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1、大地测量是为建立和维持测绘基准与测绘系统而进行的确定位置、地球形状、重力场及其随时间和空间变换的测绘活动。2任务：建立与维持大地基准、高程基准、深度基准和重力基准；确定与精华似大地水准面和地球重力模型。3特点：现代大地测量具有高精度、长距离、大范围、实时快速、四维、地心、学科融合。二、大地测量系统与参考框架1大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式。大地测量参考框架是大地测量系统的具体实现。大地测量系统包括“四个系统四个系统”（坐标系统、高程系统、深度系统、重力系统），大地参考框架亦有“四种框架四种框架”（坐标参考框架、高程参考框架、深度基准、重力测量参考框架）。2大地测量坐

2、标系统和大地测量常数（1）四个四个基本常数：赤道半径 a、地球引力常数（包含大气质量）GM、地球动力学因子 J2 和地球自转角速度 w（2）导出常数：3大地测量坐标框架（1）参心坐标框架：传统的大地测量坐标框架，如 54 北京北京（克拉索夫斯基椭球克拉索夫斯基椭球）、80 西安西安坐标系（GRS75 椭球椭球）。定义在参心坐标系统中，是一种区域性、二维静态地球坐标框架。（2）地心坐标框架：它以甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、激光测月（LLR）、G（P）S和卫星多普勒定轨定位（DORIS）等空间大地测量技术构成全球观测网点，经数据处理，得到 ITRF 点（地面观测点）站坐标

3、和速度场等。现代大地测量坐标框架，目前 ITRF 为国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。我国 2000 国家大地控制网是 ITRS2000 地心坐标系统地心坐标系统中区域性的地心坐标框架。1区域性地心坐标框架一般由三级构成。第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框架，它是区域性地心坐标框架的主控制;第二级是与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架;第三级是加密大地控制点。2地心坐标系应满足四个条件:A、原点位于整个地球（包括海洋和大气）的质心;B、尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度;C、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 E

4、O（P）;D、定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件。4高程系统和高程框架1）高程基准：高程基准面就是地面点高程的统一起算面，通常采用大地水准面作为高程基准面。大地水准面是假想海洋处于完全静止的平衡状态时的海水面，以长期验潮站的平均海水面作为高程基准面。建立水准原点作为传递高程的起算点。青岛水准原点为 1985 国家高程基准各地推算高程的依据。2）高程系统：我国高程系统采用正常高系统，似大地水准面起算正常高系统，似大地水准面起算。H大地=H正常+（高程异常）2深度基准：是计算水体深度的起算面，深度基准与国家高程基准之间通过验潮站的水准联测建立联系，我国从 19571957 年年起采用理论

5、深度基准面理论深度基准面为深度基准。该面是按苏联弗拉基米尔弗拉基米尔计算的当地理论最低低潮面。3重力系统和重力测量框架：重力测量是测定空间一点的重力加速度。重力基准是标定一个国家或地区的绝对重力值的标准。重力系统采用重力系统采用 GRS80 椭球常数椭球常数及其相应正常重力场。2000 国家重力基本网（21126）由 21 个重力基准点和 126 个基本重力点组成。使用 FG5 绝对重力仪施测。4时间系统和时间系统框架：时间系统（也称为时间基准或时间标准）规定了时间测量的参考标准。1）常用的时间系统：世界时 UT（地球自转）、原子时 AT（从 1958 年 1 月 1 日世界的零时开始启用）、

6、力学时 DT（天体运动）、世界协调时 UTC、GPS 时 GPST、历书时（月球观测）。2）时间系统框架：采用的时间频率基准、守时系统、授时系统、覆盖范围。三、常用坐标系及其转换1常用坐标系（1）大地坐标系：用大地经纬度和大地高（LBH）表示地面点位置，分参心坐标系和地心坐标系（WGS84CGCS2000）。（2）空间直角坐标系：用 XYZ 表示地面点位置。（3）高斯平面直角坐标系：采用横切椭圆柱投影建立的平面直角坐标系系统。分 6带和 3两种，我国领土位于东经 72136之间，共包括了 11 个 6带，即 1323 带；22 个 3投影带即2445 带。L6=3（2n-1）;L3=3n，按顺

7、时针划分象限。（4）166Ln、135.13Ln（5）站心坐标系：以测站为原点的坐标系。分展站心直角坐标系和站心极坐标系。2测量外业作业大基准面、基准线（大地水准面，铅垂线）;内业作业的基准面、基准线（参考椭球面，法线）3坐标系转换（1）高斯正算：由经纬度坐标计算到高斯平面坐标（2）高斯反算：由高斯平面坐标计算到经纬度坐标（3）大地主题正解：由已知点的大地经纬度以及该点至待求点的大地线长度和大地方位角，计算待求点的大地经纬度和待求点至已知点的大地方位角的解算。（4）大地主题反解：已知两点的大地地纬度，计算这两点间的大地线长度和正反大地方位角的解算。（5）不同平面坐标系间常用相似变换，需要 4

