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【辅导】2013年《管理与法规》备考辅导

2013-07-04 19:00:26 来源: 测绘网
聊聊

 大地测量概论

1、大地测量的任务
主要任务是建立国家或者大范围的精密控制测量网,内容包括三角测量、导线测量、水准测量、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处理等。它为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制,为空间科学技术和军事用途提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力资料,为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。
2、现代大地测量的特点
1)长距离、大范围;2)高精度;3)实时、快速;4)四维;5)地心;6)学科融合。
3、大地测量的作用
大地测量师组织、管理、融合和分析地球海量时空信息的一个数理基础,也是描述、构建和认知地球,进而解决地球科学问题的一个时空平台。各种测绘只有在大地测量基准的基础上,才能获得统一、协调、法定的平面坐标和高程系统,才能获得正确的点位和海拔高以及点之间的空间关系和尺度。
4、大地测量系统与参考框架
大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准以及实现方式(包括理论、模型和方法)。大地测量参考框架时通过大地测量手段,由固定在地面上的点所构成的大地网(点)或其他实体(静止或者运动的物体)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。大地测量系统是总体概念,大地测量参考框架是大地测量系统的具体应用形式。大地测量系统包括:坐标系统、高程系统、深度基准和重力系统。对应的大地参考框架有:坐标参考框架、高程参考框架和重力参考框架。
5、大地测量坐标系统合大地测量常数
大地测量坐标系统是非惯性坐标系统,根据原点位置不同,可以分为地心坐标系统和参心坐标系统,从表现形式可以分为空间直角坐标系统和大地坐标系统;空间直角坐标一般用(X,Y,Z)表示,大地坐标一般用(经度λ,纬度φ,大地高H)表示。
注:大地高是指空间点沿椭球面法线方向至椭球面的距离。
大地常数是指地球椭球几何和物理参数,它分为基本常识和导出常数。
6、参心坐标框架
参心坐标框架是一种区域性、二维静态的地球坐标框架,是由天文大地网实现和维持的。20世纪,世界上绝大部分国家或者地区都采用天文大地网来实现和维持各自的参心坐标框架。我国在20世纪50~80年代完成了全国天文大地网,分别定义了1954北京坐标系统和1980西安坐标系统。
7、地心坐标框架
国家地面参考框架(ITRF)是国际地面参考系统(ITRS)的具体实现。它以甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月(LLR)、GPS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)站坐标和速度场等。目前,ITRF已成为国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。
2000国家大地控制网是定义在ITRS2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。
8、高程基准
高程基准定义了陆地上高程测量的起算点,区域性的高程基准可以用验潮站的长期平均海面来确定,通常定义该平均海平面的高程为零。1954年,我国确定用青岛验潮站计算的黄海平均海水面作为高程基准面,并在青岛市观象山修建了国家水准原点。1956年计算出我国水准原点高程为72.289m,我国现行的1985年国家高程基准为72.2604m。
9、高程系统
我国高程系统采用正常高系统,正常高的起算面是似大地水准面。
10、高程框架
高程框架是高程系统的实现。高程框架分四个等级:国家一、二、三、四等水准控制网。另外一种高程框架形式是通过(似)大地水准面精化来实现的。
