GB/T 17943-2000 大地天文测量规范

GB/T17943-2000

前言

本标准是在国家测绘局1977年发布的《一等夭文测量细则》、国家测绘局和总参测绘局1965年s

月发布的《二、二、四等天文测量细则》(草案)的基础上，结合大地天文测量新技术和生产实际情况.基于

简明适用的原则制定的

本标准从2000年8月1日起实施。

本标准的附录A一附录D，附录F都是标准的附录，附录E是提示的附录。

本标准由国家测绘局提出并归日

本标准由国家测绘局测绘标准化研究所负责起草

本标准主要起草人:张耀民、刘彩璋、孟娟、傅宗尧

中华人民共和国国家标准

大地天文测量规范GB/T17943一2000

Specificationsforthegeodeticastronomy

1范围

本标准规定了在陆地上测定天文经度、天文纬度和天文方位角的施测原则、测定方法和精度要

求等

木标准适用于一、二、三、四等大地天文测量作业。对于其他需要测定天文经度、纬度和方位角的测

量作业可参照执行。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

GB/T17942--2000国家三角测量规范

GB/T17944-200。加密重力测量规范

G1312897-1991国家一、二等水准测量规范

CH1001-1995测绘技术总结编写规定

CH1002--1995测绘产品检查验收规定

CH1003-1995测绘产品质量评定标准

JJG414-1994光学经纬仪计量检定规程

3施测原则

3.1目的与任务

11.，大地天文测量是通过观测恒星来测定地面测站的天文经度、夭文纬度和天文方位角的一种大地

测量方法

3.1.2大地天文测量主要用于地面参考系定向、大地水准面形状测定、工程定向及水平测量控制网方

向误差控制等。

3门.3当前大地天文测量的主要任务是:

a)为建立全国和区域大地水准面模型而进行垂线偏差测定;

6)为建立地面坐标系定向参数而进行高精度的大地天文测量;

