1 控制测量学的基本任务
控制测量课程教学教案
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控制测量学名词解释
1.1985国家高程基准: 1985年，国家测绘部门以青岛验潮站1953年至1979年的观测资料为依据，重新确定修正后的水准零点高程（72.2604 米），称为“1985国家高程基准”2.正高高程系:正高系统以大地水准面作为高程基准面，点的正高为：点沿铅垂方向到大地水准面的距离3.控制测量学:研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科4.水准面:静止的水面称为水准面，水准面是受地球表面重力场影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，因此是一个重力场的等位面5.大地水准面的差距:从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离6.水准标尺分划面弯曲差：通过分划面的两端点的直线中点至分划面的距离7.方向观测法：在一测回内把测站上所有观测方向，先盘左位置依次观测，后盘右位置依次观测，取盘左、盘右平均值作为各方向的观测值8电子经纬仪：利用光电技术测角，带有角度数字显示和进行数据自动归算及存储装置的经纬仪9.测站偏心：有时为了观测的需要，如觇标的橹柱挡住了某个照准方向。
仪器也必须偏离通过标石中心的垂线进行观测。
10. 水准面的不平行性：重力加速度随纬度的不同而变化的，在赤道g较小，而在两极g值较大，因此水准面相互不平行，且为向两极收敛的、接近椭圆的曲线。
重力异常，不规则的变化。
1、控制测量学的基本任务：①在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网②在施工阶段建立施工控制网③在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网控制测量学的主要研究内容（1）研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法，以满足国民经济和国防建设以及地学科学研究的需要。
（2）研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。
（3）研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。
（4）研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立及应用等。
控制测量
控制测量第一节→概述为了限制误差传递和误差积累，提高测量精度，无论是测绘还是测设必须遵循“先整体后局部，先控制后碎部,由高级到低级”的原则来组织实施。
测量工作的基本程序也就分为控制测量，碎部测量两步。
控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。
测定控制点平面位置（）的工作，称为平面控制测量。
测定控制点高程（）的工作，称为高程控制测量。
一、平面控制测量（一）建立平面控制网的方法平面控制测量的任务就是用精密仪器和采用精密方法测量控制点间的角度、距离要素，根据已知点的平面坐标、方位角，从而计算出各控制点的坐标。
建立平面控制网的方法有导线测量、三角测量、三边测量、全球定位系统GPS测量等。
随着电磁波测距技术的发展，导线测量已是平面控制测量的主要方法。
1、导线测量导线测量—将各控制点组成连续的折线或多边形，如图6-1,、所示。
这种图形构成的控制网称为导线网，也称导线，转折点（控制点）称为导线点。
测量相邻导线边之间的水平角与导线边长，根据起算点的平面坐标和起算边方位角，计算各导线点坐标，这项工作称为导线测量。
2、三角测量三角测量—将各控制点组成互相连接的一系列三角形，如图6-2所示，这种图形构成的控制网称为三角锁，是三角网的一种类型。
所有三角形的顶点称为三角点。
测量三角形的一条边和全部三角形内角，根据起算点的坐标与起算边的方位角，按正弦定律推算全部边长与方位角，从而计算出各点的坐标，这项工称为三角测量。
3、三边测量三边测量—指使用全站型电子速测仪或光电测距仪，采取测边方式来测定各三角形顶点水平位置的方法。
三边测量是建立平面控制网的方法之一，其优点是较好的控制了边长方面的误差，工作效率高等。
三边测量只是测量边长，对于测边单三角网，无校核条件。
4、GPS测量全球定位系统GPS测量—全球定位系统是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
GPS以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点，成功地应用于工程控制测量，例如，南京长江第三桥、西康铁路线18km秦岭隧道、线路控制测量等方面。
控制测量复习
1.1控制测量学的基本任务和主要内容控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点）的水平位置和高程位置，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。
控制测量的基本任务1在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网。
2在施工阶段建立施工控制网。
3在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。
控制测量的作用1 为测绘地形图，布设全国范围内及局域性的大地测量控制网，为取得大地点的精确坐标，建立合理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小及重力场等参数。
2 控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊的作用。
控制测量学的研究内容研究建立和维持工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法。
