大地测量成果

大地测量成果（精选十篇）

大地测量成果 篇1

关键词：测量,信息化,关系数据库,系统

煤田大地测量成果是煤田地质勘探测绘工作的基础性资料, 也是煤矿建设乃至各项测绘工程的作业依据。煤田大地测量成果资料的取得, 凝聚了煤田测绘技术人员辛勤劳动和单位大量的经济投入。传统成果保存管理形式, 以手工和纸张为主的建档、保存、查询、收集需耗费大量的人力和物力, 对资料的更新尤为困难。

随着计算机软、硬件技术发展和信息技术广泛而深入应用, 建立基于现代计算机管理的煤田大地测量成果管理系统, 不仅必要迫切, 而且可能实现煤田大地测量成果的管理。随着计算机技术的发展, 煤田大地测量成果的管理也经历了三个阶段:1) 手工和纸张为主的建档、保存、查询、收集阶段;2) 简单关系型数据库为基础的电子文档数据管理阶段;3) 现代空间技术与GIS技术相结合, 实现大地控制成果以GIS技术为基础的空间数据信息管理阶段。本系统探讨了基于GIS技术和关系数据库技术的大地测量成果信息管理系统的研究和实现, 实现了大地测量成果的信息化管理。

1 煤田大地控制测量成果数据分析

1.1 控制成果数据类型及表现形式

从煤田地质局所累积的控制点类型, 可分为平面控制测量成果、水准测量成果、GPS控制测量成果、三角高程测量成果等。

大地测量数据具有很强的空间特征, 从数据来源可分为3种:1) 原始观测值, 如方向、边长、高差、重力等。2) 平差值, 如在原始观测值基础上经数据处理得到的坐标、高程等。3) 再生数据, 如用平面直角坐标转化得到的经、纬度等。

从数据表现形式可区分为:1) 表格数据, 如各种坐标表、记录表等;2) 图形数据, 如控制网图、水准路线图、点之记等;3) 图像数据, 如点位照片等;4) 技术总结资料及文字说明等属性信息。

1.2 煤田控制测量成果数据特点

1) 准确性。煤田大地测量数据具有很高的精度, 其原始观测值不能含有粗差, 数据处理模型应当严密, 文字说明资料应当完整可靠。建立大地测量数据库必须采取一定的手段保证入库数据的正确可靠。2) 长期性、累积性。煤田大地控制测量成果, 是中华人民共和国建立后煤田地质局长期积累的宝贵资料, 保存和使用是长期的, 其观测更新也是长期的, 资料随着时间是在不断积累变化的。因此, 要求数据库具有更新功能、增加功能, 同时尽量保存已有的历史资料, 不要轻易改动和删除。

2 系统需求分析

通过第1节对大地测量成果数据的类型和特点的分析, 大地测量成果信息管理系统总体实现目标为:1) 将地理信息系统开发组件与大型数据库有机结合, 解决大地测量数据库中多种类型、多尺度空间数据集成化管理;2) 将三角测量、水准测量和GPS测量、重力测量资料四个独立、分散的数据, 采用完全整合和逻辑整合相结合的方法, 形成一个集中的、有整体感的数据库;3) 实现大地测量数据的高效存储和管理, 保证在整个空间数据库范围内进行多种方式快速浏览和查询, 并对查询结果按要求打印输出。

而在进行软件开发时, 需要把总体目标转化为具体实现的功能, 通过对系统总体目标的分析, 系统可以划分为以下几个功能:

1) 数据管理功能。a.系统日志管理:系统提供各种安全级别的完整日志功能, 忠实记录用户登录软件后进行的操作;b.数据库数据管理:各种大地成果数据信息的入库、维护;对系统中各类数据可进行修改、删除并记入历史记录, 具有历史记录的恢复功能;可追加新增信息;具有信息系统的恢复能力;c.权限管理:实现对不同级别的用户的权限分配, 由系统管理者对用户进行管理审批, 根据角色并分配相应权限, 以确定用户所享有信息的大小和信息的类别。

2) 大地成果信息检索、查询功能。各种控制成果数据检索包括图形检索和文本检索, 实现按行政区、经纬度、坐标、图幅、路线、点名、点名代码等条件进行成果检索。

3) 统计分析功能。主要实现:各资料用户在某时间、地域内对控制成果需求情况的记录, 统计用户信息、资料使用情况, 可进行数值统计分析等, 其结果可用报表、图形等形式表示。

4) 计算功能。外接大地计算功能:实现统一坐标下XYZ, BLH, BLR之间的相互转换;统一参考框架下不同参考历元的相互转换;同一参考历元下不同参考框架的相互转换。

5) 成果输出功能。用户检索、查询信息提供报表、图形等多种形式的大地测量成果及相关成果信息, 可存储或打印输出。

3系统整体设计

3.1系统技术路线

系统开发的技术路线如图1所示。

3.2系统结构

系统体系结构如图2所示。

4结语

成果数据的信息化管理是今后各种数据管理的发展方向, 本文结合计算机技术和关系数据库技术实现了对大地测量成果的信息化管理, 实现了对大地测量成果数据的快速查询、更新、空间分析等功能, 其实现方式和方法对其他相关的成果信息化工作有一定借鉴作用。

参考文献

[1]江世聪.组件式GIS的研究[D].武汉:武汉测绘科技大学, 1999.

[2]陈述彭, 鲁学军, 周成虎.地理信息系统导论[M].北京:科学出版社, 2000.

[3]刘刀桂, 孟繁晶.VISUAL C++实践与提高 (数据库篇) [M].北京:清华大学出版社, 2001.

[4]陈凯, 王娟, 李向新.地理信息系统在采矿安全中的设计与实现[J].山西建筑, 2008, 34 (3) :363-364.

大地测量成果 篇2

基于GIS与MIS集成技术的大地测量成果应用系统

针对大地测量成果的数据量大、类型复杂等特点,建立了基于GIS与信息管理系统(MIS)集成的系统来实现对于大地测量成果的属性管理与地图查询及浏览.提出了大地测量成果应用系统的整体建设方案,讨论了利用GIS与MIS集成技术实现大地测量成果管理的`理论及技术可行性,并对于大地成果的数据库管理技术、GIS与MIS的系统集成技术以及数据输出等方面进行了详细的阐述.

作 者：王翠 徐新强 WANG Cui XU Xin-qiang 作者单位：61363部队,陕西,西安710054刊 名：海洋测绘 ISTIC英文刊名：HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTING年，卷(期)：28(3)分类号：P208关键词：地理信息系统 信息管理系统 系统集成 大地测量成果

大地测量成果 篇3

关键词：似大地水准面；GPS网布设情况；精化步骤；成果分析

1、贵州似大地水准面成果情况

贵州省似大地水准面成果提交的2′.5×2′.5分辨率的似大地水准面模型，该模型精度内符合精度平地、丘陵地为4.8cm，山地为±4.3cm，高山地为±4.3cm。外部检验精度为±3.6cm，总体精度为±4.2cm，最终成果精度远高于困难地区似大地水准面精化的精度要求。

2、测区的概况

贵州某个测区东西跨度长约70km，南北宽约35km，控制面积约为1560km2。按照贵州省第一测绘院总工办的设计要求对其布设134个GPS点，联测13个国家C级GPS点，布设成一个D级GPS控制网，高程要求达到IV等水准精度。但该测区内水准点少，而且破坏严重。如果采用传统水准测量方法就会浪费大量的时间和人力物力。为此，我们利用“贵州似大地水准面”成果进行高程改正，将能很好的解决高程测量的难题，使其高程精度达到设计要求。

2.1GPS网布设的基本情况

按照测量规范进行内业布设网点，充分利用地形图上各个要素，使GPS网符合设计和规范要求，GPS的基线边长控制在5公时范围内。由于测区比较大，我院成立了一个控制小组来埋石及进行野外数据采集。GPS控制点埋设、观测历时近70天时间（控制网示意图如下）。

