测量学电子教案.docVIP

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 测量学 课程电子教案 学习层次： 专升本 第一章 绪论 一、测量学的定义 1.早期的定义： 研究地球的形状和大小，确定地面点的坐标的学科。 2.当前的定义： 研究三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的学科。 二、测量学的内容 随着国民经济的发展和科学技术的进步，测量学在生产中的作用越来越大，所涉及的内容也越来越丰富，并派生出许多分支学科： 1、大地测量学 研究整个地球的形状、大小以及大范围控制测量问题。 2、地形测量学 研究测绘小范围地形图，把地球表面看作平面而不考虑地球曲率影响。 3、摄影测量学 利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间位置。可分为航空摄影测量学、地面摄影测量学、水下摄影测量学、航天摄影测量学等分支学科。 4、海洋测绘学 以海洋和陆地水域为对象进行的测量工作。 5、工程测量学 为满足工程建设的需要，结合各种工程建设的特点而进行测量工作。 6、矿山测量学 研究如何保护矿产资源的合理开发、安全生产和矿区环境治理。 此外和测量学相关的还有制图学，研究利用所获得的测量成果资料，编绘和制印各种地图。 随着RS、GPS和GIS等新技术的不断发展，新的测量分支学科将不断涌现。 三、测绘科学的应用范围 1、在国民经济建设和社会发展规划中，测绘信息是最重要的基础信息之一； 2、在国防建设中，军事测绘和军用地图是现代化、大规模诸兵种协同作战必不可少的重要保障； 3、科学实验、航空航天、地壳形变和地震预报等研究工作中，也都要应用测绘资料。 四、测绘技术的发展过程 1、传统测绘方法（钢卷尺） 2、光学测绘方法（经纬仪） 3、光、电测绘方法（全站仪） 4、光、机、电测绘方法（测量机器人） 5、光、机、电、传感器（三维激光扫描仪） 第二章 测量的基本知识 §2-1　地球形状和大小 一、大地水准面( Geoidal surface) 陆地 29% 海洋 71% 水 准 面——静止的海水面穿过陆地和岛屿而形成的封闭曲面 大地水准面——静止的平均海水面~ 大 地 体——大地水准面所包围的形体 大地水准面的特性： a、是一个重力等位面，处处与铅垂线方向相垂直 b、是一个有微小起伏的不规则的曲面 二、参考椭球体(ellipsoid of revolution) 三元素：长半径、短半径和扁率 我国目前采用的参考椭球体为IAG-75椭球。 §2-2 测量常用坐标系和参考椭球定位 一、大地坐标系(L,B) 基本概念：地轴、子午面、起始子午面、子午线、赤道面、赤道、平行圈 大地坐标的定义： 大地经度L：(longitude)－过某点的子午面与起始子午面的夹角。 我国的经度全部为东经。 大地纬度B： (latitude)－过某点的法线与赤道面的交角。我国的纬度全部是北纬。 二、平面直角坐标（Rectangular plane coordinate system） 由于测量上和数学上表示角度的方式不同，为了应用数学上的全部三角函数，故将数学上的x、y轴互换即可解决此问题。 三、参考椭球定位 参考椭球体的定位：在适当地点选择一点P，把椭球体与大地体相切，即此时铅垂线与法线相重合。P点称为大地原点。 §2-3地图投影和高斯平面直角坐标系 一、地图投影 1、定义 地图投影，其一面为地球椭球表面，该面上点的位置用大地坐标B，L表示；另一面为可展面（如圆柱面、圆锥面等），其点的位置用直角坐标x、y表示。两个面的投影函数表达式可写成如下形式： 2、变形 分为长度变形、角度变形和面积变形三种 二、高斯投影 高斯投影的性质：等角横切椭圆柱投影 高斯投影结果： a.中央子午线投影后为一条直线，且无长度变形，其余经线为凹向中央子午线投影线的对称曲线 b.赤道的投影也为一条直线，其余纬线的投影为凸向赤道投影线的对称曲线； c.投影前后角度相等，即无角度变形。 高斯投影分带 目的：限制长度变形 a.六度分带法：能满足1:25000及更小比例尺测图的精度要求 自0(子午线开始，按经差6(为一带，自西向东将全球分为60个条带，依次编号1，2，…，60 设带号为n，中央子午线的经度为L0，则 L0＝6(n－3 b. 三度分带法：能满足1:2000至1:10000比例尺测图的精度要求 自1.5(子午线开始，按经差3(为一带，自西向东将全球分为120个条带，依次编号1，2，…，120 设带号为m，中央子午线的经度为，则 ＝3(m 三、高斯平面直角坐标