测量学绪论
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测量学-第一章-绪论
工程测量
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统 1.3.4 平面直角坐标系
当测区的范围较小时，可以把测区球面当作平面处 理，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直 角坐标来表示。平面直角坐标原点一般选在测区西南方， 以该测区子午线方向(真子午线或磁子午线)为x轴，北方 向为正。y轴与x轴垂直，东方向为正。
“1954北京坐标系”：1954年，通过与前苏联1942年普 尔科沃坐标系联测，经我国东北传算过来的坐标系称 “1954北京坐标系”(Beijing geodetic coordinate system 1954)，其大地原点位于前苏联列宁格勒天文台中央。
“1980西安坐标系”：1980年， 我国以陕西省泾阳县永 乐镇大地原点(geodetic origin)为起算点，由此建立的大地坐 标系，称为“1980西安坐标系”(Xian geodetic coordinate system 1980)，简称80系或西安系。
3°带 是在6°带基础上划分的，从1°30′起，其中央子午线在奇数带时
与6°带中央子午线重合，每隔3°为一带，共120带，各带中央子午线经度为：
各带中央子午线经度(L03)按下式计算：
L30 3n'
(1-5)
已知某点大地经度L，可按下式计算所属的带号：
n' L 1.5 (的整数商)+1(有余数时) 3
③离开赤道的纬线是弧线， 凸向赤道。
工程测量
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统
1.3.3 高斯平面直角坐标系
高斯投影可将椭球面变成平面，但离开中央子午线越远变形越 大，这种变形将会影响测图和施工的精度。为对长度变形加以控 制，测量中采用限制投影宽度的方法——分带投影。投影带宽以 相邻两子午线的经差i来划分。有6°、3°带等不同投影方法。
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统 1.3.4 平面直角坐标系
当测区的范围较小时，可以把测区球面当作平面处 理，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直 角坐标来表示。平面直角坐标原点一般选在测区西南方， 以该测区子午线方向(真子午线或磁子午线)为x轴，北方 向为正。y轴与x轴垂直，东方向为正。
“1954北京坐标系”：1954年，通过与前苏联1942年普 尔科沃坐标系联测，经我国东北传算过来的坐标系称 “1954北京坐标系”(Beijing geodetic coordinate system 1954)，其大地原点位于前苏联列宁格勒天文台中央。
“1980西安坐标系”：1980年， 我国以陕西省泾阳县永 乐镇大地原点(geodetic origin)为起算点，由此建立的大地坐 标系，称为“1980西安坐标系”(Xian geodetic coordinate system 1980)，简称80系或西安系。
3°带 是在6°带基础上划分的，从1°30′起，其中央子午线在奇数带时
与6°带中央子午线重合，每隔3°为一带，共120带，各带中央子午线经度为：
各带中央子午线经度(L03)按下式计算：
L30 3n'
(1-5)
已知某点大地经度L，可按下式计算所属的带号：
n' L 1.5 (的整数商)+1(有余数时) 3
③离开赤道的纬线是弧线， 凸向赤道。
工程测量
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统
1.3.3 高斯平面直角坐标系
高斯投影可将椭球面变成平面，但离开中央子午线越远变形越 大，这种变形将会影响测图和施工的精度。为对长度变形加以控 制，测量中采用限制投影宽度的方法——分带投影。投影带宽以 相邻两子午线的经差i来划分。有6°、3°带等不同投影方法。
测量学第一章绪论
°
°
°
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14
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19
20
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84
90
96
102° 108° 114° 120°
°
°
°
°
27
29
31
33
35
37
39
图1-6 高斯平面直角坐标系6˚带投影与3˚带投影的关系
我国境内6°带号在13~23之间， 3°带号在24~45之间，根据y坐标前 的带号便可区分是那一种分带方式。
第二节 地面点位的确定
（2）测设 测设是指将设计图纸上规划设计好的建筑物位置，在实 地标定出来，作为施工的依据。
二、土木工程测量的任务
土木工程测量是测量学的一个组成部分。它是研究土木工程 在勘测设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的理论、 技术和方法的学科。它的主要任务是：
（1）测绘大比例尺地形图、纵断图和横断图。 （2）用图。设计阶段、城市规划、城镇建设等。 （3）建筑物的施工测量。（放样） （3）建筑物的变形观测。
第三节 用水平面代替水准面的限度
当测区范围较小时，可以把水准面看作水平面。探讨用水平面代替 水准面对距离、角度和高差的影响，以便给出限制水平面代替水 准面的限度。
B
一、对距离的影响
如 图 1-10 所 示 ， 地 面 上 A、B两点在大地水准面 上的投影点是a、b，用 过a点的水平面代替大 地水准面，则B点在水 平面上的投影为b′。
以不同的面积P代入式（1-11），可求出球面角超值，如表1-2所示。
第三节 用水平面代替水准面的限度
表1-2 水平面代替水准面的水平角误差
球面多边形面积P/km2
测量学 第1章绪论
1、测量学的定义
它是研究地球的形状、大小以及地 球表面各种形态的科学。
主要任务： 确定地球的形状和大小 确定地面点的位置和高程 测绘地面地形图
2、测量学分类
大地测量学
测
地形测量学
量
学
的
摄影测量与遥感
分
类
工程测量学
地图制图学
大地测量学
是“测定和描绘地球表面的科学”
在广大区域建立国家大地控制网，测定地球形状、 大小、重力场及其变化的技术方法的学科。
大地测量学--GPS
地形测量学
研究小区域内地表各类物体形状和大小， 将小区域内地物和地面起伏按一定比例缩 小后，绘制成平面图或地形图的学科。
摄影测量与遥感
对非接触传感器获取的影像和数字表达的记 录进行量测和解译的过程。是影像信息的获 取，处理，提取和成果表达的一门信息科学。
原始影像
处理后的影像
地图制图学（续）
3、测量的基准线和基准面
外业：铅垂线和大地水准面
内业：法线和参考椭球面
N
P地球表面
P0
R
参考椭球面
W
E
大地水准面
S
4、地面上点位的表示方法
坐标
高程
地理坐标
绝对高程
高斯平面直角坐标 相对高程
平面直角坐标
（1）投影的基本概念
N
高
N
斯
|
克
W
E
吕
格
S
投 投影的基本条件：
S
影 1、中央子午线的投影为直线而且是投影的对称轴。
教学内容
