【正文】 第一章 緒 論 一、基本概念 大地水準(zhǔn)面 ：把地球總的的形狀看成是被海水包圍的球體 ,靜止的海水面向陸地延伸 。 大地體 ：由大地水準(zhǔn)面包圍的形體 。 （局部）參考橢球 ： 和某個(gè)國家或局部大地體最為接近的參考橢球； 總地球橢球 ： 和整個(gè)大地體最為接近的參考橢球 參考橢球 ：形狀和大小與大地體相近，并且兩者之間的相對(duì)位置確定的旋轉(zhuǎn)橢球 大地水準(zhǔn)面差距 ： 在某一點(diǎn)上，大地水準(zhǔn)面超出橢球面的高差稱為大地水準(zhǔn)面差距，用N 表示。 垂線偏差 ： 大地水準(zhǔn)面的鉛垂線與橢球面的法線之間的夾角稱為垂線偏差，用 181。表示。 重力場(chǎng) ： 在一個(gè)空間域中的每一點(diǎn)都有唯一的一個(gè)重力矢量與之對(duì)應(yīng)的矢量場(chǎng) 。 正常橢 球 ： 就是一個(gè)假想的形狀和質(zhì)量分布很規(guī)則的旋轉(zhuǎn)橢球體，它是大地水準(zhǔn)面的規(guī)則形狀，用以代表地球的理想形體。 由正常橢球產(chǎn)生的重力場(chǎng)稱為正常重力場(chǎng)，相應(yīng)的重力、重力位和水準(zhǔn)面分別稱為正常重力、正常重力位和正常水準(zhǔn)面。 ),( 2 ?fMJafU ? 測(cè)量外業(yè)工作的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線 —— 大地水準(zhǔn)面，鉛垂線； 測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線 —— 參考橢球面，法線 地球的重力位 W=正常引力位 V+離心力位 Φ+擾 動(dòng)位 T 二、 控制測(cè)量與測(cè)量學(xué)的本質(zhì)區(qū)別 是什么？ 在流程上有什么區(qū)別？ 控制測(cè)量的精度等級(jí)更高，工作更加嚴(yán)密，因此要研究更加精密的測(cè)量儀器、方法、數(shù)據(jù)處理的方法；控制測(cè)量的范圍更加廣闊，必須研究地球曲率等多種因素對(duì)測(cè)量成果的影響，即進(jìn)行歸算 。 第二章 水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì) 一 、控制網(wǎng)的布設(shè) 1．水平控制網(wǎng)的布設(shè) 形式 ：三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、 GPS 網(wǎng) 2．國家水平控制網(wǎng)的 布設(shè)原則 ：分級(jí)布網(wǎng)，逐級(jí)控制；應(yīng)有足夠的精度（出發(fā)點(diǎn)：圖根點(diǎn)的點(diǎn)位誤差應(yīng)小于圖上 ；圖根點(diǎn)的誤差由圖根點(diǎn)的測(cè)量誤差和起算控制點(diǎn) 的相對(duì)誤差組成；起算誤差小于總誤差的三分之一，可以忽略不計(jì)）；應(yīng)有足夠密度；應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格。 3．國家水平控制網(wǎng) 分級(jí)布設(shè) ：一等三角鎖系、二等三角網(wǎng)（分級(jí)布設(shè)二級(jí)網(wǎng)、二等全面網(wǎng)）、三、四等三角網(wǎng)（插網(wǎng)法、插點(diǎn)法） 4． 工程水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案 ：面積小，密度大，邊長短；精度要求高；特殊的工程建設(shè)有特殊的布設(shè)方案； 特殊 ：各等級(jí)的控制網(wǎng)都可以做首級(jí)控制；可以越級(jí)布設(shè)；有加密網(wǎng)與獨(dú)立首級(jí)網(wǎng)的區(qū)別； 二、精度估計(jì) 在進(jìn)行控制網(wǎng)作業(yè)之前，必須根據(jù)任務(wù)要求，擬定合理的布網(wǎng)方案，在圖上設(shè)計(jì)出一個(gè)圖形結(jié)構(gòu)較強(qiáng)，點(diǎn)位分布 較好的網(wǎng)形；對(duì)于圖上設(shè)計(jì)好的控制網(wǎng)，其推算元素所能達(dá)到的精度，必須預(yù)先進(jìn)行精度估計(jì)，以便對(duì)設(shè)計(jì)方案的可行性和合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)。 精度估算 目的 ：推求控制網(wǎng)中邊長、方位角或點(diǎn)位坐標(biāo)等的中誤差。 精度估算的 方法 ：公式估算法，條件平差；程序估算法，間接平差，較嚴(yán)密。 