控制网示意图（图表1）

2.2GPS控制网的数据采集

测区作业基本要求：1、卫星截止高度角≥15°，同时观测有效卫星数≥4，有效观测卫星总数≥4，观测时段数≥2，时段长度≥60min，数据采样间隔10-30s，时段中任一卫星有效观测时间≥15min.并且对观测时对天线高进行两次量取，其差值不应大于3mm，取其平均值作最终仪器高，数据采集时采用同一品牌同型号的仪器，为防止多路径的干扰，我们在早上9点至12点之间进行观观。

3、GPS数据处理的步骤

3.1数据平差的准备

本测区GPS外业观测的数据处理、基线向量解算和网平差采用南方测绘仪器公司提供的南方测绘Gnss数据后处理软件。数据导入电脑时进行点名、仪器高检查，在后处理软件中分析观测数据优劣；对基线和重复基线取舍，检查同步环、异步环和重复基线精度；验算和分析三维无约束平差与二维约束平差精度。使以上各项均符合规范及设计书要求，以便作下步工序。

3.2采用的基准

平面坐标系统采用CGCS2000坐标系；高程系统采用1985国家高程基准；中央子午线为105度。

3.3GPS控制网的平差计算

测区控制网中，我们使用F370、GL06、H066、H075、H077、H079、H084、H091、H092、H098、7078十一个C级GPS点起算并作约束平差；整网中最弱点平面中误差为：7.42mm；最弱边边长相对中误差为：1：266456。高程采用F370、GL06、H066、H075、H077、H079、H084、H091、H092、H098、H093十一个点大地高起算并作约束平差，高程最弱中误差为3.73mm。通过GPS网整体平差计算后，得到每一个待测点的CGCS2000坐标成果、经纬度和大地高（见图表2）。

CGCS2000坐标成果图表（2）

3.4GPS高程转换

在经过GPS网平差和数据检查之后，确认本网各项误差指标均在限差之内且符合规范要求。确定待测点的CGCS2000坐标成果、经纬度和大地高之后，才能进行似大地水准面精化。

3.5区域内似大水准面成果精化的结果

通过“贵州省似大地水准面成果”进行正常高转换，其结果如下表（3）：

正常高转换前的成果图表（3）

4、精化后成果的精度分析

4.1测区内联测水准

为了能准确地对区域精化似大地水准面成果精度进行分析，采用传统水准测量方法对其成果进行评定。该测区按总工办设计的要求，48个D级GPS点联测了Ⅲ等水准，以3个Ⅱ等水准点作为起算。

对水准附合导线进行平差及检查之后，各项误差均限差范围之内，符合规范要求，达到Ⅲ等水准精度要求。

4.2成果的比较

现在把几何水准联测控制点平差计算法与经过似大地水准面高差法求得的成果进行比较如下表（4）。

正常高比较图表（4）

从表中可以看出，较差值中最大值为±0.038m，最小值为±0.001m.在最新的《全球定位系统城市测量技术规程》中的全球导航卫星系统高程测量主要的技术要求，在山区地带四等高程异常模型内符合中误差≤±1.5cm；高程测量中差≤±3.0cm；限差≤±6.0cm.表中较差结果完全满足这些要求。利用水准方法进行联测的点数占该网总控制点（48个）的35.8%，基本贯穿测区东西两侧，覆盖均匀，数据可靠。所以在贵州省境内，结合GPS技术经过贵州省似大地水准面成果精化得到各待测点的高程能达到Ⅳ精度，是完全可行的。

5、结束语

5.1工作中的注意事项

1）埋设观测标志后要有一定的间隔时间，防止标石沉降；

2）勘选的点位环境要空旷，这有利于GPS仪器数据的采集；

3）观测中采用同一品牌的仪器，最好采用测片测取天线高；

4）解算时遇到质量不好的基线，应剔除掉，然后重测。

5.2谈谈体会

通过利用GPS技术结合贵州省似大地水准面成果运用到实际工作之中，成果精度得到保障；能替代四等几何水准或三角高程测量完成外业高程控制测量，符合技术设计及规范要求；特别在水准点稀少或破坏严重地区，在保证高程精度的前提下，能大大减少劳动强度和提高工作效率。

参考文献：

[1]（GB/T18314-2009）.《全球定位系统（GPS）测量规范》[S]

[2]（GB/T23709-2009）.《区域似大地水准面精化基本技术规定》[S]

大地测量成果 篇4

国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标 系[1]—2000国家大地 坐标系 ( China Geodetic Coordinate System 2000,缩写为CGCS2000) 。按照国务院要求,2016年我国将完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡。现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系转换涉及的成果种类繁多,转换方法也多样化。因此需要采用合理的检查方式和手段,确保成果的转换质量检查准确、到位,把好质量关,为CGCS2000推广使用做好坚实的技术保障。

1 CGCS2000转换的实现方式

现有成果转换为CGCS2000成果,涉及的成果内容可以分为大地类控制点成果和基础地理信息数据成果。大地类控制点成果转换是基础地理信息数据成果转换的技术基础和数据基础。大地类控制点 成果转换可以与基础地理信息数据成果转换工作分步实施。

1. 1大地类成果转换

大地类成果,按照施测年代和精度等级不同, 主要有如下六类成果: 国家级CORS站点; 2000国家GPS大地控制网; 国家一、二、三、四等天文大地点; 省级CORS站点; 省市级卫星大地控制网C级、D级点; 其它1954年北京坐标系、1980西安坐标系及相对独立的平面坐标系下的控制点。

控制点坐标转换模型主要是分为不同空间直角大地坐标系间转换、不同大地坐标系间转换模型。可以分为布尔沙模型、三维七参数转换模型[2]、二维七参数转换模型、三维四参数转换模型、二维四参数转换模型以及多项式拟合模型[3]。根据控制点的形式及等级不同,采用不同的模型,用所确定的重合点坐标,按照最小二乘法计算模型参数,完成不同坐标系成果的转换。控制点转换参考模型如表1所示。

控制点坐标转换,重合点选取是至关重要的一个环节。为推动CGCS2000使用,国家测绘地理信息局已经取得了2000国家GPS大地控制网坐标成果 ( 2524点) ,全国一、二等 天文大地 点成果 ( 48583点 ) , 全国三、四 等天文大 地点成果 ( 74723点) 等控制点成果以及速度场成果 ( CPMCGCS2000、CGCS格网速度场) 。这些控制点为确保CGCS2000的推广使用提供了有利的支撑。

考虑到现有的技术及资料情况,现有控制点转换为CGCS2000的方式可以分为速度场归算和参数转换两种方式,归算方式即对拟转换点采用与IGS站及国家级的GNSS连续运行基准站进行联测的方式,经过历元归算、板块运动改正、框架转换[1,4]等步骤进行坐标计算; 转换方式即采用选取具有原坐标系和CGCS2000坐标的控制点作为重合点,计算转换参数并利用所求取得转换参数进行坐标转换。因此在对转换成果进行检查时要考虑不同的转换方法,采取不同的方式进行检查。

1. 2基础地理信息数据转换成果 ( DLG、DEM、DOM、DRG)

基础地理信息数据的组织形式可以是分幅数据或者数据库实体数据。针对不同的数据组织形式, 所采用的转换方式也不相同。对于DLG、DEM数据采用逐点转换[5]方法进行转换,DOM、DRG数据采用平移或者纠正的方法进行转换。

2检验方式及判定指标

考虑到坐标转换工作的系统性特点,在对各类转换成果进行检查时,应该抓住转换工作的各个关键点,针对不同的数据采取不同的检查方式。首先应对数据转换工作各个环节的合理性、正确性进行检查; 其次要对转换的数学精度进行检查。检查时先进行数据认定,即审查转换技术路线是否正确。技术路线不正确的,重新转换; 技术路线正确的, 对转换成果抽查进行精度检核。

2. 1数据转换工作各个环节的合理性、正确性检查[6]

( 1) 生产单位合法性: 核实生产单位是否具有相应的测绘资质及业务范围。

( 2) 数学基础符合性: 平面坐标系的符合性。

( 3) 数据内容符合性: 数据内容是否完整并符合设计书要求。

( 4) 生产过程符合性

1) 设计书应依据充分、格式规范,并经主管部门审批认可。设计书内容应包括项目来源、目标、工作内容、资料收集与分析利用、技术路线及工艺流程、采用的标准、提交的成果及主要技术指 标、质量保障措施和组织实施方案等。