11、重力系统和重力框架
重力测量就是测定空间一点的重力加速度。重力参考系统则是指采样的椭球常数及其相应的正常重力场。重力测量框架是由分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网,以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线。
12、深度基准
深度基准面的选择与海区潮汐情况相关,常采用当地的潮汐调和常数来计算,由于各地潮汐性质不同,计算方法不同,一些国家和地区的深度基准面也不同。我国1956年以前采用最低低潮面、大潮平均低潮面和实测最低潮面等为深度基准,1957年起采样理论深度基准为深度基准面。
13、时间系统与时间系统框架
空间和时间一起构成四维大地测量。
时间系统规定了时间测量的参考标准,包括时刻参考标准、时间间隔的尺度标准。
时间系统框架是某一区域或者全球范围内,通过守时、授时和时间频率测量技术,实现和维持统一的时间系统。
14、常用的时间系统
1)世界时(UT)2)原子时(AT)3)力学时(DT)4)协调时(UTC)5)GPS时(GPST)。
15、时间系统框架
时间系统框架是对时间系统的实现,包括以下几方面的内容:1)采用的时间频率基准;2)守时系统;3)授时系统4)覆盖范围。
传统大地控制网
1、传统大地控制网的建设
传统大地测量技术建立平面大地控制网就是通过测角、侧边推算大地控制网点的坐标的,具体的方法有:三角测量法、导线测量法、三边测量法和边角同测法。我国建立天文大地网主要采用三角测量法,在西藏等困难地区采用导线测量法。
2、三角网布设的原则
1)分级布网、逐级控制;2)具有足够的精度;3)具有足够的密度;4)要有统一的规格。
3、全国天文大地网整体平差
全国天文大地网整体平差于1978年至1984年期间完成,1984年6月通过技术鉴定。建立的我国自己的1980国家大地坐标系,并为精化地心坐标提供了条件。全国天文大地网整体平差技术原则如下:1)地球椭球参数IAG-75椭球;2)坐标系统,1980国家大地坐标系和地心坐标系;3)椭球定位于坐标轴指向,1980国家大地坐标系的椭球短轴应平行于由地球质心指向1968.0地极原点(JYD)的方向,首子午面应平行于格林尼治平均天文台的子午面,椭球定位参数以我国范围内高程异常值平均和最小为条件求定。
4、经纬仪种类
经纬仪一般分为光学经纬仪、电子经纬仪及全站型电子测速仪。
5、光学经纬仪检验
作业前由具有仪器检验资质的机构按照行业标准《光学经纬仪》(JJG414-2003)的有关规定执行。
6、电子经纬仪或者全站仪检验
作业前由具有仪器检验资质的机构按照行业标准《全站型电子测速仪》(JJG100-2003)的有关规定执行。
7、光电测距仪
光电测距仪按测程分类,分为短程(小于3KM)、中程(3KM至15KM)、长程(15KM至60KM)。
光电测距仪检定:作业前由具有仪器检验资质的机构按照行业标准《光电测距仪》(JJG703-2003)的有关规定执行。
8、水平角观测的主要误差影响
使用经纬仪在野外进行观测时,其观测误差主要来源于:1)观测人员引起的误差;2)外界观测条件引起的误差,如大气条件、太阳方位、地形、地物等;3)仪器精度引起的误差。
9、水平角观测方法
1)方向观测法;2)分组方向观测法;3)全组合测角法
三角测量观测与外业验算
1、观测程序
1)准备:安装仪器、确定仪器整置中心、测定测站点和照准点归心元素、设置测伞、整置仪器、选择零方向、编制观测度盘表等。
2)观测,具体要求见《国家三角测量和精密导线测量规范》。
3)观测完成,离开本点之前,应对成果进行详细的检查、整理和计算,埋封好标石。
2、三角测量外业验算
1)检查外业资料,包括观测手簿、观测记簿、归心投影用纸等。
2)编制已知数据表和绘制三角锁网图。
3)三角形近似球面边长计算和球面角超计算。
4)归心改正计算,并将观测方向值化至标石中心。
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计算。
8)极条件闭合差计算,基线条件闭合差计算,方位角条件闭合差计算等。
三角高程测量
1、垂直角观测方法
垂直角观测方法有两种:中丝法和三丝法,这两种方法本质上是一样的,在实际作业中可以灵活选用。
