测量学基础 PPT
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《大地测量学基础》课件
1
地球自转是指地球围绕自己的轴线旋转的运动， 其周期为24小时，即一天。
2
地球参考系是大地测量的基准，包括国际地球参 考系（ITRS）和世界时（UTC）等。
3
地球自转对大地测量具有重要的意义，因为地球 自转会导致天文经度变化，从而影响大地测量结 果。
大地水准面和地球椭球
大地水准面是指与平均海水面重合且与地球表面大致相吻合的虚拟静止水准面。
合成孔径雷达干涉测量技术
01
合成孔径雷达干涉测量技术是一种利用雷达信号干涉原理获取 地球表面形变的测量技术。
02
该技术在地壳形变监测、地震预报、冰川运动监测等领域具有
广泛的应用前景。
合成孔径雷达干涉测量技术具有全天候、全天时、高精度等优
03
点，但也存在数据处理复杂、对信号源要求高等挑战。
人工智能和大数据在大地测量中的应用
为地球第一偏心率。
地球重力场
地球重力场是由地球质量分布不均匀 引起的引力场，其特点是随地理位置 和时间变化。
地球重力场的研究方法包括大地测量 、卫星轨道测量和地球物理等方法。
地球重力场对大地测量具有重要的意 义，因为大地水准面是大地测量中重 要的参考面，而大地水准面的变化与 地球重力场密切相关。
地球自转和地球参考系
三角测量和导线测量
三角测量
利用三角形原理进行距离和角度的测 量，主要用于建立大地控制网和精密 测量。
导线测量
通过布设导线，逐段测量导线的长度 、角度等参数，以确定点的平面位置 。
GPS定位技术
GPS定位原理
利用卫星信号接收机接收多颗卫星信号，通过测距交会原理确定接收机所在位置。
GPS在大地测量中的应用
海洋大地测量的方法
大地测量学基础ppt课件
处处与重力方向相切的曲线称为力线。力线与所有水准 面都正交，彼此不平行是空间曲线。
3
二、大地水准面
与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响， 并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水 准面，由它包围的形体称为大地体，可近似地把它看成是地 球的形状。
我国曾规定采用青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面 作为我国统一高程基准面，1988年改用“1985国家高程基准” 作为高程起算的统一基准。
Z轴：与地球平均自转轴相 重合，亦即指向某一时刻的平 均北极点。
X轴：指向平均自转轴与平 均格林尼治天文台所决定的子 午面与赤道面的交点。
16
五、天文坐标系
1）天文坐标系是以铅垂线为依 据建立起来的。
2）一点的坐标用天文经度 及
天文纬度 表示。
3）所谓天文纬度是P点的铅垂线 与地球赤道面形成的锐角，
A、B两点平均高度(可用近似值代替)
(g
m o
)m
H AB
是ＡＢ路线上的正常重力
42
3.3 高程系统概论
3.3.４ 国家高程基准 一、高程基准面
1956年黄海高程系统：1957年确定青岛验潮站为我国 基本验潮站，该站1950年至1956年7年间的潮汐资料推求 的平均海水面作为我国的高程基准面。
正常重力并不顾及地球内部质量和密度分布的不规 则，而仅仅与纬度有关，其计算公式为：r＝r0－ 0.3086H
(r0:平均椭球面上的重力值）
6
四、 正常椭球和水准椭球 总地球椭球和参考椭球
正常椭球的定位和定向：
其中心和地球质心重合 其短轴与地轴重合 起始子午面与起始天文子午面重合
39
3
二、大地水准面
与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响， 并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水 准面，由它包围的形体称为大地体，可近似地把它看成是地 球的形状。
我国曾规定采用青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面 作为我国统一高程基准面，1988年改用“1985国家高程基准” 作为高程起算的统一基准。
Z轴：与地球平均自转轴相 重合，亦即指向某一时刻的平 均北极点。
X轴：指向平均自转轴与平 均格林尼治天文台所决定的子 午面与赤道面的交点。