2) 利用的资料和数据源 ( 数学模型的正确性、采用基准的正确性、原始资料采用的正确性) 应符合设计书要求,有相关标准的应符合相应的标准。

3) 生产过程中采用的技术方法应符合设计书的要求。其中,采用的基础标准和产品标准应符合现行的相关国家标准。有明确要求的作业方法,应遵循相关规定。

4) 生产质量控制应严格执行过程检查、最终检查和验收制度,以及设计书规定的其他质量控制要求。

5) 质量检查由生产单位完成,验收由项目主管部门组织或委托有关单位实施。

6) 使用的仪器设备应按照国家有关规定进行检定或校准。

2. 2各类成果的质量元素及错漏[7]

( 1) 大地类成果质量元素 为成果的 正确性 ( 质量子元素为计算的正确性) ,主要对内符合精度和外符合精度的正确性进行检查。

计算正确性的错漏情况主要有以下情况: 计算方法、公式错误,采用基准或起算数据错误,采用模型错误,严重的计算错误,数学精度超限,接边处理不合理等。

( 2) 基础地理 信息数据 转换成果 ( DLG、DEM、DOM、DRG ) 质量元素 为成果的 正确性 ( 空间参考系、数学精度、接边精度、方法的正确性) ,质量子元素情况如下: 空间参考系包括地图投影的正确性、图幅分幅的正确性; 数学精度包括平面位置中误差、高程中误差、接边精度为图幅接边位置精度; 方法的正确性包括参数应用的正确性、转换方法的正确性和转换流程的正确性。

基础地理信息数据转换成果主要错漏情况如下: 平面或高程转换中误差超限,整条边不接边, 模型参数应用不正确,转换模型不正确,地图投影错误,未按标准分幅,栅格数据的分辨率错误等。

2. 3数学精度检查

( 1) 大地类成果数学精度检查主要采用内符精度和外符精度进行评定。

1) 内部符合精度采用核查的方式进行。

2) 外部符合精度检核

1利用未参与计算转换参数的重合点作为外部检核点,点数不少于6个且均匀分布;

2利用转换参数计算外部检核点的坐标,与该外部检核点的已知坐标进行比较检核。

3) 控制点坐标归算精度要求见表2。

4) 控制点坐标转换精度要求见表3。

依据计算转换参数的重合点残差中误差评估坐标转换精度,残差小于3倍点位中误差的点位精度满足要求。

( 2) 省级基础地理信息数据库转换精度要求

1) 对于1954年北京坐标系、1980西安坐标系与CGCS2000转换分区转换及数据库转换点位的平均精度应小于图上的0. 1mm。DLG、DOM、DEM应连续、无裂缝,DRG及地形图同名地物在接边线处平均精度应小于图上0. 2mm。

2) 数字高程模型转换精度无法采用平面精度计算转换误差时,以转换对高程精度的影响评定其转换精度[8],精度评定指标见表4。

3检验流程及检查方法

3. 1检验流程

检查工作流程 ( 见图1) 主要包括: 检查前准备 ( 资料收集) 、确定检查内容、资料审核、精度检核、质量评定、编制检查工作报告、样本和检查资料的整理归档。

3. 2检查方法

( 1) 核查分析

分析观测数据资料,数据处理资料,分析观测数据、起算数据使用的正确性,检查计算过程或数据处理过程参数设置是否符合要求,对照相关技术要求 ( 合同、技术设计书、标准规范) ,对成果表 ( 图) 、技术总结、检查报告等样本资料进行检查, 认定原成果精度符合性,采用检查成果资料中的精度指标评定数学精度。

( 2) 比对分析

经过重新计算得到新成果或调取高等级或同等级已经经过检验成果与原成果进行比较,以检查原成果精度指标的符合性。重新计算的方法及各项精度指标应符合规范及设计要求。若重新计算的结果与原成果较差不大于规范及设计要求,则认定成果精度符合规范及设计要求。

通过计算机辅助检查和人工检查的方式[10], 按照核查分 析和比对 分析的方 法, 完成对CGCS2000转换成果的质量检查。

3. 3控制点检查

( 1) 现有坐标系成果到CGCS2000成果转换参数检查

从全省控制点中剔除检核点后利用剩余点根据对应模型 重新求取 全省的现 有坐标系 成果到CGCS2000成果转换参数,转换参数计算所用重合点应均匀分布且不少于6个。选择未参与转换参数计算部分重合点作为外部检核点,用新求取的转换参数计算转换坐标,并与检核点已知坐标进行比对进行外部检核。

( 2) 归算方法计算的控制点

采用归算方法转换的控制点包括省级GNSS连续运行基准站点和部分等级GPS点。在核查技术设计与数据处理方案的基础上,收集被检省的全部GNSS站点的一个月连续观测数据作为样本,在国内外IGS站的控制下,平差计算其当前历元坐标, 并通过国家2000网速度场将其归算到CGCS2000下 ( 97框架、2000. 0历元) ,将上述结果与待检成果进行比对统计差值精度。

( 3) 转换方法计算的GPS点及其他控制点

利用重新计算的转换参数重新计算控制点坐标,与各省提供的转换成果进行比对,统计差值及精度。

3. 4基础地理信息数据库成果转换成果检查

( 1) 数据成果质量检查主要通过核查的方式检查DLG、DOM、DEM、DRG转换前后成果的一致性,合理性及规范性。

1) 通过转换前后数据对比,通过转换前后成果的坐标改正值与国家基础地理信息中心提供的坐标改正值进行比较检核;

2) 分别检查四种成果的正确性,包括DLG的内图廓及公里格网 ( 非分幅数据可不查此项) , DOM、DEM、DRG数据的范围及分辨率等;

3) 检查DLG、DOM、DEM、DRG成果的接边精度。

( 2) 附件质量检查

1) 附件检查主要包括元数据、图历簿、技术总结和检查报告。

2) 元数据及图历簿主要检查数据项的正确性及完整性,以及填写的正确性。

3) 技术总结主要检查其结构的正确性及完整性,通过技术总结检查其转换流程和方法的正确性等内容。

4) 检查报告主要检查其结构的正确性及完整性,通过检查报告查看其检查内容和方法是否正确,同时检查其转换精度和质量。

( 3) 精度检查

1) 平面精度

平面精度检查主要针对DLG、DOM、DRG及用于生成DEM的特征点线数据。在转换前的单位成果中均匀选取20 ~ 50个检测点,利用转换参数或控制 点数据将 检测点转 换到GCS2000, 与CGCS2000成果读取同名点坐标与转换坐标进行对比,计算转换误差。

2) DEM格网点高程精度

DEM格网点高程精度[11]检查主要针对数字高程模型坐标系转换前的成果为规则格网的数字高程模型数据,而非具有三维信息的特征点线数据。在转换前的单位成果中均匀选取20 ~ 50个格网点作为检测点,并读取高程值; 利用转换参数或控制点数据将检测点平面坐标转换到CGCS2000,采用双线性插值方式计算每个检测点的高程值; 将转换前后同一位置的高程值进行对比,计算转换导致的高程误差。

4结论

按照以上各种检查方法和流程,对CGCS2000转换成果进行检查,既可以保证检查的客观性和科学性,又可以确保被检成果的正确性和各项精度指标准确合理。通过以上方法完成的广东省、江苏省、浙江省CGCS2000转换成果监督检查中,能够客观、合理体现成果的转换质量,发现转换成果中存在的质量问题,确保各省转换成果的质量。通过实践证明,检查方法合理、可行,能够为2000国家大地坐标系推广使用把好质量关。

摘要：现有测绘(1954北京坐标系、1980西安坐标系)成果向2000国家大地坐标系成果转换是实现2000国家大地坐标系推广的重要工作内容。本文结合各类成果的不同特点,分析现有各类成果转换为CGCS2000的方法,归纳出各类成果转换的检查方法,提出各类成果的检验精度指标,形成了合理可靠的检验方法。通过对三个省的转换成果检验的实践证明此方法合理可行,能够准确反映出各成果的质量情况。