第一部分（第1章）
测量学的基本概念和基本知识
第二部分（第2-4章）
测量学绪论
第01章 绪论
第一节 概述
三、测量学与相邻课程的关系
• 大地测量学是测量学的理论基础：几何大地测量中的椭球 体，国家控制网；大地水准面、重力异常、垂线偏差；卫 星轨道运动、GPS定位原理。
• 地图制图学：国家中、小比例尺的地形图系列；建立工程 或专题信息系统，数字或电子地图；
• 摄影测量与遥感：城市基本图、道路带状地形图测绘；
• 四大发明之一的指南针，从司南、指南鱼算起，有二千多 年的历史。对矿山测量和其它工程勘测有很大的贡献。
第01章 绪论
第一节 概述
• 在测量学的发展也受到了战争的促进。公元前210年秦始 皇修建的“堑山堙谷，千八百里”直道，古罗马构筑的兵 道，以及公元前218年欧洲修建的通向意大利的“汉尼拨 通道”等，都是著名的军用道路。
o
x
Ⅲ
Ⅳ
o
y
Ⅲ
Ⅱ
第01章 绪论
第二节 地面点位的确定
➢高程
1、地面点的高程： 地面点到某一高程基准面的垂直距离。 大地高H大：地面点沿法线到椭球体面的距离。 海拔高H海：地面点沿铅垂线到大地水准面的距离，也称绝
对高程，常简化用H表示。 相对高程： 地面点到某一假定水准面的垂直距离， 也称假定高程
2、高差：地面上两点间的高程之差，用h表示。
二、测量工作的基本原则
内容：由整体到局部，先控制后碎部，从高级到低级 步步有检核
作用：减少误差积累，加快测量速度
三、测量的基本工作
距离测量、角度测量、高差测量
四、测量工作的基本步骤
技术设计、控制测量、碎部测量、检查验收
地面点位是用坐标和高程表示的。
坐标 地理坐标、独立平面直角坐标系、高斯平直角坐标系。
高程 绝对高程（海拔）、相对高程（假定高程）
《测量学》复习资料
《测量学》复习资料第一章绪论1.测量学：就是研究地球的形状与大小以及确定地面点位置的学科。
2.测量学的任务：测图、测设、用图。
3.测量学的作用：测量在国民经济、国防和科学研究中起着重要作用。
4.测图：也称测绘，就是使用测量仪器和工具，将测区内的地物和地貌缩绘成地形图，供规划设计、工程建设和国防建设使用。
5.测设：也称放样、标定，就是把图上设计好的建筑物和构筑物的位置标定到实地去，作为施工的依据。
6.用图：指识别和使用地形图的知识、方法和技能。
7.铅垂线：重力的方向线。
是测量工作的基准线。
8.水准面：海洋或湖泊的水面在静止时的表面。
9.水平面：与水准面相切的平面。
10.大地水准面：与平均海水面相吻合的水准面。
是测量工作的基准面。
11.大地体：大地水准面所包围的地球形体。
12.参考椭球：旋转椭球面所包围的球体。
长半径a =6378143 m；短半径b =6356758 m；扁率f= a-b/a=1:298.25513.高斯投影规律：1中央子午线投影后为直线，长度不变，其他子午线为对称且凹向中央子午线的曲线。
2赤道投影后为直线，与中央子午线正交，其他纬线为对称且凸向赤道的曲线。
3经纬线保持正交，投影后无角度变形。
14.高斯平面直角坐标系的建立：X轴：中央经线；Y轴：赤道；原点：交点。
通用坐标：Y=带号＋y(自然) + 500000 m15.高斯坐标系与数学坐标系的异同：坐标轴不同；坐标象限不同；方位角的起算基准不同。
16.相对高程：地面点沿铅垂线到假定水准面的距离。
17.绝对高程：地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。
18.高差：地面上任意两点之间的高程之差。
后视-前视。
Hab=a-b（负，a高）19.1956年黄海高程系统H水准原点＝72.289 m20.1985年国家高程基准H水准原点＝72.2604 m21.测量工作的基本内容：距离测量、角度测量、高程测量、制图。
22.测量工作的原则：由高级到低级、先控制后碎部；步步有检核。
测量学--绪论 ppt课件
ppt课件
10
第四节 水平面代替水准面的限度
大地水准面为球面，而本课程是小面积测量，为了简化计算， 因此用水平面代替水准面的，那么必然产生误差。实际中，误差 只要在测量和制图的容许范围内，其影响可以忽略不计。
一、对距离的影响 一般测量工作中，在半径为 25Km的范围内，用水平面代 替水准面的距离误差可忽略 不计。
水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点0，称 为水准管零点。通过零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。
ppt课件 21
微倾式水准仪在水准管的上方安装一组符合棱镜，通过符合棱 镜的反射作用，使气泡两端的像反映在望远镜旁的符合气泡观察窗 中。若气泡两端的半像吻合时，就表示气泡居中。若气泡的半像错 开，则表示气泡不居中，这时，应转动微倾螺旋，使气泡的半像吻 合。
14
第六节 测量相关概念
一、地图类型 1、平面图：将地表面的地物轮廓沿铅垂线方向投影到平面上， 按一定比例缩绘成与实地相似的图。 2、地形图：在图上不仅表示出了测区内地物的平面位置，而 且还用等高线表示出测区的地貌。 3、地图：将大面积地区或整个地球表面绘制成图时，必须考 虑地球曲线率的影响，采用特殊的投影方法，这种方法得到的 描绘大面积地区形状和大小的图称为地图。 二、比例尺 比例尺：地形图上任意一线段的长度与地面上相应线段的实 际水平长度之比，称为地形图的比例尺。
3、地理信息系统（GIS）：是以采集、存储、描述、检索、 分析和应用与空间位置有关的相应属性信息的计算机系统， 它是集计算机、地理、测绘、环境科学、空间技术、信息科 学、管理科学、网络技术、现代通讯技术、多媒体技术为一 体的多学科综合而成的新兴学科。
ppt课件 8
第三节 地面点的确定
一、地球的形状和大小 地球是一个表面覆盖71%的水，起伏不平的三轴椭球体。 大地水准面：自由静止的平均海水面延伸到大陆、岛屿 内而形成的闭合曲面。 水平面：与水准面相切的平面。 大地体：由大地水准面所包围的地球形体。 参考椭球面： 接近大地水准面，可 用数学式表示的椭球面来 作为测量计算工作基准面。 可近似地把地球椭球作为 圆球，其半径为6371km。
测量学-第一章 绪论
• 短轴平行于地轴
– 定位
• 大地水准面与椭球体最接近 • 单点定位：大地原点参考椭球面和大地水准面相切，
法线和垂线重合。
北纬34°32′27.00″东经108°55′25.00″。
地球
大地体
大地水准面
大地水准面和铅垂线 是测量工作的基准面 和基准线
参考椭球
参考椭球面
参考椭球面和法线测量 内业计算的基准面和基 准线
• 施工阶段：把线路和各种建筑物正确的测设到 地面上。
• 竣工测量：对建筑物进行竣工测量。（是否符 合设计的要求）
• 运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。 • 变形观测：为安全运营，防止灾害进行变形测
量。
§1.2 测量学的发展概况
世界最早的地图
公元前3200年古埃及绘在苇草上的金矿图
陶片上的古巴比伦
§1.3.2 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度（
） ,
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面：参考椭球面 – 基准线：法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置，用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B，表示。
