控制测量学

绪论控制测量学的任务及其作用控制测量学的主要任务是什么？平面控制网分成几类？他们的作用各是什么？控制测量学与大地测量学的主要区别是什么？他们又有什么联系？如何理解控制网有控制全局的作用？地球的形状和测量的基准面什么是水准面？什么是大地水准面？测量外业所依据的基准面和基准线是什么测量成果计算的基准面是什么？总地球椭球与参考椭球的区别何在？为什么参考椭球可能有很多个？地面上任何一点的重力取决于什么？为什么说垂线方向主要受引力影响？决定地面上一点位置可以有哪几种坐标系来表示？何谓大地经度和大地纬度？什么叫垂线偏差？什么叫大地水准面差距？三角测量的一般知识布设平面控制网有哪几种传统方法？三角测量的基本原理是什么？分别解释平面控制网的起算数据，观测元素，推算元素的意义。

他们之间的相互关系如何？试归纳工程测量三角网计算数据是如何获得的，方法有哪几种？分别叙述三角网、导线网、边角网的必要起算数据和观测元素是什么？何谓独立网？何谓非独立网？国家三角网的布设原则国家三角网的布设原则是什么？试述分级布网，逐级控制的必要性。

推证平面控制点所控制的面积与边长的关系式。

各等级三角网的作用，技术规格和要求是什么？为什么布设三角网要有统一的规格。

国家三角网的布设方案一、二等国家三角网的布设方案是怎样的？三、四等国家三角网的布设方案又是怎样的？何谓插点法、插网法、插锁法？他们各有什么优缺点？为什么说插网法用得比较广泛？三角测量的精度估算进行精度估算的目的是什么？它与平差中的精度评定有什么异同点？三角形最有利形状的结论是什么？如何得来？为什么要在三角锁的两端加测起算边和起算方位角？平面控制网的技术设计为什么要编制技术设计书？技术设计书的主要内容有哪些？现场踏勘的主要内容有哪些？怎样进行图上设计？图上设计对点位的基本要求是什么？图上设计的主要内容和步骤是什么？平面控制网的选点、造标和埋石实地选点时，对点位提出哪些要求？为什么？精密测角仪器的结构和特点经纬仪测角的基本原则是什么？精密经纬仪水准器、水平度盘、垂直度盘、测微器、纵横轴系等部件，分别解决了哪些矛盾？如何解决的？观测过程中仪器没有精确整平对观测带来何种影响？造成?瞧鞑荒芫 氛 降脑 蚴鞘裁矗渴允龆僚谭只 蟛畹男灾始凹跞跗溆跋斓拇胧 ＜扑?2c 的目的是什么？2c 变化过大说明什么问题？精密测角误差的来源及其影响影响目标成像质量的主要原因是什么？因采取什么措施来保证成像质量？旁折光是怎样产生的？什么样的地形地貌容易产生旁折光？有什么措施可以减弱其影响？为了减弱仪器误差，使用水平微动螺旋和垂直微动螺旋应注意什么？为什么？观测成果的验算为什么要进行验算？或验算的目的是什么？试述制定三角形闭合差、极条件闭合差、起算边条件闭合差的限值的基本思想。

1控制测量的概念：控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及变化的学科。

是在大地测量学基本理论基础上以工程建设和社会发展与安全保证的测量工作为主要服务对象。

2控制测量的基本任务：（1）在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测绘控制网（2）在施工阶段建立施工控制网（3）在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形观测专用控制网3控制测量学研究的内容：（1）研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法（2）研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法（3）研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算（4）研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法4、a、水准面（我们把重力位相等的面，称为重力等位面，即水准面），b、大地水准面（与平均海平面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水准面）c似大地水准面（似大地水准面与大地水准面在海洋上完全重合5、水准面的特性：（1）水准面有无数个；（2）水准面的形状复杂；（3）水准面相互既不平行也不相交；（4） dh=-dW/g（5）每个等位面都对应着惟一的位能W=C=常数，在这个面上移动不做功。

（6）在水准面上，所有点的重力均与水准面正交（7）水准面不是一个规则曲面6、与大地水准面最接近的椭球成为总地球椭球。

参考椭球是于某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球，可以有许多个.参考椭球是各个国家或地区为了各自的大地测量工作的需要，而采用的只与该国家或该地区的大地水准面符合较好的地球椭球体，并用参考椭球面作为测量计算（即内业工作）的基准面。

与之相应的法线及铅垂线为基准线。

大地水准面为外业测量的基准面.7、各种高程系统之间的关系：（1）大地高H是地面点沿法线到参考椭球面的距离（2）正高H正是地面点沿着实际重力线到大地水准面的距离（3）正常高H正常是地面点到似大地水准面的距离。