16
五、天文坐标系
1）天文坐标系是以铅垂线为依 据建立起来的。
2）一点的坐标用天文经度 及
天文纬度 表示。
3）所谓天文纬度是P点的铅垂线 与地球赤道面形成的锐角，
A、B两点平均高度(可用近似值代替)
(g
m o
)m
H AB
是ＡＢ路线上的正常重力
42
3.3 高程系统概论
3.3.４ 国家高程基准 一、高程基准面
1956年黄海高程系统：1957年确定青岛验潮站为我国 基本验潮站，该站1950年至1956年7年间的潮汐资料推求 的平均海水面作为我国的高程基准面。
正常重力并不顾及地球内部质量和密度分布的不规 则，而仅仅与纬度有关，其计算公式为：r＝r0－ 0.3086H
(r0:平均椭球面上的重力值）
6
四、 正常椭球和水准椭球 总地球椭球和参考椭球
正常椭球的定位和定向：
其中心和地球质心重合 其短轴与地轴重合 起始子午面与起始天文子午面重合
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《测量学基础》课件
测量精度
指测量结果与真实值之间的接近程度，通常 用误差来表示。
测量的单位与换算
国际单位制
国际计量大会制定的国际通用的计量单位制度，包括 长度、质量、时间等七个基本单位。
导出单位
根据基本单位推导出的其他计量单位，如速度、力矩 等。
单位换算
指在不同单位之间进行转换的计算方法，如1英尺 =0.3048米。
地理信息产业
地理信息系统（GIS）的开发和 应用需要测量学的数据和技术 支持。
测量学的发展历程
古代
古代的测量技术主要用于土地划分、建筑和道路建设等领 域，如中国的长城、金字塔等伟大工程的建造都离不开测 量技术。
近代
随着科学技术的发展，测量学逐渐形成了独立的学科体系 ，并广泛应用于地质、矿产资源勘探、海洋测绘等领域。
角度测量的方法与工具
角度测量的方法
水平角测量、竖直角测量、天顶距测量。
经纬仪的构造和使用
包括照准部、水平度盘和基座三大部分，用 于测量水平角和垂直角。
角度测量的工具
经纬仪、全站仪、电子测角仪等。
全站仪的结构和功能
全站仪是电子测距仪和电子经纬仪的结合， 可同时测量角度和距离。
方向测量的原理与应用
1 2
测量仪器分类
根据测量原理和应用领域，测量仪器 可分为光学测量、机械测量、电磁测 量、声学测量等类型。
测量仪器特点
不同类型的测量仪器具有不同的特点 和应用范围，如精度、稳定性、可靠 性、便携性等。
常用测量工具与使用方法
直尺与卷尺
直尺用于测量长度和宽度，卷尺 用于测量长度和周长。使用时应 注意刻度对齐和工具的保养。
地图测绘的方法
地图测绘的方法包括平板仪测量、经纬仪测量、全站仪测量、遥感测 量等，每种方法都有其特点和适用范围。
《测绘基础知识》PPT课件
2、测绘专业名词解释
高斯平面直角坐标系 高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是正形投影。所谓，
正形投影，就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。 即投影后角度不变形。 高斯投影的规律是：(1) 中央子午线的投影为一条直线，且投影之后的 长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央 子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大；(2) 赤道的投 影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴； (3) 经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形；(4) 中 央子午线和赤道的投影相互垂直。(5) 按投影带不同通常分为6和3度带。 6°带：自中央子午面起，自西向东每6°为一带，全球共分60带。带号 N与其中央子午线的经度(L０)有下列关系：L０= N×6°-3 °。常用坐 标系：1954年北京坐标、1980年西安坐标系。
3、测设
测设的概念是将规划图纸上设计好的建筑 物、构造物的位置（平面位置和高程）用测 量仪器和测量方法在地面上标定出来做为施 工的依据。即俗称:放样、放线或开线。
测绘学基本简介
4、研究领域
