6大地测量学课程设计.docx
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6大地测量学课程设计
《大地测量学基础》课程设计
学院：
资源学院
专业班级：
测绘工程09级02班
学生：
温成龙
学号：
090510212
指导老师：
张兆江老师
2011年12月30日
目录
一、任务概况
运用平差和大地测量学的知识，在邯郸紫山附近建立四等三角网。
在谷歌地球上完成选点，然后对所选未知点点位的坐标进行精度评定，计算出最弱边的相对中误差，绘制出误差椭圆。
二、测区概况
1.1测区气候
本测区位于河北省邯郸市邯郸县。
测区位于北纬36°44’-36°40’、东经114°17’-114°22’之间。
邯郸市位于河北省南部，属大陆性季风气候，年平均气温约为摄氏13度，最低温度在1月，最高温度在7月，可达摄氏38度。
实习时间在二三月份，温度较低，可能有降雪。
1.2测区交通
可利用谷歌地球，完成图上选点过程。
利用测区内已有的国家三角点二等点2个，均保存完好，在测区内布设四等三角网。
紫山交通不便，测区地处山区与平原交接处，农村占很大比例，且大部分地区山路崎岖，通行不便。
1.3测绘的困难
由于测区地处山区，农村占很大比例，且大部分地区山路崎岖，通行不便，还有就是山区占一部分，因此对于整体选点，布点及建造觇标造成很大困难。
从整个工作角度来看，测区进行测绘工作的难度较大。
1.4采用的坐标系及投影
坐标系统：
平面坐标系统采用1980西安坐标系
采用高斯投影，三度分带，中央子午线经度为114°。
二、布网原则和所依据的技术规范
1.1布网的步骤
Ø在谷歌地球上展绘已知点；
Ø按布网的基本要求，从已知点开始扩展；
Ø利用谷歌地球中的高度配置选项，判断点间的通视；
Ø利用平差易把谷歌地球上所选点的经纬度，进行高斯正算；
Ø估算控制网中各点的坐标精度；
Ø绘制误差椭圆；
Ø提交技术设计书；
1.2布网原则
一、各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁）。
其三角形的内角不应小于30°；当受地形限制时，个别角可放宽，但不应小于25°。
二、首级控制网的布设，应因地制宜，且适当考虑发展；当与国家坐标系统测时，应同时考虑联测方案。
三、加密的控制网，可采用插网、线形网一、各等级的首级控制网，宜布设为近似等边三角形的网（锁）。
其三角形的内或插点等形式。
各等级的插点宜采用坚强图形布设。
当受条件限制时，单插点对于三等点应有不少于6个内外交会方向，其中外交会方向至少应有两个交角为60°-120°；四等点应有不少于55个内外交会方向，当图形欠佳时，其中至少应有外交会方向。
双插点的交会方向数应为上述规定的22倍，但其中不应包括两待定点间的对向观测方向。
当采用边角联合交会时，多余观测数必须与上述各等级插点规定相同。
一、二级小三角插点的内外交会方向数不应少于4个或外交会方向数不应少于3个。
1.3图上设计对点位的基本要求是：
（1）从技术指标方面考虑
图形结构良好，边长适中，对于三角网求距角不小于30°；便于扩展和加密低级网，点位要选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越（或旁离）障碍物一定的距离；点位要长期保存，宜选在土质坚硬，易于排水的高地上。
（2）从经济指标方面考虑
充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象。
（3）从安全生产方面考虑
点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离。
1.4.技术规范：
依据GB50026-2007工程测量规范
三角网的主要技术要求
等级
平均边长（km）
测角中误差（″）
最弱边边长相对中误差
测回数
DJ1
DJ2
DJ4
四等
2
2.5
≤1/40000
4
6
－
三、网的图上设计
在测区内选用两个国家二等控制点作为已知点，然后根据网布设的基本原则和要求在测区内直接布设全面四等网。
3.1.控制网略图
A和B点为已知点。
此方案共布设6个控制点，包括2个已知国家二等点（A,B）和4个四等点（1，2，3，4）。
四、控制网精度估算过程及结果
4.1精度估算
a．高斯坐标正算
b.计算B矩阵
c.计算权阵P
d.计算坐标协因数阵
e.计算边长的协因数阵
f.计算点的坐标中误差
g.计算边长的相对中误差
h.计算误差椭圆
1-4点位误差
点名
坐标误差
误差椭圆参数
Mx（mm）
My（mm）
M（mm）
E（mm）
Fmm）
Ψ（度分）
1
22.26
17.31
28.19
25.35
12.34
14646
2
10.47
12.51
16.31
13.94
8.46
12348
3
11.80
9.24
14.99
11.86
9.17
840
4
15.27
10.69
18.64
15.33
10.61
17258
1-6误差椭圆图
3.方案选择：
（1）从精度标准来说，由方案一的表1-1网形及精度统计表和方案二的表1-1网形及精度统计表可看出，方案二的网形精度要高于方案一的网形精度。
（2）从费用标准来说，方案一网形有45个控制点，其中，利用了11个测区内已有的测绘成果，初步估算需要造二座觇标；方案二有39个控制点，其中也利用了11个测区内已有的测绘成果，初步估算需要造二座觇标。
但是，考虑从达到基本控制的条件讲，两种方案所能控制的测区范围大致一样。
所以，方案二的费用要低于方案一。
（3）从可靠性和灵敏度标准来说，从前面各方案网形的精度计算可看出，两种方案都满足
可靠性标准和灵敏度标准的要求。
综上所述，方案二优于方案一，故选择方案二。
四、高程控制网选线设计和精度估算
1.最弱点确定及选线设计：
前面已经确定方案二最优，而由表2-4可知点A1,A9,A26,A27,A31的高程中误差最大，属于最弱点处，故采用二等水准路线从已知二等点J1点（黄土打）出发联测A9,A26,A27，并进行往返侧。
水准路线草图如南坪市1：
25000地形图图二所示。
（共设定3条水准路线）
2.精度估算：
3-1点位误差
点名
坐标误差
误差椭圆参数
高程中误
差（mm）
Mx（mm）
My（mm）
M（mm）
A（mm）
B（mm）
F（度分）
A9
14.08
12.32
18.71
15.04
11.12
3133
二等水准点精度
A1
16.27
13.96
21.44
17.24
12.74
15032
二等水准点精度
A27
17.02
28.08
32.83
29.26
14.89
10907
二等水准点精度
A26