大地测量复习提纲 篇5

一、范围、形式及要求

范围：课堂上没有讲过的内容一律不考。

形式：闭卷。

要求：概念清楚；考试时带计算器。

要求“了解”的内容中可能会有“每题2分”的小题，但不会有“每题10分”的大题。

二、试题结构（题型）

填空题（每题2分，共20分）

选择题（每题2分，共30分）

问答题（每题10分，共30分）

计算题（每题10分，共20分）

三、各章节复习要求

第一章绪论

了解：大地测量学的基本体系和内容。

第二章坐标系统与时间系统

了解：地球的自转；三种地球自转运动规律；几种常用的时间系统。

掌握：坐标系统的基本概念；地固坐标系；坐标系之间的换算。

第三章地球重力场及地球形状的基本理论

了解：垂线偏差和大地水准面差距。

掌握：地球重力场的基本原理；高程系统（常用高程系统的定义及其相互关系；正常水准面不平行性及其改正数计算）。

第四章地球椭球及其数学投影变换的基本理论

了解：地球椭球的几何参数；椭球面上的常用坐标系；椭球面上几种主要的曲率半径；地图投影的概念与高斯投影；正形投影的一般条件；平面子午线收敛角；方向改化；通用横轴墨卡托投影（UTM投影）。

掌握：大地线；将地面观测值归算至椭球面；高斯投影坐标正反算；距离改化；邻带坐标换算；工程测量投影面与投影带的选择；控制测量概算的目的及内容。

第五章 大地测量基本技术与方法

了解：国家水平控制网和高程控制网的布设形式、布设原则；精密光学经纬仪的基本构造；电子经纬仪测角原理；经纬仪的视准轴误差、水平轴倾斜误差及垂直轴倾斜误差；偏心观测与归心改正；电磁波测距基本原理和基本公式；精密水准仪和水准尺的构造特点；水准测量概算。

浅析GPS在大地控制测量中的应用 篇6

GPS定位技术以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优良特性被广泛应用于大地控制测量中。时至今日，可以说GPS定位技术已完全取代了用常规测角、测距手段建立大地控制网。我们一般将应用GPS卫星定位技术建立的控制网叫GPS网。归纳起来大致可以将GPS网分为两大类：一类是全球或全国性的高精度GP5网，这类GPS网中相邻点的距离在数干公里至上万公里，其主要任务是作为全球高招度坐标框架或全国高精度坐标框架，为全球性地球动力学和空间科学方面的科学研究工作服务，或用以研究地区性的板块运动或池壳形变规律等问题。另一类是区域性的GPS网，包括城市或矿区GPS网，GPS工程网等，这类网中的相邻点间的距离为几公里至几十公里，其主要任务是直接为国民经济建设服务。下面分别就上述两大类GPS网作具体阐述。

二、全球或全国性的高精度GPS网

作为大地测量的科研任务是研究地球的形状及其随时间的变化，因此建立全球覆盖的坐标系统之一的高精度大地控制网是大地测量工作者多年来一直梦寐以求的。直到空间技术和射电天文技术高度发达，才得以建立跨洲际的全球大地网，但由于VLBI、SLR技术的设备昂贵且非常笨重，因此在全球也只有少数高精度大地点，直到GPS技术逐步完善的今天才使全球覆盖的高精度GPS网得以实现，从而建立起了高精度的（在1—2cm）全球统一的动态坐标框架，为大地测量的科学研究及相关地学研究打下了坚实的基础。

新布成的国家A、B级网已成为我国现代大地测量和基础测绘的基本框架，将在国民经济建设中发挥越来超重要的作用。国家A、B级网以其持有的高精度把我国传统天文大地网进行了全面改善和加强，从而克服了传统天文大地网的精度不均匀，系统误差较大等传统测量手段不可避免的缺点。通过求定A、B级GPS网与天文大地网之间的转换参数，建立起了地心参考框架和我国国家坐标的数学转换关系，从而使国家大地点的服务应用领域更宽广。利用A、B级GP5网的高精度三维大地坐标，并结合高精度水淮联测，从而大大提高了确定我国大地水准面的精度，特别是克服我国西部大地水准面存在较大系统误差的缺陷。

1991年国际大地测量协会（LAG）决定在全球范围内建立一个IGS（国际GPS地球动力学服务）观测网，并于1992年6—9月间实施了第一期会战联测，我国借此机会由多家单位合作，在全国范围内组织了一次盛况空前的“中国’92GPS会战”，目的是在全国范围内确定精确的地心坐标.建立起我国新一代的地心参考框架及其与国家坐标系的转换参数；以优于10-8量级的相对精度确定站问基线向量，布设成国家A级网，作为国家高精度卫星大地网的骨架，井奠定地壳运动及地球动力学研究的基础。

建成后的国家A级网共由28个点组成，经过精细的数据处理，平差后在ITRF9l地心参考框架中的点位精度优于0.1m，边长相对精度一般优于1，随后在1993年和1995年又两次对A级网点进行了GPS复测，其点位精度已提高到厘米级，边长相对精度达3€？0-8。

作为我国高精度坐标框架的补充以及为满足国家建设的需要，在国家A级网的基础上建立了国家B级网（又称国家高精度GPS网）。布测工作从1991年开始，经过5年努力完成外业工作，内业计算已基本完成，不日将公布使用。全网基本均匀布点，覆盖全国，共布测818个点左右，总独立基线数2200多条.平均边长在我国东部地区为50km，中部地区为100km，西部地区为150Km，经整体乎差后，点位地心坐标精度达€？.1m，GPS基线边长相对中误差可达20€譴10-8“，高程分量相对中误差为3.0€？0-8。

新布成的国家A、B级网已成为我国现代大地测量和基础测绘的基本框架，将在国民经济建设中发挥越来超重要的作用。国家A、B级网以其持有的高精度把我国传统天文大地网进行了全面改善和加强，从而克服了传统天文大地网的招度不均匀，系统误差较大等传统测量手段不可避免的缺点。通过求定A、B级GPs网与天文大地网之间的转换参数，建立起了地心参考框架和我国国家坐标的数学转换关系，从而使国家大地点的服务应用领域更宽广。利用A、B级GP5网的高精度三维大地坐标，并结合高精度水淮联测，从而大大提高了确定我国大地水准面的精度，特别是克服我国西部大地水准面存在较大系统误差的缺陷。

2000年开始，我国已着手开展国家高精度GPSA、B级网，中国地壳运动GPs监测网络和总参测绘局GPS一、二级网的三网联测工作。以建立国家高精度GPS2000网，预期精度为10。这充分整合了我国GPS网络资源、以满足我国采用空间技术为大地控制测量、定位、导航、地壳形变监测服务。

三、区域性GPs大地控制网

所谓区域GPS网是指国家c、D、E级GP3网或专为工程项目布测的工程GPS网。这类网的特点是控制区域有限（或一个市或一个地区），边长短（一般从几百米到20km），观测时间短（从快速静态定位的几分钟至一两个小时）。由于GPS定位的高精度、快速度、省费用等优点，建立区域大地控制网的手段我国己基本被GPs技术所取代。就其作用而言分为；建立新的地面控制网；检核和改善已有地面网；对已有的地面网进行加密；拟合区域大地水准面。

（一）建立新的地面控制网

尽管我国在20世纪70年代以前已布设了覆盖全国的大地控制网，但由于人为的破坏，现存控制点已不多，当在某个区域需要建立大地控制网时，首选方法就是用GPS技术来建网。

（二）检核和改善已有地面网

对于现有的地面控制网由于经典观测手段的限制，精度指标和点位分布都不能满足国民经济发展的需要，但是考虑到历史的继承性，最经济、有效的方法就是利用高精度GPS技术对原有老网进行全面改造.合理布设GPS网点，并尽量与老网重合，再把GPS数据和经典控制网一并联合平差处理，从而达到对名网的检核和改善的目的。

（三）对老网进行加密

对于已有的地面控制网，除了本身点位密度不够以外，人为的破坏也相当严重，为了满足基本建设的急需，采用GPS技术对重点地区进行控制点加密是一种行之有效的手段。布设加密网时要尽量和本区域的高等级控制点重合，以便较好地把新网同老网匹配好，从而避免控制点误差的传递。

