《测量基础理论》
《测量学》课程教案
《测量学》课程教案一、课程简介1. 课程名称：测量学2. 课程性质：专业基础课程3. 学时安排：总学时数为48学时，其中理论学时32学时，实践学时16学时。
4. 先修课程：无5. 课程目标：使学生掌握测量学的基本原理、方法和技能，能够运用测量学知识进行工程测量和地理信息数据的采集与处理。
二、教学内容1. 第一章测量学基础1.1 测量学概述1.2 测量学的基本原理1.3 测量学的基本方法2. 第二章测量仪器的使用与维护2.1 测量仪器的基本知识2.2 常用测量仪器及其使用方法2.3 测量仪器的维护与保养3. 第三章角度测量与水平角测量3.1 角度测量概述3.2 水平角测量方法3.3 角度测量误差及其处理4. 第四章距离测量与直线测量4.1 距离测量概述4.2 钢尺测量方法4.3 光电测距仪及其使用5. 第五章测量数据的处理与平差5.1 测量数据处理概述5.2 测量平差原理5.3 测量平差方法及应用三、教学方法与手段1. 教学方法：采用课堂讲授、实验演示、学生实践相结合的教学方法。
2. 教学手段：利用多媒体课件、板书、实验设备等教学手段，生动形象地展示测量学原理和方法。
四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂提问、作业、实验报告等，占总评的30%。
2. 期中考试：采用闭卷考试方式，考核学生对测量学基本知识的掌握，占总评的30%。
3. 期末考试：采用闭卷考试方式，全面考核学生的知识运用能力，占总评的40%。
五、教学资源1. 教材：选用权威、实用的测量学教材。
2. 实验设备：具备完整的测量实验设备，如全站仪、水准仪、经纬仪等。
3. 教学课件：制作精美、内容丰富的多媒体课件。
4. 网络资源：提供相关的测量学资源共享，如学术论文、案例分析等。
5. 辅导资料：提供测量学相关书籍、期刊、论文等辅导资料。
六、第六章地形图与地形测量6.1 地形图的基本知识6.2 地形测量的方法与步骤6.3 数字地形图的应用七、第七章建筑施工测量7.1 建筑施工测量概述7.2 建筑施工测量的方法与步骤7.3 建筑施工测量实例分析八、第八章控制测量与测网布设8.1 控制测量概述8.2 控制点的选择与布设8.3 控制测量成果的整理与评价九、第九章地理信息系统与测量学9.1 地理信息系统概述9.2 测量学在地理信息系统中的应用9.3 地理信息系统的数据采集与处理十、第十章现代测量技术及其发展10.1 现代测量技术概述10.2 卫星定位技术及其应用10.3 遥感技术在测量学中的应用10.4 测量学未来的发展趋势六、教学方法与手段1. 教学方法：采用案例分析、讨论、实地考察等教学方法，提高学生的实践能力和创新能力。
《大地测量学基础》2 大地测量基础知识
大地测量学基础
第二节 常用大地测量坐标系统
一、天球坐标系
用途：描述人造卫星的位臵采用天球坐标系是方便的。也 可以描述天空中的恒星的坐标。
Z
表示方式：球面坐标（r，α，δ） 或者直角坐标（X,Y,Z） 二者具有唯一的坐标转换关系。
X γ O α
P r δ
Y
大地测量学基础
第二节 常用大地测量坐标系统
2 2 2
大地测量学基础
第二节 常用大地测量坐标系统
四、高斯平面直角坐标系
建立过程：如下图
高斯正形投影又称横轴 等角切椭圆柱投影
大地测量学基础
第二节 常用大地测量坐标系统
四、高斯平面直角坐标系
高斯投影的特点： 1.椭球面上角度投影到平面上后保持不变 2.中央子午线投影后为X轴, 在X轴上投影后长度不变 3.赤道投影线为Y轴 4.中央子午线与赤道交点投影后为坐标原点 5.距中央子午线越远, 投影变形越大, 为减少变形应 分带投影
二、大地水准面
特点：地表起伏不平、地壳内部物质密度分布不均匀， 使得重力方向产生不规则变化。由于大地水准面处处与铅 垂线正交，所以大地水准面是一个无法用数学公式表示的 不规则曲面。故大地水准面不能作为大地测量计算的基准 面。
大地测量学基础
第一节 大地测量的基准面和基准线
三、参考椭球面
把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位臵确 定的旋转椭球称为参考椭球。参考椭球面是测量计算的基 准面，椭球面法线则是测量计算的基准线。
大地测量学基础
第二章 大地测量 基础知识
山东科技大学地科学院测绘系
大地测量学基础
第一节 大地测量的基准面和基准线
本节重点研究以下四个表面
地球自然表面
《工程测量基础知识讲座》.doc
《工程测量基础知识》讲座讲稿各位同行：大家早上好！很高兴能有这样一个机会与大家交流工程测量基础知识方面的一些经验，我最大的愿望就是想利用这宝贵的2个小时时间，让大家“建立正确的测量理念”“端正对待测量工作的态度” “ 了解测量质量控制的思路”，希望能对大家今后的工作有一点点帮助，减少测量工作中的一些错误。