研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。
研究地球表面测量成果向椭球面及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。
研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法。
大地水准面：水准面因其高度不同而有无数个. 与平均海水面相重合，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面。
1.3 控制测量的基准面和基准线铅垂线是外业测量工作的基准线大地水准面是外业测量工作的基准面3.大地高、正高及正常高H大=H正+NH大=H常+ζ4.垂线偏差地面一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
根据所采用的椭球不同可分为绝对垂线偏差及相对垂线偏差。
垂线同总地球椭球(或参考椭球)法线构成的角度称为绝对(或相对)垂线偏差，它们统称为天文大地垂线偏差。
测定垂线偏差方法：天文大地测量法；重力测量法；天文重力测量法；GPS方法。
作业1. 控制测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。
2. 野外测量的基准面、基准线各是什么?测量计算的基准面、基准线各是什么?为什么野外作业和内业计算要采取不同的基准面?3. 什么是控制测量，其分类有哪些？4.名词解释大地水准面、总地球椭球、参考椭球、垂线偏差。
控制测量
1,控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。
2,控制测量学的基本任务：1,在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网2在施工阶段建立施工控制网3在工程竣工后的运营阶段，建立监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。
3水准面：把重力位相等的面称为重力等位面。
也就是通常所说的水准面。
4大地水准面：设想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。
5参考椭球：所有地面测量都依法线投影在这个椭球面上，我们把这样的椭球称为参考椭球。
地球椭球只有一个，参考椭球无数个。
6大地高H：是地面点沿法线到椭球面的距离PP。
正高H正：是地面点沿实际重力线到大地水准面的距离PP1.正常高H正常：是地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离PP2。
7似大地水准面：与大地水准面接近在海洋上完全重合，在大陆上也几乎重合，在山区只有2~4米的差距。
H=H正+N，H=H正常+S ，N为大地水准面差距，S为高程异常。
8垂线偏差：地面上一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
9建立国家水平大地控制网的基本原则：1大地控制网应分级布设，逐级控制；2大地控制网应有足够的精度；3大地控制网应有一定的密度；4大地控制网应有统一的技术规格和要求。
10工程测量水平控制网技术设计书的编制：1搜集和分析资料；2网的图上设计；3编写技术设计书。
11编写技术设计书：1作业的目的及任务范围；2测区的自然、地理条件；3测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成果的精度分析4布网依据的规范，最佳方案的论证；5现场踏勘报告；6各种设计图表；7主管部门的审批意见。
12选点、埋石注意事项：1选点时必须保证点位地基稳定，安全僻静，并利于标石长期保存与观察使用；2埋石时必须埋没稳定，坚固耐久的中心标石，要广泛宣传和保护测量标志的意义。
13经纬仪的视准轴误差：仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差。
浅谈控制测量学的基本任务和作用
控制测量学是工程学中的一门重要学科，主要研究如何通过测量、检测和控制来提高系统性能和质量。
控制测量学的基本任务和作用包括：
1.设计和研究控制系统：控制测量学研究如何设计和改进控制系统，
使其能够更准确地检测和控制系统参数，提高系统性能和质量。
2.研究测量原理和方法：控制测量学研究各种测量原理和方法，并应
用于控制系统中，以提高测量精度和准确性。
3.应用控制测量技术：控制测量学应用于工业生产、航空航天、军事、
医疗和其他领域，以改进系统的性能和质量。
4.研究自动化技术：控制测量学研究如何应用自动化技术来改进控制
系统的性能和质量。
控制测量学的作用主要体现在工业生产、航空航天、军事、医疗等领域，为提高系统性能和质量做出了重要贡献。
测量学作业答案
测量学作业第一次作业：第一章～第三章第一章作业1．测量学的基本任务是什么答：确定地面点的点位;2．测量工作中常采用哪几种基准面各自定义和作用是什么答：1大地水准面：由静止的海水面扩展延伸而形成的闭合曲面;作用：测量外业工作的基准面;2旋转椭球面：椭圆绕其短轴旋转而成的闭合曲面,其形状和大小可由长半径a,短半径b,以及扁率a ba-=α确定;作用：精确确定地面点的点位的基准面;3圆球面：计算精度要求不高时,近似代替椭球面进行计算的基准面;作用：近似确定地面点的点位的基准面;4水平面：小范围内一般在R＝10km,近似代替大地水准面进行计算的基准面;作用：近似确定地面点的点位的基准面;3．测量学里可以选用哪几种坐标系各自如何表示地面点的位置答： a 地理坐标系：研究和测量整个地球的形状和大小,或进行大面积的测量工作时,可采用地理坐标系;i.大地地理坐标系:用大地经度 L 和大地纬度B来表示;ii.天文地理坐标系:用天文经度和天文纬度来表示;b)平面直角坐标系:在R＝10km的范围内,以水平面作为该区的基准面,直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上;c)高斯平面直角坐标系：以中央子午线的投影线为X轴,赤道的投影线为Y轴,两轴的交点为坐标原点O而建立起来的平面直角坐标系;4．