（四）拟合区域大地水准面

GPS技术用于建立大地控制网，在确定平面位置的同时.能够以很高的精度确定控制点间的相对大地高差，如何充分利用这种高差信息是近几年计多学者热烈讨论的一个话题。由于地形图测绘和工程建设都依据水准高程，因此必须把GPS测得的大地高差以某种方式转化成水准高差、才便于工程建设使用。通常的方法是：（1）采用一定密度及合理分布的GPS水准高程联测点（即GPS点上联测水准高程），用数学手段拟合区域大地水准面。（2）利用区域地球重力场模型来改化GPS大地高为水准高。

大地测量成果 篇7

关于精化似大地水准面, 中国工程院院士宁津生曾这样论述过:/大地水准面是指与全球平均海平面 (或静止海水面) 相重合的水准面。精化大地水准面对于测绘工作有重要意义。首先, 大地水准面或似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面。其次, GPS (全球定位系统) 技术结合高精度高分辨率大地水准面模型, 可以替代传统的水准测量方法测定正常高, 真正实现GPS技术对几何和物理意义上的3维定位功能。再次, 在现今GPS定位时代, 精化区域性大地水准面和建立新一代传统的国家或区域性高程控制网同等重要, 也是一个国家或地区建立现代高程基准的主要任务, 以此满足国家经济建设和测绘科学技术发展以及相关地学研究的需要。

据不完全统计, 目前建立了高分辨率高精度似大地水准面的省、市及工程有:海南、江苏、河北、青海、广东、广西、山西、香港特别行政区;无锡、青岛、常州、长治、朔州、大同、晋中、哈尔滨松北、东莞、广州、沈阳、莆田、深圳、大连、银川;“南水北调”西线工程等。

2 省级区域精化似大地水准面成果应用分析

某省精化似大地水准面成果是由省测绘局与武汉大学测绘学院合作完成, 于2006年12月顺利通过专业鉴定和省级质检站验收。其成果主要确定的分辨率2.5’×2.5’网格似大地水准面, 1985国家高程基准下检测外符合精度为±0.033 m, 局部区域其精度优于±0.03 m的省级似大地水准面。

2.1 外符合精度

分别采用省级C级GPS控制网、D级GPS控制网和航控GPS控制网的GPS/水准点对省级区域似大地水准面进行外符合精度检测, 得到各类检测精度的加权平均中误差见表1。

2.2 应用方向分析

省级区域精化似大地水准面的成果应用原理:利用省级范围内的某点WGS-84坐标系下的3维坐标成果 (通常是利用GPS获得) , 即可通过区域内精化似大地水准面计算软件求出待求点的正常高。但通过以上精度分析, 我们在对区域精化似大地水准面的成果应用中, 还是应保持一种严谨与慎重。以下是精化似大地水准面常用的两个应用方向。

首先, 表2所列为最新的5全球定位系统城市测量技术规程6中的GNSS (全球导航卫星系统) 高程测量主要的技术要求。

2.2.1 结合GPS技术替代常规几何水准测量

应用中, 我们首先应该提出两个问题: (1) 我们要确定水准测量的等级; (2) 精度达不到的情况应采用什么措施。由表2可见省级区域精化似大地水准面1985国家高程基准下检测外符合精度为±0.033 m, 并考虑到高程异常值的出现, 严格说是满足不了城市四等高程精度要求的, 但对于图根及碎部的高程测量是可以的。

如何既保证在精度上满足四等高程的要求, 同时也充分利用区域内精化似大地水准面成果, 减少野外工作量。在此, 先说明一个基本概念:省级区域精化似大地水准面其成果分辨率为2.5’×2.5’, 也就是说, 在同一2.5’×2.5’格网范围内, 所采用的高程异常值是一样的 (地形起伏不大的地方, 相邻格网的相差也不会大) , 所以, 相邻两点同采用GPS (或其他方法) 获得的高程之差是准确的。换句话讲, 在此格网范围内, 相邻两点△H是不受高程异常值影响的, 在没有测量粗差的前提下, 此△H可满足四等水准测量要求。所以, 依此概念我们可以采用以下方法:

用少量待测 (四等精度高程) 点联测测区中 (或周边) Ⅲ等 (或以上) 水准点, 再利用测区内所有待测点的相邻高差进行高程传递, 联测的高等级水准点应在两个以上, 则可以进行简单平差后得到每个点的正常高。同时, 可获得这些待测点相对于测区周边的高等级水准点的高程点位中误差, 确信其满足四等水准精度。具体步骤如下。

(1) 在测区待测点中联测不少于3个Ⅲ等水准点。 (2) 利用“区域精化似大地水准面”进行高程改正得到所有点高程值。 (3) 计算出所有测段的△H (相邻待测点的高差) 和平距。 (4) 利用测区或附近的高等级水准点和每个测段的△H和平距, 根据5城市测量规范6有关精度要求进行整体网的平差计算, 得到各待测点的高程正常值。 (5) 在整个高程网中随机抽取2~3段进行IV几何水准测量或同等精度的测距三角高程测量, 得到各测段的△h, 并与相应的△H进行比较检测, 有关要求按《GB 12898-91国家三、四等水准测量规范》执行。 (6) 有关精度要求。 (1) 水准网中最弱点的高程中误差 (相对于起算点) 不得大于±20 mm。 (2) 其他有关要求按《GB 12898-91国家三、四等水准测量规范》执行。

实际测区应用:Y测区E级和一级GPS高程网所求点共56个, 网中联测了5个Ⅲ等水准点。本高程网有12个结点, 分为4段符合路线和5个闭合环。通过以上作业方法, 整体网的平差计算, 得到各E级和一级GPS点的高程正常值。精度见表3。

高程网中最大点位误差0.013 34 m, 最大点间误差0.008 74 m, 限差0.020 m。本网各项精度指标均符合四等高程网的有关要求。

2.2.2 结合GPS技术进行地形测量

区域内精化似大地水准面成果用于地形测量, 较为实际的用法是用于二级控制点与图根控制点的高程测量, 没有特殊情况下, 不赞成做地形碎部点的高程测量使用, 有“杀鸡用宰牛刀”之嫌。通常二级控制点和图根控制点的高程测量, 要求等外水准精度, 可直接通过GPS RTK获得, 也可结合再利用精化似大地水准面成果计算获得, 使高程成果更可靠, 精度更高, 也不需采用以上介绍的高差法。

实际测区应用:Z测区为小范围大比例尺 (1∶500) 山区地形图测绘, 随机抽出二级点与图根点共8个点, 联测四等水准高程, 在抽检的8个点中, 差值最大的为-0.081, 最小的为0.002, 从表2中可知基本完全满足≤±7.5 cm的高程中误差要求, 最大差值≤±15 cm的限差。

2.2.3 结合GPS技术在航测控制中的应用

航测控制点高程精度应不超过1/10等高距, 对于平原地区应优于0.1 m, 丘陵地区应优于0.25 m, 山区应优于0.5 m。利用省级区域内精化似大地水准面成果求取航测控制点高程同样可行。

航测1∶5 000与1∶10 000成图, 是省级基础测绘的主要内容, 采用GPS技术结合省级区域精化似大地水准面成果, 施测像控点, 将从根本上改变和淘汰了以往常规的经纬仪交会法、三角高程测量法、平地高程加密等外业方法, 大大减轻了作业员工劳动强度——爬山头测绘像控点和平地加密高程点, 明显提高了劳动生产率。

实际测区应用:

(1) A测区:共联测了106个四等以上精度的水准点, 与水准测量成果比较其差值区间介于-0.184~0.113 m之间, 中误差为0.085 m, 差值分布见表4。

(2) B测区:共联测了21个四等以上精度的水准点, 与水准测量成果比较其差值区间介于-0.135~0.096 m之间, 中误差为0.055 m, 差值分布见表5。

(3) C测区:共联测了61个四等以上精度的水准点, 与水准测量成果比较其差值区间介于-0.281~0.316 m之间, 中误差为0.124 m。

从上述3个测区区域精化似大地水准面计算结果和水准成果比较分析可知, 该区域内似大地水准面计算结果精度较高, 分布较为均匀, 完全能满足1∶10 000航测控制的要求。