研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及
地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设
施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的
面向测绘业务员
测绘基础知识培训
2011年7月25日
1. 测绘学基本简介
1、测量学的概念
测量学是研究如何测定地面点的平面位 置和高程，将地球表面的地形及其它信息测 绘成图（含地图和地形图），以及研究地球 的形状和大小等的一门科学。
测绘学基本简介
2、测定
测定的概念是指运用测量仪器和方法，通 过测量和计算，获得地面点的测量数据，或 者把地球表面的地形按一定比例缩绘成地形 图，供科学研究、国民经济建设和规划设计 使用。
测量学地形图的基本知识培训讲义PPT(讲解)
C-2 C-3 C-4 C-5 C-6
（4）以最小比例尺图为基础分幅编号
基础图幅编 号为西南角坐 标，其后加罗 马数字Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ…
第二节 地物、地貌表示方法
一、地形图图式
为便于测图和用图，用各种符号将实地 的地物和地貌在图上表示出来，这些符号总 称为地形图图式(GB/T 7929-1995)。图式是 由国家统一制定的，它是测绘和使用地形图 的重要依据和标准
首曲线 — 按基本等高距描绘的等高线（0.15mm) 计曲线 — 为了便于计数每隔4条首曲线加粗一根
等高线并注记高程(0.3mm) 间曲线 — 为了较好地表示局部地区地形的细部，
以等高距的一半用长虚线加绘的等高 线(0.15mm) 辅助曲线 — 为了更好地表示局部地区地形的细部， 以任意高程用短虚线加绘的等高线(0.15mm)
② 公路 ： 一律按实际位置测绘。 立尺位置：中心、两侧、一侧实量宽度。 转弯、交叉处尺点密，附属物实测。 路堤、 路堑 测绘方法同铁路。 大车路立尺于道中心，按图式绘制。 小路视其重要程度综合取舍，弯曲程度 综合取舍，与田埂重合不绘田埂。
4、管线的测绘
架空管线转折处的支架塔柱实测，直线部分用档距 长度图解确定；塔柱上有变压器时其位置按其与塔柱 的相应位置绘制；电线和管道按符号绘制。
房屋
竹林 灌木 阔叶林
草地
2.非比例符号
独立符号：具有特殊意义的地物,轮廓较小 时,就采用统一尺寸,用规定的符号来表示。形 状以读图方便为准专门设计符号的定位点：中 心、底线的中点、底线拐点。
3.半比例符号
一些线状地物，中心线位置（长度）按比 例，宽度不按比例。
Байду номын сангаас
４．地物注记
有些地物除了用 相应的符号表示外， 对于地物的性质、名 称等在图上还需要用 文字和数字加以注记， 如房屋的结构和层数、 地名、路名、单位名、 等高线高程和散点高 程以及河流的水深、 流速等。
（4）以最小比例尺图为基础分幅编号
基础图幅编 号为西南角坐 标，其后加罗 马数字Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ…
第二节 地物、地貌表示方法
一、地形图图式
为便于测图和用图，用各种符号将实地 的地物和地貌在图上表示出来，这些符号总 称为地形图图式(GB/T 7929-1995)。图式是 由国家统一制定的，它是测绘和使用地形图 的重要依据和标准
首曲线 — 按基本等高距描绘的等高线（0.15mm) 计曲线 — 为了便于计数每隔4条首曲线加粗一根
等高线并注记高程(0.3mm) 间曲线 — 为了较好地表示局部地区地形的细部，
以等高距的一半用长虚线加绘的等高 线(0.15mm) 辅助曲线 — 为了更好地表示局部地区地形的细部， 以任意高程用短虚线加绘的等高线(0.15mm)
② 公路 ： 一律按实际位置测绘。 立尺位置：中心、两侧、一侧实量宽度。 转弯、交叉处尺点密，附属物实测。 路堤、 路堑 测绘方法同铁路。 大车路立尺于道中心，按图式绘制。 小路视其重要程度综合取舍，弯曲程度 综合取舍，与田埂重合不绘田埂。
4、管线的测绘
架空管线转折处的支架塔柱实测，直线部分用档距 长度图解确定；塔柱上有变压器时其位置按其与塔柱 的相应位置绘制；电线和管道按符号绘制。
房屋
竹林 灌木 阔叶林
草地
2.非比例符号
