测量学论文

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测量学的发展趋势:由中国测绘科学研究院和陕西测绘局大地测量数据处理中心共同承担的国家基础测绘项目———“全国天文大地网与2000国家GPS大地控制网联合平差”(以下简称两网联合平差),于12月10日通过了国家测绘局由5位院士和有关领导组成的专家验收组验收。该项目对中国半个世纪以来的大地测量资料(包括原天文大地网数据及天文大地网整体平差后增加的新数据)进行了系统整理、检核、重新归算,吸收了我国近十年来空间大地测量最新成果,自主研发了高性能的能处理超大规模矩阵的大地测量数据处理软件系统;对我国天文大地网与空间大地网的观测数据进行了联合处理,获得了我国48919个天文大地网点高精度的地心坐标和各项精度评定,平均点位精度达到±0.11m,并首次用严密的赫尔默特方差分量估计算法进行超大规模网的方差分量估计,保证了各类观测量的最佳权匹配。

2002年正式启动至2004年年底完成的两网联合平差项目,是由中国测绘科学研究院主持、陕西测绘局参加的集科研和生产于一体的国家基础测绘项目。它涉及经典大地测量学、天文测量学、重力测量学、空间大地测量学、近代平差理论以及计算机科学等多学科领域,是一项理论性强,技术复杂,科研与生产紧密结合的大型工程。会上专家组认真听取了项目负责人中国测绘科学研究院程鹏飞副院长作的技术报告,陕西测绘局大地测量数据处理中心主任郭春喜作的工作报告,并对该项目所做的工作及提交的成果进行了全面评审。专家组一致认为,两网联合平差是继我国天文大地网平差后又一项全国性重大的大地测量数据处理工程,解决了现阶段空间技术发展对地心坐标的迫切需求,对我国基础测绘具有重要意义,一致同意该项目通过验收。该项目的完成极大地改善了全国天文大地网的现势性和质量,专家组建议项目在与其他成果整合的基础上尽快投入使用。

这是人类长期探索的问题。早在公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯(Pythagoras)就提出了地的球形状的概念。两世纪后,亚里士多德(Aristotle)作了进一步论证,支持这一学说。又一世纪后,埃拉托斯特尼(Eratosthenes)用在南北两地同时观测日影的办法首次推算出地球子午圈的周长。其想法很简单,先测量地面上一段( 子午线) 的弧长l,再测量该弧长所对的中心角θ。则地球的半径R 就可求得:R=l/θ;地球子午线的周长L=2πR ,这里关键在于如何求θ。为此要同时在南北两点测量竖杆影子的长度。凭影长和杆高就可以求得两个杆子与阳光的夹角φ1和φ2。在同一时刻两地的阳光相互平行,则θ= φ2 - φ1。在人类认识地测球形状和大小的过程中,测量学获得了飞速的发展。例如:三角测量和天文测量的理论和技术、高精度经纬仪制作的技术、距离丈量的技术及有关理论、测量数据处理的理论以及误差理论等。在测量学发展的过程中很多数学家、物理学家作出了巨大的贡献,如托勒密、墨卡托等。

测量学在军事的作用

“天时,地利,人和”是打胜仗的三大要素。要有地利就要了解和利用地利。地图上详细表示着山脉、河流、道路、居民点等地形和地物,具有确定位置、辨识方向的作用。地图一直在军事活动中起着重要的作用,这对于行军、布防以及了解敌情等军事活动都是十分重要的。因此,早就成为军事上不可缺少的工具,获得广泛的应用。

人造卫星定位技术早期用于军事部门,后逐步解密才在测绘及其它众多部门中获得应用、海洋测量技术首先是由航海的需要而产生,但其高速发展的动力主要来自军事部门的需要……等等。至今军事测绘部门仍在测绘领域科技前沿对重大课题进行探索和研究。

传统上各国测绘部门隶属于军事部门。至今相当多国家的测绘部门仍然隶属于军事部门。随着测绘技术在各方面的应用愈来愈广泛,测绘科技国际间的交流日益频繁,不少国家终于建立了民用的测绘机构

测量学在国土管理中的作用

测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷

掉,为了每年恢复土地的界线很早就采用了测量技术

早期亦称“土地测量”、“土地清丈”等。用以测定地块的边界和坐落,求算地块的面积,在农业为主的社会里,国家为了征税而开展地籍测量,同时记录业主姓名和土地用途等。

在我国,地籍测量是国家管理土地的基础。地籍测量的成果不仅用于征税,还用于管理土地的权属以保障用地的秩序,为了提高土地利用的效益、合理和节约利用十分珍贵和有限的土地。

测量学还服务于国家领土的管理。《战国策·燕策》中关于荆轲刺秦王,“图穷而匕首见”的记述,表明在战国时期地图在政治上象征着国家的领土和主权。当代,在一些国家间的领土争执中,也常以对方出版的地图上对国境线的表示作为有利于己方的证据或者用测量技术为手段标定国界

测量学在工程建设中的作用

1.勘测设计阶段为选线测制带状地形图。

2.施工阶段把线路和各种建筑物正确地测设到地面上。

3.竣工测量对建筑物进行竣工测量。

4.运营阶段为改建、扩大建而进行的各种测量。

5.变形观测为安全运营,防止灾害进行变形测量。

测量学在工程建设中的作用

在修建宫殿、陵墓时须要平整地基,开凿渠道修建运河须要了解地形的起伏,建造城市时中心线常要定向,开挖地道更需仔细的定向定位定高度……等等。我国的考古工作者研究证实,早在2000多年前已经在修建宫殿时有平整地基的措施。

现代的测量学作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大小、位置等几何信息,以及能把设计的建筑物、设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来的技术,在各种工程建设中的应用愈来愈广泛。

例如,粒子加速器的磁块必须以0.1mm的精度安放在设计的位置上。某些飞行器的助飞轨道要求其准直度的偏差小于长度的10-6。建筑物建成后(甚至在施工期间)会因地基承载力弱或因自重和外力的作用而产生变形。如大坝可能位移、高层建筑物可能倾斜……等。

为了保障建筑物的安全运行,往往需要测量工作者以技术上可行的最高精度监测建筑物的变形量和变形速度的发展情况。有时还要求在一段时间内进行连续监测,为此要使用自动化的监测和记录的仪器。

认识地球是人类探索的目标之一,也是测量学的任务之一。绝大多数测量工作是在地球上进行,或作为参考系。

生产、生活的需要

生产、生活的需要以及建筑、农田、水利建设等

公元前二十七世纪建设的埃及大金字塔,其形状与方向都很准确,说明当时已有放样的工具和方法。

我国二千多年前的夏商时代,为了治水开始了水利工程测量工作。司马迁在《史记》中对夏禹治水有这样的描述:“陆行乘车,水行乘船,泥行乘撬,山行乘撵(jú),左准绳,右规矩、载四时,以开九州,通九道,陂九泽,度九山。”所记录的是当时的工程勘测情景,准绳和规矩就是当时所用的测量工具,准是可揆(kiu)平的水准器,绳是丈量距离的工具,规是画圆的器具,矩则是一种可定平、测长度、高度、深度和画圆画矩形的通用测量仪器。早期的水利工程多为河道的疏导,以利防洪和灌溉,其主要的测量工作是确定水位和堤坝的高度。秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程,曾用一个石头人来标定水位,当水位超过石头人的肩时,下游将受到洪水的威胁;当水位低于石头人的脚背时,下游将出现干旱。这种标定水位的办法与现代水位测量的原理完全一样。北宋时沈括为了治理汴渠,测得“京

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