。)为建立精密工程定向基准而进行夭文侧量

12坐标和时间系统

3.2.1观测恒星坐标采用FK5系统

12.2极移坐标系采用JYD1968.0系统。极移改正时一般采用我国地《球自转参数公报》中所载的地

极坐标改正数进行改正。采用其他极移坐标系时，应归算到JYD1968.0系统

3.2.3时间系统采用相对于JYD1968.。系统的世界时UTl系统其时号改正时一般采用我国地《球

自转参数公报》中所载的改正数进行改正。采用其他时间系统时应归算到相对于JYD1968.。系统的

国家质量技术监督局2000一01一03批准2000一08一01实施

BG/'f17943--2000

UTl系统

3.2.4地球椭球参数采用1980西安坐标系的椭球参数

3.3精度要求

大地天文测量各等级的最低测定中误差按表1规定执行

表1精度要求

等级经度，5纬度I'll方位角r'1

0.02一。3

0.040.s01..05

0.081.05.0

四()，405O10.0

3.4布点原则

3.4门天文测站点的布设密度应根据不同用途及其精度需要进行确定

3.4.2对于国家水平大地网和国家天文重力水准测量中拉普拉斯点的布设按照GB/T17942和

GB/T17944执行

3.4.3天文测站点应选在视野开阔、便于联测和长期保存、地基稳固的地方

3.4.4方位角观测视线应远离障碍物、水域、沙漠、戈壁、沼泽地、森林、草原、水泥和柏油覆盖区等旁折

光较大和影响地面目标呈像质量的区域。一、二等方位角观测视线离障碍物的距离在平原地区不得小

于:一等6m，二等4m;在山区不得小于:一等4m，几等2m。方位角观测视线更加远离大片障碍物。此

外，确定视线高度时应考虑到植物的生长情况

3.4-5天文测站点r.须埋设标志，一、二等天文测站点上应建造天文观测墩。标志埋设和天文墩建造按

照GB/T17942执行口

3.4.6经纬度偏心观测点距中心点的距离不得大于50m，同时不得小于中心点上标高的一倍半，并便

于直接测定归心元素。方位角偏心观测点尽量设在中心点至地面目标点的方向线上而不得设在其延长

线上，且偏离方向线不得大于1m

3.5施测技术要求

3.5.，在大地天文测量作业中应根据施测精度要求、观测条件、地理位置等情况在表2中选择合适的

观测方法。

表2观测方法

3，5.2一、

二等夭文观测的仪器设站点的四周一般应设置观测幕，以减轻仪器受风力的影响。观测幕的

顶盖应至少在观测前一小时打开，使观测幕内外温度趋于一致。

GB/T17943一2000

3.5.3观测前应在天文墩周围修筑一合适的木质站台当修筑站台有困难时，可沿天文墩四周挖一浅

沟，以免观测员在地面走动时仪器受振动影响当仪器置于脚架上观测时.应将仪器脚架安置在特别稳

固的三个木桩上

3.5.4对于没有高程的夭文点，可使用空盒气压计测定点的高程，其精度不应低于士5Om

3.5.5对于需要记录观测时刻的大地天文观测，每时间段始末须收录时号，即采用“收时一观测一收

时”的观测纲要当经度观测时间段每超过6h、纬度和方位角观测时间段每超过sh、或观测星组侮超

过三组时应至少增加一次收录时号当收时困难时，允许在收录第一个时号前一个小时内或收录最后-

个时号后一小时内进行天文观测。时号收录方法见附录A。

3.5.6对于需要定向的天文观测开测前应按照附录B规定的方法进行仪器定向

3.5.7当进行偏心观测时，须测定归心元素。归心元素的测定见附录C。

3.5.8方位角一般应在中心点上观测。在不得已的情况下，才可以进行偏心观测

3.5.9对于需要在室内标定子午线或引测天文方位角的测量作业.可参照附录E执行

3.5.01方位角观测时，应选在地面照准目标成像清晰、稳定的情况下进行观测。如果地面照准目标成

像模糊或跳动剧烈时不得进行观测一、三等观测地面照准目标应为回光，且回光大小、亮度应调整均匀

适当方位角一测回观测过程中不得变动焦距

3.511方位角观测限差和观测条件及超限处理办法按表3执行

表3方位角观测限差和条件

等二等三等四等{

项目}超限处理

DJ07DJ07DJIDJIDJ2IDJIDJZ

目镜测微器读数互差3g3g重新开始读数

测微器两次重合读数互差)1’1斤l即到3厅尸一重新开始两次读数

一3·

半测回两次地面目标方向值互差4”犷6n6”8”6刀8))重测半测回

半侧回两次恒星方向值互差剔)6’6ll6汗{8’’6附8助重测半测回

一测回地面目标ZC互差6即6”驴8厅1创8即12”重测一测回

一测回地面目标笙和恒星Zc互差1。”10111刃，1犷20昨1护20斤重测一测回

ZC绝对值2了20汁2。”2。”30丹2r0’一一r03l重侧一恻回

各测回方位角互差6”6仔9“酬12’’r9’2l朋重测超限测回，重恻测回数

不得超过总测回数的三分

}之一

1。2。1

目标高度角绝对值一读记照准部水准器读数。n-

入水平轴倾斜改正

—一

l

水平度盘行差05”0.5厅加入行差改正

测回数(星数)189124623

一}

最少时间段数42311l1

每时间段最多测回数656

一

夜晚最多测回数1O86

*9为目镜测微器最小分格

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3-5-12方位角观测的各测回度盘配置按下式计算:

C=A+G一一!M+S····················，······……(1)

且:G=180X(;一1)/m(取至度)

M=dX(i一1)(取至分)

S=LX(i一0.5)/m(取至秒)

式中:A—方向概略值;

;—测回号;

。，一一测回数;

d度盘分格值;

I.一一测微器周值。

3.5.13正反天文方位角不符值不得大于:一等:士2.5";二等:士4"e正反夭文方位角不符值按「式计

算

△a二(a,:一a2,士180,)一。1一.h)sino,······。··············……(2)

