测量学课程概述课程课时安排及章节分布上课要求及考试规划第一章绪论1-1测量学的任务及其作用测量学的任务测量工作的作用测量学在国民生产中的应用大禹的“左准绳、右规矩”测量方法，为其“开九道，通九州，陂九泽，度九山”提供了保障。埃及大金字塔的形状和方位的准确，与当时的放样手段有关；武汉长江大桥，精确测量保证其跨越结构的正确架设；三峡工程，测量确保其工程质量和工程安全；钱塘江30公里、大连50公里跨海大桥，没有GPS测量手段难以建设；在各种地下工程中，测量是各工种的眼睛；高能粒子加速器，特种精密工程测量为设备的精确定位创造了条件。卫星遥感图像处理三维激光扫描系统地理信息系统GIS建库测量学在国民生产中的应用1-2测量学基础知识及其发展概况一、测量学定义及分类二、测量学分类摄影测量学：研究利用摄影或遥感技术获取被测物体的信息，以确定其形状、大小和空间位置的学科。又分为地面摄影测量学、航空摄影测量学、水下摄影测量学和航天摄影测量学。海洋测量学：：研究以海洋和陆地水域为对象所进行的测量和海图编制工作的学科。工程测量学：研究工程建设在设计、施工和管理各阶段进行测量工作的理论、技术和方法的学科。地图制图学：利用测量、采集和计算所得的成果资料，研究各种地图的制图理论、原理、工艺技术和应用的学科。研究内容包括地图编制、地图投影学、地图整饰、印刷等。测量学发展概况世界最早的地图制图规范：公元265年，中国西晋裴秀，《禹贡地域图》序言“制图六体”世界最早的地形模型：公元421年，中国南朝谢庄，制造《木方丈图》世界最早的近代地球仪：1429年，德国白海姆制作。世界最早的地球投影：1569年，德国墨卡托投影。世界最早的望远镜：1608年，荷兰，汉斯发明望远镜。世界最早的近代测量工作：1617年，荷兰，斯纳尔，在世界首次进行三角测量世界最早的地球椭球论：1672年，法国里歇通过观测钟摆周期的实验，推论地球是椭球；1687年，英国牛顿在《自然哲学的数学原理》书中根据万有引力定律证明了地球是旋转椭球的理论电子全站仪与工程测量光学自动安平水准仪与水准测量数字水准仪航空摄影测量1-3地面点位的确定※一.地球的形状和大小大地水准面：将平均静止的海水面穿过岛屿、陆地而形成的闭合曲面。大地水准面是唯一的。是测绘工作的基准面。(水准面：自由静止的水面，其特性是它处处与铅垂线相垂直。水准面有无数个。)大地体：由大地水准面所包围的地球形体。由于其不规则，无法用数学公式表达。由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。该几何体必须满足两个条件：①形状接近地球自然形体；②可以用简单的数学公式表示。参考椭球体一个非常接近大地体，并可用数学式表示几何形体，作为地球的参考形状和大小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体，故又称旋转椭球体。参考椭球面参考椭球体外表面，是球面坐标系的基准面。（a）（b）旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。我国目前采用的参考椭球体的参数为：长半轴a=6378140m短半轴b=6356755.3m扁率α==(我国解放前采用海福特椭球，解放后曾采用前苏联的克拉索夫斯基椭球。)测量精度要求不高时，可把地球看作圆球，其平均半径R=（2a+b）/3(R=6371km)测量工作的基准线—铅垂线。测量工作的基准面—大地水准面。测量内业计算的基准线—法线。测量内业计算的基准面—参考椭球面。点位的描述方法二、大地坐标1、地面点在投影面上的位置（三种坐标系统）大地坐标——是按大地测量所得的数据推算而得的，又叫大地地理坐标。大地经度L：P点所在子午面与起始子午面的二面角；大地纬度B：P点法线与赤道面的夹角。地面上同一点的天文坐标和大地坐标之所以不同，是因为各自根据的基准面和基准线不同，天文坐标依据的是大地水准面和铅垂线，大地坐标依据的是旋转椭球面和法线。2.高斯平面直角坐标中央子午线：位于各投影带中央的子午线，称为各带的中央子午线。第一个六度带的中央子午线的经度为3°。任何六度带的中央子午线经度L0:L0=6N-3例如：某点经度为东经118°，其带号为20，其所在六度带的中央子午线经度L=117°。高斯投影：属于一种正形投影，即投影后角度大小不变，长度会发生变化。只有与椭圆柱面相切的一圈中央子午线长度不变形，其它长度离中央子午线近的部分变形小，离中央子午线愈远变形愈大，两侧对称。高斯平面直角坐标系我国位于北半球，x坐标均为正值，而y坐标值有正有负。为了避免Y坐标出现负值，规定把坐标纵轴向西平移500km，以便使中央子午线以西的投影带上的Y坐标都为正值（上页图）。上一页图中A、B两点Y坐标分别为：平移前：yA=