1. 一个优秀的测量技术人员必备的“四三二一”1.1应该树立的四个测量理念1.1.1确保测量成果100%正确作为一个测量工作者，时刻要将测量成果的正确性放在首位，我们可以容许测量误差的存在，但绝对不容许测量错误的产生，一旦测量成果发生错误，就会导致结构物空间位置放样错误，给工程带来损失，例如路基边坡线放样错误造成i边欠挖一边超挖，桥梁墩位放样错误造成无法架梁，隧道贯通误差超限造成隧道建筑界限侵限等等，都会给企业经济效益带来极大的损失。
确保测量成果100%正确是每一个测量技术人员追求的基本目标。
1」・2细节决定成败工程施工过程中，岀现测量事故或者发生测量错误往往是对测量过程中的细节注意不够造成的，例如竖井定向时钢丝没有固定好, 使用全站仪时没有注意脚架的紧固螺丝是否旋紧，理论处标计算时忽略了长短链，桥梁墩台坐标计算时没有注意横向预偏心或者纵向预偏心等等，其实测量过程中的每一个细节要么关乎测量成果的精度，要么关乎到测量成果的正确性，如果一个测量技术人员不能认真地对待每一个测量细节，迟早会因为这些细节问题产生测量事故, 无法保证测量成果100%止确。
注重细节是做好测量工作的关键。
1.1.3工欲善其事，必先利其器测量设备配置时，应优先配置技术先进、稳定性好、标称精度指标较高的测量设备，如配置高精度全站仪、高精度电子水准仪、配置智能化强的测量软件系统等，以提高测量效率、降低测量强度、减少人工干预的环节从而减少测量出错的概率。
先进的测量装备及确保测量装备处于良好状态是测量精度的基本保证。
1.1.4磨刀不误砍柴工施T测量中，各个T序环节衔接紧凑，很多时候测量丁作无法与其它工序平行作业，测量效率直接影响到施工工期，因此地铁施工测量要做到又准又快，既要控制测量的精度，还要提高测量的效率。
态度测量的基本理论与方法
2. 定序尺度Ordinal • 可作等级次序排列
例如：产品等级
• 存在真正的零点 • 倍数有意义
例如：身高、体重
顾客满意度
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注意：
在自然或社会经济领域里 ，单纯的定距变量是很少 的，绝大多数定距变量同
时也是定比变量。
定距尺度是定比尺度的特殊 情况，在实际工作中常将 二者归为一类
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Scale 定距定比 测量尺度
与上面的情形相反，非强迫性量表在无 法完全包容时会加上“其他”或者“无答案 ”、“难以回答”等备用选项，使无法做出 正确选择的受访者可以有所选择。
37
5、平衡与非平衡量表
如果有利态度的答案数目与不利态度 答案数目相等，该态度量表就是一个平衡 量表， 如上 述第2、3、5量表；反之，就 是非平衡表，如上述第4量表。
分)
青岛
豪门
(总分为100分)
青岛
五星
(总分为100分)
青岛
兰带
(总分为100分)
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4、强迫性与非强迫性量表
强迫性量表是指调研人员对某一问题列出 若干答案，无论被调查者选择哪一答案， 都迫使他们明确表示自己的看法。
例如：针对洗发液问题，可设计为： “飘柔洗发液与其它品牌相比较，你认为” ：
1、较其它好 2、差不多 3、较其它差
– 信息量高
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测量尺度的正确应用
例如：
对 宗教、种族、民族、性别
、党派、国别、职业等等品质
方面的差异进行测量
定类测量
对某人第一印象的评价:
对于人的主观态 度，定序尺度可 能是最好的方法
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测量尺度的正确应用（续）
博士研究生
文盲半文盲、 小学、初中、 高中、大专、 大学本科、硕 士研究生、博
测量基础知识和理论知识
测量基础知识和理论知识桥梁施工中的测量顺序：桥梁沉降观测是指对建筑物进行测量看其是否下沉及下沉多少。
徐变观测是说混凝土变形的，在桥梁工程中主要是关于跨度较大现浇混凝土梁等进行测量。
沉降及徐变都是不可避免的，重要的是变化是否超出规范导线符合，施工放样，标高控制，沉降观测，徐变观测等工作。
涵洞施工中的测量工作：从涵洞的施工程序上来说，首先要观察施工现场附近的控制点能否控制到涵洞施工，也就是控制点通视是否良好，如果不可以，则首先要做的就是引导控制点到施工现场附近，一般采用符合导线，近距离可以采用支导线。
