大地测量实习报告

大地测量

实验报告

班级：

姓名

学号：

指导老师：

测绘与城市空间信息学院

Ø 实验前的准备工作

安装GTM软件

步骤如下：

1: 解压、准备

将gmt.zip 解压到E:/gmt 文件夹里，E:/gmt 会里生成bin, lib, man, netcdf, work 文件夹，以及GMTENV.bat、gstools.zip、W4Gsetup.exe 文件。

需要更改安装位置，需要更改GMTENV.BAT 文件参数。

2：安装、设置

1) 在“开始”菜单，执行“运行…”。

2) 在命令窗口输入“cmd”，生成DOS 窗口。

3) 进入GMT 的安装文件夹，即E:/gmt>

4) 依次输入下列命令：

a. E:\gmt> gmtenv

b. E:\gmt> gmtdefaults -D > .gmtdefaults

c. 关闭DOS 窗口

5) 将gstools 压缩文件进行解压 (E:/gmt/gstools/)。

6) 双击E:/gmt/文件夹内的W4Gsetup.exe，将解压文件放置在E:/gmt/W4Gsetup/文件夹

内。

7) 运行E:/gmt/W4Gsetup/文件夹内的setup.exe。安装过程中，将安装目录设置为

“E:/gmt/W4GMT/”。

8) 重新启动电脑。

9) “开始”菜单的“程序”里安装有gmt > win4gmt。执行此软件，将出现“preference setting”

窗口，把三个输入框的设置设定如下：

a. GMT and Win4GMT Main Directory: E:\gmt

b. PS Viewer full path and exe...: E:\gmt\gstools\gsview\gsview32.exe

c. 第三个设置：E:\gmt\work

d. Save and Exit。

10) GMT 安装完成。

实验一利用EGM2008模型绘制中国大地水准面

一、GMT软件的安装

1.1 DOS界面输入命令

1.2 运行W4Gsetup.exe

1.3 安装成功

二、简述大地水准面定义

大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。它是重力等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在这个面上是不会流动的）。

大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。大地水准面的确定是通过确定它与参考椭球面的间距——大地水准面差距（对于似大地水准面而言，则称为高程异常）来实现的。

三、EGM96模型

3.1 输入命令

3.2 运行

3.3 结果

实验二：利用任意一种投影绘制地图

一采用投影----高斯-克吕格投影

1.1 基本概念：

假想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面，并与某一条子午线（此子午线称为中央子午线或轴子午线）相切，椭圆柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此柱面展开即成为投影面，这种投影方式叫做高斯投影。高斯投影是正形投影的一种。

1.2 地图投影要求

（1）应当采用等角投影（又称为正形投影）采用正形投影时，在三角测量中大量的角度观测元素在投影前后保持不变；在测制的地图时，采用等角投影可以保证在有限的范围内使得地图上图形同椭球上原形保持相似。

（2）在采用的正形投影中，要求长度和面积变形不大，并能够应用简单公式计算由于这些变形而带来的改正数。

（3）能按分带投影

1.3 投影方式

（1）等角投影——投影前后的角度相等，但长度和面积有变形；

（2）等距投影——投影前后的长度相等，但角度和面积有变形；

（3）等积投影——投影前后的面积相等，但角度和长度有变形。

二绘图

2.1 绘制我国地图

从网上查得，我国经纬范围为

北纬4°-53°30′，东经73°40′-135°05′

2.2 相应代码

xyz2grd -R73/153/4/53 EGM96ChinaN.dat -GEGM96ChinaN.grd -I30m –V

surface -R73/153/4/53 EGM96ChinaN.dat -GEGM96ChinaN.grd -I1m -V

makecpt -CGMT_rainbow -T-100/60/1 >g_n.cpt

grdimage EGM96ChinaN.grd -Jm0.095i -Cg_n.cpt -K -P -V> EGM96ChinaN.ps

pscoast -W1/43 -R70/140/15/55 -Jm0.095i -B10g5 -Dh -Na/1/43 -A500 -K -O -P -V >> EGM96ChinaN.ps

2.3 执行过程

2.4 结果

问题总结和收获

第二篇：大地测量实习报告(主要步骤)

