㈠ 我想问一下什么是大地测量与卫星定位技术(数字测绘)
大地测量传统上是指天文测量和大地物理学以及三角测量、高等级水准测量等手段。现代大地测量又加入了GPS等测绘手段。大地测量还有很多分支。
卫星定位技术被广泛应用于多个学科和工程领域。主要是利用接收卫星信号对地面物体进行定位的一门技术(非专业讲法),现在可利用的卫星有老美的GPS,俄的GLONASS,还有欧洲的伽利略。我国的北斗系统也可以但应用不太广泛。
㈡ 传统大地测量方法中哪种精度最高
大地车辆方法中有哪种精度最高?如果说是传统大地测量方法中毫米是测量精度最高的
㈢ 1.+简答题+我国历史上三次珠峰测量都采用了哪些大地测量技术
1、300年前,使用四游标半圆仪、铜质御制方矩象限仪等仪器;
2、1975年,采用传统大地测量方式;
3、2005年,采用传统大地测量与卫星测量结合的技术方法。
㈣ 工程测量常用方法与仪器
一、高程测量
高程测量主要有水准测量和三角高程测量等。
水准测量是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量的精度较高,所以是高程测量中最主要的方法。
三角高程测量是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾斜角),然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测量一般精度较低,只是在适当的条件下才被采用。
下面主要介绍水准测量的基本方法和仪器。
1.水准测量的基本方法
2.水准仪介绍
微倾式水准仪
在一般水准测量中使用较广的DS3型微倾式水准仪由下列三个主要部分组成:
望远镜-它可以提供视线,并可读出远处水准尺上的读数。
水准器-用于指示仪器或视线是否处于水平位置。
基座-用于置平仪器,它支承仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向转
自动安平水准仪
1.原理——望远镜的光路上加有一个补偿器。
2.使用——粗平后,望远镜内观察警告指示窗应 全部呈绿色;最好状态是指示窗的.三角形尖顶与横指标线
3.检校——要增加一项补偿器的检验,即:转动脚螺旋,破坏粗平,看警告指示窗是否出现红色。
电子水准仪
与电子水准仪配套使用的水准尺为条形编码尺,通常由玻璃纤维或铟钢制成。在电子水准仪中装置有行阵传感器,它可识别水准标尺上的条形编码。电子水准仪摄入条形编码后,经处理器转变为相应的数字,在通过信号转换和数据化,在显示屏上直接显示中丝读数和视距。
二、角度测量
角度测量的仪器主要是经纬仪,分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类
光学经纬仪
光学经纬的水平度盘和竖直度盘用玻璃制成,在度盘平面的周诶边缘刻有等间隔的分划线,两相邻分划线间距所对的圆心角称为度盘的格值,又称度盘的最小分格值。一般以格值的大小确定精度,分为:
DJ6 度盘格值为1° DJ2 度盘格值为20' DJ1 (T3)度盘格值为4'
按精度从高精度到低精度分:DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等(D,J分别为大地和经纬仪的首字母)
电子经纬仪
电子测角原理简介
电子测角仍然是采用度盘来进行。与光学测角不同的是,电子测角是从特殊格式的度盘上取得电信号,根据电信号再转换成角度,并且自动地以数字形式输出,显示在电子显示屏上,并记录在储存器中。电子测角度盘根据取得电信号的方式不同,可分为光栅度盘测角、编码度盘测角和电栅度盘测角等。
三、距离测量
距离测量分为钢尺测量、视距测量和光电测距。
1.钢尺测量
式中: n—整尺段数;
l—钢尺长度(m);
q—不足一整尺的余长(m)。
2.视距测量
经纬仪视距测距是一种传统的水平距离和高差的间接测量方法。
使用的工具:经纬仪和视距尺
3.光电测距
四、坐标测量
工程测量的主要任务之一是测量或放样空间点的三维坐标。所使用的仪器主要有全站仪和GPS接收机等。
全站仪
全站仪的主要特点(续)
平角、垂直角、斜距自动显示,自动计算镜站坐标、高程、平距等数据;
数据记录和存储方式多样:内存、PCMCIA卡、串口通讯;
对水平角和垂直角自动进行补偿;
对距离进行气象改正和仪器常数改正;
提供数字或图形形式的电子气泡用于整平;
激光对点器;
坐标测量的基本步骤
(1)设定测站点的三维坐标。
(2)设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
(3)设置棱镜常数。
(4)设置大气改正值或气温、气压值。
(5)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
(6)照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
各种全站仪简介
更长的测程:无棱镜测距达400M;
更快的测距速度:测距速度经实测比同类产品快两倍;
更长的电池使用时间:先进的电源管理系统,省电30%以上;
更便捷的人性化设计:SD卡存储功能,自动温度气压传感器;
更好的防水性能:防水等级IP55。
SET220K . SET320K . SET520K . SET6120K SET10K系列全站仪具有机体轻巧、功能齐全等特点,带背光全数字键盘使操作更为便捷,在各类工程和测量工作中有着广泛的用途。 双面带背光全数字键盘使数据输入更加便捷( SET620K为单面键盘)。 通用高效测量软件 ,IP66高等级防尘防水性能。应用 放样测量、道路计算与放样、定线测量、混凝土构件组装定位、建筑工程控制、面积测算、变形监测。
地型GPS
测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值 进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。根据使用用途和精度,又分为静态(单频)接收机和动态(双频)接收机即RTK.