水准面是不是水平面在什么范围内可将水准面当作水平面处理为什么答：（1）水准面不是水平面;水准面：由静止的海水面扩展延伸而形成的闭合曲面;水平面：近似代替大地水准面进行计算的基准面;（2）当测量的半径在10公里以内时,进行角度测量和距离测量时可用水平面代替水准面;（3）原因：球面三角形化为平面三角形时每个角的球面角超影响为2=''ε,P为平面三角形的面积,当三角形的边长为10km时,算得;3/RP因此,在半径为10km的面积内进行普通测量时,水平面代替水准面所产生的水平角度误差可以忽略不计;5．测定地面点位置的基本观测元素是什么答：水平角、水平距离和高差高程是确定地面点空间位置的三个基本观测要素; 6．某地假定水准面的绝对高程为67.785m,测得一地面点的相对高程为267.328m,请推算该点的绝对高程,并绘一简图加以说明;解：+＝335.017m图：略;7．测量的三项基本工作是什么答：测角,测距,测高程;8．测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同为什么答：测量上选用的平面直角坐标系,规定纵坐标轴为X轴,表示南北方向,向北为正；横坐标为Y轴,表示东西方向,向东为正；坐标原点可假定,也可选在测区的已知点上;象限按顺时针方向编号;数学中的平面直角坐标系与此相反,纵坐标轴为Y轴,向上为正；横坐标为X轴,向右为正；坐标原点两轴交点;象限按逆时针方向编号;原因：测量上取南北线为标准方向,主要是定向方便,而象限采取顺时针方向编号,目的是便于将数学上的三角和解析几何的公式直接应用到测量计算;第二章作业1.测量工作常用的标准方向是什么何谓真方位角、磁方位角、坐标方位角何谓子午线收敛角、磁偏角答：在测量过程中一般采用真北方向、磁北方向和坐标北向为标准方向;真方位角：指以真北方向为标准方向,顺时针转向某直线的水平夹角;磁方位角：指以磁北方向为标准方向,顺时针转向某直线的水平夹角;坐标方位角：指以坐标北向为标准方向,顺时针转向某直线的水平夹角;子午线收敛角：高斯平面直角坐标系的坐标北向与真北方向的夹角;磁偏角：由于地球的磁北极与地理北极不一致,因此,在地球任意一点上的磁北方向与真北方向一般说来都不重合,两者所夹角度称磁偏角△;2.已知某直线CD的磁方位角为15030,又知此地区的磁偏角 为西偏330,问直线DC的真方位角为多少解：A=mA+△=15030+-330+180=3273.分微尺光学经纬仪由哪几部分组成其作用各是什么答：分微尺光学经纬仪可分解为照准部、水平度盘和基座三大部分;作用：照准部由望远镜、水准器和竖盘所组成;望远镜用于瞄准目标并使其瞄准的目标清晰而准确;水准器的作用是指示水平度盘是否水平;竖盘是专门用于观测竖角的;水平度盘是用来测量水平角度的;基座的下部和三脚架头的中心螺旋相连接,可将整个仪器固定在三脚架上;4.经纬仪有哪些主要轴线各轴线间应满足什么条件答：视准轴：物镜中心与十字丝中心的连线,亦称视线；水准管轴：过水准管顶点的切线；竖轴：仪器照准部的旋转中心；水平轴H：望远镜的旋转中心；水平度盘面：水平度盘所在的平面;1水准管轴竖轴2视准轴水平轴3水平轴竖轴4水平度盘面竖轴, 水平轴竖角观测时,如何消除竖盘指标差的影响答：消除指标差的影响可采用盘左、盘右取平均值的方法以及根据求出的指标差对盘左、盘右含有指标差的竖角进行改正的方法;8. 竖角观测过程中,同一竖直面内不同高度的两点,在竖盘上的读数是否一定一样,为什么竖角观测过程中指标差的影响如何消除答：1不一样,竖盘指标与水准管固连,当望远镜转动时,指标并不随之转动;2消除指标差的影响可采用盘左、盘右取平均值的方法以及根据求出的指标差对盘左、盘右含有指标差的竖角进行改正的方法;第三章作业1. 钢尺量距时,影响量距的精度主要有哪些如何提高钢尺量距精度答：1钢尺伸缩误差,刻度刻画不均匀误差,零刻度磨损误差,读数时视线与刻度线不竖直误差.2多测几次取平均值,更换零刻线重复测量,读数时视线于刻度线竖直;2. 经纬仪视距法测距时,必须获取哪些数据,才能计算出水平距离和高程答：由视距公式δ2cos ⋅⋅=t c D 知,要计算出水平距离,必需知道上十下视距丝所截尺间隔t ；视线的倾角δ,比例常数C;由高差公式L i D H h H H A AB A B -+⋅+=+=δtan 知,要计算出高程必需知道,测站A 点高程A H ,仪器高i,目标高L,视线的倾角δ;3. 光电测距仪为什么需要“粗测”和“精测”两把“测尺”答：由于测距仪只能测出N ∆,整数N 测不出;为了解决扩大测程与提高精度的矛盾,可以采用一组测尺共同测距,以短测尺又称精测尺保证精度,用长测尺又称粗测尺保证测程,从而也解决了“多值性”的问题;4. 光电测距仪的测距精度是如何表示的试说明式中各符号的意义;答：测距仪的精度表示：mm D B A m D )10(6-⨯+±=;A 为仪器标称精度中的固定误差,以mm 为单位；B 为仪器标称精度中的比例误差系数,以mm/km 为单位；D 为测距边长度,以km 为单位;第二次作业：第四章～第五章第四章作业1. 试述水准测量的原理;答：水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线,对竖立在地面两点上的水准尺上分别读取水平视线的读数,以测定两点间的高差,从而由已知点的高程推算未知点的高程;2.水准测量作业时,必须注意的事项有哪些答：1转点起着传递高程的作用,在相邻转站过程中,尺位要严格保持不变,否则,会给高差带来误差,而且转点上的读数一为前视读数,一为后视读数,两个读数缺一不可;2按规范要求每条水准路线测量测站个数应为偶数站;以消除两根水准尺的零点误差和其它误差;3前、后视距应大致相等,这样可以消除因视准轴不平行水准管轴而引起的i角误差;3.进行水准测量时,为什么要将水准仪安置在前、后视距大致相等的地方瞄准水准尺时,为什么要使管水准器的气泡居中答：1前、后视距应大致相等,这样可以消除因视准轴不平行水准管轴而引起的i角误差;2只有当管水准器的气泡居中时才能保证仪器的竖轴应处于铅垂状态; 4.