测量学(缩减).doc

第1章 绪论第一节 测量学的任务、分类与作用1、测量学是一门量度地球表面的应用科学。传统的测量学被定义为研究和测定地球表面各个部分以及整个地球的形状、高低和大小的一门学科。2、主要任务是测图、测设和用图。3、测量学的分支学科1.普通测量学2.大地测量学3.摄影测量学4.工程测量学5.海洋测量学普通测量学IIVIIIIIYX是研究地球表面局部地区测绘工作的基本理论、技术、方法和应用的学科，是测量学的基础。主要任务是图根控制网的建立，地形测绘以及一般工程测量。第2节 地球的形状和大小1、水准面：人们设想将静止海水面向陆地延伸形成一个的封闭的曲面2、大地水准面：平均海水面向陆地延伸形成闭合水准面3、大地体：大地水准面所包围的形体4、参考椭球：把与某个国家大地水准面最为拟合的椭球称为参考椭球5、参考椭球定位：在一定条件下，确定参考椭球在地球体内的位置和方向，称为参考椭球定位。第3节 地面点的确定1、 测量坐标系：地理坐标系、平面直角坐标系、地心坐标系2、 平面直角坐标系：独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系（重要，具体看书P5） 测量坐标与数学上的笛卡尔平面直角坐标有所不同。其特点：坐标轴互换、象限顺序相反、但不改变数学公式。3、 高程系（重要）绝对高程（海拔）：地面点到大地水准面的垂直距离相对高程（假定高程）：假定一个水准面作为高程基准面，地面点到假定水准面的垂直距离高差：两点高程之差4、 地球曲率对水平距离影响不大，对高差影响较大5、 普通测量工作的目的就是测定地面点平面位置和高程，其基本工作是距离测量、角度测量和高程测量。（确定地面点位置的三个基本要素：距离、角度、高程）6、 测量工作的基本原则：在程序上“先控制后碎部”，在布局上“有整体到局部”，在精度上“从高级到低级”还应该“步步有检核”7、 测量误差=观测值真值测量误差产生的原因：仪器误差、人的感官能力限制、外界条件测量误差按其性质的不同，可分为粗差（差错，绝对不允许），系统误差（具有累积的特性）和偶然误差三大类。偶然误差的特性：1.在一定的观测条件下，偶然误差出现的绝对值不会超出一定的界限（有限性）;2.绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的机会多(大小性);3.绝对值相等的正负误差出现的机会相等(对称性);4.偶然误差的算术平均值,随着观测次数的无限增加而趋近于零(抵偿性) 衡量精度的指标：中误差、容许误差、相对误差 第2章 水准测量1、高程测量：根据已知点高程，测定该店与未知点的高程，然后计算出位置点的高程的方法。高程测量可分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量。2、 水准测量是利用水准仪所提供的一条水平视线，配合水准尺来测定两点间的高差，根据已知点高程，求得待测点的高程。3、 水准仪组成：1.望远镜 2.水准器 3.基座（操作具体看书和实验）4、 视差：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动称视差(物像与十字丝平面不重合所引起的误差称视差)。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。5、 用来连测其它各控制点高程的点称为水准点。水准点有永久性和临时性两种。其特点是：位置固定、高程已知。6、 水准路线有三种：闭合水准路线（由已知点BM1已知点BM1）附合水准路线（由已知点BM1已知点BM2）支水准路线 （由已知点BM1某一待定水准点A） 7、 水准测量的方法、校核和误差，重要，具体看书和实验。 第3章 角度测量1、 角度测量包括：水平角测量、竖直角测量2、 水平角：地面上一点到两目标的方向线铅垂投影到同一水平面上所形成的夹角。 范围：顺时针0036003、 竖直角：同一竖直面内，目标的倾斜视线与水平视线之间的夹角。其范围：a=00900，仰角为正，俯角为负。4、 经纬仪是测水平角和竖直角最常用的仪器，按精度分有：DJ6型（6级）、DJ2型（ 2级）。其构造：照准部、水平度盘、基座（操作具体看书和实验）5、 水平角测量的方法有测回法和全圆测回法（方向观测法）两种。测回法用在简单的测角（即两个方向之间的夹角）；全圆测回法是观测三个或三个以上的方向而采用。（操作具体看书和实验）6、 竖直角测量、角度测量的误差，看书。第4章 距离测量与直线定向1、 距离：一般是指两点间的水平距离。