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。
– 定位
• 大地水准面与椭球体最接近 • 单点定位：大地原点参考椭球面和大地水准面相切，
法线和垂线重合。
北纬34°32′27.00″东经108°55′25.00″。
地球
大地体
大地水准面
大地水准面和铅垂线 是测量工作的基准面 和基准线
参考椭球
参考椭球面
参考椭球面和法线测量 内业计算的基准面和基 准线
• 施工阶段：把线路和各种建筑物正确的测设到 地面上。
• 竣工测量：对建筑物进行竣工测量。（是否符 合设计的要求）
• 运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。 • 变形观测：为安全运营，防止灾害进行变形测
量。
§1.2 测量学的发展概况
世界最早的地图
公元前3200年古埃及绘在苇草上的金矿图
陶片上的古巴比伦
§1.3.2 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度（
） ,
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面：参考椭球面 – 基准线：法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置，用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B，表示。
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。
测量学-绪论
4、参考椭球体及参考椭球面
参考椭球面：参考椭球体外表面，是球面坐 标系的基准面。 旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α 决定。我国目前采用的参考椭球体的参数为： 长半轴 a= 6378140m 短半轴 b= 6356755.3m 测量精度要求不高时，可把地球看作圆球， 其平均半径 R =6371km。
数学上的平面直角坐标
第二节 测图比例尺及其精度
一、比例尺的概念 图上线段的长度与相应实地水平距离 之比，称为图的比例尺。 二、比例尺的种类与使用 （1）数字比例尺——用1/M表示。如 1500，1 1000，1 5000，·· ·· ·· M为比例尺分母。M越大，比例尺越小。 （2）图示比例尺——绘制于图上，可 消除图纸伸缩的影响。
绪 论
Shanghai Vocational and Technical College of Agriculture and Forestry
第一章 制图基础 第一节 绘图工具及使用方法
丁字尺主要用画水平线，并且只能沿尺身上 侧画线。作图时，左手把住尺头，使它始终紧靠 图板左侧，然后上下移动丁字尺，直至工作边对 准要画线的地方，再从左向右画水平线。画较长 的水平线时，可把左手滑过来按住尺身，以防止 尺尾翘起和尺身摆动（图1-2）。
1# 0#
2#
450
600 1200
Shanghai Vocational and Technical College of Agriculture and Forestry
900
第一章 制图基础 第一节 绘图工具及使用方法
二、丁字尺
丁字尺由相互垂直的尺头和尺身组成。尺身 要牢固地连接在尺头上，尺头的内侧面必须平直， 用时应紧靠图板的左侧——导边（图1-1） 。在 画同一张图纸时，尺头不可以在图板的其它边滑 动，以避免图板各边不成直角时，画出的线不准 确。丁字尺的尺身工作边必须平直光滑，不可用 丁字尺击物和用刀片沿尺身工作边裁纸。丁字尺 用完后，宜竖直挂起来，以避免尺身弯曲变形或 折断。
测量学 第一章 测量学绪论
（4）除赤道外的其余纬线，投影
后为凸向赤道的曲线，并以 赤道为对称轴。
平行圈
（5）经线与纬线投影后仍然保持
正交。
赤道
O
y
（6）离中央子午线愈远，长度变 子午线
形愈大。
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进 行投影分带。
6º带自首子午线开始，按6º的 经差自西向东分成60个带。
3º带自1.5 º开始，按3º的经差 自西向东分成120个带。
几何形体，作为地球的参考形状和大小。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
G
大地水 准面
三、地面点位的确定（X Y H）
地面点位的确定
高程 地理坐标
天文坐标
大地坐标
坐标
高斯平面直角坐标
平面直角坐标
独立平面直角坐标
例： 有一国家控制点的坐标: x=3102467.280m ,y=19367622．380m， （1）该点位于6˚ 带的第几带？ （第19带） （2）该带中央子午线经度是多少？ （L。=6º×19-3º=111˚） （3）该点在中央子午线的哪一侧？
（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）
（距中央子午线132377.620m，距赤道310状相关概念
1、地球自然形体：是一个不规则的几何体，海洋面积约占地
球表面的71%。
2、水准面：静止的水面。
3、大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛
屿延伸所形成的闭合曲面。 4、大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形
后为凸向赤道的曲线，并以 赤道为对称轴。
平行圈
（5）经线与纬线投影后仍然保持
正交。
赤道
O
y
（6）离中央子午线愈远，长度变 子午线
形愈大。
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进 行投影分带。
6º带自首子午线开始，按6º的 经差自西向东分成60个带。
3º带自1.5 º开始，按3º的经差 自西向东分成120个带。
几何形体，作为地球的参考形状和大小。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
G
大地水 准面
三、地面点位的确定（X Y H）
地面点位的确定
高程 地理坐标
天文坐标
大地坐标
坐标
高斯平面直角坐标
平面直角坐标
独立平面直角坐标
例： 有一国家控制点的坐标: x=3102467.280m ,y=19367622．380m， （1）该点位于6˚ 带的第几带？ （第19带） （2）该带中央子午线经度是多少？ （L。=6º×19-3º=111˚） （3）该点在中央子午线的哪一侧？
（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）
（距中央子午线132377.620m，距赤道310状相关概念
1、地球自然形体：是一个不规则的几何体，海洋面积约占地
球表面的71%。
2、水准面：静止的水面。
3、大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛
