6.2 高程控制测量(课件）-《建筑工程测量》同步教学（国防科技大学出版社）

项目6 控 制 误 差 6.3 全球卫星定位系统 6.1 平面控制测量 6.2 高程控制测量 6.2.1 水准高程控制测量 任务6.2 高程控制测量 任务6.2 高程控制测量 1.国家水准网 2.城市水准网 3.工程水准测量 4.图根水准测量 6.2.2 光电测距三角高程测量 任务6.2 高程控制测量 1.三角高程测量的计算公式 三角高程测量是根据测站与待测点间的水平距离和测站向目标点所观测的竖直角来计算两点间的高差。 如图所示，已知A点的高程HA，要测定B点的高程HB，可安置全站仪（或经纬仪配合测距仪）于A点，量取仪器高iA；在B点安置棱镜，量取其高度称为棱镜高vB；用全站仪中丝瞄准棱镜中心，测定竖直角α。再测定AB两点间的水平距离D，则AB两点间的高差计算式为 B点的高程： 三角高程测量原理图 任务6.2 高程控制测量 2.三角高程测量的观测与计算 1）三角高程测量的观测 光电测距三角高程测量的主要技术要求见表6-10。 2）三角高程测量的计算 图所示为四等三角高程测量实测数据略图，在A、B、C三点间进行三角高程测量，构成闭合线路，已知A点的高程为56.432m，已知数据及观测数据注明于图上。 在表6-11中进行往测、返测高差及高差平均值计算，其中由对向观测所求得往、返测高差（经球气差改正）之差的容许值为： 三角高程测量实测数据略图 任务6.2 高程控制测量 任务6.2 高程控制测量 任务6.3 全球卫星定位系统 具有全球导航定位能力的卫星定位导航系统称为全球卫星定位系统（GNSS) ，它是所有全球导航卫星系统及其增强系统的集合名词，是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天候无线电导航系统。卫星定位系统都是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率并加载了某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。 6.3.1 全球卫星定位系统简介 任务6.3 高程控制测量 4.中国北斗卫星导航系统 （BDS） 3.欧盟全球卫星定位系统 （GALILEO） 2.俄罗斯全球卫星定位系统 （GLONASS） 1.美国全球卫星定位系统（GPS） 6.3.2 GPS卫星定位系统的组成 任务6.3 高程控制测量 GPS卫星定位系统由工作卫星、地面监控系统和用户设备三部分组成。 1.工作卫星 1973年12月，美国国防部开始组织陆海空三军联合研制新一代军用卫星导航系统，简称GPS。从1989年2月14日第一颗工作卫星发射成功，到1994年3月28日完成第24颗工作卫星的发射，GPS共设计发射24颗卫星（目前在轨32颗），其中21颗工作卫星，3颗备用卫星，均匀分布在6个相对于赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上，每个轨道上有4颗卫星运行，它们距地球表面的平均高度约为20 200km，运行速度为3 800米/秒，运行周期11小时58分。每颗卫星可覆盖全球38％的面积，这样的分布，可保证在地球上任何地点、任何时刻，在高度角15°以上的天空同时能观测到4颗以上的卫星，如图6-23所示。 任务6.3 高程控制测量 GPS卫星星座 GPS工作卫星的外形 任务6.3 高程控制测量 2） 监控站 1） 主控站 3） 注入站 2.地面监控系统 任务6.3 高程控制测量 用户设备包括GPS接收机和相应的数据处理软件。GPS接收机一般包括接收天线、主机和电源。随着电子技术的发展，现在的GPS接收机已经高度集成化和智能化，实现了将接收天线、主机和电源全部制作在天线内，并能自动捕获卫星和采集数据。 GPS接收机的任务是捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号，对接收到的信号进行处理，测量出测距信号从卫星传播到接收机天线的时间间隔，译出卫星广播的导航电文，实时计算接收机天线的三维坐标、速度和时间。 3.用户设备 6.3.3 GPS卫星定位基本原理 任务6.3 高程控制测量 GPS测量中使用的协议地球坐标系称为1984年世界大地坐标系（WGS-84）。WGS-84是GPS卫星广播星历和精密星历的参考系，它由美国国防部制图局所建立并公布的。从理论上讲它是以地球质心为坐标原点的地心坐标系，其坐标系的定向与BIH1984.0所定义的方向一致。 1.GPS坐标系统 任务6.3 高程控制测量 2.GPS定位基本原理 如图6-27所示,有三个卫星无线电信号发射台，其坐标（XSi 、YSi 、ZSi）已知, 如当用户接收机在某一时刻同时测定接收机天线至三个发射台的距离RGs1、RGs2、RGs3。只需以三