接下来是结合设计图纸和线路曲线要素，计算涵洞的基础开挖轮廓线特征点坐标，放样出这些点，基础开挖及后续的施工过程中控制高程，要用到全站仪的高程测量隧道施工中的测量工作）洞外控制导线测量2）高程控制测量3）洞内施工导线测量，4）掌子面、各台阶、仰拱、二衬、模板定位等放样测量4）洞内控制导线测量5）高程控制测量6）贯通测量7）断面测6.1 地质及支护状态观察隧道洞内、洞外观察：隧道洞内观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察在每次开挖后进行，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等。
洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰拱的稳定、地表水渗透的观察。
6.2 净空水平收敛量测及拱项下沉量测测点布设：净空水平收敛量测及拱项下沉量测在同一断面进行，拱顶下沉及周边收敛量测。
6.3 地表下沉量测地表下沉量测仅在隧道浅埋V级及浅埋W级地段进行，其测点的布置与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内，地表下沉量测在开挖面前方（h+8）m 处开始（h 为隧道埋深），直到开挖面后方40—65 m 下沉基本停止时为止。
其量测频率原则上采用1次/日一2 次/日的频率。
6.4 监控量测项目的管理基准采用《公路隧道喷锚构筑法技术规则》的三级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准。
即将允许值的2／3作为警告值，允许值的1/3 作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明围岩是稳定的。
机械测量基础理论
英制长度单位主要有英尺（ft） 英寸（in） 等： 1ft=12in; 1in=25.4mm
1.2.2 测量方法的分类
（1） 测量方法可以从不同的角度分类。 1.直接测量 2.间接测量
为了减少误差，一般都采用直接测量；当被测量不易直接测量时可采遥间接测量。
2.公差：允许零件几何参数的变动量。 在满足功能要求的前提下同，公差值尽量规定得 在一些，以便获得最佳的经济效益。
3.测量角度的量具.角度量块、角尺、正弦规、正切尺、圆锥规、游标角度尺、水平仪、分 度台等。
4.测量形位的量具。光学平晶、平台、样板平尺，角尺等。
（2）测量器具的技术指标：测量器具技术指标是表征测量器具技术特性和功能的指标，也 是选择和使用测量器具的依据。
1.刻线间距。测量器具标尺上两相邻刻线中心线间的距离。 2.分度值。测量器具的分度值越小，则该测量器具的精度就越高。 3.示值范围。由测量器具所显示或指示的最小值至最大值的范围。 4.测量范围。在测量器具的允许误差范围内所能测出的被测量值的上限值到下限值的范围，
测量误差。 2.变值系统误差。测量过程中误差的绝对值大小和符号按某一确定规律变化。 （2）随机误差 随机误差是指在一定测量条件下，多次测取同一量值时，绝对值和符号以不可预计的方式
变化着的测量误差。随机误差主要是由测量过程中一些偶然性的因素或不确定因素引 起的。 （3）粗大误差 粗大误差是指超出在一定测量条件下预计的测量误差，即对测量结果产生明显歪曲的测量 误差。含有粗大误差测得值称异常值。粗大误差的产生有主观和客观两个方面的原因， 主观原因如测量人员疏忽造成的读数误差，客观误差如外界突然振动引起的测量误差。 由于粗大误差胡显歪曲测量结果，因此在处理测量数据时，应该根据判别粗大误差的 准则设法将其剔除。
心理测量的基本理论
心理测量的基本理论心理测量的根本目的是帮助人们做出重要的决定。
（一）心理测量的理论基础1．心理测量的基本概念（1）心理测量的定义心理测量：根据一定的法则用数字对人的行为加以确定即依据一定的心理学理论，使用一定的操作程序，给人的行为和心理属性确定出一种数量化的价值。
心理测验：对行为样组进行客观和标准化的测量，其本质上是心理测量的工具心理测验有三个要素，即行为样组、标准化、客观性。
（2）心理测量的特点①间接性——心理属性是内在的不可直接测量到的特质，但可表现为一系列具有内在联系的外显行为，测量者可以通过一定的方法测量这些外显行为，并由这些行为判别特质的性质。
②相对性——对人的行为进行比较，没有绝对的标准，亦即没有绝对零点，我们有的只是一个连续的行为序列。
所有的心理测量都是看每个人处在这个序列的什么位置上，也就是只有顺序量表的特征。
③客观性——实际上就是测验的标准化问题。
测验用的项目，说明、言语、态度、评分、分数转换、解释都需要标准化。