独立符号：具有特殊意义的地物,轮廓较小 时,就采用统一尺寸,用规定的符号来表示。形 状以读图方便为准专门设计符号的定位点：中 心、底线的中点、底线拐点。
3.半比例符号
一些线状地物，中心线位置（长度）按比 例，宽度不按比例。
Байду номын сангаас
４．地物注记
有些地物除了用 相应的符号表示外， 对于地物的性质、名 称等在图上还需要用 文字和数字加以注记， 如房屋的结构和层数、 地名、路名、单位名、 等高线高程和散点高 程以及河流的水深、 流速等。
测量学课件——1 测绘基础知识
➢1954年北京坐标系存在着很多缺点，主要表现在以 下几个方面：
•1.克拉索夫斯基椭球参数同现代精确的椭球参数的差异较大，并且不包含 表示地球物理特性的参数，因而给理论和实际工作带来了许多不便。
•2.椭球定向不十分明确，椭球的短半轴既不指向国际通用的CIO极，也不 指向目前我国使用的JYD极。参考椭球面与我国大地水准面呈西高东低的 系统性倾斜，东部高程异常达60余米，最大达67米。
克拉索夫斯基椭球
1954年坐标系
IAG-75椭球 WGS84椭球
1980年坐标系 GPS坐标系
地球自然表面
水准面
大地水准面
地球的形状和大小
参考椭球面
地球的形状是一个南北极稍扁的，类似于一个 椭圆绕其短轴旋转的椭球体。 测量工作的基准面是大地水准面，基准线是铅垂线
测量计算的基准面是参考椭球面，基准线是法线
为： L0 6N 3
高斯投影 3° 带： 3°带的分带是在 6°带的基础上进行分带。自东经 1° 30' 开始,每隔 3°由西向东按 1，2， 3 …120顺序编号。
如果知道某点的经度，就可以求出该点 所在3°带的带号n ，该3°带的中央子 午线的经度L为： L=3n。
大比例尺测图和工程测量常采用 3°带、 1.5°带投影或者以任意经度的子午线作为
数学中的笛卡儿 平面直角坐标系
投影变换
正规的平面直角坐标系是利用投影变换，将 空间坐标（空间直角坐标或大地坐标）通过某 种数学变换投影到平面上。这种变换又称为投 影变换。
常见的投影变换 高斯-克吕格投影（也称高斯投影） UTM投影 Lambuda投影
3.1.4 高斯投影
高斯—克吕格投影
将一个椭圆柱面横向 切于一条子午线(称 中央子午线)上，椭 球赤道与柱面相交成 直线。
《大地测量学基础》PPT课件
2）按投影面的形状分类
• （1）方位投影：以平面作为投影面，使平面与球面相切或相 割，将球面上的经纬线投影到平面上而成。
• （2）圆柱投影：以圆柱面作为投影面，使圆柱面与球面相切 或相割，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，然后将圆柱面 展为平面而成。
• （3）圆锥投影：以圆锥面作为投影面，使圆锥面与球面相切 或相割，将球面上的经纬线投影到圆锥面上，然后将圆锥面 展为平面而成。
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3 º的经差自西向东分成12 0个带。
高斯投影带划分
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
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。
在椭球面上，因为子午线同平行圈 正交，又由于投影具有正形性质，因 此它们的描写线 及 pQ也必p正N交， 由图可见，平面子午线收敛角也就是 等于 在 点上pQ的 切线p 同平面
• 3、中国各种地图投影：
1）中国全国地图投影：斜轴等面积方位投影、斜轴等角方 位投影、伪方位投影、正轴等面积割圆锥投影、正轴等角割 圆锥投影。
• 2）中国分省（区）地图的投影：正轴等角割圆锥投影、正 轴等面积割圆锥投影、正轴等角圆柱投影、高斯-克吕格投 影（宽带）。
• 3）中国大比例尺地图的投影：多面体投影（北洋军阀时期 ）、等角割圆锥投影（兰勃特投影）（解放前）、高斯-克 吕格投影（解放以后）。
注：X轴向北为正， y轴向东为正。
x
高斯 自然 P （X，坐Y标）
赤道
O
y
中央子午线
由于我国的位于 北半球，东西横跨12 个6º带，各带又独自 构成直角坐标系。
2019年最新-测量学基础第四章 距离测量与三角高程测量-PPT精选文档-精选文档
ShS'co sS'S'2 h22 h S 2' 0 .01 m 37
