《控制测量学》教学大纲

1、控制测量学课程教学大纲课程英文名称：Control Survey课程编号： 133991470课程类别：专业课课程性质：必修课学 分： 4学 时：64（其中：讲课学时56： 实验学时：8上机学时:0）适用专业： 测绘工程开课部门： 环资学院一、课程教学目的和课程性质本课程讲授建立测量定位参照系，即通过控制网网形设计、设立测绘标志、观测、数据处理计算等环节，确定测量控制点之地理坐标值的理论与方法，是测绘工程专业必修的专业课程。本课程教学目的，使学生掌握控制网技术设计方法、外业作业基本技能、内业数据处理，能独立完成工程控制网的设计、勘踏、选点、埋石等工作，并能熟练地操作仪器获得合格的观测成果；熟悉

2、常用的地理坐标系统及其换算关系，掌握建立工程控制网必备理论知识与技术方法。二、本课程与相关课程的关系1、先修课程：高等数学、测量学、测量平差基础等。2、后继课程：测量平差程序设计、GPS测量原理及应用、工程测量学。三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第1单元 绪论（ 4学时）知 识 点（1）控制测量学的基本任务和主要内容（2）地球重力场基本知识（3）控制测量的基准面和基准线（4）控制测量的现状与发展概况重 点控制测量的基准面和基准线难 点地球重力场基本知识基本要求1、识 记：大地水准面、地球椭球、大地水准面差距、垂线偏差、重力场等基本名词术语、概念。2、领 会：测量外业工作的基准面、

3、基准线大地水准面，铅垂线；测量计算的基准面、基准线参考椭球面，法线。3、简单应用：建立控制测量的总体概念、明确控制测量学的基本任务和主要内容。4、综合应用：认识和理解控制测量外业工作与内业成果处理的关系，基本了解控制测量学与普通测量学的区别及不同工作流程。第2单元 水平控制网的技术设计（ 6学时）知 识 点（1）国家水平控制网的布设原则和方案（2）工程水平控制网的布设原则和方案（3）导线网的精度估算（4）工程水平控制网优化设计的概念（5）工程测量平面控制网技术设计及设计书的编写（6）平面控制网选点选标埋石重 点工程水平控制网的布设原则和方案、工程测量平面控制网技术设计及设计书的编写难 点导线网

4、的精度估算、工程水平控制网优化设计的概念基本要求1、识 记：控制网起算数据、推算元素及观测元素；控制网质量指标等概念。2、领 会：国家及工程水平控制网的布设原则、布设方法；导线网精度估算的目的、方法；工程测量水平控制网技术设计内容及流程。3、简单应用：了解国家水平控制网、工程水平控制网的区别；等边直伸支导线、等边直伸附合导线的精度估算公式与方法；掌握选点、建标和埋石的基本方法。4、综合应用：掌握工程水平控制网技术设计书编制步骤。 第3单元 精密测角仪器和水平角观测（10学时）知 识 点（1）精密测角仪器经纬仪（2）经纬仪的视准轴误差、水平轴倾斜误差及垂直轴倾斜误差（3）精密测角的误差影响（4）

5、方向观测法（5）分组方向观测法（6）偏心观测及归心改正重 点经纬仪的视准轴误差、水平轴倾斜误差及垂直轴倾斜误差精密测角的误差影响难 点经纬仪的视准轴误差、水平轴倾斜误差及垂直轴倾斜误差基本要求1、识 记：视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差、水平折光等基本名词术语、概念。 2、领 会：影响精密测角精度的各种因素；仪器误差产生原因及削弱措施；精密测角原则、观测程序及重测规定。3、简单应用：熟练掌握使用精密测角仪器T3、全站仪的方法。4、综合应用： 能熟练利用T3、全站仪等进行精密测角工作。第4单元 电磁波测距仪及其距离测量（6学时）知 识 点（1）电磁波测距基本原理（2）电磁波测距仪分类（