2．心理测量的特征分类（1）按所测量的心理特征分类①能力测验——个人已有的知识、经验、技能②成就测验——经过正式教育或训练后对新知识和技能的掌握程度③人格测验——性格、气质、兴趣、态度、品德、情绪、动机、信念、价值观等（2）按接受测量的人数分类①个别测验——一名主试在一段时间内测量一名被试②团体测验——一段时间内一名主试同时测量许多人（3）按测验目的分类①描述性测验——仅仅是进行描述②诊断性测验——对为了解决存在的问题而预先做出的诊断③预示性测验——了解人的潜能和未来的表现（4）按测验要求分类①最高作为测验——被试尽可能做出最好的表现②典型作为测验——被试按通常的习惯和没有压力的方式做出反应（5）按评价所参照的标准分类①常模参照测验——将被试的水平与常模比较，以评价被试在团体中的相对地位为目的②目标参照测验——将被试水平与一个绝对标准比较③潜力参照测验——将被试水平与自身潜力相比较3．经典测量理论和真分数理论模型（1）基本定义真分数：反映被试某种心理特质真正水平的数值其是一个在理论上构想出来的抽象概念，在实际测量中很难得到观察分数：实测到的分数我们希望通过改进和完善测量工具及方法的方式来使得观察分数尽量接近真分数。
空间大地测量理论基础
卫星导航定位系统
• 用户用接收机测定至导航卫星的距离或距离变率 并依据观测瞬间卫星在空间的位置采用距离交会 法或距离差交会法来确定自己的位置及运动速度 等要素的无线电导航定位系统称为卫星导航定位 系统。
• 空间大地测量中经常采用的各种坐标实际上是通 过岁差、章动、极移和地球自转而相互联系起来 的。因此掌握岁差、章动、极移和地球自转的知 识就成为正确进行各种坐标系转换的基础。
3.时间系统和坐标系统
• 在空间大地测量中经常要涉及各种时间坐 标（如世界时，原子时，协调世界时，动 力学时及GPS时等）和各种坐标系统（如 天球坐标系，地球坐标系及轨道坐标系 等）。
• 由于这种方法的精度较低，观测受气候条件限制， 资料处理又相当繁杂，故目前在大地定位及测定 重力场等领域已很少使用。
2.卫星激光测距
• 用安置在地面测站上的激光测距仪向专用的激光卫星发射 激光脉冲信号，该信号经安置在卫星表面的反射棱镜反射 后返回测站，精确测定信号往返传播的时间并进而求出从 仪器至卫星的距离的方法和技术称为卫星激光测距。
（二）卫星大地测量
• 利用人造地球卫星来精确确定点的位置； 测定地球的形状、大小及外部重力场；以 及它们的变化状况的理论、方法和技术称 为卫星大地测量。
• 卫星大地测量在空间大地测量中占有极其 重要的作用。它主要包括：卫星摄影测量， 卫星激光测距，卫星导航定位，卫星测高， 卫星跟踪卫星，卫星梯度测量等技术。
1.卫星摄影观测
• 在晴朗的夜晚以恒星为背景用人卫摄影仪对卫皇 进行摄影观测，根据已知的恒星坐标，，以及 相片上恒星与卫星间的相对位置来确定从人卫摄 影仪至该卫星的方向的方法和技术称为卫星摄影 观测。
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。
体育测量及评价第二部分-体育测量及评价基础理论
测量理论的主要任务是如何使测量具有科学性和可操作性，其中科学性就是控制测量误差，使测量误差尽可能小，所以分析测量误差的来源、衡量测量误差大小是其重要内容。由于待测真值是未知的，直接计算测量误差是不可能的，只能借助测量值去间接衡量。一般来说，测量误差的来源很多，笼统地衡量总测量误差是很困难的，借助于测量误差的分解，可以就测试者误差、受试者误差和指标误差分别进行度量，从而得到对总测量误差的整体衡量。 出于对测试者的误差、受试者误差和指标误差的间接度量，导致了测量客观性、可靠性和有效性的产生。
二、体育测验的客观性
（一）客观性的概念 客观性是间接衡量第I过程中测量误差（测试者误差）大小的一种量度。所谓间接衡量是指不同测试者对同一受试对象同时测量，通过测量结果的一致程度来衡量测试者误差大小。直观上看，如果测试者误差小，则由不同的测试者对同一受试者实施测量时，会得出极为接近的测量结果，即所有测量值应具有较高的一致性；反之，如果不同测试者测量结果的一致程度低，则说明测试者的测量误差大。如果某一项测验的测试者误差小，则该测验的客观性高；反之，测验的客观性低。所谓客观性，一句话是指不同测试人员对同一批受试对象实施同一测量或实验手段，其测量结果的一致性。这种一致性，是用客观性系数进行描述的。 客观性常见于一些主观评分类项目，也就是常常那些采用专家评定方法对某些定性指标进行评价时，对不同专家评定结果的一致性估计尤为重要，如体操、武术、跳水、花样滑冰等体育项目中。
2. 非参数统计方法
测量学基础知识
a 和短半轴 b 或扁率 α 表示，一般用 a 和 α 表示， a 和 α 称为椭球的元素。为了测量工作
