以上可以接收4到11颗GPS卫星发送出的信号，从而实现全天候三维导航定位。能是

14、：收集各监测站测得的距离和距离差、气象要素、卫星时钟和工作状况的数据，监测站自身的状态数据等；根据收集的数据及时计算每颗GPS卫星的星历，时钟改正，状态数据以及信号的大气传播改正，并按一定格式编制成导航电文，传送到注入站；监控整个地面监控系统是否工作正常，检验注入卫星的导航电文是否正确，监测卫星是否将导航电文发出；调度备用卫星替代失效的工作卫星，将偏离轨道的卫星“拉回”到正常轨道位置。监控站是为主控站编算导航电文提供观测数据，每个监测站均用GPS信号接收机测量每颗可见卫星的伪距和距离差，采集气象要素等数据，并将它们发送给主控站。GPS的用户接收部分：由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备

15、如计算机、气象仪器等组成，其作用是接收GPS卫星发出的信号，利用信号进行导航定位等。在测量领域，随着现代的科学技术的发展，体积小、重量轻便于携带的GPS定位装置和高精度的技术指标为工程测量带来了极大的方便。GPS的定位原理是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点的距离交会得出的地面点位置。简而言之，GPS定位原理是一种空间的距离交会原理。如下图所示 ： GPS的定位原理 三、GPS定位概述1.根据待定点的运动状态可分为静态定位与动态定位：（1）静态定位：由于接受机的位置固定不动，就可以进行大量的重复观测，所以静态定位可靠性强，定位精度高，在大地测量、工程测量中得到了广泛的应用，是精密定位中的基本模

16、式。（2）动态定位：其特点是测定一个动点的实时 位置，多余观测量少、定位精度低。目前，导航型的GPS接受机可以说是一种广义的动态定位，它除了要求测定动点的实时位置外，一般还要求测定运动载体的状态参数，如速度、时间和方位等。2.根据定位模式可分为绝对定位和相对定位：（1）绝对定位: 也叫单点定位，就是采用一台接受机进行定位的模式，它所确定的是接受机天线在WGS-84世界大地坐标系统中的绝对位置，所以单点定位的结果也属于该坐标系统。（2）相对定位: 也叫差分定位，是至少用两台GPS接收机,同步观测相同的GPS卫星,确定两台接收机天线之间的相对位置(坐标差)。3.绝对定位的优缺点：优点是只需一台接受

17、机即可独立定位，外业观测的组织及实施较为方便，数据处理也较为简单。缺点是定位精度较低，受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传播误差等因素的影响，精度只能达到米级。所以该定位模式不能满足大地测量精密定位的要求。但它在地质矿产勘察等低精度的测量领域，仍有着广泛的应用前景。4.绝对定位、相对定位与动、静态的关系。在绝对定位和相对定位中，又都可能包括静态定位和动态定位两种方式。其中静态相对定位一般均采用载波相位观测值为基本观测量。这种定位方法是当前GPS测量定位中精度最高的一种方法，在大地测量、精密工程测量、地球动力学研究和精密导航等精度要求较高的测量工作中被普遍采用。根据获取定位结果的时间可分为实时定位

18、和非实时定位：（1）实时定位： 是根据接收机观测到的数据，实时地解算出接收天线所在的位置（2）非实时定位：又称后处理定位，它是通过对接收机接收到的数据进行后处理以进行定位的方法。四、GPS导航定位误差1.与GPS卫星有关的误差与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差。（1）卫星钟差 由于卫星的位置是时间的函数，因此，GPS的观测量均发精密测时为依据，而与卫星位置相对应的信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中，无论是码相位观测或是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上，尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟（铷钟和铯钟），但是它们与理想的