6、3）脉冲法测距基本原理及应用（4）相位法测距仪基本原理及应用（5）测距误差来源及其影响（6）测距成果的归算重 点测距误差来源及其影响；测距成果的归算难 点精密测距原理；测距成果的归算基本要求1、识 记：电磁波测距、脉冲式测距、相位式测距、周期误差、气象改正、归算改正等基本名词术语、概念。 2、领 会：影响测距精度的各种因素；测距误差来源。3、简单应用：熟练掌握全站仪测距的方法。4、综合应用：能熟练利用全站仪等进行精密测距工作。第5单元 高程控制测量（10学时）知 识 点（1）国家高程基准（2）国家高程控制网建立的基本原理（3）城市和工程建设高程控制测量（4）精密水准测量仪器水准仪和水准尺（5）

7、水准仪和水准尺的检验（6）精密水准测量的主要误差来源及影响（7）精密水准测量的实施（8）跨河精密水准测量（9）正常水准面不平行性及其改正数计算（10）水准测量的概算（11）三角高程测量重 点精密水准测量的主要误差来源及影响；精密水准测量的实施难 点正常水准面不平行性及其改正数计算；水准测量概算基本要求1、识 记：水准尺零点差、i角误差、水准面不平行性、精密水准测量理论闭合差、正高高程系、正常高高程系、大地高、球气差等基本名词术语、概念。 2、领 会：精密水准测量误差来源及影响；精密水准仪检验原理；精密水准测量的一般规定；正常水准面不平行性及其改正数计算；三角高程测量原理及球气差影响。3、简单应

8、用：熟练掌握精密水准仪的使用及精密水准测量方法、掌握三角高程测量方法。4、综合应用：能熟练利用精密水准仪等进行高等级水准测量工作。第6单元 椭球面上的测量计算（6学时）知 识 点（1）地球椭球的基本几何参数及其相互关系（2）椭球面上的常用坐标系及其相互关系（3）椭球面上的几种曲率半径（4）椭球面上的弧长计算（5）大地线（6）将地面观测值归算至椭球面（7）大地测量主题解算概述重 点地球椭球的基本几何参数及其相互关系；椭球面上的常用坐标系及其相互关系；将地面观测值归算至椭球面难 点椭球面上的几种曲率半径；大地线；大地测量主题解算概述基本要求1、识 记：子午圈、卯酉圈、椭球偏心率、大地坐标系、空间坐

9、标系、法截线、相对法截线、大地线、垂线偏差改正、标高差改正、截面差改正、起始方位角的归算、勒让德尔定理、大地元素、大地主题解算、大地主题正算、反算等基本名词术语、概念。 2、领 会： 地球椭球的基本几何参数及其相互关系；大地坐标系的定义；椭球面上的几种曲率半径及其关系；地面观测值归算至椭球面的内容。3、简单应用：能利用椭球面上的常用坐标系及其相互关系实现坐标换算，能将地面观测值归算到椭球面上。4、综合应用：能利用三差改正将地面观测值归算到椭球面上。第7单元 椭球面元素归算至高斯平面高斯投影（8学时）知 识 点（1）地图数学投影变换的基本概念（2）高斯投影概述（3）正形投影的一般条件（4）高斯投

10、影坐标正反算公式（5）高斯投影坐标计算的实用公式及算例（6）平面子午线收敛角公式（7）方向及距离改化公式（8）高斯投影的邻带坐标换算（9）工程测量投影面与投影带选择的概念重 点高斯投影坐标正反算公式；高斯投影的邻带坐标换算；工程测量投影面与投影带选择的概念难 点高斯投影坐标正反算公式；高斯投影的邻带坐标换算；方向及距离改化公式基本要求1、识 记：高斯投影、高斯分带投影、高斯坐标系、长度比、子午线收敛角、方向改化、距离改化等基本名词术语、概念。 2、领 会：正形投影一般条件的推导要点；利用高斯投影三大特性推导高斯投影坐标正、反算公式的基本思路；工程测量投影面与投影带选择原则、进而理解工程测量中几

11、种可能采用的直角坐标系。3、简单应用：能利用高斯投影坐标正、反算公式实现大地坐标与高斯平面坐标坐标换算。4、综合应用：能利用高斯投影坐标正、反算公式实现大地坐标与高斯平面坐标坐标换算及高斯坐标邻带换算；掌握工程测量投影面和投影带的选择方法。第8单元 控制测量概算（2学时）知 识 点（1）概算的准备工作（2）观测成果化算至标石中心的计算（3）观测值化算至椭球面上的计算（5）椭球面上的观测值化算至高斯平面上的计算（6）观测质量的检查（7）资用坐标的计算重 点概算的准备工作；外业成果资料的检查收验，绘制控制网略图和编制已知数据表的注意事项难 点观测质量的检查基本要求1、识 记： 控制概算的基本流程。