屿延伸所形成的闭合曲面。 4、大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形
测量学绪论
椭球面
W
E
大地水准面
S
大地水准面是有微小起伏的、不规则的、很难用数学方程表示的复 杂曲面。 将地球表面上的物体投影到大地水准面上，计算起来非常困难。 通常选择一个与大地水准面非常接近的、能用数学方程表示的椭球 面作为投影的基准面，这个椭球面是由椭圆NESW绕其短轴NS旋转而 成的旋转椭球面，称为参考椭球(reference ellipsoid)，其表面 称为参考椭球面。 由于参考椭球的扁率很小，当测区范围不大时，可以将参考椭球看 作半径为6371km的圆球。
(1) 国家高程系统
–我国境内所测定的高程点是以青岛验潮站历年观测的黄海平均海水面为基准 面，并于1954年在青岛市观象山建立了水准原点(leveling origin)，通过水 准测量的方法将验潮站确定的高程零点引测到水准原点，也即求出水准原点的 高程。
–新中国成立后，1956年我国采用青岛验潮站1950年-1956年7年的潮汐记录资 料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m，以这个大地 水准面为高程基准建立的高程系称为“1956年黄海高程系”(Huanghai height system 1956)，简称“56黄海系”。 –80年代，我国又采用青岛验潮站1953年~1977年25年的潮汐记录资料推算出 的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.260m，以这个大地水准面为 高程基准建立的高程系称为“1985国家高程基准”(Chinese height datum 1985)，简称“85高程基准”。 –在水准原点，85高程基准使用的大地水准面比56黄海系使用的大地水准面高 出0.029m。 (2) 城市高程系统的选择 –《城市测量规范》规定，一个城市只应采用一个统一的高程系统。城市高程 系统应采用1985国家高程基准或沿用1956年黄海高程系统，在远离国家水准点 的新设城市或在改造旧有水准网因高程变动而影响使用时，经上级行政主管部 门批准后，可暂时建立或用地方高程系统，但应争取条件归算到 1985国家高程 基准上来。广东省假定珠江的平均海水面比黄海的平均海水面高0.586m.
W
E
大地水准面
S
大地水准面是有微小起伏的、不规则的、很难用数学方程表示的复 杂曲面。 将地球表面上的物体投影到大地水准面上，计算起来非常困难。 通常选择一个与大地水准面非常接近的、能用数学方程表示的椭球 面作为投影的基准面，这个椭球面是由椭圆NESW绕其短轴NS旋转而 成的旋转椭球面，称为参考椭球(reference ellipsoid)，其表面 称为参考椭球面。 由于参考椭球的扁率很小，当测区范围不大时，可以将参考椭球看 作半径为6371km的圆球。
(1) 国家高程系统
–我国境内所测定的高程点是以青岛验潮站历年观测的黄海平均海水面为基准 面，并于1954年在青岛市观象山建立了水准原点(leveling origin)，通过水 准测量的方法将验潮站确定的高程零点引测到水准原点，也即求出水准原点的 高程。
–新中国成立后，1956年我国采用青岛验潮站1950年-1956年7年的潮汐记录资 料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m，以这个大地 水准面为高程基准建立的高程系称为“1956年黄海高程系”(Huanghai height system 1956)，简称“56黄海系”。 –80年代，我国又采用青岛验潮站1953年~1977年25年的潮汐记录资料推算出 的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.260m，以这个大地水准面为 高程基准建立的高程系称为“1985国家高程基准”(Chinese height datum 1985)，简称“85高程基准”。 –在水准原点，85高程基准使用的大地水准面比56黄海系使用的大地水准面高 出0.029m。 (2) 城市高程系统的选择 –《城市测量规范》规定，一个城市只应采用一个统一的高程系统。城市高程 系统应采用1985国家高程基准或沿用1956年黄海高程系统，在远离国家水准点 的新设城市或在改造旧有水准网因高程变动而影响使用时，经上级行政主管部 门批准后，可暂时建立或用地方高程系统，但应争取条件归算到 1985国家高程 基准上来。广东省假定珠江的平均海水面比黄海的平均海水面高0.586m.
测量学_绪论教案模板范文
课时：1课时教学目标：1. 了解测量学的定义、发展历程和在我国的应用。
2. 掌握测量学的分类和基本原理。
3. 培养学生对测量学的兴趣，提高学生的实践操作能力。
教学重点：1. 测量学的定义和发展历程。
2. 测量学的分类和基本原理。
教学难点：1. 测量学的分类和基本原理的理解。
2. 测量学的实际应用。
教学过程：一、导入1. 教师通过提问引导学生思考：什么是测量？测量在我们生活中有哪些应用？2. 学生回答问题，教师总结并引入课题。
二、新课讲授1. 测量学的定义（1）教师讲解测量学的定义：测量学是研究测量理论、测量方法和测量技术的科学。
（2）举例说明测量学的应用，如工程测量、大地测量、摄影测量等。
2. 测量学的发展历程（1）教师简要介绍测量学的发展历程，从古代的测量工具到现代的测量仪器。
（2）重点讲解我国测量学的发展历程，如古代的测量工具、明清时期的测量技术等。
3. 测量学的分类（1）教师讲解测量学的分类，包括工程测量、大地测量、摄影测量等。
（2）举例说明各类测量学的应用。
4. 测量学的基本原理（1）教师讲解测量学的基本原理，如测量误差、测量精度、测量方法等。
（2）举例说明基本原理在实际测量中的应用。
三、课堂练习1. 教师提出与测量学相关的问题，让学生进行思考和分析。
2. 学生回答问题，教师点评并总结。
四、总结与作业1. 教师对本节课的内容进行总结，强调重点和难点。
2. 布置作业：查阅资料，了解测量学在某一领域的应用。
教学反思：1. 本节课通过导入、新课讲授、课堂练习和总结与作业等环节，使学生对测量学有了初步的认识。
2. 在教学中，教师应注重启发式教学，引导学生主动思考，提高学生的实践操作能力。
3. 在今后的教学中，应进一步加强对测量学原理和应用的教学，提高学生的综合素质。
测量学课件 第一章 绪论
第一章绪论第一节工程测量的任务和作用第二节地面点位的确定第三节测量三要素第四节用水平面代替水准面的限度第五节测量工作概述exit第一节工程测量的任务和作用一、测量学的一般概念测量学(Surveying)是测定地面点的空间位置，将地球表面地形和其它地理信息测绘成图，研究并确定地球形状和大小的科学。
工程测量是研究工程建设在勘测设计、施工过程和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
主要内容有：工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形观测和维修养护测量等。
第一节工程测量的任务和作用二、工程测量的任务和作用•测量学将地表物体分为地物和地貌,地物和地貌总称为地形(landform) 。