1)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。
2)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。
当测站上均有若干个观测方向时,应将所有方向分成若干组,每组包括2~4个方向。每组一测回的观测方法是:盘左时,依次照准改组中所有方向,并分别读取垂直度盘读数;在盘右时,依相反的次序照准该组中所有方向,读取垂直度盘读数。根据规定,各等级三角点上每一方向按中丝法观测时应测四测回,三丝法观测时应测两测回。
2、高差计算公式
1)单向观测高差计算实用公式
在A点观测B点的高程为:
h12 = S0tanα12 + CS02 + i1 - a2
式中:S0:A、B两点间的水平距离
C:垂直折光差与地球弯曲差综合影响的系数,又称球气差系数;
α12:A点观测B点的垂直角;
i1:A点仪器高;
a2:B点觇标高。
2)用斜距d计算高差的单向公式
h12 = dsinα12 +((1-K)/2R)d2cos2α12 +(1-H2/R)+ i1 - a2
式中:H2:照准点的大地高;
d:A、B点之间的倾斜距离;
K:折光系数
α12:A点观测B点的垂直角;
i1:A点仪器高;
a2:B点觇标高。注册测绘师
导线测量
1、导线测量的布设
导线是布设国家水平大地控制网的方法之一,导线测量分一、二、三、四等,其布设原则与三角测量类似。一、二、三、四等导线测角、测边的精度要求,应使导线推算的各元素精度与相应等级三角锁网推算精度大体一致。
一、二等导线一般沿主要交通干线布设,纵横交叉构成较大的导线环,几个导线环连接成导线网。三、四等导线是在一、二等导线网(或者三角锁网)的基础上进一步加密,应布设为符合导线。
GPS控制网等级
1、控制网等级及其用途
按照国家标准《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T13814-2009),GPS测量按其精度分为A、B、C、D、E五级。其中:
1)A级GPS网由卫星定位连续运行基站构成,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、地壳变形测量和卫星精密定轨测量。
2)B级GPS测量主要用于建立国家二等大地控制网,建立地方或者城市坐标基准框架、区域性的地球动力学研究、地壳变形测量和各种精密工程测量等。
3)C级GPS测量用于建立三等大地控制网,以及区域、城市及工程测量的基本控制网等。
4)D级GPS测量用于建立四等大地控制网。
5)E级GPS测量用于测图、施工等控制测量。
2、精度要求
3、卫星定位连续运行基准站网的布设
1)布设原则
CORS依据管理形式、任务要求和应用范围,划分为国家基准站网、区域基准站网和专业应用站网。
(1)国家基准站网
国家基准站网的布设应顾及社会发展、经济建设和自然条件因素。在即将实施的国家大地基准基础设施建设项目中,我国将在全国范围内建设360个地基稳定、分布均匀的连续运行基准站(其中:新建150个、改造60个、直接利用已有的站150个)。
(2)区域基准站网
区域基准站网是指在省、市地区建立的连续运行基准站网,主要构成高精度、连续运行的区域坐标基准框架,为省、市区域提供不同精度的位置服务和相关信息服务。区域基准站网的布设按实时定位精度而选择基准站间的距离,当采用网络RTK技术满足厘米级实时定位,其区域基准站布设间距不应超过80KM。
(3)专业应用站网
专业应用站网是由专业部门或者机构根据专业需求建立的基准网站,用于开展专业信息服务。它的布设间距主要根据专业需求,当满足实时定位分米级要求,则基准站布设间距一般在100~150KM之间。
2)基准站设计与选址
基准站设计时应根据基准站网布设原则,在图上标出设计基准站站址,同时标明基准站及其周围地区的主要地质构造、地震活动,与设计有关的地震台、人卫站,以及可以利用的GPS、大地测量网站点。
设计完成后应进行实地踏勘选址。选址小组应由熟悉GPS、水准测量的工程师和地质工程师共同组成。基准是投资大并且需要长期稳定使用的基础设施,应该选择地质结构稳定、安全僻静、交通便利,并利用测量标志长期保存和观测的地方。同时基站周围需要有稳定、安全可靠的电源,用于接入公用和专业通讯网络。