从以上可知, 省级区域精化似大地水准面成果应用主要针对了测绘工程中的高程测量, 在高程测量中所要求的精度如果高于其外符合精度±0.033 m, 就应该慎重使用。举个简单的对比事例:在土地勘测定界测量中, 对高程测量精度要求很低, 完全可以用省级区域精化似大地水准面成果获得高程值 (实际上也不用, 除非测量仪器无法获得高程) ;相反, 精密工程测量中的变形观测就肯定不能用此方法了。

3 结语

据了解, 全球定位技术结合1 cm精度似大地水准面成果, 可以满足长距离二等水准测量要求。省一级的似大地水准面精度完全满足中小比例尺地形测图的要求, 还有些利用3S加上似大地水准面模型直接获得正常高, 以替代水准测量, 完成城市1∶500或1∶1 000比例尺的测图任务;市一级的似大地水准面精度很高, 完全 (或基本) 可以利用GPS加上似大地水准面模型直接获得正常高, 以代替四等或等外水准测量, 完成城市1∶500或1∶1 000比例尺的测图任务。因此, 深圳等一些城市已研制成功GPS测图一体化系统, 其精度完全满足有关规范的要求。大大加快了成图速度, 同时, 降低了测图的成本。就省级区域精化似大地水准面成果目前的应用情况与前景, 应尽量在以下方面重点应用。

(1) 利用必需的精度保障措施, 充分替代四等或等外水准测量。 (2) 在基础测绘中为省级更新航测1∶5 000与1∶10 000成图, 采用GPS技术结合省级似大地水准面成果, 完成外业平高控制测量, 提高外业效率, 加快更新速度。 (3) 省级区域精化似大地水准模型建立, 如将GNSS (全球导航卫星系统) 和CORS (连续运行基准站系统) 应用紧密地联在一起, 可发挥更大的作用。

参考文献

[1]陈俊勇, 李建成, 宁津生, 等.全国及部分省市地区高精度高分辨率似大地水准面的研究和实施[J].测绘通报, 2005 (5) :1-5.

大地测量成果 篇8

如今, 在山西, 这样的美丽风景比比皆是。在壶关、在中阳、在介休……山西多个县市均实现了绿色发展, 美丽建设, 塑造了一个又一个人与自然和谐相处的生态新城。

回首这一“绿色”崛起, 也绝非一朝一夕之功, 20年来, 全省林业标准化工作如火如荼地展开, 山西依托林业标准化实现了绿色生态文明建设, 造福一方百姓, 林业标准化的闪光点在三晋大地散发着璀璨的光芒……

标准化示范区带动打造“绿色山西”

山西林业标准化建设始于20世纪90年代末, 在山西省林业厅的主导下, 确立了以林业标准化示范区建设为带动, 强化标准实施推广, 打造绿色山西的战略。率先建立了全国林业标准化示范点, 以点带面, 逐步推广;开展标准到工程、标准到农户等活动, 植树造林, 绿化山西, 林业标准化工作成绩斐然。

在标准化的指引下, 壶关县被批准为第1批国家级标准化示范县, 承担的设计、施工、验收、建档“一条龙”标准化造林项目顺利通过了国家验收。随之, 介休市、中阳县也被国家列入第2批全国林业标准化示范县。介休市抓住机遇, 全面开展林业标准化生态市建设, 建立以三倍体毛白杨为主的标准化示范林约1 000公顷, 林业参与式规划示范基地3处, 开展林业标准化技术培训300多人次。中阳县是国家林业局重点创办的林业科技示范点, 该县的密炭沟退耕还林标准化示范工程, 在充分尊重自然规律的基础上, 根据不同区域的气候、地形、植被、水分、物种等特点, 确定了4种工程建设类型、11个治理模式。他们严格按标准规划、按标准设计、按标准施工, 经过两年建设, 在工程区内建成高标准示范林约987公顷。

在全国林业标准化示范县建设的辐射带动下, 林业标准化示范工作在三晋大地全面铺开。2012年交城县承担了国家标准委第7批全国标准化示范区建设项目, 梨枣栽培标准化示范区建设完成。与此同时, 还有更多的林业标准化示范区正在建设中, 林业标准化让三晋大地焕发出勃勃生机, 黄土高坡上绿色成荫已不再是梦!

标准化体系引领创建“绿色山西”

记者在采访中了解到, 实施林业标准化建设, 不仅仅是推出一批示范园区, 更为重要的是, 能够形成浓厚的标准化意识、完善的标准化体系以及有效的标准化实施机制。

在创建林业标准化示范区的同时, 山西省林业厅围绕“绿色山西”建设, 着力加快制修订标准及林业标准体系建设的步伐。以林业生态工程和名特优经济林标准的制修订为重点, 逐步建立健全具有山西特色的林业标准化体系。“十二五”以来, 承担国家林业行业标准《柠条平茬复壮技术》《油松人工林经营技术规程》《枣大球蚧检疫技术规程》《华北地区河溪植被缓冲带建设技术规程》等10项, 制修订省级地方林业标准《五角枫等槭类嫁接技术》《皂荚嫁接繁育技术》《核桃楸播种育苗技术规程》《古树名木保护复壮技术》《煤矿废弃地植被恢复技术规程》《煤矿工业广场周边防护林建设技术规程》《矿区荒山植被恢复技术规程》《山西省主要林木品种审定规程》《山西省容器育苗技术规程》《油松种子园营建技术》《山西省林业苗木起运技术规程》《山西省绿化大苗移植技术规程》等53项, 此外还制定了部分企业标准, 林业标准化体系日臻完善, 为提升林业标准化水平, 促进林业工程建设、林业产业发展、林业科技成果转化及提高林业管理水平, 提供了技术成果支撑。

在此基础上, 建立了有效的标准化实施机制。从山西省林业建设的实际出发, 围绕吕梁山生态脆弱区、困难立地造林、核桃、红枣等干果经济林管理, 认真贯彻实施国家标准、行业标准、地方标准。“十二五”期间, 山西省新制订的林业行业、地方标准得到全部实施, 国家、省级重点林业工程建设采标率达100%, 全省优势林产品和生态林建设的标准化生产达到了80%以上。全省林业工程建设实现了质的飞跃, 为创建“绿色山西”发挥了重要作用。

探索标准化推广新模式推进绿色生态建设

为改善生态环境以及促进林业提质增效, 山西省因地制宜, 探索开展林业标准化工作的新模式。一是公司+基地+农户, 科技支撑, 产供销一条龙的林业标准化推广模式。例如, 为推动运城市米槐发展, 建立标准化生产的物资保障体系, 实行全程技术服务, 建立科技服务保障体系, 保证了米槐标准的顺利实施, 同时还带动了全市的米槐标准化管理。二是省直林局与市县的合作造林经营示范, 实行股份制经营的林业标准化推广模式。2013年, 省直五台林局和繁峙县政府以股份制合作造林的模式, 完成造林约667公顷, 工程全部坚持按标准设计、施工和验收, 造林成活率达95%以上。三是林业标准与重点工程建设相结合的推广模式。近年来, 紧紧围绕林业重点工程建设, 大力推广实施了《森林抚育规程》《封山育林技术规程》等一系列林业标准, 平均每年造林26.7万公顷全部实行了标准化作业, 不达标的工程不予验收、不予投资, 有力地保证了工程建设的质量。

我国大地测量学的现状及前景研究 篇9

1大地测量学的学科意义

1) 大地测量学作为一门研究地球科学的学科, 将为人类提供更加精准的、全方位的地球信息。我们知道随着人类的无休止的开发, 地球的资源逐渐减少, 而通过大地测量学我们能够更加清楚地了解地球资源的信息以及人类开发的总体现状, 以利于人们更加有效地缓解资源压力, 并且警醒我们合理利用地球资源, 努力做到经济社会的可持续发展。

2) 大地测量学能够有效监测自然灾害, 在防灾免灾和灾害救援中发挥重要的作用。大地测量学通过全面检测地球的信息, 及时掌握地球的运动状态, 特别是在地震、滑坡、泥石流等自然灾害中起到良好的检测预防作用。并且利用GPR系统为灾害区域和受灾形式进行准确的定位, 以利于灾害救援工作的有效开展。