精度估算 結(jié)論 ： ○ 1 任意邊角網(wǎng)的精度：離已知點(diǎn)越遠(yuǎn)，誤差橢圓越大；三角網(wǎng)誤差橢圓的長軸大致在縱向上 。三邊網(wǎng)誤差橢圓的長軸大致在橫向上 。邊角網(wǎng)精度明顯提高；網(wǎng)的形狀，待定點(diǎn)的位置，測(cè)邊、測(cè)角精度比，對(duì)橢圓有影響。 ○ 2 單一符合導(dǎo)線：圖形的變化對(duì)各種符合導(dǎo)的點(diǎn)位精度影響不大，而起主要影響的是導(dǎo)線的邊數(shù)或全長；測(cè)角和側(cè)邊的精度比例基本適當(dāng)；最弱點(diǎn)在導(dǎo)線的中間。 三、控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 1． 工程水平控制網(wǎng)的 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 ： 在布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)，希望在現(xiàn)有的人力、物力和財(cái)力條件下，使控制網(wǎng)具有最高的精度和可靠性；在滿足控制網(wǎng)的精度要求的前提下，盡量合理的確定網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，觀測(cè)量的必要精度，以及最佳分布。 2． 控制網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo) ： ? 精度指標(biāo) ： 以觀測(cè)值僅存在隨機(jī)誤差為前提，使用坐標(biāo)參數(shù)的方差 協(xié)方差陣 XXD 或協(xié)因數(shù)陣 XXQ 來度量，要求網(wǎng)中目標(biāo)成果的精度應(yīng)達(dá)到或高于預(yù)定的精度。 ? 可靠性指標(biāo) ： 控制網(wǎng)能夠發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中存在的粗差和抵抗殘存粗差對(duì)平差結(jié)果的影響的能力 。 內(nèi)部可靠性 ——每個(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量；外部可靠性 ——某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)的影響 ? 費(fèi)用指標(biāo) ：)( 測(cè)值，觀測(cè)類型控制面積，觀測(cè)數(shù)，觀等級(jí)決定；—控制網(wǎng)以外，一般由—常數(shù)常數(shù)成本FFF??? ? 靈敏度指標(biāo) /可區(qū)分性指標(biāo)（監(jiān)測(cè)網(wǎng)中） ： 4． 優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類 ： 1)( ?? PBBQ TXX 設(shè)計(jì)分類 固定參數(shù) 待定參數(shù) 說明 零類設(shè) 計(jì) PB, XXQX, 在網(wǎng)的圖形和觀測(cè)值的先驗(yàn)精度已定的情況下，選擇合適的起始數(shù)據(jù) 一類設(shè)計(jì) XXQP, B 觀測(cè)值先驗(yàn)精度和未知參數(shù)的準(zhǔn)則矩陣已定的情況下，選擇最佳的點(diǎn)位布設(shè)和最合理的觀測(cè)值數(shù)目 二類設(shè)計(jì) XXQB, P 在控制網(wǎng)的網(wǎng)形和網(wǎng)的精度要求已定的情況下，進(jìn)行觀測(cè)工作量的最佳分配，決定各觀測(cè)值的精度 三類設(shè)計(jì) PBQXX ,部分 部分 B， P 對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)和現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，引入附加點(diǎn)或附加觀測(cè)值，導(dǎo)致點(diǎn)位增刪或移動(dòng) 5． 優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法 ： ? 解析法 ——基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。 ? 模擬法 ——模擬觀測(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，計(jì)算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度 .將計(jì)算出的各質(zhì)量指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)比較，使之既滿足設(shè)計(jì)要求，又不致于有太大的富余。 