第1章 绪论 1
1.1控制测量学的基本概念 1
1.1.1控制测量学的定义与分类 1
1.1.2控制测量学的任务与作用 1
1.2控制网的布设方法 3
1.2.1平面控制网的布设方法 3
1.2.2高程控制网的布设方法 6
1.3控制测量学的发展概况 7
1.3.1测量技术的发展 7
1.3.2数据计算与管理方法的发展 9
1.3.3我国控制测量技术的发展 10
习题 11
第2章 地球椭球的基本知识 12
2.1地球椭球的概念 12
2.1.1大地水准面与似大地水准面 12
2.1.2地球椭球、参考椭球和总地球椭球 13
2.1.3大地高、正高、正常高与垂线偏差 14
2.2地球椭球的基本参数及相互关系 15
2.2.1地球椭球的基本参数 15
2.2.2椭球参数的相互关系 17
2.3椭球面上的计算 17
2.3.1子午圈曲率半径的计算 18
2.3.2卯酉圈曲率半径的计算 19
2.3.3任意方向法截线的曲率半径 20
2.3.4平均曲率半径及相互关系 21
2.3.5子午线弧长的计算 21
2.3.6平行圈弧长的计算 22
2.3.7椭球面上梯形面积的计算 23
2.4大地线 25
2.4.1相对法截线 25
2.4.2大地线的基本知识 26
习题 27
第3章 坐标系统的建立与转换 28
3.1椭球面上的坐标系 28
3.1.1椭球面上坐标系的建立 28
3.1.2坐标系之间的相互关系 29
3.2地球的运转与时间系统 31
3.2.1地球的运转 31
3.2.2时间系统 33
3.3参考系的定义与分类 36
3.3.1参考系的分类 36
3.3.2大地测量参考框架 36
3.4参心坐标系 37
3.4.1参心坐标系的建立 37
3.4.2椭球的定位与定向 37
3.4.3大地原点的确定 39
3.4.4代表性的参心坐标系 40
3.5地心坐标系 42
3.5.1地心坐标系的产生与分类 42
3.5.2地心坐标系的建立 43
3.5.3代表性的地心坐标系 43
3.6站心坐标系 45
3.6.1垂线站心直角坐标系 45
3.6.2法线站心直角坐标系 45
3.7坐标系统的转换 46
3.7.1空间直角坐标系之间的转换 46
3.7.2不同大地坐标系的转换 48
3.7.3站心坐标系的转换 49
习题 51
第4章 控制网的技术设计 53
4.1国家平面控制网的布设方案与原则 53
4.1.1国家平面控制网的布设原则 53
4.1.2国家平面控制网的布设方案 56
4.2工程平面控制网的布设原则与方案 60
4.2.1工程平面控制网的布设原则 60
4.2.2工程平面控制网的布设方案 62
4.2.3工程平面控制网的布设实例 63
4.3平面控制网的技术设计 66
4.3.1资料的收集与分析 66
4.3.2控制网的图上设计 66
4.3.3控制网的优化设计 68
4.3.4平面控制网技术设计书的编制 71
4.4平面控制网的踏勘选点与标石埋设 72
4.4.1踏勘选点 72
4.4.2标石埋设 73
4.5高程基准 74
4.5.1高程基准面 74
4.5.2水准原点 75
4.5.3水准面的不平行性及其影响 76
4.5.4高程系统 77
4.6高程控制网的布设原则与方案 79
4.6.1国家高程控制网的布设原则与方案 80
4.6.2城市和工程建设高程控制网的布设 81
4.7高程控制网的设计、选点与埋石 83
4.7.1高程控制网的技术设计 83
4.7.2水准路线的选择与点位的确定 84
4.7.3水准点标石的埋设 86
习题 87
第5章 平面控制网的布设与实施 89
5.1全站仪的基本原理 89
5.1.1全站仪的测角原理 89
5.1.2全站仪的测距原理 91
5.2电子全站仪的检验 99
5.2.1视准轴误差的检验 99
5.2.2水平轴误差的检验 102
5.2.3垂直轴误差的检验 105
5.2.4周期误差的测定 107
5.2.5仪器常数的测定 110
5.3水平角观测 113
5.3.1方向观测法 114
5.3.2测站限差要求 115
5.3.3超限成果的取舍与重测 116
5.3.4测站平差 117
5.3.5分组方向观测法 117
5.4精密测角的误差来源与注意事项 118
5.4.1仪器误差 118
5.4.2外界条件的影响 119
5.4.3观测误差的影响 122
5.4.4精密测角的基本原则 122
5.5精密距离测量 123
5.5.1精密距离测量的基本原则 123
5.5.2气象改正 124
5.5.3仪器常数误差改正 124
5.5.4归算改正 125
5.6精密测距的误差分析 127
5.6.1测距误差的来源 127
5.6.2测距精度的估算 127