设A点的高程为30.000 m,欲测B点高程,中间通过点1;第一站瞄准A点尺的读数为1. 024m,瞄准B点尺的读数为1.534m；第二站瞄准1点尺的读数为1.436m,瞄准B点尺的读数为0.910m;试求B点高程;解： 30．000++m5.为了标定建筑物混凝土底板木桩B的设计高程为28.000m见图4-15;已知A的高程为29.559m,水准尺安置在A点上,其后视读数为0.769 m,问前视读数为多少时,水准尺零点处于28.000m的高程上第五章作业1.什么叫偶然误差什么叫系统误差试各举两个例子;答：偶然误差：在相同观测条件下作一系列观测,若观测误差在大小、正负上表现出不一致性,即从单个误差上看,纯属偶然,没有规律性；但实际上服从一定的统计规律变化的误差;系统误差：在相同观测条件下作一系列的观测,若观测误差在大小、正负上表现出一致性,或按一定规律变化的误差;偶然误差举例：如读数误差,系统误差：i角误差,行差,指标差2.某直线共丈量六次,其值为：120.38m, 120.40m,120.37m, 120.39m, 120.35m和120.36m;试求其算术平均值、算术平均值的中误差和相对误差;3.在图上量得一圆的半径为25.4mm,已知其量测结果的中误差为0.2mm,试计算该圆圆周长的中误差;按照误差传播定律及题意：M = ±=4. 有一三角形如图5-2,其中α角观测了4个则回,平均值中误差5.6''±=αm ,β角用同样仪器观测了8个测回,试计算：1 β角8个测回的平均值中误差βm ；2由α角和β角的平均值计算第三角γ的中误差γm ；3设α角的权为单位权,求β角和γ角的权;解： 1 ,, 6.5,2 6.51384m m m m m m m n n βα''''''===∴==⨯=,138m m n β=== ±″2 γm =±″ 第三次作业：第六章～第八章第六章作业1. 测量控制网有哪几种形式各在什么情况下采用答：1控制网分为平面控制网和高程控制网;2平面控制网：用于测定平面坐标的控制;高程控制网：用于测定高程坐标的控制;2. 闭合导线ABCDA 的观测数据如图6-21所示,其已知数据为：m x A 00.500=,m y A 00.500=, DA 边的方向角74133'= DA α;试用表格计算B 、C 、D 三点的坐标,见导线计算表格;3.什么叫前方交会、后方交会和边长交会在这些交会定点时,采取什么方法来检核外业观测结果和内业计算答：前方交会: 在两个已知点上设站,对未知点进行观测,测量水平角并计算点的位置;后方交会: 在未知点上安置仪器,对三个已知控制点进行角度观测,最后计算未知点位置;边长交汇：在两个已知点上设站,对未知点进行距离观测并计算点的位置;检核：为了检查测量结果的正确性,必须在P 点上对第四个已知点进行观测,即再观测γ角;根据A 、B 、C 三点算得P 点坐标,再与已知点C 和D的坐标反算方向角PC α和PD α,则 P D P D PD x x y y --=αtan , PD P D PD x x y y --=αtan 计算 PC PD ααγ-=',将γ'与观测角γ相比较 γγγ-'=∆,当交会点是图根等级时,γ∆的容许值为65204''±=''±;第七章作业1. GPS 定位的基本原理是什么答：由三个以上地面已知点控制站交会出卫星的位置,反之利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点用户接受机的位置;这便是GPS 卫星定位的基本原理;2. 差分的作用是什么其理论依据是什么答：差分的作用是消除公共误差,提高定位精度;差分GPS 定位技术是将一台GPS 接受机安置在基准站上进行观测;根据基准站已知精确坐标,计算出基准站到卫星的距离改正数,并由基准站实时地将这一改正数发送出去;用户接收机在进行GPS 观测的同时,也接收到基准站的改正数,并对其定位结果进行改正,从而提高定位精度;3. GPS 定位的主要误差来源有哪些答：GPS定位测量的各种误差可归纳为三类：第1类：同卫星有关的误差,包括卫星轨道误差和卫星钟差；第2类：同信号传播有关的误差,包括电离层误差、对流层误差、周跳、接收机噪声和多路径误差；第3类：同测站有关的误差,包括接收钟差和基地站起算点WGS-84坐标的误差;第八章作业1．地形图与平面图有何区别答：地形图的测绘就是将地球表面的地形按垂直投影关系,用规定的符号和一定的比例尺,测绘在图纸上；这种既能表示地面点的平面位置又能反映地面起伏状态的图称为地形图；若仅把地物的位置在图纸上表象出来,所得到的图称为平面图;2．什么是比例尺精度它有什么用途答：图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度;其作用主要在于：一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度,确定所选用地形图的比例尺; 3．地形图符号有几类同一地物在不同比例尺的地形图中,其符号表示是否一样为什么答：地形图图式中有地物符号、地貌符号及注记符号等三类;地形图是用不同的符号来表示地面上的地物和地貌的,为了便于不同单位测图、制图和用图,政府委托国家测绘局将这些符号按照不同的比例尺编篡成地形图图式形成国家标准,向全国颁布;所以,同一地物在不同比例尺的地形图中,其符号表示是一样的;4．比例符号、非比例符号、半依比例符号各在什么情况下使用答：比例符号：用规定的符号将某一地物按比例尺缩绘在图上的符号;例如,在11000地形图上按比例缩绘的农田、旱地、房屋等;非比例符号：某一地物不能按比例尺缩绘在图上,只能用特定的符号表示;例如,界碑、航标、独立树、测量中的三角点、水准点等地物符号;半依比例符号：某一地物的长度能按比例尺缩绘在图上,而宽度不能按比例尺缩绘在图上的符号;通常这些地物为线状地物,如公路、铁路、围墙、电力线、通讯线、管道线等;5．等高线有哪些特性等高线穿过道路、房屋及或河流等地物时,如何描绘,并绘图说明;答：等高线的特点主要包括：（1）同一条等高线上的点高程相等；（2）等高线必定是一条闭合曲线,不会中断；（3）一条等高线不能分叉成两条；不同高程的等高线,不能相交或者合并成一条；（4）等高线越密表示坡度越陡,越稀表示坡度愈缓；（5）经过河流的等高经不能直接跨越,应在接近河岸时渐渐折向上游,直到河底等高线处才能跨过河流,然后再折向下游渐渐离开河岸；（6）等高线通过山脊线时,与山脊线正交并凸向低处；等高线通过山谷线时,就是应与山谷线正交,并凸向高处;图略.