的需要，在一个国家和一个地区，需要选用一个最接近本地区大地水准面的椭球，这样的椭 球成为“参考椭球” ，如图 1-2 所示。 在近三十年来， 世界上先后推算出 30 多个椭球参数。 我国自 1954 年起采用苏联克拉索 夫斯基椭球参数， 几十年来一直作为我国地形测量和控制测量的基准， 测绘了全国 1:5 万和 1:10 万地形图和大量的 1:1 万地形图，但克拉索夫斯基椭球参数的精度是有限的。后来我 国改用 1954 年北京坐标系，但参考椭球与大地水准面的拟合仍不够好。经过测量工作者的 大量努力，我国从二十世纪八十年代初建立了 1980 年国家大地坐标系，这个坐标系的原点 建在陕西泾阳县永乐镇。在这个坐标系中，采用了 IUGG（国际大地测量学与地球物理联合 会 ） 1975 年 推 荐 的 地 球 椭 球 参 数 ， 其 元 素 值 为 ： a = 6378140m ，
普通测量学
第一章
第一节
测量学的基本知识
测量学及其地位和作用
测量学是一门古老的地球科学，它来自于希腊文的“土地划分” ，至少已有 4000 多年 的历史。我国是世界文明古国之一，测量学的发展也有悠久的历史。早在公元前 2200 年夏 禹治水时就已使用了“左准绳，右拐矩”的测量工具和方法， 春秋战国时期已经制成了利 用磁石的指南仪器“司南” ，唐代僧一行主持了世界上最早的子午线弧长测量，西晋裴秀的 《制图六体》 被誉为世界上最早的地图制图理论。 为准确确定空间点的坐标位置， 早在 1615～ 1617 年就已有人采用了三角测量来建立测量控制网的方法，当时荷兰的天文学家和数学家 斯涅利乌斯就采用三角方法进行了子午圈的弧长测量。直到今天，这种方法在测量工作的外 业和成果处理中仍被广泛的采用。 近代的测量学已经发展为一门综合科学，它在一系列测量仪器与工具的帮助下能够解 决许多复杂的科学、技术与工程问题，研究如何测定地面点的位置和高程，将地球表面的地 形及其它信息测绘成图以及确定地球的形状和大小的科学。也就是说，测量学是研究如何测 量和描绘地球整体以及地面形状的科学。测量一词是泛指对各种量的量测，而测量学所要量 测的对像是地球的表面乃至整个的地球。由于测量学一般都包含测和绘两项内容，所以这门 科学又称为测绘科学。 测绘科学的研究对象主要是地球的形状和大小以及地球表面（包括空中、地表、地下 和海洋）上各种物体的几何形状与空间位置，通过测绘工作把地球表面用平面图、地图或剖 面图表示出来，以及对于这些空间位置信息进行处理、储存、管理，同时解决各种类型的实 际问题。测绘技术对于空间技术研究、地壳形变、地震预报、地球动力学研究等科学研究方 面也是不可缺少的工具。 按照所研究的内容、范围和对象的不同测量学有许多分支学科 (1) 大地测量学： 研究地球的形状、 大小和重力场问题及大范围内建立国家大地控制网 的理论、方法和技术的科学，是整个测量学的基础理论学科。大地测量必须考虑地球曲率的 影响。大地测量学可分为常规大地测量学和卫星大地测量学。 (2) 普通测量学：研究地球表面较小区域内的测量与制图的理论、技术和方法的科学。 在测绘过程中不考虑地球曲率影响，用水平面代替地球曲面，根据需要建立小区域控制网， 按测量和制图的理论、技术和方法绘制出地形图的测量工作，属于地形测量学的范畴，其具 体任务是测绘各种比例尺的地形图及进行一般的施工测量。 (3) 摄影测量学： 利用摄影和遥感技术获取被摄物体的信息， 以确定物体的形状、 大小、 性质和空间位置的理论、技术和方法的科学。根据手段不同可分为：航空摄影测量，地面摄
《测量平差基础》课件
平差模型是描述测量数据与未知参数之间关系的数学模型，通过建立 合适的平差模型，可以对测量数据进行处理和分析。
参数估计
平差中的参数估计是通过对测量数据的处理和分析，求解出未知参数 的最估计值的方法。
误差传播
平差中的误差传播是研究误差对测量结果的影响，以及如何减小误差 的方法。
02
测量误差理论
误差的来源与分类
来源
仪器误差、观测者误差、外界条件误差
分类
系统误差、偶然误差、粗差
误差的传播与处理
误差传播定律
描述观测值之间误差关系的规律
误差处理方法
消除法、替代法、组合法
《测量平差基础》ppt课件
目 录
• 测量平差基础概述 • 测量误差理论 • 平差计算方法 • 平差应用实例 • 平差软件介绍
01
测量平差基础概述
平差的概念与意义
平差的概念
平差是通过对测量数据的处理，消除 或减小误差，提高测量精度的方法。
平差的意义
通过对测量数据的平差处理，可以提 高测量成果的可靠性和精度，为各种 工程和科学研究提供准确的数据支持 。
平差的分类与目的
平差的分类
根据处理方法和目的的不同，平差可 以分为多种类型，如参数平差、条件 平差、最小二乘法平差等。
平差的目的
平差的主要目的是减小或消除测量误 差，提高测量精度，确保测量成果的 可靠性和准确性。
平差的基本原理
数学基础
平差的基本原理基于数学中的最小二乘法、线性代数和概率统计等知 识。
测量基础知识
测量基础知识第一篇测量基础知识概要测量技术是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿科学。
而熟知测量技术方面的基本知识，则是掌握测量技能，独立完成对机械产品几何参数测量的基础。