•地物(feature)：地面上天然或人工形成的物体，它包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等；•地貌(geomorphy)：地表高低起伏的形态，它包括山地、丘陵和平原等。
• 1.测定(location)：使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地图。
• 2. 测设(setting-out)：将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。
•测绘科学在建筑类各专业的工作中有着广泛的应用。
例如：勘测设计、施工、竣工测量和对重要建筑物进行变形观测等。
第一节工程测量的任务和作用三、测量在国民经济建设中的应用1)城市规划、给排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设•①设计阶段——测绘各种比例尺地形图，供结构物平面及竖向设计使用；•②施工阶段——将设计建构物的平面位置•和高程在实地标定出来，作为施工的依据；•③工程完工后——测绘竣工图，供日后扩建、•改建、维修和城市管理用；•对某些重要建构筑物在建设中和建成后进行•变形观测，保证建筑物安全。
第一节工程测量的任务和作用2) 铁路、公路建设的测量工作①测绘路线附近地形图，在地形图上设计路线，将设计路线位置标定到地面。
测量学第1章 绪论
传统测量学的主要任务：测定和测设。
测定 ： 地面地物、地貌
地形图
测设： 设计图上建筑物、构筑物
地面定位
1.1 测量学的任务与作用
1.1.4 测量学的作用
测绘发展 设备：机械— 光学仪器 — 电子、数字仪器 —卫星测绘 技术：常规测绘 ——3S技术(RS,GIS,GPS) —— 数字地球
机械经纬仪 光学经纬仪 全站仪
板块运动和地震监测
大型加速器长达几十千米， 磁铁的安装定位精度高达 0.1~0.15mm。
1.1.4 测量学的作用
四、在日常生活中的应用
车辆导航管理
1.2 地球的形状和大小
1.2.1 地球的形状
地球是一个两极略扁，半径R=6731Km的近似球 体，其表面不规则，且陆地占29％，海洋占71％。 水准面 假设静止的海水面向 陆地延伸，直到包围整个地球， 此时所形成的连续封闭曲面称为 水准面。 我们把其中与平均海水面重合 的水准面称为大地水准面
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 6º带自首子午线开始按6º的经差自西向东分成60个带。 3º带自1.5 º开始按3º的经差自西向东分成120个带。
1.3.2 高斯—克吕格平面直角坐标系
带号与中央子午线的经度计算 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各 带中央子午线经度与带号的关系是：
1.1 测量学的任务与作用 1.1.1 测量学的概念 测量学属地学范畴，是研究地球的形状和大小，确定点的空 间位置，并将地球表面的地物、地貌等信息测绘成图的科学。
测量学
测绘学
制图学
研究对实体（包括地球整体、表面以及外层空间各种自 然和人造物体）中与地理空间分布有关的各种几何、物理、 人文及其随时间变化的信息的采集、处理、管理、更新和利
测定 ： 地面地物、地貌
地形图
测设： 设计图上建筑物、构筑物
地面定位
1.1 测量学的任务与作用
1.1.4 测量学的作用
测绘发展 设备：机械— 光学仪器 — 电子、数字仪器 —卫星测绘 技术：常规测绘 ——3S技术(RS,GIS,GPS) —— 数字地球
机械经纬仪 光学经纬仪 全站仪
板块运动和地震监测
大型加速器长达几十千米， 磁铁的安装定位精度高达 0.1~0.15mm。
1.1.4 测量学的作用
四、在日常生活中的应用
车辆导航管理
1.2 地球的形状和大小
1.2.1 地球的形状
地球是一个两极略扁，半径R=6731Km的近似球 体，其表面不规则，且陆地占29％，海洋占71％。 水准面 假设静止的海水面向 陆地延伸，直到包围整个地球， 此时所形成的连续封闭曲面称为 水准面。 我们把其中与平均海水面重合 的水准面称为大地水准面
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 6º带自首子午线开始按6º的经差自西向东分成60个带。 3º带自1.5 º开始按3º的经差自西向东分成120个带。
1.3.2 高斯—克吕格平面直角坐标系
带号与中央子午线的经度计算 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各 带中央子午线经度与带号的关系是：
1.1 测量学的任务与作用 1.1.1 测量学的概念 测量学属地学范畴，是研究地球的形状和大小，确定点的空 间位置，并将地球表面的地物、地貌等信息测绘成图的科学。
测量学
测绘学
制图学
研究对实体（包括地球整体、表面以及外层空间各种自 然和人造物体）中与地理空间分布有关的各种几何、物理、 人文及其随时间变化的信息的采集、处理、管理、更新和利
测量学第一章绪论
天文纬度
某点天顶方向与天球赤道面的夹角
在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标
地图与测量 第1章 绪 论
三、大地坐标 —— 地面点在参考椭球面上的位置
法线 在参考椭球面上过某一个点作一个 与椭球体相切的平面，再通过这个 点所作的垂直于这个平面的直线 通过椭球旋转轴和地球上任意一点的平面 通过格林尼治天文台的子午面 子午面与椭球面的交线，也称作经线或经圈 起始子午面与椭球面的交线 垂直于旋转轴的平面与椭球面的交线
地图 投影 按照一定的数学法则，将参考椭球面上的经 纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标 与地图上相对应点位的平面直角坐标或平面 极坐标间，建立起一一对应的函数关系 长度 投影 变形 角度 面积
变形性质 分 类
等角投影 等面积投影 任意投影
高斯——克吕格投影 高斯——克吕格投影
地图与测量 第1章 绪 论
技术设计 在全测区内选择有控制意义且密度较小 的点，组成整体控制网，各控制点的位 置用精密仪器和相应方法测定 在控制测量的基础上测定碎部点的工作
控制测量
碎部测量
检查验收
地貌、地物的特征点、拐点
地面上高低起伏的形态
地图与测量 第1章 绪 论
地面上固定性的物体
地图与测量 第1章 绪 论
平面控制测量 控制测量 高程控制测量 利用仪器在野外测出控制点 之间或控制点与碎部点之间 的距离、角度、高差，从而 确定点的位置的工作 将外业成果在室内进行整理 、计算和绘制成图的工作
测设
地面
测定
地图
规划设计图
测设
地面
地图与测量 第1章 绪 论
地图与测量 第1章 绪 论
地图与测量 第1章 绪 论
§2
测量学绪论分解课件
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
测量学绪论分解课件
目录
CONTENTS
• 测量学概述 • 测量基础知识 • 测量技术与方法 • 测量数据处理与分析 • 测量仪器与设备 • 测量工程实践与应用
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
测量学概述
测量学的定义与分类
测量学的定义
测量学是研究测量原理、方法和 技术的一门学科，涉及到长度、 角度、距离、位置、高程、重力 等物理量的测量。