19、GPS时之间，仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。 对于卫星钟的这种偏差，一般可由卫星的主控站，通过对卫星钟运行状态的连续监测确定，并通过卫星的导航电文提供给接收机。经钟差改正后，各卫星之间的同步差，即可保持在20ns以内。 在相对定位中，卫星钟差可通过观测量求差（或差分）的方法消除。（2）卫星轨道偏差 估计与处理卫星的轨道偏差较为困难，其主要原因是，卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站，以难以充分可靠的测定这作用力，并掌握它们的作用规律，目前，卫星轨道信息是通过导航电文等到的。 应该说，卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度

20、越长，此项误差的影响就越大。2. 与卫星信号传播有关的误差与卫星信号有关的误差主要包括大气折射误差和多路径效应。（1）电离层折射的影响 GPS卫星信号的其它电磁波信号一样，当其通过电离层时，将受到这一介质弥散特性的影响，便其信号的传播路径发生变化。当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射对信号传播路径的影响最小，而当卫星接近地平线时，则影响最大。 （2）对流层折射的影响 对流层折射对观测值的影响，可分为干分量与湿分量。干分量主要与大气的湿度与压力有关，而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度有关。对于干分量的影响，可通过地面的大气资料计算；湿分量目前尚无法准确测定。对于输送短的基线(50km)，湿

21、分量的影响较小。 （3）多路径效应影响 多路径效应亦称多路径误差，是指接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号，信号叠加将会引起测量参考点（相位中心点)位置的变化，从而便观测量产生误差，而且这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。根据实验资料表明，在一般反射环境下，多路径效应对测码伪距的影响可达到米级，对测相伪距的影响可达到厘米级。而在高反射环境下，不仅其影响将显著增大，而且常常导致接收的卫星信号失锁和使载波相位观测量产生周跳。因此，在精密GPS导航和测量中，多路径效应的影响是不可忽视的。3.接收设备有关的误差与GPS接收机设备有关的误差主要

22、包括观测误差，接收机钟差，天线相位中心误差和载波相位观测的整周不定性影响。 （1）观测误差 观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对于测站点的安置误差等。 根据经验，一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。故知道载波相位的分辨误差比码相位不小，由于此项误差属于偶然误差，可适当地增加观测量，将会明显地减弱其影响。 接收机天线相对于观测站中心的安置误差，主要是天线的置不与对中误差以及量取天线高的误差，在精密定位工作中，必须认真，仔细操作，以尽量减小这种误差的影响。 （2）接收机的钟差 尽管GPS接收机中有高精度的石英钟，其日频率稳定度可以达到10的-11方，但对载波相位观测的影响仍是不可忽视的

23、。处理接收机钟差较为有效的方法是将各观测时刻的接收机钟差之间看成是相关的，由此建立一个钟差模型，并表示为一个时间多项式的形式，然后在观测量的平差计算中统一求解，得到多项式的系数，因而也得到接收机的钟差改正。 （3）载波相位观测的整周未知数 载波相位观测是当前普遍采用的最精密的观测方法，由于接收机只能测定载波相位非整周的小数部分，而无法直接测定开波相位整周数，因而存在整周不定性问题。 此外，在观测过程中，由于卫星信号失锁而发生的周跳现象。从卫星信号失锁到信号重新锁定，对载波相位非整周的小数部分并无影响，仍和失锁前保持一致，但整周数却发生中断而不再连续，所以周跳对观测的影响与整周未知数的影响相似，

24、在精密定位的数据处理中，整周未知数和周跳都是关键性的问题。 （4）天线的相位中心位置偏差 在GPS定位中，观测值是以接收机天线相位中心位置为准的，因而天线的相位中心与其几何中心理论上保持一致。可是，实际上天线的相位中心位置随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，即观测时相位中心的瞬时位置（称为视相位中心）与理论上的本单位中心位置将有所不同，天线相位中心的偏差对相对定位结果的影响，根据天线性能的优劣，可达数毫米至数厘米。所以对于精密相对定位，这种影响是不容忽视的。 在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上，同步观测同一组卫星，那么便可通过观测值求差，以削弱相位中心偏移