6． 工程水平控制網(wǎng)的布設(shè) ： ? 技術(shù)設(shè)計(jì)： 根據(jù)控制網(wǎng)的用途并結(jié)合測(cè)區(qū)的地形、地理、交通、經(jīng)濟(jì)等情況確定適宜的布網(wǎng)方案。設(shè)計(jì)最 適宜的布網(wǎng)方案 ； 圖上擬定最恰當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)位置 。（ 搜集和分析資料 、 網(wǎng)的圖上設(shè)計(jì) 、 技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫 ） ? 選點(diǎn) ： 按實(shí)地情況檢查并落實(shí)圖上設(shè)計(jì) 。修改其中不恰當(dāng)或不完善的地方 。實(shí)地選定三角點(diǎn)的最適宜位置 ,在地面上標(biāo)定出來 。確定覘標(biāo)高。 ? 造標(biāo)和埋石 ： 造標(biāo) ， 提供角度觀測(cè)的照準(zhǔn)標(biāo)；升高儀器測(cè)角的整置位置。埋石 ， 表示控制點(diǎn)的位置和永久的保存大地測(cè)量或控制測(cè)量的成果 。 第三章 精密測(cè)角儀器和水平角觀測(cè) 一、 精密測(cè)角儀器 結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) ： 三軸 ： 視準(zhǔn)軸、水平軸、垂直軸 望遠(yuǎn)鏡 ： 內(nèi)對(duì)光；復(fù)合式物鏡；有較大的放大倍數(shù)； 水準(zhǔn)器 ： 精度高，靈敏度 高 。（ 精度主要由水準(zhǔn)器的格值來衡量 ； 靈敏度 為 水準(zhǔn)氣泡快速移動(dòng)的能力 ） 垂直軸 ： 軸心長；不帶動(dòng)水平度盤 。 度盤 ： 適當(dāng)增加度盤直徑，使格值較小 75~160mm； 4’~20’； 用玻璃度盤來代替金屬度盤，以提高線劃的精度 ； 采用測(cè)微器來量取不足一格值的角值 ， 利用測(cè)微器可直讀 1”~”。 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的 讀數(shù) ： 接合法讀數(shù)、重合讀數(shù) （ 利用上下絲分劃重合進(jìn)行讀數(shù)的方法 ）。 旋進(jìn)測(cè)微手輪，使度盤正倒像精確重合， ○ 1 讀度 找具備下列三個(gè)條件的分劃線：⑴正倒像相差 180 度；⑵正像在左，倒像在 右；⑶正倒像的對(duì)徑（度）分劃相距最近，以正像的（度）分劃線為準(zhǔn)讀度數(shù)。 ○ 2 讀十位分?jǐn)?shù) 將正倒像相應(yīng)的分劃線間所夾的格數(shù)乘以度盤分劃的一半（ J2 為 10 分），就是十位分?jǐn)?shù)。 ○ 3 在測(cè)微器（盤）讀取個(gè)位的分?jǐn)?shù)及秒數(shù)。 二、三軸誤差 視準(zhǔn)軸誤差 ： 儀器的視準(zhǔn)軸不與水平軸正交所產(chǎn)生的誤差； ?cosCC?? 產(chǎn)生原因 ：望遠(yuǎn)鏡的十字絲分化板安置不正確；望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦鏡運(yùn)行時(shí)晃動(dòng)；氣溫變化引起儀器的縮漲，特別是儀器受熱不均勻使視準(zhǔn)軸位置 變化； 影響 ： 讀數(shù)指標(biāo)線是和照準(zhǔn)部的位置相一致的 ， 視準(zhǔn)軸偏離正確的位置但是讀數(shù)是對(duì)于正確位置的讀數(shù)；如果沒有視準(zhǔn)軸誤差，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度才能瞄準(zhǔn)目標(biāo)，此時(shí)讀數(shù)為正確讀數(shù) ， 旋轉(zhuǎn)的這個(gè)角度為視準(zhǔn)軸誤差的影響 。 特點(diǎn) ： ⑴隨目標(biāo)垂直角的增大而增大，當(dāng) CC ??? 時(shí)0? 最小值。 ⑵由盤左和盤右的觀測(cè)方向值求平均值，可以消除視準(zhǔn)軸誤差對(duì)水平方向觀測(cè)的影響，而得到正確的方向值。 (3)計(jì)算 2c 的意義：一測(cè)回中各觀測(cè)方向 2C 互差的大小，在一定程度上反映了儀器的穩(wěn)定性和觀測(cè)成果的質(zhì)量。 (J2 儀器小于 13 秒 ) 水平軸傾斜誤差 ： 儀器的水平軸不與垂直軸正交，所產(chǎn)生的誤差。水平軸在垂直度盤一端下傾為正 。 ?? tancot ???? iii 產(chǎn)生原因 ：儀器制造、安裝校正不完善 （ 儀器兩端的支架不等高；水平軸兩端軸徑不相等 ）