S S ' S k S t S h 2.9 3m 3 46
距离测，部分偶然
倾斜的影响
系统
拉力不准引起的误差 部分系统,部分偶然
（一）视线水平时
十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光心
处的张角φ基本是不变的。两根视距丝在物方
象的间距与距离成正比
an f s
所以 S ' n f n c
一般制作仪器时令
a
f 1(0 即 0 20 秒 0 3.0 3 4 分 8 )，S 所 ' 1l0 以 0
钢是弹性体，在拉力作用下会变形（伸长）
dl Pl E
P张力强度E。弹性模量
简单的尺长鉴定
在平坦的地面（宜在室内，使两尺温度
相同）把待检定的尺子与高精度的标准
尺比较而求得Δ´k
l
l0 kl0(t t0 ） (l0 k lt l0 (t t0 ） )
a
一.视线水平时 视距测量
1.视距公式： n a b （尺间隔） (4-2-1)
k
S标准S' n
钢尺尺长鉴定
尺号: 015
名义长度 : 30m
膨胀系数:0.012
测 程序 丈 量 丈 量 温 度 测量值 温度改 改正后
回
时间 温度 差
m
正值 的平距
t t-20
mm
m
1往 返
9 ：5 0 2 9． 3 + 9 .3 11 9.973 + 13 .4 11 9.986 4 2 9． 5 + 9 .5 11 9.973 + 13 .7 11 9.986 7
S S ' S k S t S h 2.9 3m 3 46
距离测，部分偶然
倾斜的影响
系统
拉力不准引起的误差 部分系统,部分偶然
（一）视线水平时
十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光心
处的张角φ基本是不变的。两根视距丝在物方
象的间距与距离成正比
an f s
所以 S ' n f n c
一般制作仪器时令
a
f 1(0 即 0 20 秒 0 3.0 3 4 分 8 )，S 所 ' 1l0 以 0
钢是弹性体，在拉力作用下会变形（伸长）
dl Pl E
P张力强度E。弹性模量
简单的尺长鉴定
在平坦的地面（宜在室内，使两尺温度
相同）把待检定的尺子与高精度的标准
尺比较而求得Δ´k
l
l0 kl0(t t0 ） (l0 k lt l0 (t t0 ） )
a
一.视线水平时 视距测量
1.视距公式： n a b （尺间隔） (4-2-1)
k
S标准S' n
钢尺尺长鉴定
尺号: 015
名义长度 : 30m
膨胀系数:0.012
测 程序 丈 量 丈 量 温 度 测量值 温度改 改正后
回
时间 温度 差
m
正值 的平距
t t-20
mm
m
1往 返
9 ：5 0 2 9． 3 + 9 .3 11 9.973 + 13 .4 11 9.986 4 2 9． 5 + 9 .5 11 9.973 + 13 .7 11 9.986 7
《测量学视距测量》课件
设备型号等信息。
误差控制
注意控制测量误差，采 取多次测量取平均值等
方法提高测量精度。
数据处理与分析
数据整理
对收集到的数据进行整理，筛 选出有效数据。
计算分析
根据测量数据进行分析和计算 ，得出所需结果。
结果评估
对分析结果进行评估，判断其 准确性和可靠性。
报告编写
编写测量报告，将分析结果以 图表、文字等形式呈现出来。
视距测量的应用场景
01
02
03
04
土地测量
用于土地边界、地块划分等测 量工作。
林业调查
用于森林资源调查、树木高度 测量等。
军事应用
用于目标定位、火炮射击等军 事活动。
考古研究
用于遗址定位、文物测量等。
视距测量的优缺点
优点
操作简便、精度较高、成本低廉。
缺点
受天气、光线等因素影响较大，测量范围有限，难以测量较远距离的目标。
使用视距测量公式时需要注意测量精度和误差控制，特别是 在长距离和复杂环境下进行测量时。同时，还需要了解测量 公式的适用范围和限制条件，以确保测量的准确性和可靠性 。
03
视距测量的实施方法
测量设备的选择与使用
测量设备类型
选择合适的视距测量设备，如望 远镜、测距仪等，根据测量需求 选择精度高、稳定性好的设备。
建筑工程测量
建筑工程测量是视距测量的重要应用 领域之一。在建筑工程的各个阶段， 都需要进行精确的测量工作，以确保 施工的准确性和安全性。