3) 大地测量学能够为地球环境进行有效的检测与保护。特别是在环境质量较差的地区, 大地测量学可以对环境质量进行全方位的评估与检查, 及时遏制环境破坏的行为, 防止环境的进一步恶化。

4) 大地测量学是国防发展建设的重要保障。它的定位技术能够为一切军事活动提供技术支持, 是国防建设的基础。

2我国大地测量学的发展现状

我国大地测量学经过发展已经取得了不错的成绩, 主要表现在以下几个方面:

2.1 成绩

1) 我国的常规大地测量和海洋大地测量都发展较快, 已经进入世界前列, 甚至接近发达国家的水平。这表明, 我国大地测量学较世界先进国家虽然起步较晚, 但是发展速度还是很快的。

2) 我国的空间大地测量技术也不断取得进步, 与发达国家的差距不断缩小。但是我们也应看到, 我国空间大地测量技术在卫星定位系统、地球动力学和航空重力测量技术等方面还面临发展阻碍, 特别是部分关键技术还依赖其他国家。并且空间大地测量技术应用于地球动力学的进程还比较慢, 与世界先进水平存在较大差距。

3) 我国大地测量学的学术研究是在借鉴外国发展经验的同时紧密结合中国特色, 形成了具有中国特色的研究理论。这对于我国大地测量来说是十分可喜的。

2.2 存在问题

但是, 在收获成绩的同时我们也应看到, 我国大地测量学的发展还面临一些问题:

1) 在基础理论与技术方面, 尚存在大量基础难题。包括地球引力场理论、大地测量参考框架理论、大地测量观测数据的地球物理解释理论和大地测量数据处理理论等方面都存在尚没有解决的难题, 而这些都是些基础性的问题, 也是亟需解决的问题。

2) 在研究人才方面, 综合素质不高, 结构失调。在我国社会主义的建设时期, 科学研究曾遭到劫难, 甚至一度中断, 因此在学科研究人才方面存在年龄断层, 这也极容易阻碍人才间的交流沟通。另一方面, 大地测量学是一门交叉学科, 但是学科人才的知识缺乏综合性, 人才结构比较不合理。

3) 学科研究部门协调不力, 缺乏沟通, 这导致较为严重的重复建设问题, 浪费了大量的人力物力资源。另外, 大地测量学的学科经费也偏低。

3我国大地测量学的未来发展趋势

3.1 向地球科学基础性研究领域深入发展

传统的地面测量技术的定位平均极限精度较低, 而且定位静态, 不能够反应地球的动态变化, 这种相对静止性和局部性限制了大地测量向地球科学的基础性研究的深入发展。而随着科学技术的不断发展, 传统的地面测量技术已经发展为现在的空间大地测量技术, 精度提高了2至3个量级, 这项技术从根本上打破了技术限制, 直接带动大地测量技术进入以空间测量技术为标志的新的发展阶段。卫星定位仪不但价格相对较低而且精度有较大提高, 能够迅速准确地获取物体地理位置的信息, 并且能够观测其动态运动。

3.2 GPS、SLR和VLBI将成为学科应用的主要技术

以GPS为例。GPS定位水平不断提高, 特别是其动态定位功能, 效果好, 应用率较高。随着技术的进一步发展, GPS已经能够克服多种技术障碍。目前的半动态定位已经能够达到一般静态定位相近的精度, 全动态定位将广泛应用于航测、机载测高仪和重力仪、海洋定位及星载GPS定轨等, 也将广泛应用于各种运输工具和机动兵器的导航和导行。也就是说, GPS成为地壳运动监测, 特别是局部活动构造监测的理想检测手段。

3.3 重力场参数将不断精化

近年来, 地球重力场研究不断取得突破, 获得重大进展, 其在大地测量学中的地位和作用也发生了重大变化, 将成为未来大地测量学科发展的重点之一。全球的重力场模型将向联合多种数据提高准确度的方向发展, 重力场参数将不断精化。

参考文献

[1]林明华.大地测量学课程的教学研究[J].测绘通报, 2011 (11) .

[2]丁恺, 余学祥.刘庄矿首采面观测站高程连接测量与数据处理[J].测绘科学, 2009 (6) .

[3]佘佐明.建立贵阳市高精度测绘基准的研究与思考[J].城市勘测, 2008 (6) .

[4]张崇立.大地形变学——理论体系框架的研究及其主要进展[J].国际地震动态, 2007 (5) .

大地测量成果 篇10

关于精化似大地水准面, 中国工程院院士宁津生曾这样论述过:/大地水准面是指与全球平均海平面 (或静止海水面) 相重合的水准面。精化大地水准面对于测绘工作有重要意义。首先, 大地水准面或似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面。其次, GPS (全球定位系统) 技术结合高精度高分辨率大地水准面模型, 可以替代传统的水准测量方法测定正常高, 真正实现GPS技术对几何和物理意义上的3维定位功能。再次, 在现今GPS定位时代精化区域性大地水准面和建立新一代传统的国家或区域性高程控制网同等重要也是一个国家或地区建立现代高程基准的主要任务, 以此满足国家经济建设和测绘科学技术发展以及相关地学研究的需要。

据不完全统计, 目前建立了高分辨率高精度似大地水准面的省、市及工程有:海南、江苏、河北、青海、广东、广西、山西、香港特别行政区;无锡、青岛、常州、长治、朔州、大同、晋中、哈尔滨松北、东莞、广州、沈阳、莆田、深圳、大连、银川;“南水北调”西线工程等。

部分省、市级网的精度情况如下:

海南省:似大地水准面分辨率为2.5’×2.5’, 外符合精度为±0.09 m;

江苏省:似大地水准面分辨率为2.5’×2.5’, 外符合精度为±0.078 m;

河北省:似大地水准面分辨率为2.5’×2.5’, 外符合精度为±0.015 m;

大连市:似大地水准面分辨率为2.5’×2.5’, 外符合精度为±0.03 cm。

深圳市:似大地水准面是1 km格网似大地水准面高和似大地水准面高差的精度 (标准差) 分别为±0.014 m和±0.019 m, 其相对精度总体上优于1×10-6;

南京市:似大地水准面分辨率为2.5’×2.5’, 外符合精度为±0.09 m;

银川市:似大地水准面精度优于±0.0 3 0 c m;香港:大地水准面的分辨率为1 km, 精度优于±0 1 0 1 7 m;

青岛市:似大地水准面的分辨率为2.5’×2.5’, 精度优于±0.0 1 5 m;

东莞市:似大地水准面的外部检核精度为±6 mm;

广州市:似大地水准面的外部检核精度为±8 mm;

沈阳市:似大地水准面的外部检核精度为±9 mm。

2 省级区域精化似大地水准面成果应用分析

某省精化似大地水准面成果是由省测绘局与武汉大学测绘学院合作完成, 于2006年12月顺利通过专业鉴定和省级质检站验收。其成果主要确定的分辨率2.5’×2.5’网格似大地水准面, 1985国家高程基准下检测外符合精度为±0.033 m, 局部区域其精度优于±0.03 m的省级似大地水准面。

2.1 外符合精度

分别采用省级C级GPS控制网、D级GPS控制网和航控GPS控制网的GPS/水准点对省级区域似大地水准面进行外符合精度检测, 得到各类检测精度的加权平均中误差见表1。

2.2 应用方向分析

省级区域精化似大地水准面的成果应用原理:利用省级范围内的某点WGS-84坐标系下的3维坐标成果 (通常是利用GPS获得) , 即可通过区域内精化似大地水准面计算软件求出待求点的正常高。但通过以上精度分析, 我们在对区域精化似大地水准面的成果应用中, 还是应保持一种严谨与慎重。以下是精化似大地水准面常用的两个应用方向。