五、坐标系及高程系的选择

1、因为测区中心的大地坐标已知我们可以利用高斯平面坐标正算的出测区中心的直角坐标，计算用软件实现，过程如下：

再通过给定的测区中心的高程范围可以求得Hm=(30+244)/2=137m

然后可以利用下列式子求得测区中心的综合变形，与±1/40000比较，看是不是要选择独立坐标系。

取S=s,R=RA=6371km，Y,H以千米为单位上公式可变为：

通过计算，可以算得综合变形为：-0.000017＞-0.000025。所以不用选择独立坐标系。

直接选择中央子午线为117度的高斯平面直角坐标系。

2、由已知条件可知，已知点给出的是1985国家高程基准。所以我也选择85高程系统。

六、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；

七、经费预算可参考下列数据：

GPS单频接收机每台1.5万元，双频接收机每台5万元；全站仪每台2万元；DJ2经纬仪每台2万元；DS1水准仪每台8千元，DS3水准仪每台2千元；标石每座100元。

测绘人员每人每天生活补贴费100元。交通、住宿费按每人每天200元计算。

不可预见费按总费用的10％计算。

每个点的经纬度及其分布图如下

D026

D027

D032

EO1

E02

E03

E04

E05

E06

E07

E08

GPS布置网如图（相同颜色为同一时段独立基线）：

给各基线编流水号（如下）：

各点近似经纬度（如下表）：

再通过坐标转换，可以求出每个点的80坐标：

下面是其中一个由大地坐标转换为高斯平面坐标的示意

国家80平面坐标如下：

对每条基线进行距离和中误差计算

以2500米作为单位观测误差，所以单位观测中误差为：

按照公式

若第 j 某条基线向量的长度为 2 km，则其ΔX、ΔY的观测值中误差分别为：

通过计算得各点权如下表：

通过matlab软件，通过编写程序得出P阵，B阵，和法矩阵BTPB阵，及Qxx阵。

程序如下：（已知点用99表示）

B=zeros(30,15);

JK=[2,99;1,99;3,1;2,3;2,6;5,6;6,99;8,99;8,5;5,3;5,99;4,99;4,3;7,4;1,7;];

i=1;

while 1

if i==16;

break;

end

j=JK(i,1);k=JK(i,2);

B((i-1)*2+1,(j-1)*2+1)=1;

B((i-1)*2+2,(j-1)*2+2)=1;

if k==99

a=1;

else

B((i-1)*2+1,(k-1)*2+1)=-1;

B((i-1)*2+2,(k-1)*2+2)=-1;

end

i=i+1;

end

P=blkdiag(0.566,0.566,0.738,0.738,0.553,0.553,0.934,0.934,0.744,0.744,0.656,0.656,1.115,1.115,1.054,1.054,0.741,0.741,0.5,0.5,0.437,0.437,1.588,1.588,0.917,0.917,0.704,0.704,0.909,0.909);

BTPB=B'*P*B;

QXX=inv(BTPB);

得出P阵（30×30）如下：

P=blkdiag(0.566,0.566,0.738,0.738,0.553,0.553,0.934,0.934,0.744,0.744,0.656,0.656,1.115,1.115,1.054,1.054,0.741,0.741,0.5,0.5,0.437,0.437,1.588,1.588,0.917,0.917,0.704,0.704,0.909,0.909)

得出B阵（30×16）

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 -1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 -1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 -1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0

得出BTPB阵（16×16）如下：

得出Qxx阵（16×16）如下：

经过观察可以得出：

E07号点为最弱点，其协因数为：

Qxx=0.9153 Qyy=0.9153 Qxy=0

单位权中误差为：

导线网（加密网）设计图如下：

1点

2点

3点

4点

5点

6点

未知点的近似坐标计算：

导线网的权阵

P=blankdiag（1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1）;

Matlab程序如下：

B=zeros(13,6);

JKH=[1,2,-1;2,3,1;3,4,2;4,5,3;5,6,4;6,-2,5]; JK=[1,-1;1,1;3,2;4,3;5,4;6,5;-2,6];