《控制测量学》重点成的封闭曲面。

算边长。

若不满足工程测量精度 重力线量取正常高所得端点构可利用国家三角网边长作为起网中的多余观测数较同样规模参考椭球：形状和大小与大地体 要求或无已知边长可利用时， 可 第一章 相近，并且两者之间的相对位置 采用电磁波测距仪直接测量三 1、控制测量的基本任务是什 确定的旋转椭球角网某一边或某些边的边长作 么？ 高程异常：似大地水准面与参考 为起算边长①在设计阶段建立用于测绘 椭球面之间高差起算坐标：当侧区内有国家三角 大比例尺地形图的测图控制网 垂线偏差：地面上一点的重力向 网（或其他单位施测的三角网） ②在施工阶段建立施工控制 量g 与相应椭球面的法线向量 n时，则由已有的三角网传递坐 之间的夹角标。

若测区附近无三角网成果利 ③在工程竣工后的运营阶段, 大地水准面差距：从大地水准面 用，则可在一个三角点上用天文 建立以监视建筑物变形为目的 沿法线到地球椭球体面距离 测量方法测定其经纬度，再换算 的变形观测专用控制网 测量外业工作的基准面、基准 成高斯平面直角坐标，作为起算 2、控制测量研究的主要内容。

线：大地水准面，铅垂线 坐标。

①研究建立工程和国家水平 测量计算的基准面、基准线: 起算方位角：当测区附近有控制 控制网和精密水准网的原理和 考椭球面，法线网时，克有已有网传递方位角。

方法 若无已有成果利用，可用天文测②精密仪器的使用 第二章量方法测定三角网某一边的天 ③测量成果向椭球面及平面 1、建立水平控制网的方法有哪 文方位角再把它换算为起算方 的转换计算 些？位角。

④各种网型的平差计算 ①常规大地测量法：1）三角 3、导线测量的优缺点。

正高：地面点沿实际重力线到大 测量法，2）导线测量法，3 ）边 优点地水准面的距离。

角网和三边网① 网中各点上的方向数较少, 正常高：地面点沿正常重力线到 ②天文测量法（推求大地方位 除节点外只有两个方向，因而受 似大地水准面的距离。

控制测量学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 控制测量学中，用于确定点在平面上的位置的坐标系统是：A. 直角坐标系B. 极坐标系C. 球坐标系D. 柱面坐标系答案：A2. 在控制测量中，用于测量两点间距离的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：C3. 控制测量中，用于测量角度的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：B4. 控制测量中，用于测量高程的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：A5. 在控制测量学中，用于建立控制网的测量方法是：A. 导线测量B. 三角测量C. 交会测量D. 以上都是答案：D6. 控制测量中，用于确定点在空间中位置的坐标系统是：A. 直角坐标系B. 极坐标系C. 球坐标系D. 柱面坐标系答案：C7. 控制测量学中，用于测量两点间高差的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：A8. 在控制测量中，用于测量水平角的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：B9. 控制测量中，用于测量垂直角的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：B10. 控制测量学中，用于测量点的平面位置和高程的仪器是：A. 水准仪B. 经纬仪C. 测距仪D. 全站仪答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 控制测量中，用于确定点的平面位置的坐标是______。

答案：直角坐标2. 控制测量中，用于确定点的高程的坐标是______。

答案：高程坐标3. 控制测量中，用于测量水平距离的仪器是______。

答案：测距仪4. 控制测量中，用于测量垂直距离的仪器是______。

答案：水准仪5. 控制测量中，用于测量水平角的仪器是______。

答案：经纬仪6. 控制测量中，用于测量垂直角的仪器是______。

答案：经纬仪7. 控制测量中，用于建立控制网的测量方法是______。

1.1985国家高程基准: 1985年，国家测绘部门以青岛验潮站1953年至1979年的观测资料为依据，重新确定修正后的水准零点高程（72.2604 米），称为“1985国家高程基准”2.正高高程系:正高系统以大地水准面作为高程基准面，点的正高为：点沿铅垂方向到大地水准面的距离3.控制测量学:研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科4.水准面:静止的水面称为水准面，水准面是受地球表面重力场影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，因此是一个重力场的等位面5.大地水准面的差距:从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离6.水准标尺分划面弯曲差：通过分划面的两端点的直线中点至分划面的距离7.方向观测法：在一测回内把测站上所有观测方向，先盘左位置依次观测，后盘右位置依次观测，取盘左、盘右平均值作为各方向的观测值8电子经纬仪：利用光电技术测角，带有角度数字显示和进行数据自动归算及存储装置的经纬仪9.测站偏心：有时为了观测的需要，如觇标的橹柱挡住了某个照准方向。