目前,在GPS技术开发和实际应用方面,国际上较为知名的生产厂商有美国Trimble(天宝)导航公司、瑞士Leica Geosystems(徕卡测量系统)、日本TOPCON(拓普康)公司,国内厂家主要有南方测绘、中海达、华测、科力达等。
㈤ 现代大地测量学有哪些主要特点
1.从多维式大地测量发展到整体三维大地测量。传统大地测量技术主要是采用光学仪器为基础进行地面的距离,角度,高度和重力等多种测量,然后根据这些观测数据简介方式确定地面点的水平位置和高程,也可能此只能认为将高程和平面坐标十位互补联系的元素分别测定。现在可以有空间大地测量直接测定相对于地球之心的三维绝对位置。
2.静态大地测量发展到动态大地测量。传统。地测量没有能力监测地球表面位置及地球重力场元素的动态变化,只能测出静态刚性地球假设下的地面点坐标和地球重力值,并将这些数值视为常
量。现代的大地测量技术可以测到非刚性(弹性,流变性等)地球表面点及重力场元素随时间变化。这种动态大地测量也可称为包含时间相依量的四维大地测量。
3.从在几何空间描述地球发展到物理— 几何空间描述地球。传统大地测量的科学和工程技术任务测定地球椭球的几何参数(长半轴、扁率) 和地球椭球在地球体内的定位,再以此为依据测定地面点的坐标,这些传统大地测量所测定出来的参数都是在几何空间中描述地球。即使物理大地测量中的地球重力场参数也是为了将物理空间(即地球重力场中) 的大地测量观测值归算到几何空间中(即参考
椭球面_L的坐标)。而现代大地测量则不仅可以测定地球重力场,而且还可以监测研究非刚性旋转地球的各种动态变化,如地球的极移、自转速度、板块运动、断层蠕变等等地球物理参数,这些参数都是在物理— 几何空间中描述地球。
4.从局部参考坐标系中的地区性(相对) 大地测。发展到统一地心坐标系中的全球性(绝对) 大地测
量。传统大地测量由于受到观测仪器等的限制,只能以地面两点间可通视为条件进行相对定位测量,不可能进行跨越海洋的洲际间的全球大地测量,因此传统大地测量工作只能局限在一个国家或一个地区建立地区性的局部大地测量坐标系统,地面点的坐标〔包括高程) 是相对这样的地区坐标系的。各个国家或地区所建立的各自的局部大地参考系,彼此问一般是互不联系的。而现代大地测量由于空间尺度的扩大,有可能建立全球统一的地心坐标系,并将全球各个局部大地参考系纳人到这个全球统一的参考系中,测定地面点在其中的绝对坐标。
5.地球表面的大地测量发展到地球内部物质结构的大地测量反演。从赫尔默特的大地测量定义开始,传统的大地测量都只限于在地球表面进行位置和地球外部重力场的测定,是研究地球表面的学
科。现代大地测量中以空间大地测量为标志的大地形变测量技术不论在测量的空间尺度上还是精度水平都已经有能力监测地球动力学过程产生的运动状态和物理场的微变化,如板块运动、地壳形变、活动构造带的应力场以及重力场变化,极移细节、自转速度变化和海平变化等等,通过研究这些动力学现象去了解地球内部构造及其动力学过程。
㈥ 传统大地测量都有哪些测量方法
通过精密角度测量、距离测量、水准测量确定地球及地面的形状与位置;通过重力测量确定地球形状与重力场;最重要的是通过以上结论、地球椭球面计算与投影变换确定地球几何模型。
㈦ 为什么现代大地测量技术可以直接获得地面点三维坐标却不能代替常规几何水准测量方法
现代大地测量技术有局限性,只能测海拔,距离,高度,而水准传统测量可以测角度如方位角,可以和地图吻合。这是前者做不到的。
㈧ 现代大地测量定位技术,除传统的方法以外,主要还有哪些方法简要说明它们的基本原理及特点。
除传统的罗盘仪,经纬仪,全站仪测量外,在地图上可用前方交汇后方交汇法测量。原理是三角函数原理!