XYJS=[9053.453,16100.338;7706.735,16170.737;7131.258,16932.269;5993.856,16879.788;5380.437,17588.061;4007.076,17898.944;4172.089,19078.853;3447.159,20015.05;];

ro=2062.65;

i=1;

while 1

if i==7;

break;

end

j=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3);

if j＜=0

j=6+abs(j);

end

if k＜=0

k=6+abs(k);

end

if h＜=0

h=6+abs(h);

end

dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2);

dxjh=XYJS(h,1)-XYJS(j,1);dyjh=XYJS(h,2)-XYJS(j,2);

sjk0=dxjk*dxjk+dyjk*dyjk;

sjh0=dxjh*dxjh+dyjh*dyjh;

j=JKH(i,1);k=JKH(i,2);h=JKH(i,3);

if j＜=0 & k＜=0

A=0;

end

if j＜=0 & k＞=0

B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjk0;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjk0;

end

if k＜=0 & j＞=0

B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjk0;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjk0;

end

if k＞=0 & j＞=0

B(i,j*2-1)=ro*dyjk/sjk0;B(i,j*2)=-ro*dxjk/sjk0;B(i,k*2-1)=-ro*dyjk/sjk0;B(i,k*2)=ro*dxjk/sjk0;

end

if j＜=0 & h＜=0

A=0;

end

if j＜=0 & h＞=0

B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjh0;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjh0;

end

if j＞=0 & h＜=0

B(i,j*2-1)=B(i,j*2-1)-ro*dyjh/sjh0;B(i,j*2)=B(i,j*2)+ro*dxjh/sjh0;

end

if j＞=0 & h＞=0

B(i,j*2-1)=B(i,j*2-1)-ro*dyjh/sjh0;B(i,j*2)=B(i,j*2)+ro*dxjh/sjh0;B(i,h*2-1)=ro*dyjh/sjh0;B(i,h*2)=-ro*dxjh/sjh0;

end

i=i+1;

end

while 2

if i==14;

break;

end

j=JK(i-6,1);k=JK(i-6,2);

if j＜=0

j=6+abs(j);

end

if k＜=0

k=6+abs(k);

end

dxjk=XYJS(k,1)-XYJS(j,1);dyjk=XYJS(k,2)-XYJS(j,2);

sjk0=sqrt(dxjk*dxjk+dyjk*dyjk);

j=JK(i-7,1);k=JK(i-7,2);

if j＜=0 & k＜=0

A=0;

end

if j＜=0 & k＞=0

B(i,k*2-1)=dxjk/sjk0;B(i,k*2)=dyjk/sjk0;

end

if k＜=0 & j＞=0

B(i,j*2-1)=-dxjk/sjk0;B(i,j*2)=-dyjk/sjk0;

end

if k＞=0 & j＞=0

B(i,j*2-1)=-dxjk/sjk0;B(i,j*2)=-dyjk/sjk0;B(i,k*2-1)=dxjk/sjk0;B(i,k*2)=dyjk/sjk0;

end

i=i+1;

end

P=blkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1);

BTPB=B'*P*B;

QXX=inv(BTPB);

得到B阵（13×12）如下：

得到BTPB（12×12）阵如下：

得到Qxx阵（12×12）如下：

通过观察1号点为最弱点。

其协因数为：

Qxx=0.8542 Qyy=2.2491 Qxy=1.3851

单位权中误差为：

3．水准网可布设四等附合或闭合水准网，平均1~2km一个水准点。估算最弱点高程中误差≤2cm。

水准网设计图如下：

水准网精度估计，采用间接平差法，通过matlab编写程序如下：

B=zeros(12,8);

JK=[1,99;2,99;6,2;6,99;8,99;8,5;5,4;4,3;3,1;5,99;7,99;1,7];

i=1;

while 1

if i==13;

break;

end

j=JK(i,1);k=JK(i,2);

B(i,j)=1;

if k==99

a=1;

else

B(i,k)=-1;

end

i=i+1;

end

P=blkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1);

BTPB=B'*P*B;

QXX=inv(BTPB);

P阵为：

P=blkdiag(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1);

得到B阵（12×8）为：

1 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

0 -1 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 -1 0 0 1

0 0 0 -1 1 0 0 0

0 0 -1 1 0 0 0 0

-1 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 0 0 -1 0

得到BTPB阵（8×8）为：

3 0 -1 0 0 0 -1 0

0 2 0 0 0 -1 0 0

-1 0 2 -1 0 0 0 0

0 0 -1 2 -1 0 0 0

0 0 0 -1 3 0 0 -1

0 -1 0 0 0 2 0 0

-1 0 0 0 0 0 2 0

0 0 0 0 -1 0 0 2

得到Qxx阵（8×8）为：

通过观察3、4号点为最弱点。

其协因数为：

Qxx=1.0256

单位权中误差为：

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第二篇：大地测量实习报告(主要步骤)

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