式中:a12、a,一正反天文方位角

A,,人，一两端点的天文经度;

0m-两端点的平均天文纬度

3.5.14一、二等天文经度观测的时间段不少于:一等:3、二等,2，进行人仪差测定时，应增加一个时间

段;一、二等天文纬度观测的时间段数不少于一等:2、二等:lo同时测定经纬度时按最多时段数要求执

行。一个时间段观测的测回数或星对数、恒星数不得超过其平均数的三分之一

I5门5一个测站、一个时间段、或一个星组中舍去的观测测回数或星对数、恒星数不得超过其观测数

的三分之一，否则该测站、时间段或星组观测成果作废

4人仪技术要求

4.1观测员要求

观测员应由业务水平高、技术熟练且人仪差稳定的技术人员担任，并经过专门技术培训和技术部门

认可方能上岗。

4.2仪器配备

主要仪器配备要求见表4,

表4仪器配备

仪器型号适用等级技术要求

DJ071,2

经纬仪DJ12-4用干一等的经纬仪应配备有接触测微器或光电装置

DJ23,4

石英钟或电子表1-4钟速互差不大于SX2'ms/h(为等级)

电子记时仪1,2

e

短波收讯机

4-3仪器检验

4.3.1对于经纬仪的检验要求按照JJG414执行。对于经纬仪使用中不涉及的部件检验项目可不作

检验。

4.3.2对于水准器的格值和质量检验按照GB12897-1991的附录B20执行

4.3.3对于经纬仪的附加装置和石英钟应进行如下检测:

71望远镜口镜测微器丝距的测定(见附录D出测前检测一次);

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b)接触测微器隙动差的测定(见附录D每测站检测一次);

c)天文钟的检测(见附录D，出测前检测一次)_

4.3.4用于测定归心元素的钢卷尺每两年送检定场检测一次。

4.3.5作业中对计时仪要经常进行检测，以保证汁时仪正常、可靠，出现故障应送交专门检修部门修

理。

4.4人仪差测定

4.4.1测定一、二等天文点的观测员，每期作业前后须在测区纬度相接近的基本天文点I-测定人仪差

两次人仪差测定相隔时间不应超过一年。新观测员应酌情在一期作业中间加测一次人仪差。

4.4-2人仪差和天文点的经度测定须采用同一方法并用同一仪器进行若作业中调换仪器须重新测定

人仪差

4.4.3、二等天文测量相邻两次人仪差的变动分别不得超过。.04s和。.065

4.4.4测定人仪差时，不允许舍弃测定中误差合乎限差的任一组结果，且只准测一份成果

4.5仪器维护和使用

4.5.1测量仪器是进行天文测量的必要工具，测量员必须精心维护和gF,i..使用，使之经常处F完好状

态，保证天文测量工作的顺利进行仪器需定期保养，及时维修，并及时建立档案，以便记录仪器维护、检

修、检定和使用情况。

4.5-2经纬仪

4.5.2.1仪器装箱时的注意事项:

a)将仪器各部件擦拭干净;当仪器受潮后，应晾干后方可装箱;

b)水平轴轴颈和支架抽承，应涂L高级钟表油，并用软纸包好;

c)测微器、水准器等也应用软纸包扎好，并用线系紧;

dl仪器与箱底的固结螺旋应旋紧，其他螺旋要适当放松;

e)水准器的气室内要保持有一定的空气防止水准管破裂;

E)仪器运输时应旋转基座护套土端的制动环使滚珠轴承停止作用;

9)搬动仪器时不得握拿望远镜、度盘以及仪器基座底壳

4.5.2.2仪器运输中应注意事项:

a)仪器托运时，必须有专人押运，仪器箱或套箱的顶面应贴上“精密仪器”、“小心轻放”、“防潮”、

“防晒”等标签，侧面标记向上的箭头等不能倒置的记号;

b)装车和卸车时，必须有专人在场照顾，搬抬仪器要平拿轻放，以免仪器受剧烈震动和撞击。在任

何情况下，仪器都不能倒置或侧置;