5.7偏心观测与归心改正 128
5.7.1测站点偏心观测及归心改正 129
5.7.2照准点偏心观测及归心改正 130
5.7.3归心元素的测定 132
习题 134
第6章 高程控制网的布设与实施 135
6.1精密水准仪与精密水准尺 135
6.1.1精密水准仪的特点 135
6.1.2精密水准尺的特点 136
6.1.3自动安平精密水准仪 137
6.1.4电子水准仪 139
6.2精密水准仪与水准尺的检验 139
6.2.1精密水准仪的检验 139
6.2.2精密水准尺的检验 143
6.3精密水准测量的实施 144
6.3.1二等水准测量 145
6.3.2二等水准测量的精度评定 148
6.4精密水准测量的误差来源与注意事项 149
6.4.1仪器误差 150
6.4.2自然条件的影响 152
6.4.3观测误差 154
6.5精密三角高程测量 155
6.5.1三角高程测量概述 155
6.5.2垂直角的观测与指标差的计算 155
6.5.3球气差的影响与测定 156
6.5.4精密三角高程测量的精度分析 157
6.6跨河高程测量 158
6.6.1跨河水准测量 158
6.6.2 GNSS跨河高程测量 165
6.7水准测量概算 166
6.7.1水准标尺尺长误差及改正数的计算 168
6.7.2水准面的不平行性及改正数的计算 168
6.7.3水准路线闭合差的计算 168
6.7.4高差改正数的计算 169
习题 169
第7章 将地面观测成果归算至高斯平面 170
7.1将地面观测值归算至参考椭球面 170
7.1.1水平方向观测值的归算 170
7.1.2距离观测值的归算 172
7.2地图投影的基本知识 173
7.2.1地图投影的实质 174
7.2.2地图投影的变形 174
7.2.3地图投影的分类 175
7.3椭球面到平面的正形投影 176
7.3.1正形投影的特点 176
7.3.2正形投影的一般条件 176
7.4高斯投影 179
7.4.1高斯投影概述 180
7.4.2高斯投影的分带 181
7.4.3高斯平面直角坐标系的建立 182
7.4.4高斯投影计算内容 183
7.4.5高斯投影正反算与邻带换算 184
7.5将椭球面元素归算至高斯平面 192
7.5.1子午线收敛角 192
7.5.2方向改化 194
7.5.3距离改化 197
7.6工程控制网常用的坐标系 199
7.6.1长度综合变形 200
7.6.2国家统一坐标系统的局限性 201
7.6.3工程测量平面控制网平差基准的选择方法 201
7.6.4工程控制网中坐标系统的选择 203
习题 206
第8章 工程控制网的数据处理 207
8.1控制测量概算 207
8.1.1概算的准备工作 207
8.1.2观测成果化至标石中心 208
8.1.3观测值化至椭球面 209
8.1.4椭球面上的观测值化至高斯平面的计算 212
8.1.5控制网几何条件检查 212
8.1.6资用坐标计算 214
8.2工程控制网的条件平差 214
8.2.1条件平差的基本数学模型 214
8.2.2平面控制网的条件方程式 215
8.2.3高控制网的条件方程式 222
8.2.4水准网条件平差算例 223
8.3工程控制网的间接平差 226
8.3.1间接平差的数学模型 226
8.3.2高程控制网的间接平差 227
8.3.3平面控制网参数平差 228
习题 241
第9章 全球导航卫星系统（GNSS）的 242
基本知识 242
9.1概述 242
9.2 GNSS的构成 243
9.3 GNSS卫星定位原理 245
9.3.1伪距法定位 245
9.3.2载波相位法定位 246
9.3.3绝对定位 247
9.3.4相对定位 248
9.3.5差分定位 250
9.3.6载波相位实时动态差分定位（RTK） 251
9.3.7连续运行卫星定位服务综合系统（CORS） 251
9.4 GNSS测量的误差来源与解决方案 252
9.4.1与卫星有关的误差 252
9.4.2与信号传播有关的误差 253
9.4.3与接收机有关的误差 255
9.5 GNSS测量的实施 256
9.5.1 GNSS级别划分与测量精度 256
9.5.2网形设计与选择 257
9.5.3 GNSS网的踏勘、选点与埋石 259
9.5.4 GNSS外业观测 261
9.6 GNSS的数据处理 263
9.6.1数据的预处理 263
9.6.2 GNSS测量的重测和补测 264
9.6.3基线向量解算 265
9.6.4基线向量网的平差 266
9.6.5坐标系统的转换 267
习题 267
参考文献 268