第一章 绪论幻灯修改xin.ppt

1、测量学，测量学课程概述，课程性质：专业基础技术课程总小时数：48小时中：课堂理论教授28小时实验16小时使用教材：测量西北农林科学大学出版社参考教材：1，测量第4版中国林业出版社相关课程：测量教育实践(1周，2学分)，第1章属于自然科学的一部分。2 .测量学的分类根据研究的范围和对象，测量学的发展已经形成了以下几个领域。1 .一般测量学，2 .大地测量学，3 .摄影测量学，4。工程测量学，1。一般测量学研究对象是地球表面的小区域，与地球曲率无关。2 .大地测量学研究对象是地球表面的大区域，甚至是整个地球时，必须考虑地球曲率。是以这种广大地区为研究对象的测量学科。其任务是建立测量地球形状、大小和

2、地球重力场的理论、技术和方法的国家大地测量控制网。3 .摄影测量学利用摄影对地球表面形状和大小的测量科学，即通过摄影照片获得的地面信息进行多种技术处理，研究地形图绘制的测量学科。4 .工程测量学为了满足城市建设、大型工厂矿山建设、水利枢纽、农田水利和公路建设等需要，在测量、设计、施工和管理阶段进行的测量工作称为工程测量学。3，测量学的任务，本教材主要属于一般测量学的范畴，其任务为3: 1，2。从设计图到地面的施工依据，准确测量了规划设计图的工程或建筑物的位置和标高，作为施工的依据。3 .地图准确地识别和使用地形图，准确地识别和使用地形图。指识别和使用地形图的知识、方法和技术。主要内容包括地形解

3、释、阅读图片、确定支架要点、利用地图研究地形等。第四，测量学的用途、测量学在国民经济、国防建设、科学研究等各个方面发挥着重要作用。1在国民经济建设中，城乡建设、资源调查、能源开发、环境保护、河道管理、运输、道路管道等项目的调查、设计和施工离不开测量技术、地形图和其他测量资料。在国防建设方面，地形图和电子地图被称为“军事指挥官的眼睛”，所有战略部署、战斗指挥、战术进攻、各种国防工程的设计和施工等都要测量并保证。在三科学研究方面，研究地球的形状和大小、地震预测预报、地壳上升、海陆变迁、土地资源的利用和监测、空间技术研究等，更需要高科技的测量技术和方法。5，测量学的目的和要求，1 .掌握一般测量学的

4、基本知识和基本理论。2.具备使用普通测量仪器的操作技术，了解高级测量仪器的原理和使用方法，3 .能够掌握大规模地形图的原理和方法，理解数字地图的过程，正确使用地形图4。掌握测量数据处理的基本理论和测量精度的一般方法。5 .道路工程测量，建筑工程测量， 2地球的形状和大小， 1，地球的形状测量工作在地球表面进行，其表面高低，非常复杂的自然表面，陆地上最高的珠穆朗玛峰海底最低的马里亚纳海沟深度达11022米，但与半径为6371公里的巨大地球相比，这种高低起伏是可以忽略的。地球的整体形状被认为是南北平坦的，像梨形球体一样。地球又是一个几乎光滑的水球。陆地面积为：占29%。海洋面积：占71%。2 .水

5、平面和大地水准面，1 .水平面是海洋约为地球表面的71%，陆地只有29%，因此地球的整体形状可以看作是被海水包围的球体。假设将静止的海平面延伸到大陆内部，形成称为海平面的闭合表面。2 .海面海水有潮汐变化，高低不平，所以水平面不计其数。其中通过平均海平面的一个水平称为海平面。它包围的形体叫大地，是不规则的球体。3 .水平面的特性到处垂直于垂直线的方向，向上，不规则曲面4。作用高程的起始面，3，参考椭球体，参考椭球概念使用椭球体表示地球形状，其中椭圆围绕短轴旋转，以便于测量、计算和绘制。称为参考椭球体。与参考椭球体形状、大小和工址非常相似，通常使用此椭球体做为测量和制图的基础，并在此椭球体上设置