25、的影响。需要提及的是，安置各观测站的天线时，均亦按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极。第二节 基本控制测量一、GPS控制点的选择与埋设1. 选点由于GPS测量观测站之间不定要求相互通视，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。但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义，所以在选点工作开始前，除收集和了解有关测区的地理情况和原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，点位的选择应符合下列要求。（1）点位周围应视野较开阔，如公园、运动场、地面停车场内或建筑物楼顶，以利于安置接收设备和扩展、联测。（2

26、）GPS网点视场内不应有大于仰角15的成片障碍物，以免阻挡来自卫星的信号接收。 （3） 选定能便于长期保存，稳定坚固的地方设点，国家和地方基准点应埋设固定的标石或仪器墩用于安置接收机天线、墩标设于楼顶时，要对大楼的稳定性和形变定期监测。 （4） GPS网点应避开高压输电线、变电站等设施，其最近处不得小于100m，同时距离省市级强辐射电台、电视台、微波中继站不得小于300m，需要在这些地点设站时，必须在停止播发的时间段上进行定位作业。 （5） 交通便利点位离开附近可通轻便车的道路不应超过500m，且在点位30m内有足够的空间安置接收机和方便操作进行。（6）GPS网点应避开对电磁波接收有强烈吸收和

27、反射影响的金属和其他障碍物，侧面倾向测站的各种平面物体，大范围水面等等。2.埋石由于时间要求，埋石应与选点同时进行。根据现场具体情况，采用埋预制标石和现浇混凝土两种形式，不管采用哪种形式标石及标志规格应符合规范要求。埋设时坑底填以沙石，捣固夯实，考虑到天气的因素，现浇混凝土应适当添加防冻剂并应做好防冻措施。二、GPS控制测量的技术要求1. GPS网精度类级各级GPS网的定位精度，可按相邻间基线向量的中误差来衡量：m。为基线向量中误差；a为固定误差;b为比例误差;D为相邻两点间距离。对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。有用于全球性地球动力学、地壳形变及国家基本大地测量的GPS网；有用于

28、城市或工程的GPS网，程庄的技术要求是根据相邻点的平均距离和精度为参照的，具体内容见下表。表：不同等级GPS网的精度标准等级平均距离/kma/mmb/ppm.D最弱边相对中误差二9102112万三510518万四21010145万一级1101012万二级1152011万注：当边长200m 时，以边长中误差20mm 来衡量。2. GPS网的布设a所选点点位要便于低等级常规测量的使用，每一个GPS点应与两个或两个以上的控制点通视，困难情况下也至少保持与相邻一个控制点通视，否则，需埋设方位桩，且用GPS联测。bGPS点间距离应按规范要求设计，可考虑灵活变动，以便于低等级控制点加密，小间中距相邻点位应

29、进行直接联测。 cGPS网点中各同步边应尽可能构成若干个闭合环，在完成各边的平差后，可检验闭合差是否满足相应等级要求。一等以上GPS网中至少包含三个闭合环且彼此线性无关；二、三、四等也应有两个以上的闭合环；五等网也至少有一个闭合环。d将测区内原有地方测设的三角点进行联测，有利于两系统成果的变换，联测点应尽量均匀分布在整个测区的里面和外围。为精确求定转换参数，(GPS网要尽可能多地联测高等级的大地控制点，联测点和重合点的个数不得少于3个，特殊情况下也不得少于2个GPS网的精度、密度设计。3基线及网基准（1）基线长度 GPS接收机对收到的卫星信号量测可达毫米级的精度。但是，由于卫星信号在大气传播时