仪器也必须偏离通过标石中心的垂线进行观测。

10. 水准面的不平行性：重力加速度随纬度的不同而变化的，在赤道g较小，而在两极g值较大，因此水准面相互不平行，且为向两极收敛的、接近椭圆的曲线。

重力异常，不规则的变化。

1、控制测量学的基本任务：①在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网②在施工阶段建立施工控制网③在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网控制测量学的主要研究内容（1）研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法，以满足国民经济和国防建设以及地学科学研究的需要。

（2）研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。

（3）研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。

（4）研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立及应用等。

控制测量一：1. 控制测量学2. 控制测量工程控制测量工程控制测量的基本任务测图控制网施工控制网变形监测控制网工程控制测量与大地控制测量的关系工程控制测量的主要研究内容3.铅垂线4. 大地高系统5. 控制网按照用途分6. 独立网7. 水平控制网布设步骤8. 选点完成后提交的资料9. 精密测角误差的影响因素10. 测角误差的减弱措施11. 方向法和全圆方向法观测水平角的步骤12. ①分组方向观测法②全组合测角方法13. 经纬仪的主要系统误差14. 电子测角的分类15. 传统测距方法16. 仪器加常数改正17. 引起测距误差的误差来源有18. 测距频率改正公式19. 相位测量误差20. 光电测距仪的测程21. 水准仪基本分类22. 精密水准测量误差分类23. 观测程序减弱i角影响24. 精密水准测量观测测站观测程序25. 跨河水准测量26. 相位式测距原理公式27. 高斯投影28. 平面控制网平差计算包括1：控制测量学：研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科2：控制测量：获得控制网中控制点平面坐标或高程的测量工作。

工程控制测量：所有为工业和工程建设测量而建立的平面控制测量和高程控制测量的总称。

工程控制测量的基本任务：测图控制网：在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图，用于建筑物的设计和区域规划；施工控制网：在施工阶段建立，作为施工测量和放样的依据；变形监测控制网：在工程竣工后的运营阶段建立，以监视建筑物（构筑物、大型设备）变形为目的，精度要求较高。

工程控制测量与大地控制测量的关系：和大地控制测量的理论、方法和技术密切相关；经常需要联测大地控制网；是大地控制测量学的直接应用者，而不能简单理解为其中的一部分；工程控制测量的精度不一定低于大地控制测量；测量范围小于大地控制测量范围，但绝大多数情况并非平面测量，尤其是大型工程的控制测量。

工程控制测量的主要研究内容：研究建立和维持高科技水平的工程水平控制网和精密高程控制网的原理和方法，满足国民经济建设、国防建设和地学科学研究的需要；研究获得高精度测量成果的精仪器和使用方法；研究控制网测量成果的数学投影和变换及有关问题的测量计算；研究高精度的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立、管理及应用3：铅垂线：地球上的质点所受的万有引力与离心力的合力称为重力，重力的方向称为铅垂线方向。

《控制测量》教学教案一、教学目标1. 了解控制测量的概念、作用和意义。

2. 掌握控制测量的基本原理和方法。

3. 学会使用控制测量仪器和工具。

4. 能够独立进行控制测量操作，并处理测量数据。

5. 培养学生的动手能力、观察能力和创新能力。

二、教学内容1. 控制测量的定义和分类2. 控制测量的原理和方法3. 控制测量仪器和工具的使用4. 控制测量操作步骤和注意事项5. 控制测量数据的处理和分析三、教学重点与难点1. 教学重点：控制测量的概念、作用、意义、原理、方法和操作步骤。

2. 教学难点：控制测量的原理、仪器使用、数据处理和分析。

四、教学准备1. 教学场所：实验室或教室。

2. 教学设备：控制测量仪器、工具、示教板、投影仪等。

3. 教学材料：教案、PPT、实验指导书、测量数据等。

五、教学过程1. 导入新课：通过展示实际工程案例，引导学生了解控制测量的重要性，激发学生的学习兴趣。

2. 知识讲解：讲解控制测量的定义、分类、原理和方法，结合示教板和PPT进行讲解，让学生直观地理解控制测量的相关概念。

3. 仪器演示：展示控制测量仪器和工具，讲解其使用方法和注意事项，让学生熟悉测量仪器的外观和功能。

4. 操作练习：指导学生进行控制测量操作，让学生动手实践，掌握测量操作步骤和技巧。

5. 数据处理与分析：讲解控制测量数据的处理和分析方法，让学生学会利用测量数据进行工程计算和分析。

6. 课堂小结：对本节课的内容进行总结，强调控制测量在工程中的重要性，激发学生课后自主学习的兴趣。

7. 作业布置：布置课后作业，巩固所学知识，提高学生的实际操作能力。

六、教学评价1. 评价方式：过程评价与终结评价相结合。

2. 评价内容：a. 控制测量的概念、原理和方法的理解程度。

b. 控制测量操作的熟练程度和数据处理能力。

3. 评价方法：a. 课堂问答、讨论和练习。

b. 实验操作考核和数据准确性。

c. 实验报告和成果展示。

七、教学策略1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探索和解决问题。

1.1控制测量学的基本任务和主要内容控制测量的概念：在一定区域内，按测量任务所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点）的水平位置和高程位置，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。