在施工过程中，视距测量可用于监测 建筑物的变形和位移，及时发现和解 决潜在的安全隐患。
在施工前，通过视距测量可以确定建 筑物的位置、高度和角度等信息，为 施工提供基础数据。
误差控制
注意控制测量误差，采 取多次测量取平均值等
方法提高测量精度。
数据处理与分析
数据整理
对收集到的数据进行整理，筛 选出有效数据。
计算分析
根据测量数据进行分析和计算 ，得出所需结果。
结果评估
对分析结果进行评估，判断其 准确性和可靠性。
报告编写
编写测量报告，将分析结果以 图表、文字等形式呈现出来。
视距测量的应用场景
01
02
03
04
土地测量
用于土地边界、地块划分等测 量工作。
林业调查
用于森林资源调查、树木高度 测量等。
军事应用
用于目标定位、火炮射击等军 事活动。
考古研究
用于遗址定位、文物测量等。
视距测量的优缺点
优点
操作简便、精度较高、成本低廉。
缺点
受天气、光线等因素影响较大，测量范围有限，难以测量较远距离的目标。
使用视距测量公式时需要注意测量精度和误差控制，特别是 在长距离和复杂环境下进行测量时。同时，还需要了解测量 公式的适用范围和限制条件，以确保测量的准确性和可靠性 。
03
视距测量的实施方法
测量设备的选择与使用
测量设备类型
选择合适的视距测量设备，如望 远镜、测距仪等，根据测量需求 选择精度高、稳定性好的设备。
建筑工程测量
建筑工程测量是视距测量的重要应用 领域之一。在建筑工程的各个阶段， 都需要进行精确的测量工作，以确保 施工的准确性和安全性。
在施工过程中，视距测量可用于监测 建筑物的变形和位移，及时发现和解 决潜在的安全隐患。
在施工前，通过视距测量可以确定建 筑物的位置、高度和角度等信息，为 施工提供基础数据。
测量基础知识培训课件
故有：V1=-8mm ，V2=-11mm ，V3=-8mm ，V4=-10mm。 第五步计算各段改正后高差后，计算1 、2 、3各点的高程。
二、地面点位的确定
一般需要三个量。在测量工作中，我们一般用某点在基准面上的 投影位置（ x,y ）和该点离基准面的高度（ H ）来确定，即这个 点在三维空间中的位置。常用地理坐标系和指定高程系统来表示，
也可采用空间直角坐标系表示。 1、大地坐标系
大地坐标（属于球面坐标系统） ——用经度和纬度来表示。大地坐 标系是以参考椭球面作为基准面， 以法线为基准线，以起始子午面和 赤道面在椭球上确定某一点投影位
水准面 —— 静止海水面所形成的封闭的曲面，受地球重力影响 而形成，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。 水平面——与水准面 相切的平面 。 大地水准面 —— 其中通过平均海水面 并向大陆延伸形成的 闭合曲面。
水准面和大地水准面图
2、测量计算基准面——旋转椭球
6、地图学与地理信息系统：地图学研究模拟地图和数 字地图理论、设计、编绘等。地理信息系统是在计算机支 持下，将各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式 输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析应用的
技术系统。
二、测量学发展概况
1、我国古代测量学的成就
我国是世界文明古国 , 由于生活和生产的需要 , 测 量工作开始得很早，在测量方面也取得了辉煌的成就。现
1985国家高程基准由于计算这个基面所依据的青岛验潮 站的资料系列（1950年～1956年）较短等原因，中国测绘 主管部门决定重新计算黄海平均海面，以青岛验潮站1952 年～1979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测 量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出1985年
二、地面点位的确定
一般需要三个量。在测量工作中，我们一般用某点在基准面上的 投影位置（ x,y ）和该点离基准面的高度（ H ）来确定，即这个 点在三维空间中的位置。常用地理坐标系和指定高程系统来表示，
也可采用空间直角坐标系表示。 1、大地坐标系
大地坐标（属于球面坐标系统） ——用经度和纬度来表示。大地坐 标系是以参考椭球面作为基准面， 以法线为基准线，以起始子午面和 赤道面在椭球上确定某一点投影位