12.80
11.83
17.43
13.08
11.51
15354
二等水准点精度
A31
17.56
15.02
23.11
19.09
13.02
14735
二等水准点精度
A2
10.28
11.82
15.66
12.77
9.07
12228
12.39
A3
11.70
8.92
14.71
11.75
8.86
748
10.59
A4
9.51
9.23
13.25
10.10
8.58
3943
9.61
A5
7.58
8.70
11.54
8.72
7.56
8208
9.95
A6
8.43
8.86
12.23
8.87
8.42
10037
9.72
A7
10.59
9.49
14.22
10.64
9.43
1219
9.19
A8
12.99
11.68
17.47
13.20
11.45
2042
11.68
A10
12.98
11.27
17.19
13.51
10.62
2645
7.70
A11
8.44
7.63
11.38
8.57
7.48
15920
9.12
A12
9.75
9.78
13.81
11.16
8.13
4517
11.29
A13
8.88
10.09
13.44
10.41
8.49
11519
11.38
A14
9.99
9.16
13.55
10.77
8.22
14438
10.47
A15
8.94
7.88
11.92
9.11
7.68
2057
9.38
A16
7.20
7.93
10.70
8.03
7.08
7015
9.20
A17
8.79
8.69
12.36
8.81
8.67
15924
10.41
A18
8.89
7.53
11.65
8.89
7.53
026
10.41
A19
10.94
9.79
14.68
11.61
8.99
3151
13.33
A20
12.93
9.51
16.05
12.95
9.49
411
14.27
A21
9.76
7.70
12.43
9.87
7.56
1307
11.28
A22
9.35
8.44
12.59
9.42
8.35
1559
10.74
A23
8.90
8.35
12.20
9.45
7.73
3532
10.26
A24
9.77
9.02
13.30
10.00
8.77
2617
8.77
A25
11.50
10.35
15.47
11.75
10.06
15619
9.78
A28
12.49
11.98
17.31
12.89
11.56
14615
8.39
A29
10.27
10.14
14.44
10.49
9.92
3829
10.55
A30
8.98
9.77
13.27
10.08
8.62
6116
11.03
A32
12.99
11.37
17.26
13.02
11.34
17236
10.76
A33
12.77
10.43
16.49
13.39
9.62
15424
12.77
A34
12.90
8.87
15.65
13.02
8.69
16921
12.47
A35
8.62
11.19
14.13
11.35
8.41
7539
11.41
A36
17.21
10.86
20.35
17.37
10.61
935
13.01
与表2-4比较可知，结合水准测量后，点的高程的精度提高。
3-2点间误差
起点名
终点名
纵横向误差
误差椭圆参数
高程点间
误差（mm）
纵向（mm）
横向（mm）
M（mm）
A（mm）
B（mm）
F（度分）
A1
A2
11.40
14.51
18.46
14.51
11.40
2159
12.39
A1
A3
10.08
13.34
16.72
13.37
10.04
11504
10.59
A1
A36
10.44
15.84
18.97
15.84
10.44
7439
13.01
A2
A3
9.24
13.52
16.38
13.52
9.24
6242
14.31
A2
J2
9.07
12.77
15.66
12.77
9.07
12228
12.39
A2
A19
11.02
14.92
18.55
14.99
10.93
17219
16.31
A3
A36
8.21
12.77
15.18
12.78
8.19
2524
11.88
A3
A4
8.55
10.97
13.90
11.05
8.44
11550
11.27
A3
J2
8.88
11.73
14.71
11.75
8.86
748
10.59
A4
A8
8.95
11.27
14.39
11.28
8.94
5641
11.58
A4
A7
8.28
9.64
12.71
9.64
8.28
10954
10.52
A4
A6
8.50
9.75
12.94
9.78
8.47
15208
11.09
A4
A5
8.06
10.26
13.05
10.27
8.05
1840
11.11
A4
J2
8.68
10.01
13.25
10.10
8.58
3943
9.61
A4
A36
9.84
14.49
17.52
14.70
9.52
16318
12.96
A5
A6
7.97
9.12
12.11
9.12
7.97
9756
10.93
A5
A17
8.10
9.47
12.46
9.55
8.00
021
11.22
A5
A18
8.45
10.53
13.50
10.53
8.45
2851
12.06
A5
J2
7.60
8.68
11.54
8.72
7.56
8208
9.95
A6
A7
7.53
9.41
12.05
9.47
7.45
1325
9.72
A6
A11
7.79
9.18
12.04
9.24
7.72
12600
10.87
A6
A16
8.54
9.55
12.81
9.68
8.40
1651
11.33
A6
A17
8.30
9.98
12.98
10.05
8.21
3034
11.44
A7
A8
8.57
10.52
13.57
10.52
8.57
15913
11.41
A7
A9
8.28
12.74
15.19
12.74
8.27
4903
9.19
A7
A10
8.31
11.28
14.01
11.34
8.22
6313
10.64
A7
A11
8.36
10.34
13.29
10.39
8.29
15944
10.95
A8
A9
9.62
13.36
16.46
13.46
9.48
8244
11.68
A9
A10
7.31
9.41
11.92
9.48
7.22
17121
7.70
A10
A12
11.20
12.92