8、个转换参数和至少 2 个公共点；（6）不同空间直角坐标系间常用布尔沙模型（B 模型）计算，该模型中包含 7 个参数和至少 3 个公共点。（B 模型在全球或较大范围，M 模型多用在局部范围）1.2 传统大地控制网传统大地控制网一、传统大地控制网的布设1.传统大地控制网的建设：通过测角、测边推算大地控制网点的坐标。主要方法有三角测量法三角测量法、导线测量法导线测量法、三边测量法、边角同测法。传统大地控制网建设方法优缺点传统大地控制网建设方法优缺点建网方法优点缺点三角测量法（主要方法）检核条件多，图形结构强度高；采取网状布设，控制面积大，精度高；受地形限制小。在交通或隐蔽地区布网困难，网中推算的变长

9、精度不均匀。导线测量法（西藏地区使用）单线推进速度快，布设灵活，容易克服地形障碍和穿过隐蔽地区；边长直接测量，精度均匀。几何条件少，图形结构强度低，控制面积小。2.三角网布设的原则：1分级布网、逐渐控制：一等高精度三角锁网-二、三、四等三角网。2具有足够的精度：精度必须保证测图的实际需要。3具有足够的密度和统一的规格。三角点布设密度（按航测成图要求）三角点布设密度（按航测成图要求）测图比例尺点数/幅每点控制面积三角网平均边长等级备注25km一等角度观测中误差为0.71：5 万3150km213km二等角度观测中误差为1.01.51：2.5 万2350km28km三等角度观测中误差不大于 1.5

10、1：1 万120km226km四等3.全国天文大地网整体平差：国家天文大地网（简称国家大地网）于 1951 年开始布设，10 年完成。1975 年修补工作结束，19781984 年整体平差，建立 1980 国家大地坐标系国家大地坐标系（IAG-75 椭球参数椭球参数），约 5 万个大地点。二、光学经纬仪和全站仪及其检验4.光学经纬仪：经纬仪经历了机械型、光学机械型、集光点一体型。目前主要使用光学经纬仪和电子经纬仪（全站仪）。光学经纬仪按标称一测回水平方向标准偏差分为 DJ07（一等三角、天文测量）、DJ1（一、二等）、DJ2（三、四等）、DJ6（地形控制）、DJ30（普通测量）。5.陀螺经纬仪

11、测定的方位角是6.全站仪：按标称角度测量标准偏差分四级。三、水平角观测7.水平角观测的主要误差影响：人差、环境影响（温度、湿度、照射方位、地形、地物）、仪器误差（视准轴误差、水平轴误差、垂直轴误差、测微器行差、照准部及水平盘偏心差、测微器分划误差等等）。8.水平角观测方法：一般采用方向观测法方向观测法（三、四等、方向少的二等）、分组方向观测法分组方向观测法（观测方向多于 6 个）、全组合测角法全组合测角法（一等、高标二等）。9.三角点高程工作及外业验算四、三角高程测量10.垂直角观测方法有中丝法、三丝法两种。各等级三角点上每一方向按中丝法观测时应测四测回，三丝法观测时应测二测回。“中中 4 三

12、三 2”11.中丝法：以望远镜十字丝的水平中丝为准，照准目标测定垂直角。12.三丝法：以望远镜三根水平丝为准，依次照准同一目标来测定垂直角。13.高差计算公式：H=水平高程+光曲综合影响值+A 点仪器高-B 点舰标高。14.大地垂直折光及其减弱措施：折光系数 K 在一天的变化情况为中午附加 K 值最小，稳定，日出日落 K 值较大，变化快。五、导线测量15.导线的布设：导线测量分一、二、三、四等，布设原则和三角测量类似。一、二等导线一般沿主要交通干线布设，交叉形成导线环，连成导线网。加密形成三、四等导线。16.导线边方位角中误差17.导线测量作业及概算：导线测量作业包括选点、造标、埋石、边长测量

13、、水平角观测、高程测量和野外验算等。1选点、造标、埋石：导线点最后设在交通线附近小山头上。导线两端点高差不宜过大。2边长测量：一、二等导线边长选用远程光电测距仪（大于 15Km，精度不低于 5+ppm）；三、四等导线边长选用中程光电测距仪（315Km）。3水平角观测：方向数为 2 个时采用“角观测法”，大于 2 个时采用全组合测角法（一、二等）或方向观测法（三、四等）。垂直角观测：中丝法（6 测回）或三丝法（3 测回）。18.光电测距仪:1分类：脉冲式和相位式2光电测距仪的主要误差：加常数、乘常数;1.前方交会前方交会如果已知 A、B 两点的坐标，为了计算未知点 P 的坐标，只要观测A 和B 即可。这种测定未知点 P 的平面坐标的方法称为前方交会。2.侧方交会侧方交会若观测A 和P 或B 和P，同样可以测定未知点 P 的平面坐标，这种方法称为侧方交会。3.后方交会后方交会（GPS 定位方法）定位方法）若在未知点 P 上瞄准 A、B、C 三个已知点，测得和，也可确定未知点 P 的平面坐标，这种方法称为后方交会。1.3 GNSS 连续运行基准站网连续运行基准站网一、基准站网组成1全球导航卫星系统（GNSS）连续运行基准站