测量学的分类
根据测量对象的不同，测量学可 以分为几何测量学、工程测量学 、大地测量学、海洋测量学等分 支学科。
测量学的应用领域
01
工程建设领域
在各类工程建设中，需要进行施工前后的地形测绘、施工过程中的安装
详细描述
坐标测量通常使用全站仪、GPS等工具进行，其中全站仪能 够通过建立坐标系来精确地测量出地面点的坐标，而GPS则 能通过卫星定位技术快速准确地获取地面点的坐标信息。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
测量数据处理与分析
数据处理的基本概念与流程
数据处理的基本概念
来验证理论预言。
测量学的发展历程
古代测量学
古代的测量主要用于土地测量、建筑和道路建设等领域， 如古埃及金字塔的建设、中国长城的修建等。
近代测量学
随着科学技术的发展，尤其是光学、电磁学和计算机技术 的进步，近代测量学逐渐形成了以卫星定位技术、激光雷 达和摄影测量等为代表的现代测量技术。
现代测量学
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
测量学绪论分解课件
目录
CONTENTS
• 测量学概述 • 测量基础知识 • 测量技术与方法 • 测量数据处理与分析 • 测量仪器与设备 • 测量工程实践与应用
REPORT
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ANALYSIS
SUMMAR Y
01
测量学概述
测量学的定义与分类
测量学的定义
测量学是研究测量原理、方法和 技术的一门学科，涉及到长度、 角度、距离、位置、高程、重力 等物理量的测量。
测量学的分类
根据测量对象的不同，测量学可 以分为几何测量学、工程测量学 、大地测量学、海洋测量学等分 支学科。
测量学的应用领域
01
工程建设领域
在各类工程建设中，需要进行施工前后的地形测绘、施工过程中的安装
详细描述
坐标测量通常使用全站仪、GPS等工具进行，其中全站仪能 够通过建立坐标系来精确地测量出地面点的坐标，而GPS则 能通过卫星定位技术快速准确地获取地面点的坐标信息。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
测量数据处理与分析
数据处理的基本概念与流程
数据处理的基本概念
来验证理论预言。
测量学的发展历程
古代测量学
古代的测量主要用于土地测量、建筑和道路建设等领域， 如古埃及金字塔的建设、中国长城的修建等。
近代测量学
随着科学技术的发展，尤其是光学、电磁学和计算机技术 的进步，近代测量学逐渐形成了以卫星定位技术、激光雷 达和摄影测量等为代表的现代测量技术。
现代测量学
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珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程8844.43 米。 参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程 测量精度±0.21米；峰顶冰雪深度3.50米。
二零零五年十月九日
（一）有关概念
1.铅垂线：重力的作用线称为铅垂线。 铅垂线是测量工作的基准线。
2.水准面：某一时刻处于没有风浪的 海洋水面，称为水准面。理想化的 静止曲面。
测量学
测绘工程教研室
教学内容
第一章：绪论 第二章：水准测量 第三章：角度测量 第四章：距离测量与直线定向
教学内容
第五章：测量误差的基本知识 第六章：小地区控制测量 第七章：地形图的基本知识 第九章：地形图的应用
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用
§1.2 测量学发展概况 §1.3 地面点位的确定 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
• 从全球卫星定位系统（GPS）→“3S”集成技 术
电子全站仪与工程测量
光学自动安平水准仪与水准测量
数字水准仪
数字水准仪
1、瑞士徕卡Leica
DNA中文数字水准仪
2、德国蔡司Zeiss
DiNi 12数字水准仪
(美国天宝Trimble)
航空摄影测量
卫星遥感图像处理
三维激光扫描系统
地理信息系统GIS建库
高差： 地面上两点高程 之差。
注：两点间的高差与高程起算面无关
4、我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
大地水 准面
二）、地面点的在投影面上的坐标
带，分别进行投影。
高斯投影平面
N
中
央
子
午 线
赤道
c
赤道
S
4）、高斯投影的特性 x
（1）中央子午线投影
平行圈
后为直线，且长度不
赤道
O
y
变。
子午线
（2） 赤道线投影后为
直线
中央子午线
x
平行圈
（3）经线与纬线投影后
仍然保持正交。
赤道
O
y
（4）离中央子午线愈远，子午线
长度变形愈大。
中央子午线
5）、高斯平面直角坐标系建立
• 1）、高斯投影的概念 高斯投影是一种等角投影。它是由德
国数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出， 后经德国大地测量学家克吕格(Kruger， 1857～1923)加以补充完善，故又称“高 斯—克吕格投影”，简称“高斯投影”。
2）投影带的划分
• 高斯投影采用分带投影，即将地球划分 成若干带，然后将每带投影到平面上。
（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？
（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用 §1.2 测量学发展概况 §1.3 地面点位的确定
§1.4 用水平面代替水准面的限 度
§1.5 测量工作概述
§1.4用水平面代替水准面的限度
1、对距离的影响
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用 §1.2 测量学发展概况
§1.3 地面点位的确定
§1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
一. 地球的形状和大小
高山
陆地
海洋
丘陵
• 最高点：珠峰8844.43m • 最低点：马里亚纳海沟低于海水面11022m。
国家测绘局 关于启用珠穆朗玛峰高程新数据的公告
地面点的坐标常用： • 地理坐标、 • 平面直角坐标 • 空间直角坐标表示。
平面直角坐标 由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
• 3º带的中央子午线与6º带中央子午线 及分带 子午线重合，减少了换带计 算。
• 工程测量采用3 º带，特殊工程可采 用 1.5 º带或任意带。
若已知某点的经度为L，则该点的6º 带的带号N由下式计算：
N＝ （取整L ）+1
6
若已知某点的经度为L，则该点所在 3º带的带号按下式计算：
n＝ （四舍L五入） 3
1.独立平面直角坐标
• 当测区范围较小时，可将大地水准面看 作平面，并在平面上建立独立平面直角 坐标系；
• 地面点的位置可用平面直角坐标确定；
其与数学中平面直角坐标系相比