12、2、领 会：掌握外业成果的整理与图表的绘制的方法；掌握近似水平边长和近似平面坐标的计算；掌握水平方向值、地面斜边观测值归算至高斯平面；掌握控制网质量检验内容及方法。3、简单应用：能正确整理导线控制网外业数据成果及控制网略图绘制。4、综合应用：能正确整理导线控制网外业数据成果及控制网略图绘制、各项闭合差计算、限差检验及近似坐标计算，为控制网平差计算准备起算数据及观测元素。第9单元 常用大地测量坐标系及其变换（4学时）知 识 点（1）地球的运转（2）参考系的定义和类型（3）地心坐标系（4）参心坐标系（5）坐标系间的换算 重 点地心坐标系；参心坐标系，坐标系间的换算难 点坐标系间的换算基本要求1、识

13、 记： 天球、大地基准、参考框架、七参数转换、地心坐标、参心坐标、椭球定位等基本名词术语、概念。2、领 会：了解天球坐标系及地球坐标系的基本规定、不同目的及作用；地球坐标系的种类；各种坐标系的建立方法及坐标系间的换算。3、简单应用：能利用一定的坐标换算数学模型及参数实现不同坐标系之间的换算。4、综合应用：能根据坐标转换数学模型及相应的转换条件求解转换参数，实现不同坐标系之间的转换。 学时分配 知识单元理论学时一、绪论4二、水平控制网的技术设计6三、精密测角仪器及水平角观测10四、电磁波测距6五、高程控制网10六、椭球面上的测量计算6七、高斯投影8八、控制测量概算2九、关于椭球定位和坐标系转换4

14、合计56（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的培养学生实际操作动手能力及严谨细致、一丝不苟的专业精神，促进和深化理论知识的理解。实验教学环节培养学生能力标准 掌握精密测量仪器进行角度、长度、高差测量及观测成果的计算、检验的的方法。1、必开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1T3经纬仪的使用及方向法测角仪器操作水平角观测4综合46S1水准仪使用与精密水准测量精密水准仪操作2等水准测量4综合62、主要仪器设备：T3光学经纬仪、电子水准仪、S1水准仪、全站仪等四、教学方法与手段教材内容较多，相当部分内容是大地测量的范畴，应用性较差。教学要侧重在先进设

15、备条件下，控制测量理论在控制面积较小的工程控制测量领域的应用问题。采用以讲授为主，分析、提问、答辩相结合的多样化教学方法。1、坚持理论联系实际的教学方法，将生产中遇到的具体问题引入到课堂中，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，尽可能边演示边讲解，化繁为简，努力提高学生的学习兴趣。3、注重启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容为教材中各章节的基本原理和基本方法 考核形式

16、：考试与考查相结合成绩评定：期末成绩的评定包括课间实验、课后作业、平时上课提问以及课程内容报告五个部分。各项考查内容所占比重如表1。表1 期末成绩评定方案序号考查内容比重考查目的1期末考试50%考查控制测量学基本理论与基本知识点的掌握2实验操作10%考查精密测量仪器操作的规范化，正确观测、读数与计算的技能3课后作业20%考查对基本概念的理解，基本理论的掌握，控制测量日常计算的熟练程度4课间表现10%基本概念的掌握，重要知识点的熟记55分钟报告10%考查对控制测量某个专题的讲述与分析能力六、选用教材、讲义和主要参考书1.控制测量学，孔祥元编著，武汉大学出版社，2006年11月。2.测量学（第3版），李玉宝等，西南交通大学出版社，2012年2月3.误差理论与测量平差基础武汉大学测绘学院测量平差学科组编著，武汉大学出版社，2003年4. 控制测量学，刘绍堂主编，黄河水利出版社，2007年七、大纲说明控制测量学是测绘工程专业的一门专业必修课，在教学中提倡特色教学，应精选内容，对理论性较强的课程内容，以课堂讲授为主；对叙述性较强的课程内容