6、大地座标系统。确定地球椭球形状大小的参数是椭圆的长半径a和短半径b，偏航系数。a=6378137m，b=6356752m。R=(2a b)/36371km，1980国家大地测量原点位于陕西省泾阳县永乐镇，1.3地面点的确定包括确定球上的位置(以坐标表示)和到大地水准面的垂直距离(高程)的空间位置。1，测量座标系统，(1)地理座标系统：天文地理座标系统大地地理座标系统(2)地球中心座标系统(3)独立平面直角座标系统(4)高斯投影和高斯平面直角座标系统，(1)地理座标系统可以根据使用的投影面分为天文地理座标系统和地理座标系统。1 .天文地理坐标：表示以天文经度和天文纬度投影到海面的地面点的位置，如

7、图所示。自转轴PP1是地球的自转轴，P是北极，P1是南极。由子午线曲面上的任意点A和地轴PP1组成的平面称为该点的子午线面。子午面与球体的交线称为子午线(经度)。纬线与地轴垂直的平面和地平面的相交线称为纬线，与地轴垂直且通过地球中心O的平面是赤道面，与地平面相交的纬线是赤道。经度计算A点的经度是由A点的子午面和第一个子午面(最初通过格林威治天文台)组成的二面角。自首者朝东，西边0到180，东边是董卿，西边是西经。计算纬度a点的纬度是通过a点的垂直线和赤道平面之间的相交角度，从赤道面向北或向南计算0到90。分别称为北纬或南纬。2 .大地测量基准：参考椭球基准线：法线地面点是大地测量经度b和大地测

8、量l，(2)地球中心坐标系，地球中心坐标系是用于卫星大地测量的空间三维笛卡尔坐标系。地心坐标系的原点与地球质量中心重合，Z轴指向北极，与地球自转轴重合，X、Y轴位于地球赤道平面内，第一个子午面与赤道平面的交线是X轴，Y轴垂直于XOZ平面。如上图所示。地面点A的空间位置以3D直角座标xA，yA，zA表示。WGS-84世界大地坐标系是地球中心坐标系的一种，应用于GPS卫星位置测量并可以转换为大地坐标系或其他坐标系。(3)独立平面直角座标系统，可在半径R10km范围内相对于水平面(而不是海平面)使用。以磁子午线的方向为x轴，以北为正。垂直方向为y轴，东为正值。将在测量区域的西南角选取座标原点。(4)

9、高斯投影和高斯平面直角坐标系，目的：将球坐标转换为平面坐标。测量在地球表面进行，地球表面复杂而不规则。为了在平面上表示曲面的图形和地形，地球表面的图形必须首先投影到类似地球的椭球面上进行计算和制图。椭球面是不可扩展的曲面，曲面的图形投影在平面图中不可避免地发生变形。变形通常分为角度变形长度变形区域变形，您可以掌握和控制各种变形，可以将一个变形归零，或在一定程度上减少所有变形。从图的角度来看，要在平面视图中测量距离和角度，必须将曲面上的图形投影到平面上。角度和距离不会变形或变形。满足此条件的地图投影是高斯投影，即高斯投影。此投影也称为等角断面椭圆柱投影，属于地图投影的等角投影。1，高斯投影的概念

10、，高斯投影，从几何意义上看，椭圆柱位于地球椭球外部，与子午线(称为中央子午线或轴向子午线)相切，椭圆柱的中轴通过地球椭球的中心，根据等角条件投影后角度不变形的条件，将中央子午线东西两侧在一定差异范围内的图形投影到椭圆柱上，如图所示，它将成为中央子午线和赤道投影后徐璐垂直的直线。中央子午线的长度不变，离中央子午线越远，变形越大。为了确保投影精度，必须使用古濑车站投影。2，高斯投影的特征，3，古濑车站投影，(1)6投影台6区从第一子午线开始，由西向东每6节轻型车辆将整个世界划分为60个带，按1，2，3，60进行编号，并按每6台中央子午线进行编号。我国位于东半球，经度范围从董卿70到135，共13-

11、23台。6通过投影中央子午线的经度，可以计算出：(2)3投影台1:1万以上比例尺地形图，为了更好地控制长度变形，使用了具有三次差的古濑车站方法。为了方便6台和3台的转换，3台中央子午线部分必须与6台中央子午线一致，部分必须与6台古濑车站子午线一致。因此，第三区的划分不是从第一子午线开始，而是从董卿130开始由西向东，每隔三次一个投影台，将全世界划分为120个投影台，按1，2，3，120的顺序编号，每条带状中央子午线的经度为3，6，9，我国跨越22个3个台，该带为24个3投影到中央子午线的经度可以计算为：4，建立高斯平面直角座标系统，高斯投影到中央子午线投影后为直线，平面直角座标系统的垂直轴X轴