1.1 测量的定义一件制造完成后的产品是否满足设计的几何精度要求，通常有以下几种判断方式。
测量：是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。
在这一操作过程中，将被测对象与复现测量单位的标准量进行比较，并以被测量与单位量的比值及其准确度表达测量结果。
例如用游标卡尺对一轴径的测量，就是将被对象（轴的直径）用特定测量方法（用游标卡尺测量）与长度单位（毫米）相比较。
若其比值为30.52，准确度为±0.03mm，则测量结果可表达为（30.52±0.03）mm。
任何测量过程都包含：测量对象、计量单位、测量方法和测量误差等四个要素。
测试：是指具有试验性质的测量。
也可理解为试验和测量的全过程。
检验：是判断被测物理量是否合格（在规定范围内）的过程，一般来说就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程，通常不一定要求测出具体值。
因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。
计量：为实现测量单位的统一和量值准确可靠的测量。
1.2 测量基准测量基准是复现和保存计量单位并具有规定计量单位特性的计量器具。
在几何量计量领域内，测量基准可分为长度基准和角度基准两类。
长度基准：1983年第十七届国际计量大会根据国际计量委员会的报告，批准了米的新定义：即“一米是光在真空中在1／299 792 458秒时间间隔内的行程图1－1 长度计量检定系统表（简化）长度”。
根据米的定义建立的国家基准、副基准和工作基准，一般都不能在生产中直接用于对零件进行测量。
为了确保量值的合理和统一，必须按《国家计量检定系统》的规定，将具有最高计量特性的国家基准逐级进行传递，直至用于对产品进行测量的各种测量器具。
图1－1为长度（端度）计量检定系统表（简化）。
精密测量理论与技术基础
精密测量理论与技术基础引言精密测量理论和技术基础是现代科学、工程和制造领域中不可或缺的重要组成部分。
在各种应用领域中，精密测量技术的发展对于确保产品质量、提高生产效率以及推动科学研究具有重要意义。
本文将探讨精密测量的理论基础以及常用的测量技术，旨在帮助读者更好地理解精密测量领域的重要性和应用。
精密测量的意义与应用精密测量是指以更高的精度和准确性对物理量进行测量的过程。
相比于常规测量，精密测量要求仪器设备更加精密且操作技巧更加高超。
精密测量广泛应用于各个领域，例如制造业、材料科学、环境监测、天文学等。
对于制造业来说，精密测量可以提高产品的质量控制，增加产品的一致性和可靠性。
在科学研究中，精密测量可以帮助科学家更好地理解事物本质和规律，并取得更准确的实验结果。
精密测量的理论基础测量误差与精度在精密测量中，测量误差是一个不可避免的问题。
测量误差可以包括系统误差和随机误差两个方面。
系统误差是由于测量设备或实验条件的固有缺陷导致的误差，而随机误差是由于测量过程中的无法控制的外部因素引起的误差。
为了提高测量的精度，需要对误差进行分析和补偿。
衡量精密测量的指标衡量精密测量的指标主要包括准确度和重复性。
准确度指标用于描述测量结果与真实值之间的差异程度，而重复性指标用于描述多次重复测量结果之间的差异程度。
这两个指标在精密测量中非常重要，可以帮助确定测量结果的可靠性和稳定性。
测量方法与工具精密测量可以通过多种方法和工具来实现。
其中一种常用方法是间接测量法，即通过测量物理量之间的相互关系来确定待测量。
同时，还有直接测量法，即通过直接读数或观察来测量待测量。
在工具方面，精密测量常用的设备包括激光干涉仪、光子微观测系统、高精度计量仪器等。
常见的精密测量技术激光干涉测量技术激光干涉测量技术是一种基于激光干涉原理进行测量的方法。
利用激光束的干涉现象，可以实现对长度、形状、表面粗糙度等参数的高精度测量。
激光干涉测量技术在制造业、机械工程和光学工程等领域中得到广泛应用。
1 第一章 测量学的基本知识
展开后为Y轴，向东为正。
图形：高斯投影方法图一
N
S
图形：高斯投影方法图二
投影
剪开
展平
1)、6°带的划分
为限制高斯投影离中央子午线愈远，长
度变形愈大的缺点，从经度0°开始，将
整个地球分成60个带，6°为一带。
λ =6n-3 λ——中央子午线经度, n——投影带号。
(2) 高斯平面直角坐标的表示
例：设第21投影带内A、B投影的横坐标分别为： ya=+ 224567m Yb=-245678m
则：
高斯坐标表示
ya =500000+224567 =724567m yb =500000-245678 =254322m
即： ya =21724567m
yb=21254322m
用一非常接近大地水准面的 数学面------旋转椭球面代替 大地水准面，用旋转椭球体 描述地球。最接近某地区称 参考椭球体。