水准面 —— 静止海水面所形成的封闭的曲面，受地球重力影响 而形成，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。 水平面——与水准面 相切的平面 。 大地水准面 —— 其中通过平均海水面 并向大陆延伸形成的 闭合曲面。
水准面和大地水准面图
2、测量计算基准面——旋转椭球
6、地图学与地理信息系统：地图学研究模拟地图和数 字地图理论、设计、编绘等。地理信息系统是在计算机支 持下，将各种地理信息按照空间分布及属性以一定的格式 输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析应用的
技术系统。
二、测量学发展概况
1、我国古代测量学的成就
我国是世界文明古国 , 由于生活和生产的需要 , 测 量工作开始得很早，在测量方面也取得了辉煌的成就。现
1985国家高程基准由于计算这个基面所依据的青岛验潮 站的资料系列（1950年～1956年）较短等原因，中国测绘 主管部门决定重新计算黄海平均海面，以青岛验潮站1952 年～1979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测 量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出1985年
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大地坐标系
大地坐标系
表示地面点在旋转椭球面上的位置 。
1、1954年北京坐标系 采用克拉索夫斯基椭球（a=6378245m，扁率=1：298.3）， 大地原点在前苏联，引测到北京一点的坐标。 2、1980年国家坐标系 大地原点在陕西泾阳县永乐镇，选用IUGG-75地球椭球。 3、WGS-84坐标系 WGS-84坐标系是世界大地坐标系，其坐标原点原点是地 球的质心，空间直角坐标系的Z轴指向BIH（1984.0）定 义的地极（CTP）方向，即国际协议原点CIO，它由IAU和 IUGG共同推荐。X轴指向BIH定义的零度子午面和CTP赤道 的交点，Y轴和Z，X轴构成右手坐标系。采用WGS-84椭球
地球与地球椭球
大地水准面：假设海水面处于静 止平衡状态下，将其延伸到大陆 下面，构成一个遍及全球的闭合 曲面，这个曲面就是大地水准面。
地球与地球椭球
大地测量学中所研究的地球形状就是大地水准面的形状。 理由是：大地水准面与占地球面积71％的平均海水面重 合，与地球自然表面非常接近；大地水准面具有水准面 特性，处处与铅垂线正交，而测量仪器是用水准器整平， 用垂球对中的，所以，大地水准面是测量作业的基准面； 海水面是实际存在的，与世界上沿海国家都发生联系， 通过验潮取平均值就可获得平均海水面的位置。
相对误差 ΔD/D
1:1 220 000 1:200 000 1:49 000 1:12 000
用水平面代替水准面的限度
在半径为10km的范围内，以水平面代替水闪面的角 度误差可忽略不记。
面积P/km2 10
100
角度误差” 0.02
0.17
1000 1.69
10000 16.91
高程测量中，即使距离很短也应考虑地球曲率对高程的影响
测量学基础
测量学的分科
1、大地测量学 研究地球形状、大小、地球重力场以及建立国家大地控制网的 理论、技术和方法的科学。大地测量学可分为几何大地测量学、 物理大地测量学和卫星大地测量学（也称为空间大地测量学） 2、普通测量学 研究地球表面较小区域内测量与制图的理论、技术和方法的科 学。在测绘过程中不考虑地球曲率的影响，用平面代替地球曲 面，根据需要建立小区域的控制网，测绘大比例尺地形图及一 般工程的施工测量。 3、工程测量学 研究各类专业工程在规划、设计、施工和动工过程中所涉及的 测量理论、技术和方法的科学。根据专业不同，工程测量学分 为土木工程测量、铁道工程测量、矿山工程测量等。 4、摄影测量学
及垂直角!在没有全站仪之前它还用来立点放 样!(用皮尺或测距仪测距)
全站仪，全站式电子速测仪，工程定位 全站仪的其实简单点来说就是水准仪及经纬仪, 测距仪+测量软件的综合点,它的出现可以说是 大大提高了测量人员的工作效率!它的功能除了 经纬仪及水准仪(不能完全代替水准仪,水准仪 测标高的精度是别的任何仪器不可以取代的)的 功能外还有数据采集及工程放样!