㈨ 大地测量学发展经过了哪几个阶段试述各阶段有哪些主要贡献及标志成果
萌芽阶段
17世纪以前,大地测量学处于萌芽状态。公元前3世纪,埃拉托色尼首先应用几何学中圆周上一段弧的长度、对应的中心角同圆半径的关系,计算地球的半径长度。公元724年,中国唐代的南宫说等人在张遂(一行)的指导下,首次在今河南省境内实测一条长约300千米的子午弧。其他国家也进行过类似的工作。但当时测量工具简陋,技术粗糙,所得结果精度不高,只是测量地球大小的尝试。
大地测量学形成
1687年I.牛顿发表万有引力定律之后,1690年荷兰c.惠更斯在其着作《论重力起因》中,根据地球表面的重力值从赤道向两极增加的规律,得出地球的外形为两极略扁的扁球体论断。1743年法国A.一C.克菜罗发表《地球形状理论》,进一步给出由重力数据和地球自转角速度确定地球扁率的克莱罗定理。此外,17世纪初,荷兰的w.斯涅耳首创三角测量。随后望远镜、测微器、水准器等发明,测量仪器精度大幅度提高,为大地测量学的发展奠定技术基础。17世纪末,大地测量学形成至卫星大地测量的出现,这一阶段的大地测量学通常称为经典大地测量学。主要标志是以地面测角、测距、水准测量和重力测量为技术手段解决陆地区域性大地测量问题。弧度测量、三角测量、几何高程测量以及椭球面大地测量理论的发展,形成几何大地测量学;建立了重力场的位理论并发展了地面重力测量,形成物理大地测量学。
弧度测量
1683~1718年,法国卡西尼父子(G.D.Cassini和J.Cassini)在通过巴黎的子午圈上用三角测量法测量弧幅达8°20’的弧长,推算出地球椭球的长半轴和扁率。由于天文纬度观测没有达到必要的精度,加之两个弧段相近,以致得出了负的扁率值,即地球形状是两极伸长的椭球,与惠更斯根据力学定律作出的推断正好相反。为了解决这一疑问,法国科学院于1735年派遣两个测量队分别赴高纬度地区拉普兰(位于瑞典和芬兰的边界上)和近赤道地区秘鲁进行子午弧度测量,全部工作于1744年结束。两处的测量结果证实纬度愈高,每度子午弧愈长,即地球形状是两极略扁的椭球。至此,关于地球形状的物理学论断得到了弧度测量结果的有力支持。
另一个着名的弧度测量是J.B.J.德朗布尔于1792~1798年间进行的弧幅达9°40’的法国子午弧的测量。由这个新子午弧和1735~1744年间测量的秘鲁子午弧的数据,推算了子午圈一象限的弧长,取其千万分之一作为长度单位,命名为一米。这是米制的起源。
从18世纪起,继法国之后,一些欧洲国家也都先后开展了弧度测量工作,并把布设方式由沿子午线方向发展为纵横交叉的三角锁或三角网。这种工作不再称为弧度测量,而称为天文大地测量。中国清代康熙年间(1708~1718)为编制《皇舆全览图》,曾实施大规模的天文大地测量。在这次测量中,也证实高纬度的每度子午弧比低纬度的每度子午弧长。另外,清代康熙皇帝还决定以每度子午弧长为200里来确定里的长度。
几何大地测量
19世纪起,许多国家都开展全国天文大地测量工作,其目的并不仅是为求定地球椭球的大小,更主要的是为测制全国地形图提供大量地面点的精确几何位置。这就推动了几何大地测量的发展。
①为了检校天文大地测量的大量观测数据,求出最可靠的结果和评定观测精度,法国A.一M.勒让德于1806年首次发表最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家C.F.高斯在1794年已经应用这一理论推算小行星的轨道,此后又用最小二乘法处理天文大地测量成果,把它发展到相当完善的程度,形成测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。
②椭球面上三角形的解算和大地坐标的推算,高斯于1828年在其着作《曲面通论》中提出椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式,高斯于1822年发表椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。