站点应距离易产生多路径效应的地物不小于200M,应有10度以上地平高度角的卫星通视条件,距离电磁干扰区的距离不小于200M,同时要避开易产生振动的地带。
站址选定后,应设立一个标注有站名、站号、标石类型的点位标记,拍摄点位的远景、近景照片各一张,并填绘基准站点之记。
3)基础设施建设
基础设施的建设主要是依据基准站建筑整体设计及专项防护设计(如防风、防雷)完成观测墩、观测室的建造,以及电力线、通讯线等管线敷设。观测墩一般为钢筋混凝土结构,依据站址地质环境,观测墩可建为基岩观测墩或者土层观测墩。专业应用网站,根据情况也可建造屋顶观测墩。观测室面积不宜过小,设计时应考虑防水、排水、防风、防雷等因素。电力和信号管线应分别布设,预埋两种管道,并进行动物防护处理,观测室内的温度和相对湿度应满足仪器设备正常运行的要求。
4)设备配置与安装
基站设备主要由全球卫星导航系统接收机、天线、气象设备、不间断电源、通信设备、雷电防护设备、计算机和集成柜等组成。部分GPS基准站配置原子钟、卫星通信设备及空调等设备。各种设备的要求应该符合有关规范和CORS系统设计的要求。
5)数据中心
数据中心以计算机及网络技术为基础,用于数据存储、处理分析和产品服务。建设时应考虑:安全性、可靠性、保密性和可恢复性。数据中心主要由基准站网管理系统,数据处理分析系统和产品服务系统组成。其产品可以分为位置服务、时间服务、气象服务、源数据服务等类型。
6)数据通信网络
基准站网应在专用网络上构建数据通信网络,应采用TCP/IP作为数据通信协议。连接基准站的通信链路可以采用数据专线、无线扩频等通信方式,连接数据中心的通信链路可采用数据专线、卫星通信等通信方式。国家基准站网的基准数据应每日定时传输,区域基准站网和专业应用站网需要提供实时服务时,应该具备数据实时传输能力。
GPS网布设
1、GPS网技术设计
GPS B、C、D、E级网主要是建立国家二、三、四等大地控制网,以及测图控制点。由于点位多,布设工作量大,布设前应进行设计,以获取最优的布设方案。在技术设计前应该根据任务的需要,收集测区范围内已有的卫星定位连续运行基准站、各种大地点位资料、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。技术设计时应对上述资料分析研究,必要时进行实地勘察,然后进行图上设计。图上设计主要依据任务中规定的GPS网布设的目的、等级、边长、观测精度等要求,综合考虑已有的资料、测区地形、地质和交通状况,以及作业效率等情况,按照优化设计原则在设计图上标出新设计的GPS点的点位、点名、点号和级别,还应标出相关的各类测量站点、水准路线及主要的交通路线、水系和居民地等。制定出GPS联测方案,以及与已有的GPS连续运行基准站,国家三角网点、水准点联测方案。设计后应上交野外踏勘技术总结和测量任务书与专业设计书。
2、GPS网点选址与埋石
1)GPS网选点基本原则
GPS B级点必须选在一等水准路线结点或者一等与二等水准路线结点处,并建在基岩上,如果原有水准点附近3KM处无基岩,可选在土层上。
GPS C级点作为水准路线的结点时应选建在基岩上,如结点处无基岩或不利于今后水准联测,可选在土层上。
点位应均匀布设,所选点位应该满足GPS观测和水准联测条件。点位占地应该得到土地使用者或者管理者的同意。
2)选点的基本要求
选点人员应由熟悉GPS、水准测量的测绘工程师和地质工程师组成。选点前应该充分了解测区的地理、地质、水文、气象、交通、通信和水电等信息。实地勘察点位时,点位确定后用手持GPS接收机测定大地坐标,同时考察卫星通视环境与电磁干扰环境,确定可用标石类型,记录点之记的相关内容,树立标志牌,拍摄照片。点位应该选择在稳定的基岩、岩石、土层、建筑物顶部等能够长期保存及满足观测、扩展、使用条件的地点,并做好选点标记。选点时应该避开环境变化大、地质环境不稳定的地区,远离反射功率强大的无线电发射源、微波信道、高压线等,距离不小于200米。选点时应该避开多路径影响,点位周围应保证高度角15度以上无遮挡。绘制水准联测示意图,完成后提交选点图、点之记信息、实地选点情况说明、对埋石工作的建议。
3)GPS点建造