不同点： 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位 角定义不同。 相同点：
数学计算公式相同。
Ⅳx
Ⅰ
α
测设 是指把图纸上规划设计好的建筑、 构筑物等的位置在地面上标定出来，作 为 施工的依据。
三、测量学科分类
• 大地测量学 • 普通测量学 • 摄影测量学 • 工程测量学 • 制图学
四、测量学的作用
(1)国防建设方面：国界勘定、指挥战争等。 (2)经济建设方面：工民建、交通、水利、 矿山等。 (3)科学研究方面：地壳变形、地极移动、 重力场变化、地震预报等。
扁 率 α= a= b
a
1 298.257
测量精度要求不高时，可把地球看作 圆球，其平均半径 R =6371km
大地原点：全国统一坐标的起算点。
我国大地原点位于 陕西省泾阳县永乐镇。
我国统一采用的坐标 系为“1980年国家坐 标系”。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线 。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
• 1．地球的形状 – 地球的形状首先是大地体，近似成参 考椭球体，再进一步近似成圆球体。
• 2．地球的大小 – 地球的形状是参考椭球体时，地球的 大小可用长半径a和扁率α表示
旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁 率α决定。
我国目前采用的参考
椭球体的参数为：
长半轴 a= 6378140m
短半轴 b= 6356755.3m
• （1）为了避免横坐标出现负值，故规定 将坐标纵轴向西平移500km。即将自然值 的横坐标Y加上500000米；
• （2）为了根据横坐标能确定该点位于哪 一个六度带内，再在新的横坐标Y之前标 以带号。
xp2 2x3p22 836.2138208m36.180m x yp2 （y带p2 号 ）222772545490..722800mm
• 3.大地水准面：与平均海水面吻合并 向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲 面。
• 4.大地体：由大地水准面所包围的地 球形体。
由于大地水准面是一个不规则的曲面， 不能用数学公式表述，因而需要寻找一 个理想的几何体代表地球的形状和大小。
该几何体必须满足两个条件： ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。
GPS用于大地测 量
GPS用于军事
15000
10000 5000
0 0
1000
2000
3000
15000 10000
5000 0 0
1000
2000
3000
飞行高度 9,840 英尺/ 3,000米
GPS、GIS、RS——“3S”集成
地面处理
DTM
正射影像
制图
修测
GIS
可视化 影像分析 分类
彩色
工程测量的任务
工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各 类工程服务。
工程建设三阶段
测量的任务
勘测设计 控制，测绘地形图
施工建设 施工放样，竣工测量
运营管理 安全监测，变形观测
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用
§1.2 测量学发展概况
§1.3 地面点位的确定 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
5参考椭球体及参考椭球面
• 参考椭球体 一个非常接近大地体， 并可用数学式表示几何形体，作为 地球的参考形状和大小。它是一个 椭圆绕其短轴旋转而形成的形体 故 又称旋转椭球体。
• 参考椭球面：参考椭球体外表面，是球 面坐标系的基准面。
参考椭球面
一、地球的形状
一、地球的形状
（二）地球的形状和大小
一、测量学的概念
测量学: 是研究地球的形状、大小以及 确定地面(包括空中、地下和海底）点位 （平面位置和高程）的科学。 测量工作的基本任务：确定地面点在规 定坐标系中的坐标值（X，Y，Z）。
二、测量学的内容
测定 是指使用测量仪器和工具，通过测 量和计算，测定点的坐标，或把地球表 面的地形缩绘成地形图。
现代测绘学的发展现状
• 从游标经纬仪 → 光学经纬仪 → 电子经纬仪 →电子全站仪→数字智能型全站仪
• 从光学水准仪→自动安平水准仪→电子水准仪 →数字水准仪
• 从地面摄影测量→航空摄影测量→数字摄影测 量→卫星遥感（RS）图像处理→三维激光扫
描系统
• 从野外白纸测图→计算机机助制图→数字化自 动成图→地理信息系统（GIS）
• 结论： 在半径为10km的圆 面积内进行长度的测量 时， 可以不必考虑地球曲率的 影响，即可把水准面当作 水平面看待。
2、对高程的影响
用水平面代替大地水准面时，对
高程的影响：
Δh
h OC OB S 2 2R
S/km 0.05 0.10 0.20
1
10
Δh/mm 0.2 0.8
3.1 78.5 7850
多光谱
2．目前测量学发展状况及展望
◆ 测量室内外一体化。 ◆ GPS（Global positioning system） ◆ RS（Remote sense） ◆ GIS (Geographic information
二零零五年十月九日
（一）有关概念
1.铅垂线：重力的作用线称为铅垂线。 铅垂线是测量工作的基准线。
2.水准面：某一时刻处于没有风浪的 海洋水面，称为水准面。理想化的 静止曲面。
测量学
测绘工程教研室
教学内容
第一章：绪论 第二章：水准测量 第三章：角度测量 第四章：距离测量与直线定向
教学内容
第五章：测量误差的基本知识 第六章：小地区控制测量 第七章：地形图的基本知识 第九章：地形图的应用
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用
§1.2 测量学发展概况 §1.3 地面点位的确定 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
• 从全球卫星定位系统（GPS）→“3S”集成技 术
电子全站仪与工程测量
光学自动安平水准仪与水准测量
数字水准仪
数字水准仪
1、瑞士徕卡Leica
DNA中文数字水准仪
2、德国蔡司Zeiss
DiNi 12数字水准仪
(美国天宝Trimble)
航空摄影测量
卫星遥感图像处理
三维激光扫描系统
地理信息系统GIS建库
高差： 地面上两点高程 之差。
注：两点间的高差与高程起算面无关
4、我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
大地水 准面
二）、地面点的在投影面上的坐标
带，分别进行投影。
高斯投影平面
N
中
央
子
午 线
赤道
c
赤道
S
4）、高斯投影的特性 x
（1）中央子午线投影
平行圈
后为直线，且长度不
赤道
O
y
变。
子午线
（2） 赤道线投影后为
直线
中央子午线
x
平行圈
（3）经线与纬线投影后
仍然保持正交。
赤道
O
y
（4）离中央子午线愈远，子午线
长度变形愈大。
中央子午线
5）、高斯平面直角坐标系建立
• 1）、高斯投影的概念 高斯投影是一种等角投影。它是由德
国数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出， 后经德国大地测量学家克吕格(Kruger， 1857～1923)加以补充完善，故又称“高 斯—克吕格投影”，简称“高斯投影”。
