中国矿业大学China University of Mining and Technology 《应用大地测量学》课程设计姓名：pp班级：测绘13级学号：指导教师：中国矿业大学环境与测绘学院2022-04-27大地测量学课程设计目录———卫星遥感影像图控制网设计书一、卫星遥感影像图控制网设计任务书—————————————3二、测区概况简述——————————————————————3三、已有资料的分析利用----------——————————————3四、坐标系统的选择及处理方法的论证、起始数据的配置和处理——5五、平面控制网布设方案———————————————————5六、水准高程控制网布设方案—————————————————10七、技术依据及作业方法———————————————————12八、工作量综合计算及工作进程计划表—————————————17九、装备、仪器、器材及经费预算———————————————17十、上交资料清单——————————————————————18 附：matlab精度评定代码———————————————————19一、任务书对选定的一幅卫星遥感影像图，面积约100-200平方千米，标定一直控制点，设计测绘地形图（1:5000）工程所需控制点，按课程设计大纲进行控制网设计。
二、测区概况简述1．地理概况本测区中心位置为东经117°，北纬34°。
测区地面高程为+30～+200m，大部分地区为平原地势较为平坦，小部分地区为丘陵湖泊，有一定的高低起伏。
2．交通情况测区位于城镇地区，道路较多且四通八达，交通非常方便。
3.气候情况测区地区气候温和，雨量适中,具有寒暑变化显着、四季分明的特征，日照时数以夏季最多，冬季最少，由于受季风气候影响，降水充沛，年降水量724-1210毫米,宜于野外作业时间为3～11月份，年平均作业时间利用率为21天/月。
4．居民及居民点测区内为城镇居民点，人口较多交通发达，建筑密集，测量作业所需人力、物力、财料及食宿均可就地解决。
三、已有资料的分析利用1．三角网和高程网成果及其精度测区内及附近有国家D级GPS网点三个：D026，D027 ，D032，施测时间不详，作业所依据的规范为《工程测量规范，GB50026-2007》，三点标石保存完好。
坐标系统为1980年西安坐标系，三度分带，中央经线为东经117°，1985年国家高程基准。
3.卫星遥感影像图资料：4.成果的分析利用：收集测区原有资料，了解作业单位、作业时间、执行规范、平差方法等。
注意要点：起算边长的选择问题、起算方位角的选择问题、考查原有控制点点位的可靠性、针对本次控制网服务的目的作出原有成果的利用方案、测区内有没有国家高级点可以利用。
四、坐标系统的选择及处理方法的论证、起始数据的配置和 处理坐标系统选择国家统一坐标系统：根据已有资料的分析，经过坐标转换，原工程区域位于高斯投影三度分带，中央子午线为117°，高程为1985年国家高程基准，所以选择国家统一坐标系统。
12()/2m Y Y Y =+，12()/2m H H H =+经过计算可得：m Y =10757m ，m H =110m; 故长度综合变形25(0.0012315.7)10y H Sδ-=-=1/63000<1/40000. 所以直接采用3度带国家高斯投影。
五、平面控制网布设方案：控制网的设计1.E 级GPS 控制网的设计：（1）首级控制网的等级与要求精度及测区面积有关，根据已知点确定比例尺，估算面积，确定首级控制网等级和点数，S 为平均边长，Q 为单个点所控制的面积：（2）考虑到工程地区大都采用GPS 网作为首级控制网，结合本次任务测区内际情况，选择平均边长为2.5km 。
按E 级GPS 网的主要技术要求布设，在布设过程中，需要注意的是，最长边与最短边的差距不可过大，以免产生较大的误差，另外虽然GPS 测量时不要求相邻点之间通视，布网方式也非常灵活，但考虑到加密导线测量的需要，每个GPS 点应与相邻的1～2个点通视。
（3）对测区的地形地貌有了一定的了解后，选择合适的GPS 控制点，E 级GPS 网点共选取12个点（1～12），D 级GPS 网点共三个（D026，D027，D032）为已知点，GPS 接收机用4台，分为8个异步环来进行观测，网型布置如下：基线中误差是按照222()a b D σ=+⨯计算。
（a=10mm b=20ppm ），估算最弱点的精度。
（4）采用arcmap 软件可以将控制点各个未知点的高斯平面近似坐标，以及大地坐标的近似值得出：287.0S Q =-1 3789007.06 515903.926 34.228357 117.172612 -2 3790003.054 523933.023 34.237182 117.259782 -3 3783507.111 519835.4 34.178708 117.2151551 3790663.694 518226.292 34.242967 117.1981962 3790266.819 521290.173 34.239617 117.2311023 3788917.441 519543.919 34.227487 117.2121164 3788203.065 522179.174 34.220994 117.2406995 