B级点:基岩GPS、水准共用标石;C级点:基岩GPS、水准共用标石,或者土层GPS、水准共用标石;E级:基岩GPS、水准共用标石,或者土层GPS、水准共用标石,或者楼顶GPS、水准共用标石。
3、GPS接收机检验
作业所使用的GPS接收机及天线都必须送国家计量部门认可的仪器检定单位检定,检定合格后在有效期内使用。在某些特殊情况下或者在使用过程中发现仪器有异常情况,可以依照行业标准《全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程》(CH/T8016)所述方法进行检验。
4、GPS观测实施
GPS土层点埋石结束后,一般地区应该经过一个雨季,冻土深度大于0.8M的地区还应该过一个冻、解期,岩层上埋设的标石应经过一个月,方可进行观测。
1)技术要求:
最少观测4颗星,采样间隔30秒;静态观测模式,观测卫星截止高度角10度,坐标和时间系统为WGS84和UTC;B级点连续观测3个时间段,每个时间段不少于23小时;C级点连续观测不少于2个时间段,每个时间段不少于4小时;D级点连续观测不少于1.6个时间段,每个时间段不少于1小时;E级点连续观测不少于1.6个时间段,每个时间段不少于40分钟。
2)各等级大地控制网观测均要求采用双频大地型GPS接收机。
3)观测方案:
(1)基于GPS连续运行站的观测模式;(2)同步环边连接GPS静态相对定位观测模式:同步观测仪器台数不少于5台,同步环边数不大于6条,环长应不大于1500KM。
4)作业要求
架设天线时要严格整平、对中,天线定向线应指向磁北,定向误差不大于±5度;检查仪器、天线及电源的连接情况,确认无误后方可开机观测;开机后输入测站编号、天线高等测站信息;在每个时间段的观测前后各量测一次天线高,读数精确至1MM;观测手簿必须在观测现场填写,严禁事后补记和涂改编造数据;观测员应该定时检查接收机的各种信息,并在手簿中记录需填写的信息,有特殊情况时应在备注栏中注明;观测员要认真、细心操作仪器,防止人或者牲畜碰动仪器、天线和遮挡卫星信号;雷雨季节观测时,仪器、天线要注意防雷击,雷雨过境时应关闭接收机并卸下天线。
5)数据下载与存储
观测时段结束后,应及时将观测数据下载;每天的原始数据使用一个子目录,每天的RINEX数据使用另一个子目录;原始数据域RINEX数据必须在微机硬盘中保存到上交的数据检查验收完成后,并在不同的介质上备份。
6)外业数据检查与技术总结
数据质量检查应该采用专门的软件进行,检查内容包括:观测卫星总数,数据可利用率,L1、L2频率的多路径效应影响MP1、MP2应小于0.5m,GPS接收机时钟的稳定性不低于10-8等。
技术总结编写执行CH/T1001-2005,应该包括的内容:任务的来源、任务内容、完成情况、测区概况、作业依据、采用的基准及已有资料利用情况、作业组织实施、仪器检验、质量控制、技术问题的处理、存在的问题和建议,体积成果内容等。
GPS RTK测量
1、临时基站RTK测量
1) GPS RTK测量过程
GPS RTK测量过程一般包括:基准站选择和设置、流动站设置、中继站的设立等。1)基准站的观测点位的选择和系统设置
(1)GPS RTK定位的数据处理过程是基准站和流动站之间的单基线处理过程,基准站和流动站的观测数据质量好坏、无线电的信号传播质量好坏对定位结果的影响很大。实际野外工作时,流动站作业点是由测量任务决定的,因此基准站的选择就显得尤为重要了。
(2)基准站的设置包括:建立项目和坐标系统管理、基准站电台频率的选择、GPS RTK工作方式的选择、基准站坐标输入、基准站工作启动等。
2)流动站GPS的设置
流动站GPS的设置包括:建立项目和坐标系统管理、流动电台频率的选择、有关坐标的输入、GPS RTK工作方式的选择、流动站RTK工作启动、使用RTK流动站测量地形点等。
3)中继站电台的设立
中继电台只是转发信号,只要中继电台能够接收基准站电台信号,同时能够将其发送给流动站使用,可以按需安排随时任意安排位置。
2、网络RTK测量
实时网络RTK服务,是利用基准站的载波相位观测数据与流动站的观测数据进行实时差分处理,并解算整周模糊度,由于通过差分消去了绝大部分的误差,因而可以达到厘米级定位精度。网络RTK不需要架设基准站,并传统的RTK测量效率提高30%左右。网络RTK根据解算模式可以分为:
1)单基站RTK技术
