测量学讲义讲师稿.doc

测量学简要讲义 第一讲 测量学基础知识 第二讲 测量误差 第三讲 控制测量 第四讲 地形图基础知识 第五讲 地形图测量 第六讲 全站仪及GPS定位在地形图测量中的应用 第七讲 道路纵横断面测量 第一讲 测量学基础知识 §1.1 测量学的概念 测量学的定义——是研究测定地面点的坐标和高程，将地球表面的地形和其他信息测绘成图，以及确定地球的形状、大小等的学科。 根据它的任务与作用，包括: 测定（测绘）——由地面到图形, 是指用测量仪器和测量工具，通过实地测量与计算，将小区域地面形状和大小按一定比例测绘成图的过程。 测设（放样）——由图形到地面, 是指将图纸上规划和设计好的工程或建筑物的位置，测设到地面上的过程。 一般分为：普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学和制图学。 §1.2 地面点位的确定 在测量工作中，地面点的确定需两个参数：坐标与高程。 严格说是某点在基准面上的投影位置（x,y）和该点离基准面的高度（H）来确定。 一．测量基准面 1．测量工作基准面——水准面、大地水准面。 水准面——静止海水面所形成的封闭的曲面。 大地水准面——其中通过平均海水面的那个水准面。 水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。 铅垂线——测量工作的基准线 2．测量计算基准面——旋转椭球 由一椭圆（长半轴a，短半轴b）绕其短半轴b旋转而成的椭球体。 二．地面点的坐标系 坐标分为地理坐标、高斯平面直角坐标和平面直角坐标。 地理坐标（属于球面坐标系统） 适用于：在地球椭球面上确定点位。经度和纬度表示 平面直角坐标 适用于：测区范围较小，可将测区曲面当作平面看待。 其与数学中平面直角坐标系相比，不同点： 1．测量上取南北方向为纵轴（X轴），东西方向为横轴（Y轴） 2．角度方向顺时针度量，象限顺时针编号。 相同点：数学中的三角公式在测量计算中可直接应用。 测量上的平面直角坐标 数学上的平面直角坐标 高斯平面直角坐标 适用于：测区范围较大，不能将测区曲面当作平面看待。 1．6°带的划分 （1）为限制高斯投影离中央子午线愈远，长度变形愈大的缺点，从经度0°开始，将整个地球分成60个带，6°为一带。 （2）公式： ——中央子午线经度；N——投影带的带号。 2．3°带的划分 从东经开始，将整个地球分成120个带，3°为一带。 有： ——中央子午线经度；N——投影带的带号。 3．我国高斯平面直角坐标的表示。 方法：（1）先将自然值的横坐标Y加上500000米； （2）再在新的横坐标Y之前标以2位数的带号。 如：国家投影坐标为（51000，则其所在的6°带的带号为多少？在带号内的自然坐标为多少？(20带，51000，137680) 三．地面点的高程系统 1. ?在测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。 ?一、 大地高系统：大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。大地高也称为椭球高，大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。GPS 高程系统属于大地高。 ?二、 正高系统：正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hg表示。正高又称绝对高程H(海拔)。在测图控制或常规工程测量中，不考虑高程异常，采用正高系统。 ?三、 正常高：正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到 ?四、 相对高程H’——地面点到假定水准面的铅垂距离。?五、 高 差 —— hAB=HB-HA=H’B-H’A 4. 我国的高程系统 主要有： （1）1985国家高程系统 （2）1956黄海高程系统 （3）地方高程系统。如：珠江高程系统。 其中，我国的水准原点建在青岛市观象山，在1985年国家高程系统中，其高程为72.260米；在1956年黄海高程系统中的高程为72.289米。 5．GPS 高程系统 高程测量是GPS测量的重要组成部分，在GPS相对定位中，所求得的三维基线向量，通过GPS网平差，可求得精密的WGS-84大地高差，再通过坐标转换，求得精密的国家或地区参考椭球的大地高差，如果已知网中一个或多个点的大地高程，就可以求得各GPS点的大地高 。 H正常就必须测定高程异常值ξ，测定高程异常值ξ的方法有GPS水准高程和GPS重力高程。 2）GPS水准高程 GPS和水准测量成果确定似大地水准面的方法称为GPS水准。H正常? 。 3）GPS重力高程 H正常的方法称为GPS重力高程。 4） GPS三角高程 GPS测量求