。)利用汽车运输仪器时，仪器箱应装在车身的前部，箱底部应垫一软垫;

d>将仪器升h或降下高标时，必须严格检查绳索、滑车等升降工具及其系结的牢固性。在整个升、

降仪器过程中，必须由专人负责指挥，人员分工明确，动作协调一致，有组织有步骤地进行

4-5-2.3仪器使用中的注意事项:

a)安置仪器时，须将水平轴轴颈和支架轴承擦拭干净，轴颈和轴承可用绸布轻轻擦拭，禁止用手握

轴颈磨光部位为防止轴颈落上灰尘，应给轴颈加盖护罩;

b)调整水准器气泡长度时，切记不得剧烈抖动，以免损坏气室隔板;挂(跨)水准器不使用时，应放

置在仪器箱内;

c)使用固定螺旋时.只需旋至刚好接触时为宜，不要固定过紧.以免仪器受损

4.5.2.4每日观测结束后，应进行下列工作:

a)用毛刷拂去仪器上的灰尘。物镜和目镜的透镜如有露水，可用镜头纸轻轻揩拭.不得用酒精或汽

油擦洗不许用手指触摸透镜表面;

b)将所有微动螺旋拧至螺旋中部位置并用绸布擦拭轴颈且当空气潮湿时，应涂上表油;

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c)安置在观测幕内的仪器，每天观测结束后，应罩上仪器套，并须有人看管如在高标上观测每大

1_作结束后应将仪器装箱，盖卜防雨布并绑在标架上

4.5.3关文钟

a)领取夭文钟时须细心检查，并根据钟的档案资料，详细了解该钟的使用经历作为工作时的冬

考。钟在使用期间必须由观测员亲自维护;

b)迁站时电f-钟内的电池应取出。钟不得托运须由专人随身携带并应特别注意防山受振和快速

转动;搬动钟时要轻拿轻放.并应注意使钟面保持水平

4-5-4电一f-计时仪

计时仪应放在通风干燥的地方，防止受潮;随时防止灰尘或脏物落在计时器内，平时应将计时器故

在保护箱内:使用或运输过程中防止受振;每晚工作结束后要关闭电源

4.5.5收讯机

收讯机和电池应放在干燥通风的地方，防止受潮，并且要防止阳光曝晒，迁站时机内电池应取出_街

雨天应将外接天线接地，以防雷击

5观测方法

5门北极星任意时角法测定方位角

5门.1第一纲要一测回观测程序如下:

a)观测地面日标;

b)沿顺时针方向观测北极星:

c)沿顺时针方向第二次观测北极星;

d)沿顺时针方向第几次观测地面目标;

e)纵转望远镜，沿逆时针方向重复以上操作

5门.2第二纲要，测回观测程序如下:

a)观测地面目标;

b)沿顺时针一方向观测北极星;

c)纵转望远镜，沿顺时针方向第二次观测北极星;

d)沿顺时针方向第二立次观测地面目标;

e)沿逆时针方向重复以上操作。

5.1.3一般情况采用第一纲要，对于DKM3-A经纬仪应采用第二纲要。

5.1.4采用DJ07仪器观测地面目标时，用望远镜目镜测微器的移动丝照准月标三次，每次读记测微

鼓读数然‘后读水平度盘读数。采用其他仪器观测地面目标时，照准一次后读水平度盘读数。

5.1.5采用DJ07仪器观测北极星时.先读记挂(跨)水准器读数;采用第一纲要若在4。以上砚标{

观测时应随即将挂(跨)水准器换置1800;用移动丝照准目标三次并每次记录瞬间的钟面时和测微鼓读

数;然后读记挂(跨)水准器读数，再读水平度盘读数;采用第一纲要若在不超过4m的规标卜或墩标上

观测时应将挂(跨)水准换置1800。采用其他仪器观测北极星时，照准北极星记录瞬间的钟面时，然后读

记照准部水准器气泡两端读数

5.1.6采用DJ07仪器一测回观测中，水准器零点变动对于T4仪器不得大于2.25格，对于DKM3-A

仪器不得大于1.5格，在12m以上高标上观测时对于T4仪器可放宽到3.。格，对于DKM3-A仪器可

放宽到2.。格

5.1了一测回方位角观测值按下式计算

a一Dq一(M}+MR)/2王一(M,一MR)9/P+0.16协Cos内·········……(3)