P
长半径 a=6378137m 短半径b=6356752m 扁率 =(a-b)/b=1/298.257
P
要求：①总质量=地球质量，中心与质心重合，短 轴与旋转轴重合。 ②旋转角速度与地球自转速度相等。 ③表面与大地水准面拟合最好。
N
PHMFra bibliotekG
大地纬度(B)
过地面点的法线与赤道 面之间的夹角
B L
大地高(H)
地面点沿法线至参考椭 球面的距离
S
大地坐标系：以法线，参考椭球面的位置 为基准
▲我国目前常用大地坐标系：
◎1954年北京坐标系，大地原点在原苏联。
◎ 1980年国家大地坐标系，大地原点在陕 西省永乐镇。
《测绘学基础》课程标准
《测绘学基础》课程标准一、课程性质与目标《测绘学基础》是地理科学、地质工程、环境科学等专业的一门重要基础课程。
本课程旨在培养学生掌握测绘基本理论、基本技能和方法，具备从事地理信息采集、数据处理和地图编制的能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1. 掌握测绘基本原理和方法，能够运用测绘仪器和软件进行地形图测绘、地质勘察、环境监测等实际工作；2. 具备数据处理能力，能够独立完成测量数据计算、分析、整理等工作；3. 掌握地图编制基本知识，能够独立完成地图编制任务；4. 具备团队协作和沟通能力，能够适应团队工作，与同事有效沟通。
二、教学内容与要求本课程教学内容包括测绘基本理论、测量仪器使用、地形图测绘、地质勘察、环境监测、地图编制等。
具体要求如下：1. 掌握测绘基本原理和方法，能够熟练运用测量仪器和软件进行地形图测绘；2. 能够独立完成测量数据计算、分析、整理等工作，能够根据实际需要选择合适的测量方法；3. 能够根据实际需要选择合适的地图编制方法，能够独立完成地图编制任务；4. 了解测绘新技术的发展和应用，能够适应新技术对测绘工作的影响。
三、教学方法与手段为提高教学效果，本课程将采用多种教学方法和手段，包括课堂讲授、案例分析、小组讨论、实地实习等。
具体如下：1. 课堂讲授：通过讲解测绘基本原理和方法，帮助学生掌握基础知识；2. 案例分析：通过分析实际案例，帮助学生掌握实际应用中的测绘方法和技巧；3. 小组讨论：鼓励学生分组讨论实际问题和解决方案，培养学生的团队协作和沟通能力；4. 实地实习：组织学生到实地现场进行实习，增强学生的实践能力和对理论知识的理解。
四、教学评价与考核本课程的考核方式包括平时成绩和期末考试成绩两部分。
平时成绩包括出勤率、作业完成情况、课堂表现等；期末考试采用闭卷笔试形式，主要考查学生对测绘基本原理、方法和技能的掌握情况。
此外，还可以鼓励学生参加相关领域的职业资格考试或竞赛，以拓宽学生的就业渠道。
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程做重复测量,其测量结果的重复性.
表示测量值之间的差异程度
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测量基础理论
一.常用测量术语
9.准确度(Accruacy) ：
表示实际测量值(或测量平均值)与真值之间
的一致性程度.
表示测量值与真值之间的差异程度
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测量基础理论
四.测量环境与计量单位
1.测量环境要求：
(1)温度:20±3℃ (2)湿度:40%-70%
(3)照明:600-800LUX
(5)清洁度:洁净，灰尘少
(4)振动:不大于5-6um
(6)电源:配备符合仪器需求之电源电压(220和380v)
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在测量中考虑最小变形原则着重在以下几方面:
1).测量力引起的接触变形
2).自重变形
3).热变形
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测量基础理论
三.测量方法与原则
2.测量方法选择原则： (3)最短测量链原则:测量链概念在测量系统中,为保证实
现测量信息信号转换的所有转换器(转换单元)的按顺序的排列
单项测量法—对零件的个别参数误差进行测量.
综合测量法—对零件某些相关联的几何参数误差的综合 效果进行测量.
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测量基础理论
三.测量方法与原则
2.测量方法选择原则：
(1)阿贝原则:是指测量器具的读数刻度线应安
置在被测尺寸线的延长线上.
测量基础理论
三.测量方法与原则
1.测量方法：
(4)主动测量和被动测量
主动测量—是在加工过程中对工件进行测量.
被动测量—是在加工后对工件进行测量.