17.10
13.07
11.03
17412
12.73
A10
A11
9.69
12.51
15.83
12.51
9.69
1644
10.87
A11
A12
8.66
10.62
13.70
10.66
8.61
8601
12.16
A11
J1
7.48
8.57
11.38
8.57
7.48
15920
9.12
A11
A16
8.45
9.84
12.97
9.92
8.36
2911
11.43
A12
A14
9.99
14.02
17.21
14.03
9.97
442
14.09
A12
J1
8.13
11.16
13.81
11.16
8.13
4517
11.29
A13
A20
10.63
13.84
17.45
13.86
10.61
631
15.78
A13
A21
8.92
11.37
14.45
11.37
8.92
5418
12.90
A13
J3
8.50
10.41
13.44
10.41
8.49
11519
11.38
A13
A35
8.24
11.27
13.96
11.28
8.23
17735
11.17
A14
A25
8.26
10.48
13.35
10.50
8.25
746
10.43
A14
A15
8.42
10.31
13.31
10.37
8.34
9803
11.31
A14
J1
8.23
10.76
13.55
10.77
8.22
14438
10.47
A15
J1
7.69
9.10
11.92
9.11
7.68
2057
9.38
A15
A25
8.53
10.87
13.81
10.87
8.52
12727
10.98
A15
A24
7.82
9.54
12.33
9.54
7.82
2455
10.54
A15
A16
8.16
9.53
12.54
9.63
8.04
14450
11.22
A16
J1
7.12
7.99
10.70
8.03
7.08
7015
9.20
A16
A24
8.72
10.34
13.53
10.34
8.72
16439
11.16
A16
A23
7.96
9.56
12.44
9.57
7.96
2854
11.49
A16
A22
7.87
8.89
11.87
9.00
7.75
5017
10.89
A16
A17
7.80
8.70
11.68
8.70
7.80
12508
10.70
A17
A22
7.73
9.53
12.27
9.53
7.73
626
10.83
A17
A18
7.91
9.04
12.02
9.06
7.89
7223
10.91
A18
J2
7.63
8.80
11.65
8.89
7.53
026
10.41
A18
A22
8.37
9.36
12.56
9.42
8.30
14649
11.57
A18
A21
8.91
10.93
14.10
10.94
8.90
1637
13.30
A18
A20
10.24
11.63
15.50
11.94
9.88
3216
14.55
A18
A19
9.56
10.99
14.56
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9.26
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A19
J2
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A19
A20
8.94
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A20
A21
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A21
A22
9.12
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A21
A23
9.38
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A21
J3
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A22
A23
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A23
A24
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A23
A29
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A23
A30
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A23
J3
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A24
A25
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A24
A26
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A24
A28
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A24
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A25
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A26
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A26
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A27
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A27
A28
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A28
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J3
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A33
J3
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