30、不可避免地受到大气层中电离层及对流层的扰动，导致观测精度的降低。因此在使用GPS接收机测量时，通常采用差分的形式，用两台接收机来对一条基线进行同步观测。在同步观测同一组卫星时，大气层对观测的影响大部分都被抵消了。基线越短，抵消的程度越显著，因为这时卫星信号通过大气层到达两台接收机的路径几乎相同。 同时，当基线越长时，起算点的精度对基线的精度的影响也越大。起算点的精度常常影响基线的正常求解。因此，我们在设计基线边时，兼顾了基线边的长度。通常，对于单频接收机而言，基线边应以20公里范围以内为宜。基线边过长，一方面观测时间势必增加，另一方面由于距离增大而导致电离层的影响有所增强。（2）网的基准在全球

31、定位系统中，卫星主要视作位置已知的高空观测目标。所以，为了确定接收机的位置，GPS卫星的瞬时位置，通常归化到统一的地球坐标系统。现在全球定位系统采用的WGS84坐标系统，是一个精确的全球大地坐标系统。而我国的国家大地坐标系采用的是1954年北京坐标系及1980年西安坐标系。通常在工程测量中，还往往采用独立的施工坐标系。因此，在GPS测量中必须确定地区性坐标系与全球坐标系的大地测量基准之差，并进行两坐标系统之间的转换。通过与已知点联测，NEG9600GPS数据处理软件可以很方便地实现WGS-84、北京54坐标系，西安：80坐标系中的空间直角坐标、大地坐标及高斯平面直角坐标之间的转换，并且可以采用

32、高斯坐标系。其中： WGS-84坐标系WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。 WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84（世界大地坐标系-84），它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的启始子午面和赤道的交点，Y轴与X轴和Z轴构成右手系。采用椭球参数为： a = 6

33、378137m f = 1/298.257223563 1954年北京坐标系 1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系，是一种参心坐标系统。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：a = 6378245m f = 1/298.3。我国地形图上的平面坐标位置都是以这个数据为基准推算的。地方坐标系（任意独立坐标系）在我们测量过程中时常会遇到的如一些某城市坐标系、某城建坐标系、某港口坐标系等，或我们自己为了测量方便而临时建立的独立坐标系。坐标系统的转换在工程应用中使用GPS卫星定位系统采集到的数据是WGS-84坐标

34、系数据,而目前我们测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系或是地方（任意）独立坐标系为基础的坐标数据。因此必须将WGS-84坐标转换到BJ-54坐标系或地方（任意）独立坐标系。目前一般采用布尔莎公式（七参数法）完成WGS-84坐标系到北京54坐标系的转换，得到北京54坐标数据。XBJ54=XWGS84+ KXWGS84+x+YWGS84Z/YBJ54=YWGS84+ KYWGS84+Y-XWGS84Z/+X/ZBJ54=ZWGS84+ KZWGS84+Z+XWGS84Y/X/坐标系的变换同一坐标系统下坐标有多种不同的表现形式，一种形式实际上就是一种坐标系。如空间直角坐标系（X，Y，Z）、大地

35、坐标系（B，L）、平面直角坐标（x,y）等。通过坐标统的转换我们得到了BJ54坐标系统下的空间直角坐标，我们还须在BJ54坐标系统下再进行各种坐标系的转换，直至得到工程所需的坐标。1将空间直角坐标系转换成大地坐标系，得到大地坐标(B,L)：L=arctan(Y/X)B=arctan (Z+Ne2sinB)/(X2+Y2)0.5H=(X2+Y2)0.5sinB-N用上式采用迭代法求出大地坐标（B，L）（3）将大地坐标系转换成高斯坐标系，得到高斯坐标（x,y）按高斯投影的方法求得高斯坐标，x=F1(B,L),y=F2(B,L)（4）将高斯坐标系转换成任意独立坐标系，得到独立坐标（x,y）在小范围内

36、测量，我们可以将地面当作平面，用简单的旋转、平移便可将高斯坐标换成工程中所采用坐标系的坐标(x,y)，x=xcos+ysiny=ycos-xsin3观测技术要求（1）技术指标对于城市及工程GPS控制在作业观测中的基本技术指标规定见下表表：GPS控制网观测基本技术指标项目等级方法二三四一级二级卫星高度角()相对快速1515151515数据采集间隔（s）相对快速10-6010-6010-6010-6010-60观测时间相对快速90_6020451545154515PDOP相对快速10-6010-6010-6010-6010-60重复设站数快速_2222施测时段数相对22221有效观测卫星总数相对快