其巾:g=(CSCZR-CSCZL)/2

P=CSCZL+CSCZR

Gs/T17943--2000

2=arccos(sin介in,5十cos必osacost)

M-=D一arcsin(sintcos8/ssinZ)-}-Vctgz{士(rre一〕o)pc,,CZt

t二15(S一a)

式中:{、一兰、四等可不i卜算的项;

D一一北极星半测回度盘位置观测值;

V一一竖轴倾斜观测值;

!r测微器格值;

。一测微器读数;

P.4-一一地面目标一测回度盘位置观测值;

方北极星盘左位iL;

R一一北极星盘右位置;

S半测回观测北极星时刻的恒星时;

a一半测回北极星的视赤径;

a-一半测回北极星的视赤纬;

0-测站天文纬度(符号说明下同)

5.2南北星中天时角法测定方位角

5.2.1观测恒星选用中天附近的南北星对，其星对应满足如F条件:

a)天顶距应大于150.小于750;

b)cos8/cosZ一般应小于1.5.最大不得大于2;

c)一又寸星的cos司sin"之差的绝对值小于。.5;

d)所有星对的cos8/cosZ之差总和不大于1;

e)相邻两星的赤径差大于12min;

F)恒星距子午圈的角距应不大于2.5';

9)星等不弱于5

5-2.2一测回观测程序如下:

a)观测地面目标;

b)沿顺时针方向观测南(或北)星;

c)沿顺时针方向第二次观测地面目标;

d)纵转望远镜，沿逆时针方向重复以上操作。

5.2.3观测恒星时，应事先按观测星表配置经纬仪，待星进入视场后，读取照准部水准器两端读数.用

十字丝竖丝照准星二次，每次照准同时读记表面时和水平度盘读数，然后再读取照准部读数

5.z.4半测回方位角观测值按下式计算:

a=DA一D+arcsin(sintcos6/sinZ)一Vcrgz···············……(4)

其中:Z=arccos(sin扣inE+cos火osScost)

t=15(S一a)

式中:n南北星半测回度盘位置观测值;

刀*一地面半测回度盘位置观测值;

S-一半测回南北星的恒星时;

。-一半测回南北星的视赤经;

s—半测回南北星的视赤纬

5.3太阳时角法测定方位角

5.3.1选择太阳在Fi出后和F3落前2h内测定方位角

5.3.2一测回观测程序如下:

GB/T17943-2000

a)照准地面目标，读记水平度盘读数;

h)沿顺时针方向照准太阳，使太阳影像位于竖丝的右半部分中央，用竖丝切准太阳的左边缘.连续

切准两次，每次读记表面时和水平度盘读数;

。)纵转望远镜，沿逆时针方向照准太阳.使太阳影像位于竖丝的左半部分中央，用竖丝切准太阳的

右边缘，连续切准两次，每次读记表面时和水平度盘读数;

d)照准地面目标，读记水平度盘读数

5.3.3一测回方位角按下式计算:

“二D、一D+arctg[sint/(sinkos，一tgacos")]···············，··…(5)

且:t二=15(S一a)

式中:D、一测回地面目标度盘位置观测值;

D-一-一测回太阳度盘位置观测值;

a一一测回的太阳视赤经，计算方法见附录F;

a一测回的太阳视赤纬，计算方法见附录F;