12、线，赤道投影后为直线。必须垂直于中央子午线。平面直角坐标系的横轴Y轴，两条轴的交点是坐标原点。这将设置建立在高斯时钟投影平面上的直角坐标系，即高斯平面直角坐标系，如图所示。高斯投影根据古濑车站方法分别进行投影，因此每个投影带的坐标也成为独立系统。纵坐标从赤道0开始，赤道以北是正数，南面是负数。横坐标从中央子午线为0，东为正，西为负。5 .国家坐标系的特征我国位于地球的北半球，X坐标值全部为正，Y坐标值有正和负。规定所有Y值加500公里，这样横坐标就不会变为负值。这表示将原始垂直轴向西移动500公里，如图所示。由于古濑车站投影方法，坐标值(X，Y)在6投影频带中有60个对应点。指定在点的横坐标Y

13、值之前加上相应的投影标注栏编号，以表示具有此点的投影标注栏。这些横坐标Y值称为普通坐标。2 .高度计1。高程地面点沿垂直线方向到高程基准的距离，绝对高程h(高程)地面点沿垂直线方向到大地水准面的距离相对高程h沿地面点到任意标高的距离高度差值h:地面两点高程的差值，2。我国的海拔系统、国家水平原点(海拔0 h)位于青岛，1956年黄海群岛，1985年国家海拔基准，青岛检潮站19501956年测量的黄海平均海平面以全国统一海拔为基准，根据此基准计算的海拔统称为“1956年黄海岛系”，由于1956年黄海道系统、观测资料的积累，对20世纪80年代青岛检潮站19521979年潮汐观测资料计算平均海平面，

14、将水平原点的高度重新推算为72.260米，国家决定激活新的高度计，并命名为“1985年国家高度计基准”。1985年国家高程基准，3，可以使用水平面代替海平面限度，1，对距离的影响海平面：水平面：误差值：相对误差：结论：测量半径r10km，误差为1/120万，可以使用水平面代替海平面。结论：测量范围为100km2，使用水平面而不是水平面时，对角度的影响仅为0.51，可以在常规测量操作中忽略。3、对海拔的影响，水平面而不是水平面对海拔的影响是地球曲率对海拔的影响。结论：应考虑其影响并加以修正。1.4测量工作概述，第一，测量的三项基本工作测量工作包括测量和测量两部分，其实质都是确定地面点的点确定点的

15、三个因素：高度差、水平角度、水平距离测量的三项基本工作：高程测量(第二章)角度测量(第三章)距离测量(第四章)、水平距离测量，逐步检查，1 .控制测量首先在整体测量古濑车站中选择密度低、分布合理、具有控制意义的控制点(例如图中的A、B、C点)，然后使用相对精密的仪器和方法测量位置，从而确保整体精度，测量控制点的工作称为控制测量。2 .碎片测量通过必要的计算准确地获取这些控制点的平面位置和高程，并在图中显示这些点。然后，使用这些控制点作为桩号测量周围曲面，直到测量了总测量面积。这部分称为分段测量。3 .现场测量工作有现场和内部部门。在野外使用测量仪器和工具测量测量区域内的现场勘查、点选择、地面点之间的距离、角度和高程称为现场。4.内业在室内现场测量的数据的处理、计算和绘制称为内业。3，误差积累概念显示了：1-5的一些典型图，测量结果之一是图的形成。根据地图要求、面积大小、内容表示的特点和制图方法，可以分为平面图、地形图、地图、影像图、地籍图等。1，平面，不管地球曲率的影响，将小区域的地球表面视为平面，地面点沿竖直线方向投影到水平面上，缩小到一定比例，绘制类似图形。，2，地形图是普通地图的一种，地图上有道路、河流、居民地等固定物体全部表示，高低起伏形式的地图。地形图，城市地形图，山区地形图，3，地图，考虑地球曲率，应用