37、速4_45454545（2）观测计划a 进入观测区前，应事先编制GPS卫星可见性预报表。预报表应包括可见卫星号、卫星高度角、方位角、最佳观测时间、点位图形强度因子、概略位置坐标、预报历元、星历龄期等。b 观测作业前，应根据接收机台数、GPS图形、卫星可见性预报表编制观测计划。在实施中，应该照实际情况，及时作出调整。c 观测作业后，应及时绘制联测草图以备后续作业调度使用。（3）作业要求 a 测组必须执行调度计划，按规定的时间进行同步观测作业。 b 观测人员必须按照GPS接收机操作手册的规定进行观测作业。c 天线安置在脚架上直接对中整平时，对中精度为1mm。d 天线安置在标上时，应将标志中心投影至

38、基板上，然后在基板上对中整平。如：标顶部对信号有干扰，则应卸去。e 每时段观测应在测前、测后分别量取天线高。两次天线高之差应不大于3mm,并取平均值作为天线高。f 观测时应防止人员或其他物体触动天线或挡住信号。g 接收机开始记录数据后，应随时注意卫星信号和信息存储情况。当接收或存储出现异常时，应随时进行调整，必要时应及时通知其他接收机以调整观测计划。h 在现场应按规定作业顺序填写观测手簿，不得事后补记。观测手簿的格式见表(2-4)。i 每日观测结束后，应将外业数据文件及时转存到磁盘上，不得作任何剔除或删改。磁盘应贴好标签，并妥善保存。三、GPS外业实施1. 野外观测 野外观测应严格按照技术设计

39、要求进行： 1.安置天线:天线安置是GPS精密测量的重要保证。要仔细对中、整平、量取仪器高。仪器高要用钢尺在互为120方向量三次，互差小于3 mm。取平均值后输入GPS接收机。 2.安置GPS接收机:GPS接收机应安置在距天线不远的安全处，连接天线及电源电缆，并确保无误。 3.按规定时间打开GPS接收机，输入测站名，卫星截止高度角，卫星信号采样间隔等。GPS接收机记录的数据有：GPS卫星星历和卫星钟差参数；观测历元的时刻及伪距观测值和载波相位观测值；GPS绝对定位结果；测站信息。 4.一个时段测量结束后要查看仪器高和测站名是否输入，确保无误再关机、关电源、迁站。2. GPS实施注意事项在外业观

40、测中仪器操作人员应注意以下事项：（1）当确认外接电源电缆及天线等各项连接无误后,方可接通电源,启动接收机。（2）开机后接受机有关指示显示正常并通过自检后,方能输入有关测站和时段控制信息。（3）接受机在开始记录数据后,应注意查看有关观测卫星数量,卫星号,相位测量残差,实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。（4）一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：关闭又重新启动；进行自测式；改变卫星高度角；改变天线位置；改变数据采集间隔；按动关闭文件和删除文件等功能键。（5）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次，当时段较长时可适当的增加观测次数。（6）在观测过程中要特别注意供电情况，除

41、在出测前认真检查电池容量是否充足外，作业中观测人员不要远离接受机，听到仪器的低电压报警要即使予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏和丢失。（7）仪器高一定要按规定的始、末测量一次，并即使输入仪器及记录测量手簿中。（8）接受机在观测过程中不要靠近接受机使用对讲机；雷雨季节架设天线要防止雷击，雷雨过境时要关机停测，并卸下天线。（9）观测过程要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应即使将数据转存到计算机硬、软盘上，确保观测数据并不丢失。（10）观测站的全部作业项目，经检查均以按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。四、GPS控制测量的内业计算1.基线解算对于两台及两台以上接收机的同步

