测量学讲稿 第0章 绪论

第一章绪论

§1-1测绘工程学概论一测绘学定义测绘学是研究地球空间信息的采集、处理、分析、描述和应用的学科。二测绘学研究的内容测定、描述地球的形状和大小、地表形态以及它们的各种变化、确定自然和人造物体、人工设施的空间位置及属性，制成（绘制）各种地图和建立有关信息系统等内容。三测绘学分类〈一〉大地测量学在广大区域建立国家大地控制网，测定地球形状、大小、重力场及其变化的技术方法的学科。（常规大地测量学，卫星大地测量学）〈二〉地形测量学研究小区域内地表各类物体形状和大小，将小区域内地物和地面起伏按一定比例缩小后，绘制成平面图或地形图的学科。〈三〉摄影测量与遥感对非接触传感器获取的影像和数字表达的记录进行量测和解译的过程。影像信息的获取，处理，提取和成果表达的一门信息科学。〈四〉地图制图学地图制图学是研究绘制或表述地球表面及其附属物形状的成图理论与方法的学科。地图的表现形式有图形、图像和数字，是测绘行业的主要产品形式之一。包括：地图编制学，地图投影学，地图整饰和地图印制等。〈五〉工程测量学工程测量学是研究在工程建设和自然资源开发的勘测、设计、施工、管理各个阶段进行测量的理论和技术的学科。工程测量学包含控制测量、地形测绘、施工放样、变形监测及建立相应信息系统等内容，工程测量学服务面广,应用范围大。〈六〉海洋测量学海洋测绘学是以地球表面水体及水下地貌为测绘目标，研究其测绘理论和方法的学科。§1-2地球形状及坐标系统一地球形状及椭球定位1,地球体代表整个地球形状和大小的数学体称为地球形体。2,水准面某一时刻静止的海水面无限扩大延伸所形成的闭合曲面叫水准面。重力等位面。3,大地水准面平均静止的海水面无限扩大延伸，穿过大陆岛屿而形成的自行封闭的曲面。由大地水准面所包围的闭合体称大地体。4,参考椭球体(地球椭球体)由于地球内部物质分布不均，使得大地水准面成为一个有微小起伏且不规则的曲面。将地表图形投影到大地体上将无法进行测量工作。为此选择了一个具有微小扁率，非常接近于大地体的，可用数学式表达的几何形体来代替大地体，称为参考椭球体。参考椭球体是椭圆绕其短轴旋转形成的。x2/a2+y2/a2+z2/c2=la长半径，b短半径，a=(a-b)/a扁率R=l/3*(a+a+b)=6371KM5,椭球定位椭球几何参数确定后，为使其椭球面成为大地测量计算的基准面并根据此建立大地坐标系，还必须确定其与大地体的相对位置，使椭球体与大地体间能较好地密合，此项工作叫椭球体的定位。测绘工作的基准面：参考椭球面。测绘工作的基准线：铅垂线。水平面代替水准面的范围A,在多大范围内水平面能代替水准面B,分析水准面曲率对水平距离影响a,把大地水准面近似看作球面，半径为RAD/D=D2/3R2Ah=D2/2R结论：a,在20KM范围内常规测量不考虑曲率影响b,水平面代替水准面，引起的高程误差很大，距离200m就有0.31cm的误差，这是不能允许的，因此在高程测量中，即使距离很短也应考虑地球曲率对高程的影响。二坐标系统1,大地坐标系和天文坐标系①大地坐标系：以法线为依据，地球椭球面为基准面的球面坐标称为大地坐标系，通常以大地经度L和大地纬度B来表示。②天文坐标系：以铅垂线为依据，大地水准面为基准面的球面坐标系称天文坐标系。用经度入和纬度6表示。2,WGS-84坐标系统和站心坐标系①WGS-84坐标系：以地球质心为原点，指向平均地极位置为Z轴，以指向首子午线与赤道交点为X轴，Y轴与XZ平面构成右手垂直的直角坐标系。②站心坐标系：测站为原点的空间直角坐标系。高斯平面直角坐标系IIIIIIIVY3,我国的新旧两行坐标系统①1956年北京坐标系A参考椭球：克拉索夫斯基椭球B大地原点：前苏联（东北的一等三角锁与苏联进行联测。实际上是1942年坐标系的扩展）②1980国家大地坐标系A国际大地测量与地球物理联合会（IUGG）1975椭球体参数。B陕西泾阳县永乐镇（西安原点）三高程系统1,概念：2,高程：地面点相对于一定高程基准面的垂直距离。3,高程系统：相对于一定基准面所定义的高程体系称高程系统。大地高系统：以地球椭球体面为基准面的高程系统。正高系统：以大地水准面为基准面的高程系统。正常高系统：以似大地水准面为基准面的高程系统。绝对高程和相对高程绝对高程：地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离。属正常高系统。相对高程：地面点沿正常重力线到任意水准面的距离。高差：两个地面点的高程之差。4,国家高程基准①1956年黄海高程系根据青岛验潮站1950-1956年的验潮数据所确定的黄海平面所定义的高程基准。青岛水准原点起算高程为72.289m。②1985年国家高程基准。根据青岛验潮站1952-1979年的验潮数据所确定的黄海平面所定义的高程基准。青岛水准原点起算高程为72.260m。§1-3地面点定位及测绘工作基本原则1,定位过程即用某种技术确定地面点的位置。有测绘和测设（放样）。2,地面点定位元素三个定位元素：角度，距离和高差。也叫三个基本观测量。3,测绘工作基本原则在实际测量工作中，为了防止误差的积累，提高测量的精度，必须遵循：在布局上”从整体到局部