CORS站网由若干给CORS站组成,GPS差分信号可从各个CORS站发出,也可以从数据中心发出。在这种网络RTK模式下,每个基准站服务于一定作用半径的GPS用户,对于一般的RTK应用,服务半径可以达到30KM。GPS差分数据播发的数据链,可以用无线电台,也可以用公用无线通信网络。
2)虚拟基准技术(VRS)
VRS技术是现有RTK技术的代表。采用VRS技术,基准站网子系统必修包括三个以上的连续运行基准站,数据中心通过组合所有基准站的数据,确定整个CORS覆盖区域的电离层误差、对流层误差、轨道误差模型等。作业时,首先通过GPRS或者CDMA无线通信网络向数据中心发出服务请求,并将流动站的概略位置回传给数据中心,数据中心利用与流动位置最接近的三个基准站的观测数据及误差模型,生成一个对应于流动站概略位置的虚拟基准站(VRS),然后将这个虚拟基准站的改正数据信息发送给流动站,流动站再结合自身的观测数据实时解算其所在位置的精确坐标。
3)主副站技术(MAC)
主副站技术,首先选择一个基准站作为主站,并将主站所有的改正数及坐标信息传送给流动站,而网络中其他基准站只是将其相对与主站的改正数变化及坐标差信息传送给流动站,从而减少了传送的数据量。
VRS和MAC技术服务半径一般可以达到40KM左右。
高程控制网
1、水准网的布设原则及其精度
大国家高程控制网主要是指国家一、二、三、四等水准网。我国水准点的高程采用正常高系统,按照1985国家高程基准起算,青岛国家原点高程为72.260m。水准网的布设原则是由高级到低级,从整体到局部,逐级控制,逐级加密。
一等水准路线是国家高程控制网的骨干,同时也是研究地壳和地面垂直移动及有关科学研究的主要依据。一等水准路线应该沿着地质结构稳定、路面坡度平缓的交通路线布设。水准路线应该合成环,构成网状。二等水准路线是国家高程控制的全面基础,应在一等水准环内布设,二等水准路线尽量沿省、县级公路布设,如有特殊需要可以跨铁路、公路及河流布设。三、四等水准网是在一、二等水准网的基础上进一步加密,根据需要在高等级水准网内布设成附合路线、环线或者结点网,直接提供地形和各种工程建设的高程控制点。
2、水准路线的选择和水准标石的埋设
(1)图上设计
(2)实地选线和选点
(3)标石埋设
3、水准测量作业方法及误差来源
(1)仪器误差
(2)外界因素引起的误差
(3)观测误差
4、水准观测的程序和基本要求
(1)观测前30分钟,应将仪器置于露天阴影下,使仪器与外界的气温趋于一致;设站时,应用测伞遮蔽阳光,迁站时,应罩以仪器罩。使用数字水准仪前,还应该进行预热,预热不少于20次单次测量。
(2)对气泡式水准仪,观测前应测出倾斜螺旋的置平零点,并作标记,随着气温变化,应随时调整零点位置。对于自动安平水准仪的圆水准器,应严格置平。
(3)在连续各测站上安置水准仪的三脚架时,应使其中两脚与水准路线的方向平行,而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。
(4)除路线转弯处,每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置,应接近一条直线。
(5)不应为了增加标尺读数,而把尺桩安置在壕坑中。
(6)转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时,其最后旋转方向,均应为旋进。
(7)每一测段的往返,其测站数均为偶数。由往测转向返测时,两支标尺应互换位置,并应重新整置仪器。
(8)在高差甚大地区应选用长度稳定,标尺名义米长度偏差和划分偶然误差较小的水准尺作业。
(9)对于数字水准仪,应避免望远镜直接对准太阳,尽量避免视线被遮挡,遮挡不要超过标尺在望远镜中截长的20%,仪器只能在厂方规定的温度范围内工作,确信震动源造成的震动消失后才能启动测量键。
5、水准测量外业计算
(1)观测数据的检查
(2)外业高差和概略高程表的编算
(3)每千米水准测量的偶然中误差计算
(4)每千米水准测量的全中误差计算
6、水准网平差
水准网平差最常用的方法是间接平差和条件平差,即[pvv] = 最小条件下,求出观测值的改正数和平差值,并对观测值、平差值及其函数进行精度评定。
重力测量设计
1、重力控制测量等级