(5)接触测量和非接触测量
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测量基础理论
三.测量方法与原则
1.测量方法：
(6)单项测量和综合测量法
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测量基础理论
三.测量方法与原则
2.测量方法选择原则：
(2)最小变形原则:为了使结果准确可靠,在测量
中应该尽量做到使各种原因所引起的变形为最
小,这就是测量的最小变形原则.
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不同作业者以相同的量具测量被测工件的
特性时,测量平均值的差异.
反映作业者的变异
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测量基础理论
一.常用测量术语
5.测量范围：
在允许误差限内,量具仪器所能测量工件的
最低值到最高值的范围.
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测量基础理论
三.测量方法与原则
2.测量方法选择原则：
(4)封闭原则:在测量中如能满足封闭条件,则其间隔
误差的总和必为零.封闭原测是角度计量的最基本的
原则.它不仅可以使其总的累积误差为零,而且还创 造了自检的条件,即不需要任何标准器具就可以实现 本身的检定.
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1.测量误差定义：
测量值或(测量值的平均值)与被测量值之差
数字表达式表示为:
式中 “Δ”表示测量误差
Δ=X-X0或Δ=X^-XO
“X”表示测量值
“X^”表示测量值之算术平均值
“X0”表示真值
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测量基础理论
五.测量误差的定义及分类
如:量块.角度块.塞尺等.
2)多值量具:用来实现在一定范围内计量单位某些倍数或分数值的量具.
如:毫米刻尺.游标卡尺等.
3)综合量规:这是一种用来综合检验产品尺寸或形状正确性,以及检验产
品各部分相互位置正确性的量具.如螺纹塞规.环规
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四.测量环境与计量单位
2.计量单位：
(1)长度方面: 1)MM(毫米) 1MM=100丝=100条
2)INCH(英寸)
(2)角度方面: °(度)
1INCH=25.4MM
1°=60´=3600"
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测量基础理论
五.测量误差的定义及分类
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一.常用测量术语
10.测量不确定度(MeasurementUncertainty)：
测量不确定度为一测量真值存在范围的 估计值.
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二.测量设备
1.测量设备的定义：
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一.常用测量术语
2.测量的本质：
将被测的量和一个作为计量单位的标准量 进行比较,以获得被测值的实验过程.
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一.常用测量术语
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一.常用测量术语
7.灵敏度(Sensitivity)：
表示测量仪器对于检测微小信号变化量时 的能力.
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一.常用测量术语
8.精密度(Precision)：
表示测量仪器对同一待测工件,Fra bibliotek相同测量过测量基础理论
二.测量设备
2.测量设备的分类：
按结构分:(2)测量仪器:将被测的量转换为可直接观
测的指示值或等效信息的测量器具称为测量仪器.
种类:1)指示式仪器:能读出示值的,如:百分表.万用表 2)记录式仪器:能记录示值的,如:电子式游标卡尺 3)比较式仪器:用以将被测的量值和已知的量进行比较得出差值.
量同一尺寸时,其绝对值和符号以不可预定
的方式变化的误差.
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五.测量误差的定义及分类
2.测量误差的分类：
误差按性质分:
(3)粗大误差:指超出规定条件下预期的误差,
即明显不符合测量结果的误差.
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一.常用测量术语
6.分辨率(分度值)(Resolution)：
量具对测量所能显示出最小读数的能力.
对于机械式仪器:指相邻两刻线所能代表的测量之差
对于数字式仪器:指仪器显示之最后一位数字间隔所 代表的被测量值.
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五.测量误差的定义及分类
3.误差产生的原因(来源)：
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二.测量设备
2.测量设备的分类：
按结构分:(4)测量装置:为确定被测量值所必需
的测量器具和辅助设备的总体
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测量基础理论
二.测量设备
2.测量设备的分类：
按仪器工作原理分：(1)机械式仪器
用机械方法实现原始信号转换的仪器.如光标 卡尺.百分表.千分尺等
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二.测量设备
2.测量设备的分类：
按仪器工作原理分：(2)光学仪器
用光学的方法实现对原始信号的转换放大的仪 器.如投影仪
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3.重复性(再现性)(Repeatabicity)：
测量同一组工件的过程中,任一测量值分布
于总平均值之附近.此分布的程度即表示
测量的重复的程度.
反映量具的变异
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一.常用测量术语
4.再生性(Reproducibility)：
二.测量设备
2.测量设备的分类：
按仪器工作原理分：(3)气动仪器
以压缩空气为介质,用气源系统(如流量或压力) 变化来实现对原始信号的转换的仪器
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二.测量设备
2.测量设备的分类：
按仪器工作原理分：(4)电动仪器
是以把被测原始信号转换为电量来实现长度测 量的仪器
称为测量链.测量信息信号的每一转换称为测量链的环节.每一
环节又由若干构件组成.由于测量链各环节不可避免地会引起 误差,环节一多误差因素也就增多,不利于提高测量精度.测量