距离测量：钢尺量距、视距测量、光电测距。2、 定线按精度分：目估法和经纬仪法（钢尺量距的基本知识要知道，如方法、精度、工具）3、 视距测量是一种能同时测定两点间的水平距离和高差的测量方法。这种方法具有操作简便、观测速度快、工效高等优点，特别在地形起伏较大的地区尤为突出（不受地形限制）。但测距的精度较低。因此，只能用在精度要求较低的测量工作中。4、 视距测量原理：利用望远镜视场内十字丝片上对称于横丝的两条视距丝进行读数。当知道了两点间的水平距离，若再测出竖直角，就可计算两点间的高差。5、 视距测量测定水平距离和高差的公式（看书）6、 直线定向：确定地面上一直线与标准方向间的水平夹角称直线定向。（重要，书上这一节认真看）7、标准方向的种类（基本方向）：1.真子午线（地面上任一点在其真子午线处的切线方向称该点的真子午线方向。） 2.磁子午线（地面上任一点在其磁子午线处的切线方向。） 3.坐标纵轴线（地面上任一点与高斯平面直角坐标系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。）8、 由于地面上同一点的真、磁子午线是不重合，其夹角称为磁偏角。磁子午线方向在真子午线方向东侧，称为东偏，为正。以西为西偏，为负。9、 子午线收敛角（）当坐标纵轴线方向在真子午线方向以东，称为东偏，为正。反之称为西偏，为负。可见在中央子午线上，真子午线与坐标纵轴线重合，其他地区不重合，两者的夹角即为。10、 方位角：由标准方向的北端顺时针方向量至一直线的水平夹角称为该直线的方位角。其范围为0 360。方位角有真方位角、磁方位角、坐标方位角方位角的性质： 同一直线上的方位角有正反方位角，正反坐标方位角相差180。第5章 全站仪及其使用1、全站仪：由电子测角、光电测距、微型机及软件组合而成的智能型光电测量仪器。2、全站仪的基本功能是测量水平角、竖直角和距离。3、全站仪具有如下特点：同时进行角度测量(水平角、竖直角) 和距离测量(斜距S、平距D、高差h) ； 测距系统光轴（发射光轴与接收光轴）与测角系统视准轴同轴（三轴同一）；显示测点的角度(方向值)、距离、高差和三维坐标；拥有后方交会、施工放样、偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等高级测量功能。4、全站仪的基本操作（测量）模式有两种： 标准测量模式（基本测量模式）包括角度测量模式、距离测量模式、坐标测量模式。 特殊测量模式（应用程序模式）包括悬高测量、偏心测量、对边测量、距离放样、坐标放样、面积计算等。5、 角度测量模式：无论是何种型号的全站仪，仪器在厂家出厂时就设置为开机后自动进入角度测量模式。HA-水平角、VA-竖直角、SD-斜距、HD-平距、PT-点号、HT-目标高（棱镜高）6、 距离测量模式：将全站仪的望远镜瞄准棱镜时，可进入距离测量模式7、 坐标测量模式：全站仪在瞄准目标棱镜（或无棱镜）时，就进入坐标测量模式。在进行三维数据（X、Y、Z）采集前应要建站，才能获得待测点的三维数据。1. 已知点建站：在按建站菜单下，显示已知回车，输入点名或点号，如1号点的坐标X、Y、H及仪器高；再输入后视点的X、Y、H及目标高，屏幕界面则显示方位角AZ，用盘左F1瞄准后视点，按回车键完成建站。2. 坐标测量的方法：1）输入测站点的三维坐标；2） 输入后视点的已知坐标或方位角，当设定后视点的已知坐标时，全站仪会自动记录或计算其方位角；3） 设置棱镜常数（一般是30mm）；4） 设置大气改正或输入气温、气压值（应携带）；5） 输入量取的仪器高、棱镜高等；6） 瞄准目标棱镜，按测量键，全站仪开始测距离、计算并显示待测点的三维坐标数据，自动记录坐标和原始测量数据。第6章 小地区控制测量第1节 控制测量概述1. 测量原则：从整体到局部、先控制后碎步、由高级到低级。因此，必须先建立用以测定的控制网。2. 控制网的定义：由测区内若干个控制点而构成的几何图形，称为控制网。3. 控制网的分类：1 平面控制网（用于平面控制的控制网称为平面控制网。)测定控制点平面位置(x,y)的工作称为平面控制测量。2 高程控制网(用于高程控制的控制网称为高程控制网。)测定控制点高程(H)的工作称为高程控制测量。 4. 控制网的等级：国家测量控制网、城市测量控制网、小地区测量控制网 1 国家测量控制网（在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。）国家控制网分为一、二、三、四等四个等级。 其中，低级点受高级点的控制。 2 城市测量控制网（城市控制网是为了施工放样和测绘地形图的需要而在国家控制网的基础上布设而成的控制网。） 