首先, 表2所列为最新的5全球定位系统城市测量技术规程6中的GNSS (全球导航卫星系统) 高程测量主要的技术要求。

2.2.1 结合GPS技术替代常规几何水准测量

应用中, 我们首先应该提出两个问题: (1我们要确定水准测量的等级; (2) 精度达不到的情况应采用什么措施。由表2可见省级区域精化似大地水准面1985国家高程基准下检测外符合精度为±0.033 m, 并考虑到高程异常值的出现, 严格说是满足不了城市四等高程精度要求的, 但对于图根及碎部的高程测量是可以的。

如何既保证在精度上满足四等高程的要求, 同时也充分利用区域内精化似大地水准面成果, 减少野外工作量。在此, 先说明一个基本概念:省级区域精化似大地水准面其成果分辨率为2.5’×2.5’, 也就是说, 在同一2.5’×2.5’格网范围内, 所采用的高程异常值是一样的 (地形起伏不大的地方, 相邻格网的相差也不会大) , 所以, 相邻两点同采用GPS (或其他方法) 获得的高程之差是准确的。换句话讲, 在此格网范围内, 相邻两点△H是不受高程异常值影响的, 在没有测量粗差的前提下, 此△H可满足四等水准测量要求。所以, 依此概念我们可以采用以下方法。

用少量待测 (四等精度高程) 点联测测区中 (或周边) Ⅲ等 (或以上) 水准点, 再利用测区内所有待测点的相邻高差进行高程传递, 联测的高等级水准点应在两个以上, 则可以进行简单平差后得到每个点的正常高。同时, 可获得这些待测点相对于测区周边的高等级水准点的高程点位中误差, 确信其满足四等水准精度。具体步骤如下:

(1) 在测区待测点中联测不少于3个Ⅲ等水准点。

(2) 利用“区域精化似大地水准面”进行高程改正得到所有点高程值。

(3) 计算出所有测段的△H (相邻待测点的高差) 和平距。

(4) 利用测区或附近的高等级水准点和每个测段的△H和平距, 根据5城市测量规范6有关精度要求进行整体网的平差计算, 得到各待测点的高程正常值。

(5) 在整个高程网中随机抽取2~3段进行IV几何水准测量或同等精度的测距三角高程测量, 得到各测段的△h, 并与相应的△H进行比较检测, 有关要求按《GB 12898-91国家三、四等水准测量规范》执行。

(6) 有关精度要求。

(1) 水准网中最弱点的高程中误差 (相对于起算点) 不得大于±20 mm;

(2) 其他有关要求按《GB12898-91国家三、四等水准测量规范》执行。

实际测区应用:

Y测区E级和一级GPS高程网所求点共56个, 网中联测了5个Ⅲ等水准点。本高程网有12个结点, 分为4段符合路线和5个闭合环。

通过以上作业方法, 整体网的平差计算, 得到各E级和一级GPS点的高程正常值。精度见表3。

高程网中最大点位误差0.01334 m, 最大点间误差0.00874 m, 限差0.020 m。本网各项精度指标均符合四等高程网的有关要求。

在整个高程网中随机抽取28段进行四等水准测量, 抽取10段进行三角高程测量, 得到各测段的△h, 并与相应的似大地水准面高差△H进行比较检测, 似大地水准面高差△H与常规高程控制测量高差△h比较情况见表4。

从表中可以看出, 各项精度指标均符合四等高程网的精度要求。另外, 我们还对等级水准点及已联测四等水准点的高程与“区域内精化似大地水准面”计算的高程进行了比较, 详见表5。

根据联测的起算测段数和检测测段数, 如果占总测段数的30%, 比常规四等水准测量节省工日60%以上。以上方法, 本人单位已在多个测区采用, 使用该省的精化似大地水准面成果, 大大减少了野外水准测量的工作量, 也量化地满足了《全球定位系统城市测量技术规程》和《GB12898-91国家三、四等水准测量规范》中的相关精度要求。

2.2.2 结合GPS技术进行地形测量

区域内精化似大地水准面成果用于地形测量, 较为实际的用法是用于二级控制点与图根控制点的高程测量, 没有特殊情况下, 不赞成做地形碎部点的高程测量使用, 有“杀鸡用宰牛刀”之嫌。

通常二级控制点和图根控制点的高程测量, 要求等外水准精度, 可直接通过GPS RTK获得, 也可结合再利用精化似大地水准面成果计算获得, 使高程成果更可靠, 精度更高, 也不需采用以上介绍的高差法。

实际测区应用:

Z测区为小范围大比例尺 (1∶500) 山区地形图测绘, 随机抽出二级点与图根点共8个点联测四等水准高程, 统计见表6。

在抽检的8个点中, 差值最大的为-0.081最小的为0.002, 从表2中可知基本完全满足≤±7.5 cm的高程中误差要求, 最大差值≤±15 cm的限差。

2.2.3 结合GPS技术在航测控制中的应用

航测控制点高程精度应不超过1/10等高距, 对于平原地区应优于0.1 m, 丘陵地区应优于0.25 m, 山区应优于0.5 m。利用省级区域内精化似大地水准面成果求取航测控制点高程同样可行。

航测1:5000与1:10000成图, 是省级基础测绘的主要内容, 采用GPS技术结合省级区域精化似大地水准面成果, 施测像控点, 将从根本上改变和淘汰了以往常规的经纬仪交会法、三角高程测量法、平地高程加密等外业方法, 大大减轻了作业员工劳动强度——爬山头测绘像控点和平地加密高程点, 明显提高了劳动生产率。

实际测区应用:

(1) A测区:共联测了106个四等以上精度的水准点, 与水准测量成果比较其差值区间介

于-0.184~0.113 m之间, 中误差为0085 m, 差值分布见表7。

(2) B测区:共联测了21个四等以上精度的水准点, 与水准测量成果比较其差值区间介于-0.135~0.096 m之间, 中误差为0.055 m差值分布见表8。

(3) C测区:共联测了61个四等以上精度的水准点, 与水准测量成果比较其差值区间介于-0.281~0.316 m之间, 中误差为0.124 m。

从上述3个测区区域精化似大地水准面计算结果和水准成果比较分析可知, 该区域内似大地水准面计算结果精度较高, 分布较为均匀, 完全能满足1∶10000航测控制的要求。

从以上可知, 省级区域精化似大地水准面成果应用主要针对了测绘工程中的高程测量, 在高程测量中所要求的精度如果高于其外符合精度±0.033 m, 就应该慎重使用。举个简单的对比事例:在土地勘测定界测量中, 对高程测量精度要求很低, 完全可以用省级区域精化似大地水准面成果获得高程值 (实际上也不用, 除非测量仪器无法获得高程) ;相反, 精密工程测量中的变形观测就肯定不能用此方法了。

3 结语

据了解, 全球定位技术结合1 cm精度似大地水准面成果, 可以满足长距离二等水准测量要求。省一级的似大地水准面精度完全满足中小比例尺地形测图的要求, 还有些利用3S加上似大地水准面模型直接获得正常高, 以替代水准测量, 完成城市1∶500或1∶1000比例尺的测图任务;市一级的似大地水准面精度很高, 完全 (或基本) 可以利用GPS加上似大地水准面模型直接获得正常高, 以代替四等或等外水准测量, 完成城市1∶500或1∶1000比例尺的测图任务。因此, 深圳等一些城市已研制成功GPS测图一体化系统, 其精度完全满足有关规范的要求。

大大加快了成图速度, 同时, 降低了测图的成本。就省级区域精化似大地水准面成果目前的应用情况与前景, 应尽量在以下方面重点应用:

(1) 利用必需的精度保障措施, 充分替代四等或等外水准测量。

(2) 在基础测绘中为省级更新航测1∶5000与1∶10000成图, 采用GPS技术结合省级似大地水准面成果, 完成外业平高控制测量, 提高外业效率, 加快更新速度。

(3) 省级区域精化似大地水准模型建立, 如将GNSS (全球导航卫星系统) 和CORS (连续运行基准站系统) 应用紧密地联在一起, 可发挥更大的作用。

摘要：本文基于笔者从事似大地水准面精化的相关工作, 以区域精化似大地水准面的意义为研究对象, 从三个方面对其测量精度进行了验证, 结果表明, 省一级的似大地水准面精度完全满足中小比例尺地形测图的要求, 基于此, 笔者给出了重点应用方向, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行能有所裨益。