第九章作业1.什么是地图投影地图投影有哪些变形它们各有什么特点答：1将地球椭球面上的点投影到平面上的方法称为地图投影;2长度变形,角度变形,面积变形2.高斯投影是属于哪类地图投影它有什么特征答：高斯投影是一种等角横切椭圆柱投影,特征：1中央子午线投影后为一条直线,且无长度变形,其余经线为凹向中央子午线投影线的对称曲线,其投影长度大于椭球面长度,且离中央子午线愈远长度变形愈大;2赤道的投影也为一条直线,但长度有变形,其余纬线的投影为凸向赤道投影线的对称曲线；3投影前后角度相等,即无角度变形;3.高斯投影为什么要分带进行6°带和3°带投影是如何进行的答：高斯投影无角度变形,在中央子午线上也无长度变形,但除中央子午线外均存在长度变形,且离中央子午线愈远长度变形愈大;为了限制投影变形对测图的影响,必须缩小投影区域,即采用分带投影法;六度分带法：自0子午线开始,按经差6为一带,自西向东将全球分为60个条带,依次编号1,2,…,60,并逐带投影;三度分带法：自子午线开始,按经差3为一带,自西向东将全球分为120个条带,依次编号1,2,…,120,并逐带投影;4.高斯平面直角坐标系是如何建立起来的若某点的坐标为X=3 112 km,Y=21257km,试说明其坐标值的含义;答：1以投影后的中央子午线为X轴,赤道线为Y轴,中央子午线和赤道线的交点为原点;2高斯投影坐标带号为21,六度带中央子午线经度为123度,该点位于中央子午线以西,因为257-500<0.5. 已知某点的大地坐标为L=10915,B=3040,高斯平面坐标为m x 8.3395385=,m y 4.167726-=,试求该点6°带的通用坐标值;解：6n - 3 = 10915,n = , 所以该点为于19带;y ’= y+500000 = + 500000 =该点6°6. 新旧两种地形图分幅与编号各有什么特点答：1分幅虽仍以1:100万地形图为基础,经差亦没有改变,但划分的方法却不同,即全部由1:100万地形图逐次加密划分而成；另外,由过去的纵行、横列改成了现在的横行、纵列;2编号仍以1:100万地形图为基础,由下接相应比例尺的行、列代码所构成,并增加了比例尺代码,因此,所有1:5000～1:500000地形图均由五个元素10位代码组成;编码系列统一为一个根部编号都以1:100万为基础,编码长度相同,便于计算机处理;第四次作业：第十章第十章作业1. 施工放样与测绘地形图有哪些不同答：施工放样是将图上点位,通过一定的测量方法,施放到地面上;测绘地形图是将实地点位通过一定的测量受段,绘制到图上;2. 测设点的平面位里有哪些方法各适用于什么场合答：方向线交会法：是利用两条方向线相交来定出放样点;当需要放样的点和线较多时,可建立矩形的格网,此时,用这种方法放样速度较快;直角坐标法 ：这种方法只需要量距和测直角,工作比较简单;当建筑场地的施工控制网为矩形格网或轴线形式时,用这种方法较为方便;极坐标法角度交会法 当不便量距或测试的点位远离控制点时,采用此法比较方便;3. 设A 、B 为控制点,其坐标分别为m x A 315.1235=,m y A 432.578=；m x B 543.1200=,m y B 402.529=;现采用极坐标法测设1、2两点的平面位置,其坐标分别为m x 635.12111=,m y 741.5821=；m x 403.11852=,m y B 538.552=;请计算放样数据及1、2两点之间的距离距离计算至毫米,角度计算至秒; 解： 1.计算放样元素：2.有了和D AP 后,将经纬仪安置在A 点上,照准B 点,按正倒镜投点法在地面标定出AP 方向线,按长度测设法测定AP 的距离,即得P 点的位置;。
控制测量学的基本任务和主要内容概要
工程控制测量
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控制测量的基本任务
在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图 的测图控制网 在施工阶段建立施工控制网 在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建 筑物变形为目的的变形观测专用控制网
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控制测量的作用
布设全国范围内及局域性的大地测量控制网，为取得 大地点的精确坐标，必须要建立合理的大地测量坐标系 以及确定地球的形状、大小及重力场参数。 在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥 着特殊的作用 在发展空间技术和国防建设中，在丰富和发展当代地 球科学的有关研究中，以及在发展测绘工程事业中，它 的地位和作用将显得越来越重要。
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1.1控制测量学的基本任务和主要内容
1.控制测量的任务与作用
控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所要求的精度， 测定一系列地面标志点（控制点）的平面坐标和高程，建立控 制网，这种测量工作称为控制测量。 控 制 测 量 的 分 类 按工作 内容分 平面控制测量 高程控制测量 测定控制点平面位置 测定控制点高程 全国范围内,按国家统一颁 布的法式、规范进行的控 制测量 为工程建设或地形图测绘， 在小区域内，在大地测量 控制网的基础上独立建立 控制网的控制测量
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控制测量的基本工作
网的可行性论证，估计网的技术经济指标，撰写 技术设计报告 控制网的布测，即踏勘选点、埋石、观测及数据 处理 控制网的成果进行有效管理，以便能够迅速、准 确地为各项工程建设提供有用的资料
