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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