《大地控制测量学》课程教学大纲

1、大地控制测量学课程教学大纲课程英文名称：Geodesy and Control Surveying 课程编号：HZ190630课程类别：专业教育平台（专业核心课程）课程性质：必修课学 分： 3.0学 时：48（其中：讲课学时48： 实验学时：0 上机学时:0）适用专业： 测绘工程开课部门： 环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程：高等数学A1/A2、测绘工程制图、测量学基础等。后继课程：测量程序设计、数字地形测量、全球导航定位系统原理与应用、工程测量学等。一、课程目标大地控制测量学是测绘工程专业必修的核心课程，对学生建立测绘学科的基本概念，了解大地测量数据采集技术和大地控制网的建立技术，掌

2、握大地测量学的基本理论、技术和方法，以及培养学生创新思维和灵活运用能力等方面具有重要的作用和意义。通过本课程的理论教学，使学生具备如下知识和能力：1掌握大地测量基本概念与基础理论，理解大地测量学的基本原理与相关计算的方法，具备相关的数学计算的能力；2掌握大地测量基本技术与方法，具有精密角度测量、精密水准测量、精密距离测量的施测能力，掌握建立工程控制网必备理论知识与技术方法；3了解现代大地测量学科现状和发展趋势、具备综合运用相关专业知识解决实际问题所需的专业素质、文化素质、与项目管理能力。二、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标指标点毕业要求课程目标12.1能够将数学、自然科学与工程科学的基本理

3、论运用到识别、分析复杂测绘工程存在的问题；2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理与方法，识别、表达、分析复杂测绘工程问题，并通过文献研究寻求其解决方案，以获得有效结论。课程目标24.1能够利用测绘科学与技术对复杂测绘工程问题进行探索，提出研究方法和技术路线；4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂测绘工程实践问题进行研究，通过实验设计与实施，对结果进行分析、验证、解释，综合多源信息得到合理有效的结论。课程目标311.1能够理解测绘工程项目在工程中的地位，具有工程项目管理和经济决策方法;11.项目管理：掌握测绘工程管理知识与决策方法，并将其在多学科环境中正确应用在测绘实

4、践项目管理中。三、课程目标与教学内容和教学方法的对应关系单元教学内容教学方法课程目标授课（学时）训练环节（学时）1绪论4课堂讨论1、作业1、32坐标系统与时间系统8课堂讨论213地球重力场及地球形状的基本理论8课堂讨论、作业14地球椭球及其数学投影变换的基本理论16作业1、25大地测量基本技术与方法10作业2、36深空大地测量2作业3四、课程的主要内容及基本要求第1单元 绪论（4学时，支撑课程目标1、3）知 识 点大地测量学的定义、任务、体系、作用和研究内容。大地测量学发展简史及展望重 点大地测量学的的定义和分支、大地测量学的意义和作用。难 点大地测量学体系和内容。基本要求1、识 记：大地测量

5、学的基本内容2、领 会：现代大地测量的特征第2单元 坐标系统与时间系统（8学时，支撑课程目标1）知 识 点地球的运转、时间系统、坐标系统重 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 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。第

6、3单元 地球重力场及地球形状的基本理论（支撑课程目标1）知 识 点地球及其运动的基本概念、 地球重力场的基本原理、高程系统、关于测定垂线偏差和大地水准面差距的基本概念、关于确定地球形状的基本概念重 点重力位、正常椭球、正常重力、重力异常、垂线偏差、高程异常、大地水准面差距、高程系统、水准测量高程改正项、水准测量理论闭合差。难 点正常重力、重力异常、高程异常、水准测量高程改正项、理论闭合差。基本要求1、识 记：确定地球形状的基本方法、测定垂线偏差的方法、在大地测量中用到的高程类型、正常重力公式、地球基本参数2、领 会：高出水准椭球面H米的正常重力计算公式、测定大地水准面差距的方法、水准测量理论闭

7、合差与水准面不平行性的关系。3、简单应用：正常水准面不平行性及其改正数计算，正常高的两项改正。4、综合应用：理解国家高程系统的理论依据和特点；理解地球外部重力场理论与高程系统的关系。第4单元 地球椭球及其数学投影变换的基本理论（支撑课程目标1、2）知 识 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、椭球面上的几种曲率半径、椭球面上的弧长计算、大地线、将地面观测值归算至椭球面、大地测量主题解算概述、地图数学投影变换的基本概念、高斯平面直角坐标系、通用横轴墨卡托投影和高斯投影族的概念、兰勃脱投影概述重 点地球椭球的基本参数及其相互关系、椭球面上常用坐标系及其相互关系、地