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控制测量学的研究内容
控制测量基础知识
1：控制测量学：研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科2：控制测量：获得控制网中控制点平面坐标或高程的测量工作。
工程控制测量：所有为工业和工程建设测量而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称。
工程控制测量的基本任务：测图控制网：在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图，用于建筑物的设计和区域规划；施工控制网：在施工阶段建立，作为施工测量和放样的依据；变形监测控制网：在工程竣工后的运营阶段建立，以监视建筑物（构筑物、大型设备）变形为目的，精度要求较高。
工程控制测量与大地控制测量的关系：和大地控制测量的理论、方法和技术密切相关；经常需要联测大地控制网；是大地控制测量学的直接应用者，而不能简单理解为其中的一部分；工程控制测量的精度不一定低于大地控制测量；测量范围小于大地控制测量范围，但绝大多数情况并非平面测量，尤其是大型工程的控制测量。
工程控制测量的主要研究内容：研究建立和维持高科技水平的工程水平控制网和精密高程控制网的原理和方法，满足国民经济建设、国防建设和地学科学研究的需要；研究获得高精度测量成果的精仪器和使用方法；研究控制网测量成果的数学投影和变换及有关问题的测量计算；研究高精度的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立、管理及应用3：铅垂线：地球上的质点所受的万有引力与离心力的合力称为重力，重力的方向称为铅垂线方向。
大地水准面：假定海洋水体只受重力作用，处于静止和平衡状态，将海洋表面延伸到大陆下面并处处保持与垂线方向正交所形成的水准面大地水准面是外业测量的基准面，铅垂线是外业基准线；参考椭球面是内业计算的基准面，法线是内业计算的基准线。
大地水准面的性质：地球质量分布不均匀，地壳高低起伏，所以重力方向有局部变化，致使处处与重力方向垂直的大地水准面也就不规则，无法用数学公式准确表达，其形状无法确定，因此不能作为大地测量的计算基准面。
参考椭球：把形状和大小与大地体相近，并且两者之间相对位置确定的旋转椭球称为参考椭球。
控制测量的任务及其基本内容
1.1控制测量的任务及其基本内容现代大地测量()⎪⎩⎪⎨⎧GPS 空间大地测量大地测量理论物理几何大地测量几何大地测量------确定地球的形状和大小与地面点的位置。
主要内容：国家大地控制网（平面与高程）的建立基本原理与方法；精密测角（方向）、测边，精密水准测量；地球椭球数学性质，椭球面上测量计算，椭球数学投影以及地球椭球几何参数的数学模型等。
1.1.1控制测量的任务⑴控制测量是研究精确测定地面点空间位置的学科。
X,Y,H L,B,H ⑵控制测量的服务对象主要是各种工程建设、城镇建设和土地规划与管理工作。
测量范围比大地测量小，测量手段多样化。
⑶工程建设大体可分为设计、施工、运营3个阶段。
设计阶段------测图控制网施工阶段------施工控制网运营阶段------变形观测专用控制网1.1.2控制测量的基本内容设计阶段：可行性论证，估计（算）技术经济指，写技术设计报告等。
施测阶段：选点、埋石、建标、观测、数据处理。
使用阶段：主要是对控制网的成果进行有效的管理。
1.2控制测量的基准面和基准线1.2.1铅垂线与大地水准面重力测量外业的基准面------大地水准面基准线------铅垂线1.2.2参考椭球与总地球椭球大地水准面是个物理面，不是数学面。
参考椭球：形状和大小与本国或本地区的大地体相近并且两者的相对位置确定的两极略扁的旋转椭球。
测量计算的基准面。
总地球椭球。
1.2.3垂线偏差与大地水准面差距1.3控制网的布设形式1.3.1水平控制网的布设形式1三角网网形一组公式： CB s s sin /sin 2.13.1=3.13.13.1cos αs x =∆,3.13.13.1sin αs y =∆ (1-3) 3.113x x x ∆+=,3.113y y y ∆+= (1-4)观测量------方向或角度。
起算数据------独立网4个：x,y,s,α或两点坐标。
推算元素------坐标，边长，坐标方位角。
控制测量
15．大地坐标系和天文坐标系各以什么作基准面和基准线？
16．试推证卯酉圈、子午圈曲率半径的计算公式。
17．B≠00的平行圈是否有可能是法截线？为什么？
18．卯酉圈曲率半径N与子午圈曲率半径M何时有最大值？何时有最小值？
19，为什么说任意方向法截线曲率半径随A的变化是以900为周期的？这
9．在进行三、四等水准测量时，为什么要求前后视距差不得大于所规定的限差？
10．什么是水准仪的角误差和交叉误差？这两项误差各对观测成果有何影响？如何检验和校正?
11．试述精密水准测量中的各种误差来源?
12．大地测量上使用哪几种高程系统？说明各种高程系统的意义及相互关系？如何求地面上一点在各高程系统中的高程值？
1．电磁波测距仪有哪些分类方法？各是如何分类的?
2．电磁波测距仪表示标称精度的公式有哪些？
3．为什么电磁波测距仪一般都采用两个以上的测尺频率？利用单一频率能否进行距离测量？为什么？
4．相位式测距仪测距的求距基本公式和基本原理是什么？试简述其中的N值确定方法。
5．试述相位测距法的测距公式，并指出其中哪些是已知参数，哪些是经测算获得的参数，它们是如何获得的。
5．正确理解光学测微器行差的意义、测定行差的基本原理，在观测结果中如何进行行差改正？在行差测定过程中，要将照准部安置在不同的度盘位置上，为什么？
6．设某方向用J2经纬仪（i=20′）测得的读数为214°56′22.8″
，该仪器测微器行差为+2.6″，求改正后方向读数值。
7．什么是经纬仪的三轴误差？如何测定？它们对水平角观测有何影响？在观测时采用什么措施来减弱或消除这些影响？
13．何谓水平折光差?为什么说由它引起的水平方向观测误差呈系统误差性质?在作业中应采取什么措施来减弱其影响?