S-一一测回的地方恒星时

5.4津格尔法定经度

5.4门观测恒星选用位于同一等高圈的东西星对，其星对应满足如下条件:

a)星对的天顶距在20*-55。之间，特殊地区可放宽到600;

b)一星对东、西星方位角分别在2450^2950和65一115。范围内;

。)相邻两星对的时间间隔，以星对中央时刻为准应不小于7min，采用电磁水准器可缩短至6min;

d>星等般·不弱于5等。

5.4.2观测限差和条件按表5执行。

表5津格尔法观测经度限差和条件

项目一等几等三等四等超限处理办法

厂份

点观测星对数)36163

干一一

人仪差观测星对数〕4836

每星对经度互差落50.30.50.81.0舍去超限星对

竖轴倾斜变化抓，格66校正仪器

气泡长度变化成，格0.40.4重新观测

5-4.3一对星的观测程序如下:

a)按观测星对的平均天顶距及东(或西)星的方位角安置好经纬仪，并使横轴水准器气泡精确

居中;

b>设置好记时设备，准备记录时刻;

c)待星进入视场后，一、二等天文观测要求读记横轴水准器读数。当星进入观测区后一、二等天文

观测时用移动丝跟踪平分星象记录时刻，三、四等天文观测时读记星在竖丝附近经过水平丝的时刻;

d)旋转照准部按上述方法观测第二颗星。

5,4-4一组星的观测程序应按照东星、西星、西星、东星或相反的次序交替进行。

5.4.5一对星的夭文经度观测值按下式计算:

又=a+n一1n{十s。十S,}+改、一S}.··················……(s)

其中:(a}+a.)/2

n:=arcrg(tg仇gectgt)

n=arcsin(tg扒gacosm/sint)

￡一(占w一8E)/2

GB/T17943--2000

=(a+aw)/2

二15仁(-E--w)/2十(X、一XE)/2]

a。二士(iw-iE)T'/(60cosOsinAw)(小分划在近物镜端时为+，反之为一)

a=一MxsinZ/(2cos奔intwcos氏)

民=0.021'cosz

Z=arccos(sin"sinaw+cos六Osawcostw)

tw=15(S,+A'一4w一2'"")

式中:aF.4w—东西星视赤经;

6E.aw—东西星视赤纬;

XEIXW_-一东西星表面时;

0测站纬度;

X测站近似经度;

r0—水准器格值;

re,tw东西星水准器左右气泡读数和;

Mx—接触测微器隙动差;

凡—表面时刻(X:十Xw)/2时的格林尼治恒星时;

{}—三、四等夭文测量可不计算的改正项

55东西星高度法测定经度

5.5.1采用此法进行四等天文观测时每测站至少观测的东西星对数:DJl为2对星，DJ2为3对星星‘

对经度互差应小于1.0s，其星对应满足如下条件:

a)一星对的天顶距应小于750，且尽量相等;

b)东、西星方位角分别在2400.3000和600--1200范围内;

c)星等应不弱于五等

5.5.2一对星观测程序如下。

a)按照观测东(或西)星的天顶距和方位角.安置好经纬仪，并读记气温和气压;

b)照准东(或西)星三次，同时每次读记表面时和竖盘读数;

c)纵转望远镜，操作如b);

d)读记气温和气压;

e)观测西(或东)星，重复以上操作

55.3一颗星的天文经度观测值按下式计算:

d‘a十t一Sw··························……(7)

t=arccos巨(cost一，in"sin8)/(cos六osa)]/15

其中:Z=Z'+R

式中。—恒星视赤经;

S一恒星视赤纬;

Z'一颗星的夭顶距平均观测值;

R-一蒙气差改正数;

S、一一颗星平均观测时刻的格林尼治恒星时;

0--测站纬度

5.6太阳高度法测定经度或纬度

5.6下选择太阳天顶距不大于75。的卯酉圈附近测定经度;在子午圈左右各1.5h内测定纬度

5.6.2采用此法进行四等天文观测至少采用的测回数DJ1为a,DJ2为60测定经度时上F午时段应

GB/T17943一2000

尽量对称

5.6.