2）投影带的划分
• 高斯投影采用分带投影，即将地球划分 成若干带，然后将每带投影到平面上。
（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？
（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用 §1.2 测量学发展概况 §1.3 地面点位的确定
§1.4 用水平面代替水准面的限 度
§1.5 测量工作概述
§1.4用水平面代替水准面的限度
1、对距离的影响
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用 §1.2 测量学发展概况
§1.3 地面点位的确定
§1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
一. 地球的形状和大小
高山
陆地
海洋
丘陵
• 最高点：珠峰8844.43m • 最低点：马里亚纳海沟低于海水面11022m。
国家测绘局 关于启用珠穆朗玛峰高程新数据的公告
地面点的坐标常用： • 地理坐标、 • 平面直角坐标 • 空间直角坐标表示。
平面直角坐标 由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
• 3º带的中央子午线与6º带中央子午线 及分带 子午线重合，减少了换带计 算。
• 工程测量采用3 º带，特殊工程可采 用 1.5 º带或任意带。
若已知某点的经度为L，则该点的6º 带的带号N由下式计算：
N＝ （取整L ）+1
6
若已知某点的经度为L，则该点所在 3º带的带号按下式计算：
n＝ （四舍L五入） 3
1.独立平面直角坐标
• 当测区范围较小时，可将大地水准面看 作平面，并在平面上建立独立平面直角 坐标系；
• 地面点的位置可用平面直角坐标确定；
其与数学中平面直角坐标系相比
不同点： 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位 角定义不同。 相同点：
数学计算公式相同。
Ⅳx
Ⅰ
α
测设 是指把图纸上规划设计好的建筑、 构筑物等的位置在地面上标定出来，作 为 施工的依据。
三、测量学科分类
• 大地测量学 • 普通测量学 • 摄影测量学 • 工程测量学 • 制图学
四、测量学的作用
(1)国防建设方面：国界勘定、指挥战争等。 (2)经济建设方面：工民建、交通、水利、 矿山等。 (3)科学研究方面：地壳变形、地极移动、 重力场变化、地震预报等。
扁 率 α= a= b
a
1 298.257
测量精度要求不高时，可把地球看作 圆球，其平均半径 R =6371km
大地原点：全国统一坐标的起算点。
我国大地原点位于 陕西省泾阳县永乐镇。
我国统一采用的坐标 系为“1980年国家坐 标系”。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线 。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
• 1．地球的形状 – 地球的形状首先是大地体，近似成参 考椭球体，再进一步近似成圆球体。
• 2．地球的大小 – 地球的形状是参考椭球体时，地球的 大小可用长半径a和扁率α表示
旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁 率α决定。
我国目前采用的参考
椭球体的参数为：
长半轴 a= 6378140m
短半轴 b= 6356755.3m
• （1）为了避免横坐标出现负值，故规定 将坐标纵轴向西平移500km。即将自然值 的横坐标Y加上500000米；
• （2）为了根据横坐标能确定该点位于哪 一个六度带内，再在新的横坐标Y之前标 以带号。
xp2 2x3p22 836.2138208m36.180m x yp2 （y带p2 号 ）222772545490..722800mm
• 3.大地水准面：与平均海水面吻合并 向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲 面。
• 4.大地体：由大地水准面所包围的地 球形体。
由于大地水准面是一个不规则的曲面， 不能用数学公式表述，因而需要寻找一 个理想的几何体代表地球的形状和大小。
该几何体必须满足两个条件： ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。
GPS用于大地测 量
GPS用于军事
15000
10000 5000
0 0
1000
2000
3000
15000 10000
5000 0 0
1000
2000
3000
飞行高度 9,840 英尺/ 3,000米
GPS、GIS、RS——“3S”集成
地面处理
DTM
正射影像
制图
修测
GIS
可视化 影像分析 分类
彩色
工程测量的任务
工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各 类工程服务。
工程建设三阶段
测量的任务
勘测设计 控制，测绘地形图
施工建设 施工放样，竣工测量
运营管理 安全监测，变形观测
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用
§1.2 测量学发展概况
§1.3 地面点位的确定 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
5参考椭球体及参考椭球面
• 参考椭球体 一个非常接近大地体， 并可用数学式表示几何形体，作为 地球的参考形状和大小。它是一个 椭圆绕其短轴旋转而形成的形体 故 又称旋转椭球体。
• 参考椭球面：参考椭球体外表面，是球 面坐标系的基准面。
参考椭球面
一、地球的形状
一、地球的形状
（二）地球的形状和大小
一、测量学的概念
测量学: 是研究地球的形状、大小以及 确定地面(包括空中、地下和海底）点位 （平面位置和高程）的科学。 测量工作的基本任务：确定地面点在规 定坐标系中的坐标值（X，Y，Z）。
二、测量学的内容
测定 是指使用测量仪器和工具，通过测 量和计算，测定点的坐标，或把地球表 面的地形缩绘成地形图。
现代测绘学的发展现状
• 从游标经纬仪 → 光学经纬仪 → 电子经纬仪 →电子全站仪→数字智能型全站仪
• 从光学水准仪→自动安平水准仪→电子水准仪 →数字水准仪
• 从地面摄影测量→航空摄影测量→数字摄影测 量→卫星遥感（RS）图像处理→三维激光扫
描系统
• 从野外白纸测图→计算机机助制图→数字化自 动成图→地理信息系统（GIS）
• 结论： 在半径为10km的圆 面积内进行长度的测量 时， 可以不必考虑地球曲率的 影响，即可把水准面当作 水平面看待。
2、对高程的影响
用水平面代替大地水准面时，对
高程的影响：
Δh
h OC OB S 2 2R
S/km 0.05 0.10 0.20
1
10
Δh/mm 0.2 0.8
3.1 78.5 7850
多光谱
2．目前测量学发展状况及展望
◆ 测量室内外一体化。 ◆ GPS（Global positioning system） ◆ RS（Remote sense） ◆ GIS (Geographic information