河南理工大学控制测量学设计大纲及指导书
《控制测量学》课程设计教学大纲一、课程类别:必修二、课程属性:专业三、适用专业和学时适用专业: 测绘工程学时: 1周四、实验教学大纲类别:自编五、本实验课的目的和任务:实验目的:1．通过实践, 加强学生对该课程理论知识的理解和认识；2. 掌握如何根据一个测区的实际情况布设该区平面（GPS网）、高程控制网；3. 掌握水准网精度估算的方法；4. 了解布设控制网时经费预算的方法；5.进行技术总结。
1.设计任务:2.认真学习课程设计指导说明书；3.根据测区环境设计GPS网、高程控制网；4.对坐标系统作出选择, 计算出投影面的位置, 对经费作出预算；5.画出平面和高程控制网图并提交设计说明书；6.水准网的精度评定、设计存在的问题及处理方案、今后设计应注意的问题和建议等。
六、本实验课教学的基本要求本实验要求学生必须完成大地测量学基础、测量平差、测量学等课程, 通过课程设计, 增强学生对理论知识的理解, 掌握基本控制网的布设方法。
七、本实验教学的方法和特点:本实验课具有很强的理论性实践性, 但要求学生必须修完大地测量学基础后方可参加设计。
由于本设计要求学生独立完成, 采用教师指导, 主要由学生完成设计的教学方法。
八、实验项目及学时分配设计内容1. 学习课程设计指导说明书和大纲。
0.5天2. 在设计图纸上完成网形设计 1.5天3. 完成各种计算（包括水准网精度估算、坐标系统的选择、经费预算等）1.5天4. 撰写设计说明书。
1.5天九、实验项目选择原则:根据教学大纲的要求十、实验成绩考核及标准:实习结束后, 学生除要提交课程设计说明书外, 还应提交1: 50000设计用图, 1: 100000选点图以及加密控制网图。
1. 由指导教师每日对所指导的学生设计情况进行考核。
10%2. 对每名学生设计的控制网合理性进行考评。
30%3.对每名学生设计中的计算是否正确进行考评........30%4. 考察学生的经费预算是否合理。
控制测量复习题
1控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。
2控制测量三个阶段基本任务：①在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网。
②在施工阶段建立施工控制网。
③在工程竣工后的运营阶段建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。
3重力等位面：我们把重力位相等的面称为重力等位面，也就是我们通常所说的水准面。
水准面有无数个。
4重力等位面（水准面）特性：①水准面具有复杂的形状。
②水准面相互既不能相交也不能相切。
③每个水准面都对应着唯一的位能W=C=常数，在这个面上移动单位质量不做功，亦即所做的功等于0，即dW= -g s ds ，可见水准面是均衡面。
④在水准面上，所有点的重力均与水准面正交。
于是水准面又可定义为所有点都与铅垂线正交的面。
5大地水准面：由于海洋占全球面积的71％，故设想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，它是一个没有褶皱、无棱角的连续封闭曲面。
6似大地水准面：由于地球质量特别是外层质量分布的不均性，使得大地水准面形状非常复杂。
大地水准面的严密测定取决于地球构造方面的学科知识，目前尚不能精确确定它。
为此，前苏联学者莫洛金斯基建议研究与大地水准面很接近的似大地水准面。
这个面不需要任何关于地壳结构方面的假设便可严密确定。
似大地水准面与大地水准面在海洋上完全重合，而在大陆上也几乎重合，在山区只有2-4m 的差异。
似大地水准面尽管不是水准面，但它可以严密地解决关于研究与地球自然地理形状有关的问题。
7我们选择大地水准面作为测量外业的基准面，而与其相垂直的铅垂线则是外业的基准线。
8我们选择参考椭球面作为测量内业计算的基准面，而与其相垂直的法线则是内业计算的基准线。
9大地高H 是地面点沿法线到椭球面的距离PPo ；正高是地面点 沿实际重力(垂)线到大地水准面的距离PP 1；正常高是地面点沿正常重力(垂)线到似大地水准面的距离PP 2。
《控制测量学》习题2
习题与思考题第一章绪论1．《控制测量学》课程的教学目的和要求是什么? 2．控制测量包括哪些主要内容?它应遵循怎样的作业程序?3．控制测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。
4．何谓垂线偏差?造成地面各点垂线偏差不等的原因有哪些? 5．简述三角网、导线网、边角网的适用范围及优、缺点。
6．简述控制测量新技术发展的几个方面。
7．控制网的基本结构有哪些？8．针对控制测量学的任务和内容，你将如何学习控制测量学这门的课程？ 912．36这是什么缘故45．设三角网中某边S AB 长约 2.5km "4±=αm 。
试求两点间边长中误差、相对横向中误差及点位中误差。
6．如图2-1所示，在高级三角点)6,2,1( =i A i 中，布设8条大致直伸的导线，共组成具有三个结点（E 、F 和G ）的导线网，设每条导线长度均为2km ，各条导线均以5cm 的点位精度施测，试求： (1)结点F 的点位误差是多少？(2)该导线网的最弱点在何处（不考虑起算数据误差影响）。
图2-1图2-27．为什么在直伸形支导线中，边长测量误差主要引起纵向误差，而测角误差和起始方位角误差则主要引起横向误差？8．设有一坐标附合导线网如图2-2所示，A 、B 、C 为已知点，N 为结点，各导线长L 在图中标出（以公里为单位）。