8、面水平方向及边长观测值归算、投影变形、高斯投影与高斯平面直角坐标系难 点椭球面上常用坐标系及其相互关系、大地线微分方程、投影变形、正形投影的一般条件、高斯投影正反算。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、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： 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

9、面的内容；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。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；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换算。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；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5单元 大地测量基本技术与方法（支撑课程目标2、3）知 识 点国家平面大地控制网建立的基本原理、国家高程控制网建立的基本原理、工程测量控制网

10、建立的基本原理、大地测量仪器、电磁波在大气中的传播、精密角度测量方法、精密的电磁波测距方法、精密水准测量方法重 点平面大地控制网建立的基本原理，高程控制网建立的基本原理，大地测量仪器及观测方法，大地测量数据处理与成果汇总难 点大地网技术设计，大地网质量评价、精密测距、精密测角、精密水准测量的误差来源及其特性。基本要求1、识记：工程平面控制网的布设精度和密度，高程控制网的有关理论和方法；精密经纬仪、角度观测方法；精密全站仪、精密距离测量；精密水 准仪、精密水准测量； 2、领会：国家控制网建立的方法，工程平面控制网和高程控制网的建立；观测误差；光电测距误差和作业要求；精密水准测量观测方法和外 业观

11、测资料的检查与处理； 3、简单应用：精密经纬仪操作，方向观测法、光电测距的成果换算，二等水准测量的实施。4、综合应用：单一导线误差理论，工程平面控制网布设，工程高程控制网布设。第6单元 深空大地测量简介（支撑课程目标3）知 识 点深空探测概述关于地心引力常数和月心引力常数关于月球形状中心和月球质量中心关于月球几何形状与月球地形测绘深空探测基本技术简介行星测量简介重 点月球几何形状和月球地形测量、深空探测技术简介难 点月球几何形状和月球地形测量、深空探测技术简介。基本要求识记：月球地形测绘的方法、深空探测技术五、学时分配知识单元理论学时实验学时第1单元绪论4第2单元 坐标系统与时间系统8第3单元

12、 地球重力场及地球形状的基本理论8第4单元 地球椭球及其数学投影变换的基本理论16第5单元 大地测量基本技术与方法10第6单元 深空大地测量2合计48六、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

13、、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。七、考核要求、方式与成绩评定考核要求：需覆盖大纲中各知识单元全部教学内容，主要是教材中重要的基本原理和基本方法，亦会少量涉及到补充的内容或布置的参考资料内容。考核形式：考试+考查成绩评定：课程考核选择百分制模式，期末考试、平时考查与实验考核相结合。课程考核总评成绩由四部分构成，具体计算为总评成绩=期末考试成绩60%+平时作业30%+课堂表现10%。期末考试范围不超过大纲的内容，考试时间为100分钟，成绩定为百分制。表1 期末成绩评定方案考查内容

14、比重评价环节评估课程目标对应毕业要求期末考试（100分）60%选择题或填空题课程目标1、2、32.1、4.1问答题或计算题课程目标1、2、32.1、4.1、11.1平时成绩（100分）30%课后作业课程目标1、22.1、4.110%课堂表现课程目标1、2、32.1、4.1、11.1作业会随教学进度多次上交评分，每次评分在作业总成绩中所占比重由授课教师根据作业量和难度确定，评分方法参考下表。表2平时成绩评定标准环节评定项目内容分值总分值作业课程目标1、2方法运用不正确，未完成训练。0-30分100分方法运用正确，未完成训练、不能得到有效结论。30-65分独立完成作业训练题目，计算结果有错误，结论

15、基本合理。65-85分独立完成作业训练题目，计算结果正确，结论合理。85-100分课堂表现课程目标1、2、3课堂学习状态比较差，缺席较多，不认真思考。0-60分100分课堂学习状态情况一般。 60-70分能够参加课堂讨论或提问，并回答基本正确。70-80分能够积极参与课堂讨论或提问，并回答准确。80-100分八、选用教材、讲义和主要参考书1、推荐教材：大地测量学基础第二版，孔祥元 郭际明 刘宗泉编著，武汉大学出版社，2010年5月。控制测量学第三版，孔祥元 郭际明编著，武汉大学出版社，2007年5月。2、推荐参考教材：测量学（第3版），李玉宝等，西南交通大学出版社，2012年2月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年控制测量学，刘绍堂主编，黄河水利出版社，2007年九、大纲说明本大纲根据【西南科技大学2019版（修订）】中测绘工程专业培养方案制订。在教学中注重联系实践，精选