大地坐标系
4、2000国家大地坐标系
经国务院批准，根据《中华人民共和国测绘法》，我 国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系（简称 “2000坐标系”）。2000坐标系是全球地心坐标系在我 国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的 质量中心。2000坐标系采用的地球椭球参数如下：
L
y
面与赤道的交点，z轴
P0 B0 , L0
与地球Байду номын сангаас转轴重合，y
O
轴垂直于平面，构成
B
Y
右手坐标系。
KP
Q
X
高斯平面直角坐标系 以中央了午线为坐标纵轴x，以赤道的投影为坐标横轴y，
两轴的交点作为坐标原点。
有6度、3度、1.5度三种分带方式。 分带角度越小，变形越小 由于旋转椭球面是一个不可直接展开的曲面，因此当把曲面上的图
参考椭球
椭球参数：
扁率： a b 1: 298.257
a
圆球参数： 半径：R 1 (2a b) 6371m
3
长半轴 : a 6378245 m 短半轴 : b 6356863 m
用大地体表示地球体形是恰当的，但由于地球内部质量分布不均匀， 引起铅垂线的方向产生不规则的变化，致使大地水准面成为一个复 杂的曲面，无法在这曲面上进行测量数据处理。为了使用方便，通
高斯平面直角坐标系 在坐标系内，规定X轴向北为正，Y轴向东为正构成左手
坐标系。
为了根据横坐标值能够 确定某点在哪一个6度带内，则 在横坐标的整数位的第7、8位冠以带的编号 。 2 123456.123m，最高位的2表示带号。
在坐标系内，规定X轴向北为正，Y轴向东为正。我国位于北
地面点的高程
高程（绝对高程、海拔）-----地面点到大地水准面的铅 垂距离。
距离D/m
10
50
100
200
500
1000
高程误差mm 0.0
0.2
0.8
3.1
19.6
78.5
测量工作基本概念和内容
测量工作的原则：
1、由整体到局部，由高级到低级，先控制 后细部； 2、步步检核； 测量工作的内容：
控制测量 地形图测绘 施工测量 基本观测（角度，距离， 高差）
有关仪器的测量工作
长半轴
a＝6378137m
扁率
f＝1/298.257222101
地心引力常数 GM＝3.986004418×1014m3s-2
自转角速度 ω＝7.292115×10-5rad s-1
空间直角坐标系
空间直角坐标系
以（ x y z ）表示，长度单
Z
位m 原点在地球椭球的中
xx
z
心o，x 轴通过首子午
平面控制测量 高程控制测量 地形测量 线路测量 施工测量 变形测量
基本测量工作
水准测量 角度测量 距离测量与直线定向 坐标测量 坐标放样 直线放样
水准仪、经纬仪和全站仪的用途 水准仪，用于标高测量、高程传递测量 水准仪故名思意就是用来测水准的,主要也是
最基本的功能就是测两点之间的高差(高程差) 经纬仪，用于点位测量，用于工程定位 经纬仪主要功能是用来测角度的,分水平角
假定（相对）高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。 高差-----两点间的高程之差。
用水平面代替水准面的限度
在半径为10km的范围内，进行距离测量时，可以用水平 面代替水准面，而不必考虑地球曲率对距离的影响。
距离D/km
10 20 50 100
距离误差 ΔD/mm
8 128 1026 8212