若以四等导线基本精度规格进行施测，试问导线网最弱点在哪条导线上？在何处？其点位中误差如何计算（不考虑起始数据误差）？9．城市或工程导线测量共分哪些等级和布设形式？主要技术指标是什么？10．在平面控制点上造标有什么作用？觇标有哪些主要类型？各在什么场合使用？11．对觇标的建造有哪些基本要求？照准标志的直径如何选定？12．何谓相位差?它属于何种误差性质?作业中应采取什么措施来减弱其影响？13．什么是微相位差照准圆筒？作为观测时的照准目标起到什么作用？14．在进行造标埋石时，为什么要求先造标、后埋石?第三章精密光学经纬仪及水平角观测1．我国光学经纬仪系列分为J07，J1、J2、J6等型号，试述J字及其右下角码数字各代表什么含义？2．经纬仪望远镜的目镜有什么作用?作业时为什么首先要消除视差?2/33．经纬仪上的圆水准器和长水准器各有什么功能?何谓水准管的格值？4．经纬仪的读数设备包括哪几部分?各有什么作用?5．正确理解光学测微器行差的意义、测定行差的基本原理，在观测结果中如何进行行差改正？在行差测定过程中，要将照准部安置在不同的度盘位置上，为什么？i20′）测得的读数为214°56′22.8″，该仪器测微器行差为+2.6″，6．设某方向用J2经纬仪（求改正后方向读数值。
控制测量学的基本任务和主要内容
控制测量学的基本任务和主要内容1。
1。
1控制测量学的基本任务和作用控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。
它是在大地测量学基本理论基础上以工程建设测量为主要服务对象而发展和形成的，为人类社会活动提供有用的空间信息。
因此，从本质上说，它是地球工程信息学科,是地球科学和测绘学中的一个重要分支，是工程建设测量中的基础学科、也是应用学科。
在测量工程专业人才培养中占有重要的地位。
控制测量的服务对象主要是各种工程建设、城镇建设和土地规划与管理等工作。
这就决定了它的测量范围比大地测量要小，并且在观测手段和数据处理方法上还具有多样化的特点。
作为控制测量服务对象的工程建设工作，在进行过程中，大体上可分为设计、施工和运营3个阶段。
每个阶段都对控制测量提出不同的要求，其基本任务分述如下：1。
在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网在这一阶段,设计人员要在大比例尺地形图上进行建筑物的设计或区域规划,以求得设计所依据的各项数据。
因此，控制测量的任务是布设作为图根控制依据的测图控制网，以保证地形图的精度和各幅地形图之间的准确拼接。
此外，对于房地产事业，这种测图控制网也是相应地籍测量的根据。
2.在施工阶段建立施工控制网在这一阶段，施工测量的主要任务是将图纸上设计的建筑物放样到实地上去。
对于不同的工程来说，施工测量的具体任务也不同。
例如,隧道施工测量的主要任务是保证对向开挖的隧道能按照规定的精度贯通，并使各建筑物按照设计的位置修建；放样过程中，仪器所标出的方向、距离都是依据控制网和图纸上设计的建筑物计算出来的。
因而在施工放样之前,需建立具有必要精度的施工控制网。
3。
在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网由于在工程施工阶段改变了地面的原有状态，加之建筑物本身的重量将会引起地基及其周围地层的不均匀变化.此外，建筑物本身及其基础，也会由于地基的变化而产生变形，这种变形，如果超过了某一限度，就会影响建筑物的正常使用，严重的还会危及建筑物的安全.在一些大城市（如我国的上海、天津)，由于地下水的过量开采，也会引起市区大范围的地面沉降,从而造成危害。
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1 控制测量学的基本任务？主要研究内容？
2 什么是铅垂线？大地水准面？大地体？似大地水准面？
3 什么是总地球椭球？参考椭球？
4 内业计算的基准面及基准线分别是？
5 大地高、正高、正常高、大地水准面差距、高程异常的定义
6 什么是垂线偏差？
7 建立国家水平大地控制网的方法？及其相应的特点？(重点看导线测量、边角网、三角网)
8建立国家水平大地控制网的基本原则有哪些？
9国家水平大地控制网的布设方案？（了解）
10工程测量水平控制网分类，建立的布设原则？
11工程测量水平控制网技术设计流程（了解）
12经纬仪三轴误差定义及其检验校正方法
13列举三或三种以上影响精密测角的误差的因素及其消除减弱方法
14方向观测法作业流程
15什么叫测站偏心、照准点偏心
16电磁波测距仪的分类，精度公式
17什么是周期误差
18六段解析法
19什么是仪器常数
20电磁波测距仪测距成果的归算需要加那三项改正，分别包括哪几项
21国家高程基准的定义及我国使用过的高程基准
22国家高程控制网的布设原则
23精密水准测量的主要误差来源及其影响(熟悉)
25什么是理论闭合差，其产生原因
26三角高程测量的基本公式
27地球椭球的基本几何参数
28我国坐标系采用的椭球参数
29椭球面上常用坐标系（重点看大地坐标系、归化纬度坐标系）
30子午圈曲率半径、卯酉圈曲率半径、平均曲率半径的相互关系（表7-4）
31大地线、相对法截线、大地线的微分方程克莱劳方程的定义
32什么是三差改正，及其各自的定义
33大地元素、大地主题解算、大地主题正算、大地主题反算的定义
34白赛尔大地主题解算的基本思想
35投影变形（了解）
36地图投影的分类
37 什么是高斯投影、6度带、3度带投影，应用高斯投影正、反算公式间接进行换代计算的过程。
38椭球面三角系划算到高斯投影面的主要内容（P67）
39正形投影的一般条件（柯西黎曼条件）
40 子午线收敛角的定义（了解）
41.什么是方向改化、距离改化
43. 3度带与6度带间的相互换算（了解）
44. 什么是通用横轴墨卡托投影、兰勃脱投影
45.岁差、章动、极移、大地基准的定义
46. 坐标参考系统分为坐标系和坐标系
47 椭球定位与定向、参考椭球、总地球椭球的定义
48 WGS-84世界大地坐标系的定义
49 国际地球参考系统（了解）
50 布尔莎七参数公式,七参数是指哪七个参数，不同大地坐标系间的换算需要哪些参数（共9个参数P172）。