③利用天文学大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国F.R.赫尔墨特提出在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与区域大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中定位的方法。以后这一方法被称为面积法。
物理大地测量
自1743年克莱罗发表了《地球形状理论》之后,物理大地测量的最重要发展是1849年英国的G.G.斯托克斯提出的斯托克斯定理。根据这一定理,可以利用地面重力测量结果研究大地水准面形状。但它要求首先将地面重力测量结果归算到大地水准面上,由于地壳密度未知,这种归算不能严格实现。尽管如此,斯托克斯定理还是推动了大地水准面形状的研究工作。大约100年后,苏联的M.S.莫洛坚斯基于1945年提出莫洛坚斯基理论,它不需任何归算,便可以直接利用地面重力测量数据严格地求定地面点到参考椭球面的距离(大地高程)。它避开了理论上无法严格求定的大地水准面,直接求定地面点的大地高程。利用这种高程,可把大地测量的地面观测值准确地归算到椭球面上,使天文大地测量的成果处理不因归算不准确而带来误差。伴随着莫洛坚斯基理论产生的天文重力水准测量方法和正常高系统已被许多国家采用。这是在卫星重力测量技术出现以前,由地面重力测量研究地球形状和确定地球重力场的理论和方法,称为经典物理大地测量。
现代大地测量
经典大地测量由于其主要测量技术手段(测角和测边)和方法本身的局限性,测量精度已近极限,测量范围也难于达到占地球面积70%的海洋和陆地自然条件恶劣的地区(高原、沙漠和原始森林等)。1957年第一颗人造地球卫星发射成功后,利用人造卫星进行大地测量成为主要技术手段,从此发展到现代大地测量。其标志是产生卫星大地测量,突破了米级测量精度,从区域性相对大地测量发展到全球的大地测量,从测量静态地球发展到可测量地球的动力学效应。
卫星大地测量
1966年美国的W.M.考拉发表《卫星大地测量理论》一书,为卫星大地测量的发展奠定基础。同时,对卫星跟踪观测定轨技术得到迅速发展,从照相观测发展到卫星激光测距(8LR)和卫星多普勒观测。20世纪70年代美国首先建立卫星多普勒导航定位系统,根据精密测定的卫星轨道根数,能够以土1米或更高的精度测定任一地面点在全球大地坐标系中的地心坐标;90年代美国又发展了新一代导航定位系统,即全球定位系统(GPS),以其廉价、方便、全天候的优势迅速在全球普及,成为大地测量定位的常规技术。俄罗斯发展了全球导航卫星系统(GLONASS),欧洲正在启动伽利略全球卫星导航定位系统(Galileo)。卫星大地测量不仅广泛用于高精度测定地面点的位置,还用于确定全球重力场,并形成一门新的大地测量分支,即卫星重力学。
卫星重力测量
卫星激光测距对卫星的跟踪测量可以精确测定卫星轨道的摄动,当分离出占摄动主要部分的地球引力摄动,由此推算地球引力位球谐展开的低阶位系数。20世纪70年代开始卫星雷达测高,后又研制和发展了多代卫星测高系统,用于精确测定平均海面的大地高,确定海洋大地水准面,并反求海洋重力异常,分辨率优于lO千米,精度优于分米级。
动力大地测量
SLR和甚长基线干涉测量(VLBI),可以厘米级或更优的精度监测板块的运动速率、极移和地球自转速率的变化。GPS更能以毫米级精度测定板块内地块的相对运动及地壳形变,还广泛用于监测断层和地震活动、极地冰原和陆地冰川的运动和变化以及冰后回弹现象。
海洋大地测量
卫星测高已成为确定高分辨率全球海洋大地水准面的最廉价有效的手段,GPS也成为海洋导航定位的主要工具,定位精度比传统的天文导航和无线电导航精度提高1~2个数量级,多波束声呐测深相对精度已达到或接近111000。海底大地控制网和海底地形测量的规模和精度在不断提高。[2]