42、观测值进行独立基线向量(坐标差)的平差计算，称为基线解算，也称观测数据预处理。（1）采用双差相位观测值，其数学处理模型采用双差固定解；（2）基线解算的质量检核要求。同一时段观测值基线处理中，二、三等数据采用率都不宜低于80%，同步环的相对闭合差和全长相对闭合差应符合下表规定：表 ：同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定（ppm）等级限差类型二等三等四等一级二级相对闭和差2.03.06.09.09.0全长相对闭合差3.05.010.015.015.02. 观测成果检验（1）同步环检验:同一时段多台仪器组成的闭合环，坐标增量闭合差应为零。由于仪器开机时间不完全一致，会有误差。在检核中应检查一切可

43、能的环闭合差。其闭合差分量要求不超过限差。 （2）同步边检验：一条基线在不同时段观测多次，有多个独立基线值，这些边称为重复边。任意两个时段所得基线差应小于相应等级规定精度的 2倍。（3）异步环检验: 在构成多边形环路的基线向量中，只要有非同步观测基线，则该多边形环路称为异步环。异步环检验应选择一组完全独立的基线构成环进行检验，应符合限差要求。 3.高程拟合高程拟合采用附加地形改正的曲面拟合法。本项目导线网联测四等精度以上水准点4座，且分布均匀，通过4个水准点正常高与三维平差得到的同名点大地高做比较，来检核高程异常值变化。确保高程成果的精度满足项目设计的要求。由于本测区地形多为山地，高程起伏大，

44、又由于GPS高程拟合受地形变化的影响大，拟合精度存在不稳定因素，对全网的高程精度会有所影响，在时间和其它条件具备的情况下，可以考虑对部分控制点采用直接水准方法，以提高全网的高程成果精度，满足后期施工的要求。第三节 图根控制测量绘信息网www.othermap.CASS5.1om图根控制测量的目的是在高级地形控制测量的基础上再加密一些直接供测图使用的控制点，以满足用于测绘地物地貌的测站点的需要。1.选点图根控制点应选在土质坚实、便于长期保存、便于仪器安置、通视良好、视野开阔、便于测角和测距、便于施测碎部点的地方。要避免将图根点选在道路中间。2.布点形式图根点的布点形式较为多样：辐射法、前方交会、

45、后方交会、侧方交会、边角交会、双边交会、无定向导线等等。我们选用的是一步测量法。3.一步测量法就是将图根导线与碎部测量同时作业。即在一个测站上，先测导线的数据，接着就测碎部点。这是一种少安置一轮仪器、少跑一轮路，大大提高外业工作效率的测量方法。4.内业资料的整理是控制测量工作中最重要的一个环节，来不的半点马虎，特别强调以下几点，以便为今后的测量工作提供成功的经验，同时也是测量技术工作的基本原则： a 一切原始观测数据必须现场记录在正规手簿上，禁止涂改和转抄。 b 对原始数据的更改要符合以下规定：水平角观测读记错误要重测，秒值不准更改，度、分读记错误要现场更正，但同一方向的盘左、盘右不准同时更改

46、相关的数字；垂直角的分数值，各测回不得连环更改，距离测量的厘米以下数值不得更改。 c观测结束后，要及时整理手簿，并检查签名后方可用于计算。 d平差程序应进行严密的检验合格后方可用于平差计算。 e 成果记录、整理、计算和取位应符合测量有关规定。 f边长应先进行各项改正后，然后在平差计算。 g在使用磁性介质记录原始数据时，应遵照有关规定进行数据的存储和读写。图根控制采用了导线形式，布设控制网遵循“分级布网，逐级控制”的原则，有足够的精度，有足够的密度，有统一的规格。控制测量取得合格成果后，即可进行下面的碎部点的采集。 第四章 用全站仪做数字测图野外数据采集第一节 基本知识全站仪，即全站型电子速测仪（Ele