3787615.688 517654.79 34.215786 117.1915866 3787075.937 524004.803 34.210793 117.260487 3786567.936 515337.036 34.206377 117.1664168 3786409.186 519702.669 34.204872 117.2137829 3784916.933 517432.54 34.19146 117.1891210 3785583.684 522337.925 34.197377 117.24235411 3784774.058 524496.929 34.19003 117.26575512 3783567.555 522576.05 34.179197 117.244885 各基线的边长：-1-1 2842.5088651-3 2137.2415633-5 2299.414899-1-5 2293.443522-1-7 2526.9529017-9 2727.5965925-9 2709.2405695-8 2341.446081-3-8 2888.745519-3-9 2743.1045642-3 2197.1870063-4 2719.2683594-10 2606.6009243-8 2528.1705078-10 2726.487586-2-2 2622.841548-2-4 2513.546864-2-6 2944.2966656-10 2250.5622510-12 2065.585062-3-12 2756.0547046-11 2335.0871611-12 2272.0714632.一级加密导线网的设计：（1）加密控制点设计为一级导线，取E级GPS控制点为已知点进行附和导线设计，导线的平均边长为500m左右，观测方法采用全站仪按照规范要求测角，测边，估算最弱点中误差，以5cm为限，网型如下图所示：（2）采用arcmap软件可以加密导线各个未知点的高斯平面近似坐标，以及大地坐标的近似值得出：编号X/m Y/m B/°L/°A1 3790389.559 518692.952 34.240774 117.202912A2 3790459.409 519156.503 34.241395 117.207945A3 3790287.959 519588.304 34.239841 117.212629A4 3790351.459 520096.305 34.240404 117.218144A5 3790186.359 520502.706 34.238908 117.222552A6 3790319.709 520864.657 34.240103 117.226484控制网的精度估算1.E级GPS控制网的精度估算：利用matlab精度评定后三维空间直角坐标点位精度：最弱边的相对中误差按下公式计算σ=+Dx+DyDz最弱=0.06mm<5cm 各基线的相对精度（三维）三维站心直角坐标点位精度2.一级加密导线网的精度估算：按照我国《工程测量规范》的规定，一级导线控制网测角中误差为4″，测距中误差为10mm，测距相对中误差为1/70000，每千米中误差为10㎜。
选σ=4″。
运用MATLAB软件编程进行精度估算，下表为精度估算的取单位权0结果：B矩阵Qxx矩阵最弱点的点位误差：σ=4.22cm<5cm，符合工程控制网规范要求，加密控制网设计合理。
六、水准高程控制网布设方案：水准高程控制网的设计测区内有三个已知高程点D026，D027和D032（1985国家高程基准），按照工程控制测量规范要求，设计布设了一个四等闭合水准路线，通过arcmap软件画图测量相邻水准点间的的距离，共有12加密水准点和三个已知水准点，平均1～2km一个水准点。
布设时需要注意的是，考虑到具体测量操作时会遇到的问题，水准路线最好沿道路两侧布设，设计水准路线如下图：、水准高程控制网的精度估算按四等水准测量要求规范，选取每千米差中误差10mm为单位权中误差，根据matlab软件计算，系数矩阵B如下，各个点的高程的协因素阵Q为：XX最弱点Q=2.0369， =1.4cm，估算最弱点高程中误差<=2cm，满足精度估算要求，因此设计较为合理。
七、技术依据及作业方法➢现行测量规范（1）全球定位系统（GPS）测量规范，GB/T 18314-2009。
（2）全球定位系统城市测量技术规程，CJJ73-97。
（3）工程测量规范，GB50026-2007。
（4）城市测量规范，CJJ8-99。
（5）国家一、二等水准测量规范，GB12897-91。
（6）国家三、四等水准测量规范。
GB12898-91（7）《1:500 1:1 000 1:2 000地形图图式》GB/T20257.1-2007；标石图➢仪器的选择及检验项目要求所用仪器：GPS单频接收机，DS3水准仪，全站仪检验项目要求：❖水准仪的光学测微器效用正确性的检验和分划值的确定❖视准轴与水准轴相互关系的检验❖水准尺检验：水准尺分划面弯曲差的检验❖水准标尺每千米分划间隔真长的测定❖一对水准标尺零点差及基，辅分划读数差常数的测定➢观测方法及各项限差GPS网观测方法：1）观测组应严格按调度表规定的时间进行作业，以保证同步观测同一卫星组。