重力控制网采用逐级控制方法,首先在全国范围内建立各级重力控制网,然后在此基础上根据各种不同目的和用途再进行加密重力测量。国家重力控制网测量分为三级:国家重力基本网,国家一等重力网,国家二等重力点。此外还有国家级重力仪标定基线。
重力基本网是重力控制网中最高级控制,它由重力基准点和基本点以及引点组成。重力基准点经多台、多次的高精度绝对重力仪测定。基本点以及引点由多台高精度的相对重力仪测定,并与国家重力基准点联测。一等重力网是重力控制网中次一级控制,由一等重力点组成,重力点由多台高精度的相对重力仪测定,并与国家重力基准点或国家重力基本点联测。二等重力点是重力控制中的最低级控制,主要是为加密重力测量而设定的重力控制点,其点位可由一台高精度的相对重力仪测定,并与国家重力基本点或一等重力点联测。
国家级重力仪标定基线主要是为标定施测所用的相对重力仪格值,分为长基线和短基线两种。重力标定基线点具有较高的精度,可以作为重力控制点使用,但在控制网中无级别。
2、重力控制测量设计原则
重力测量的目的,是建立国家重力基准和重力控制网。国家重力基准是由一定数量分布合理的重力基准点组成的重力基准网,以构成控制全国的重力测量的基准框架。重力基准点的设计首先应该先根据国家绝对重力测量的能力,确定点数,其次应该考虑点位的区域均匀分布,选择地壳板块稳定,无较大质量搬迁地区,交通便利,并远离震动的基岩上。基本重力控制点应在全国构成多边形网,点距应在500KM左右。
一、二等重力点的布设应该满足各部门进行区域重力测量的需要,在全国范围内分布,点间距应在300KM左右,由基本重力点开始联测,可不设成附和形式、闭合形式。在条件苦难地区,也可以联测成支线形式。
长基线应基本控制全国范围内重量差,大致沿南北方向布设,两端重力值之差应大于2000×10-5ms-2,每个基线点应为基准点;短基线按区域布设,两端站重力值之差应大于150×10-5ms-2。段差相对误差应小于5×10-5。短基线至少一个端点与国家重力控制点联测。
3、加密重力测量设计原则
加密重力测量主要是测定地球重力场的精细结构,为大地测量、地球物理学、地质学、地震学、海洋学和空间技术等领域所需的重力异常、垂线偏差、高程异常和空间扰动引力场等提供地球重力场数据。目前,加密重力测量的主要任务及服务对象:
(1)在全国建立5′×5′的国家基本格网的数字化平均重力异常模型;
(2)为精化大地水准面,采用天文、重力、GPS水准测量方法确定全国范围的高程异常值;
(3)为内插大地点求出天文大地垂直线偏差;
(4)为国家一、二等水准测量提供正常高系统改正。
重力测量仪器及检验
1、FG5型绝对重力仪检查和调整
FG5型绝对重力仪安装要点:
(1)首先将超长弹簧三脚基座安置于测点仪器墩上,使仪器墩的测量标志位于基座中心,将超长弹簧筒置于基座上。
(2)将激光干涉仪置于超长弹簧上方。
(3)将落体舱基座安装三条支撑腿,然后架在激光干涉仪上方。将塑胶垫块置于支撑腿下方的墩面上,在塑胶垫块上分别安放托垫及玛瑙球。转动相应托垫螺旋,使落体舱顶部的两个相互垂直的水准器泡居中。
(4)根据仪器说明书的操作说明,连接各部件之间的连线,包括光纤连线,依次接通各部件电源。
FG5型绝对重力仪在工作之前主要进行以下检查和调整:
检查和调整激光稳频器、激光干涉仪和时间测量系统;
调整测量光路的垂直性;
调整超长弹簧的参数;
熟人检验程序和观测计算程序;
输入测点有关数据(测点编号、经纬度、高程、重力垂直梯度等);
运行检验程序,检查计算机运行状态。
2、拉科斯特型相对重力仪检验与调整
我国使用拉科斯特型(简称LCR)相对重力仪,用于测定基本重力点和一等重力点。仪器在作业前及作业期间需定期对重力仪进行检验和调整:
(1)光学位移灵敏度的测定与调整;
(2)正确读数线的检验与调整;
(3)横水准器的检验与调整;
(4)电子读数零位与检流计零位的检验与调整;
(5)电子灵敏度的测定与调整;
(6)光学位移线性度的检验;
(7)电子读数线性度的检验。
3、石英弹簧重力仪检验和调整
测定二等重力点及加密重力点的相对重力仪,可以采用石英弹簧重力仪或者金属弹簧重力仪,对于石英弹簧重力仪进行如下检验和调整:
(1)面板位置的检查与调整;
(2)纵、横水准器的检验与调整;
(3)亮线灵敏度的检验与调整;
(4)量测范围的调整。