3 小地区测量控制网（在小范围内（10-15KM2以内）建立的控制网称为小地区测量控制网）5. 小地区测量控制网的分级 测区面积较大时，控制网可分为首级控制和图根控制。图根控制点：直接用于测图的控制点。图根控制测量：测定图根控制点位置的工作称为图根控制测量。小地区测量控制网的建立方法：平面：导线测量、小三角测量、GPS 静态测量。高程：三、四等水准测量、工程水准测量、三角高程测量。第2节 导线测量（重点，具体看书和实验）1、导线测量是采用连续的折线把各控制点相连接，用经纬仪测角度（转折角），用钢尺、激光测距仪或全站仪测边长，用罗盘仪测定起始边的方位角。根据观测数据计算出各控制点的坐标称为导线测量。导线点：构成导线的控制点，称为导线点。导线测量要素：边长、转折角第3节 导线测量内业计算（重点，具体看书和实验）第五节三角高程测量（看书）第八章 大比例尺地形图测绘1、比例尺：测绘地形图，不能按其真实的长度绘在图纸上，是将实地的大小按一定的比例进行缩小的办法来解决。这种图上长度l与实地相应水平长度L之比称为比例尺。 比例尺表示：数字比例尺、直线比例尺。 比例尺精度：人的正常眼力所能分辩的最短距离为0.1mm的点和线，图上0.1mm所能代表的实地水平长度称比例尺精度。 比例尺精度的用途：根据比例尺精度L，可知道测图的准确度；根据比例尺精度L，可以确定测图比例尺。2、 用各种符号将实地的地物和地貌在图纸上表示出来，这些符号总称为地形图图式。地形图图式中有三类符号，即地物符号、地貌符号和注记符号。3、 地物是指地面上有明显轮廓的自然物体及人工建筑的物体。如：房屋、地物、独立地物、河流、烟囱、道路和水系等。地物的类别、形状和大小以及在地形图上的位置是用地物符号来表示；而地貌则用等高线表示。地物符号分为比例符号、半依比例符号和非比例符号三种。比例符号（轮廓符号）：轮廓较大，可按测图比例尺缩小，用地形图图式中的规定符号绘出。半依比例符号（线形、线划符号）：线状地物，中心线位置（长度）按比例，宽度不按比例。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。地物注记：为表明地物的种类和特征，除用相应的符号表示外，还应配合用文字和数字对符号加以说明。总之，测图比例尺越大，用比例符号测绘地物就越多，测图比例尺越小，用非比例符号表示地物就越多。4、 地貌是指地球自然表面的起伏状态，地形指地球表面高低起伏各种不同形态的总称。它包括山地、丘陵地、平原等，在地形图中，通常用等高线表示地貌。等高线不仅能表示地面的起伏形态，还能科学地表示地面的坡度和地面点的高程。5、 等高线是地面上高程相同的相邻点所连成的圆滑的闭合曲线。即：一定高度的水平面截面。等高距(等高线间隔)：相邻两条等高线之间的高差(垂直距离)，用h表示。等高线平距：相邻两条等高线之间的水平距离，用d表示。可见： 如果h定下来时，地面陡、平距小、等高线密；如果h定下来时，地面缓、平距大、等高线稀。6、 等高线的种类：1.首曲线：按规定的等高距测绘的等高线称首曲线,也称基本等高线。用0.15mm粗细的实线表示。 2.计曲线：加粗的等高线称计曲线。一般在地形图上每5根等高线中就有一根加粗的等高线。 3.间曲线(半距等高线)：即1/2等高距所表示的等高线。一般用长间断线表示。 4.助曲线(辅助等高线)：即1/4等高距所表示的等高线。一般用短间断线表示。 7、 等高线的特性：等高性：同一条等高线上的高程必相等，但高程相等的点不一定在同一等高线上。闭合性：等高线是一条闭合的曲线，如不在本幅图内闭合，就在图外闭合。只有在遇到符号时中断。不交性：等高线在图上不能相交，也不能重合(除悬崖、陡壁外) 。正交性：等高线与山脊线或山谷线垂直正交。疏缓密陡性：等高线越密，坡度越陡；越稀则坡度越缓；平距相等，坡度均匀。8、 典型地貌的等高线（看书）9、 测图前的准备工作：图幅的划分、图纸的准备、坐标格网的绘制、控制点的展绘10、 测定碎部点的方法：极坐标法、角度交会法、距离交会法（这一节看看，了解一下就好）第九章 地形图的识读1、地形图分幅法：梯形分幅法、矩形分幅法2、地形图的基本内容：辅助要素、地理要素、数学要素辅助要素：1 图名、图号、接图表和密级2 比例尺3 三北方向线 4 坡度尺 5 其他（基本等高距、坐标系统、高程系统、图式、时间等）地理要素：图的注记和颜色、地理要素、地貌要素数学要素：图廓、坐标网、测量控制点（第二节和第三节要看书）第十章 地形图应用1、地形图的一般应用：点坐标的测量、点高程的测量、两点