测量学第一章

第一章绪论

第一节测量学任务与作用

◆测绘科学在人类文明发展史中的作用

1.我国测绘科学的成就及其在社会发展中的作用（P1~2）

2.世界测绘科技的成就（P3）

◆测绘科学在科学技术进步与国民经济发展中的作用P3~7

1.传统测量学的分支学科

测量学：是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科学。

主要任务：测定和测设

测定：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的过程。

测设：就是把图上设计好的建筑物的位置标定到实地上去的过程。

测量学科的分类：大地测量学、摄影测量学、地图制图学、普通测量学、工程测量学

2.现代测绘技术的发展与作用

测量学的相关概念

地球空间信息科学：是采集、量测、分析、存贮、管理、显示与应用空间数据的集成方法。

◆测绘科学在相关专业知识结构中的作用（P7~8）

第二节地球的形状与大小

事实是：地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。

◆水准面——静止海水面所形成的封闭曲面

◆大地水准面——其中通过平均海水面的那个水准面

◆地球自然表面---水准面---大地水准面---地球椭球面

◆地球---地球体(大地体)---地球椭球体

椭球定位：

椭球体三要素: 长轴a（赤道半径）、短轴b（极半径）和椭球的扁率f

第三节地面点位置的表示

测量学上，地面点的位置由坐标和高程表示。坐标表示地面点沿基准线投影到基准面上的位置，高程表示地面点沿基准线到基准面的距离。基准线可以是点的铅垂线，也可以是法线；基准面又称投影面，可以是椭球面，也可以是平面。

一、地理坐标

地理坐标，属于球面坐标系统适用于：在地球椭球面上确定点位。

分为：1 .天文坐标(天文经度λ，天文纬度ϕ )表示地面点在大地水准面上的位置。

2.大地坐标(大地经度B，大地纬度L )表示地面点在旋转椭球面上的位置。

地理坐标

我国的大地坐标：

我国目前采用的是1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐的椭球参数，称为“1980年国家大地坐标系”（简称80系），大地原点位于陕西省西安市泾阳县永乐镇北洪流村。

二、高斯—克吕格平面直角坐标

1.平面直角坐标适用于：研究较小范围

数学平面直角坐标系测量平面直角坐标系

坐标系的异同：

◆不同点：1、测量上北方向为X轴正向，东方向为Y轴正向。

2、测量上角度方向顺时针度量；象限顺时针编号。

◆相同点：数学中的三角公式在测量中可直接应用。

2.高斯-克吕格投影适用于：研究较大范围

关于地图投影：目的：是将椭球面投影到平面上。

高斯投影的构成：使投影带的中央子午线与椭圆柱体相切，展开后为X轴，向北为正；赤道展开后为Y轴，向东为正。

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。

高斯投影分带方法:

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 °

已知经度L求带号n：n = int(L/6) + 1

我国境内有11个6°带（13带到23带）

3°带：自东经1°30′开始每隔经差3°划分，全球共分120带。

带号n与其中央子午线的经度(L0）有下列关系：L0 =n×3°

已知经度L求带号n：n = int((L-1.5)/3) + 1

我国境内21个3°带（25带到45带）

3.高斯-克吕格平面直角坐标

我国高斯平面直角坐标的表示方法：

（1）先将自然值的横坐标Y加上500000米；

（2）再在新的横坐标Y之前标以2位数的带号。

三、高程系

1.高程

地面点沿铅垂线到大地水准面的距离定义为点的绝对高程，简称高程或标高、海拔，记为H。当基准面是一般水准面时，点的高程叫相对高程或假定高程。

2.高差：两点间的高程差h AB = H B - H A（表示A到B）

正高差为上坡，负高差为下坡

推理：

测量工作的基准面——大地水准面

测量工作的基准线——铅垂线

我国的高程系统：

●1985国家高程系统（85黄海系）H0= 72.260m

●1956黄海高程系统（56黄海系）H0 = 72.289m

●地方高程系统。如：珠江高程系统。

注：水准原点位于青岛市观象山

第四节地球曲率对测量工作的影响

一．对距离测量的影响

当测区半径≤10km时，可以用平面代替大地水准面。

二．对水平角的影响

当测区面积≤100km2时，可以用平面代替大地水准面。

三．对高程的影响

即使测区面积不大，也要顾及地球曲率的影响。

第五节测量工作的基本内容和程序

1.测量工作的内容

工作中心——确定一点的空间位置；基本工作——测角、量边、测高差

技能要求——观测、计算、绘图

2.测量工作的基本原则：

布局上：由整体到局部等级上：由高级到低级

次序上：先控制后细部精度上：步步有检核

注：前一步工作未作检核（合格），不进行下一步工作

3.测绘工作的基本步骤：技术设计→控制测量→碎部测量→检查和验收测绘成果