控制测量的基本任务1在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网。

2在施工阶段建立施工控制网。

3在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。

控制测量的作用1 为测绘地形图，布设全国范围内及局域性的大地测量控制网，为取得大地点的精确坐标，建立合理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小及重力场等参数。

2 控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊的作用。

控制测量学的研究内容研究建立和维持工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法。

研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。

研究地球表面测量成果向椭球面及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。

研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法。

大地水准面：水准面因其高度不同而有无数个. 与平均海水面相重合，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面。

1.3 控制测量的基准面和基准线铅垂线是外业测量工作的基准线大地水准面是外业测量工作的基准面3.大地高、正高及正常高H大=H正+NH大=H常+ζ4.垂线偏差地面一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。

根据所采用的椭球不同可分为绝对垂线偏差及相对垂线偏差。

垂线同总地球椭球(或参考椭球)法线构成的角度称为绝对(或相对)垂线偏差，它们统称为天文大地垂线偏差。

测定垂线偏差方法：天文大地测量法；重力测量法；天文重力测量法；GPS方法。

作业1. 控制测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。

2. 野外测量的基准面、基准线各是什么?测量计算的基准面、基准线各是什么?为什么野外作业和内业计算要采取不同的基准面?3. 什么是控制测量，其分类有哪些？4.名词解释大地水准面、总地球椭球、参考椭球、垂线偏差。

控制测量学教案范文教案：控制测量学一、教学目标：1.了解控制测量学的基本概念和意义；2.掌握控制测量学的基本理论和方法；3.能够应用控制测量学的知识解决实际问题。

二、教学内容：1.控制测量学的概念和意义；2.控制测量学的基本理论和方法；3.控制测量学在实际问题中的应用。

三、教学过程：1.授课导入（15分钟）1.1介绍控制测量学的概念和意义，引发学生对该知识的兴趣；1.2列举一些控制测量学的应用场景，向学生展示控制测量学的实际应用环境。

2.掌握控制测量学的基本理论和方法（40分钟）2.1介绍控制测量学的基本理论，如误差分析、精度评定等；2.2介绍控制测量学的基本方法，如测量系统的校准、调整和维护等；2.3使用案例进行实例演示，让学生能够理解和掌握控制测量学的具体操作方法。

3.应用控制测量学解决实际问题（40分钟）3.1选择一个实际问题，并与学生进行讨论；3.2引导学生思考如何运用控制测量学的知识来解决该问题；3.3让学生自主分组，并进行实际操作和实验研究；3.4学生将实验结果进行分析和总结，并向全班展示。

4.总结与评价（15分钟）4.1让学生总结本节课的重点内容和所掌握的知识；4.2对学生的实验报告进行评价，给予反馈意见和建议；4.3引导学生思考控制测量学在未来的应用前景，并进行讨论。

四、教学手段：1.授课讲解；2.实例演示；3.实验操作；4.讨论和展示。

五、教学资源：1.教学课件；2.实验设备和器材；3.案例材料。

六、教学评价：1.对学生的实验报告进行评价；2.学生的讨论参与度和分享情况；3.学生的课堂表现和学习反馈。

七、教学延伸：1.组织学生参加相关行业的实习活动，加深对控制测量学的认识和运用；2.鼓励学生进行科研项目的申报和参与，提高研究能力和创新意识；3.继续深入学习相关领域的知识，拓宽知识面，为未来的学习和工作打下坚实基础。

八、教学反思：通过本节课的教学，我发现学生对控制测量学的概念和意义还不够了解，需要更多的实例来进行说明和讲解。

教育部高工专“产学结合”试点专业改革建设项目校级重点课程建设项目校级精品课程建设项目控 制 测 量 学昆明冶金高等专科学校控制测量学课程组目 录第一章 结论1.1控制测量学的基本任务和主要内容 (1)1.2控制测量的基准面和基准线 (3)1.3控制网的布设形式 (4)1.4控制测量作业流程 (8)习题与思考题 (9)第二章 水平控制网的技术设计2.1国家水平控制网的布设原则和方案 (10)2.2工程水平控制网的布设原则和方案 (14)2.3三角锁推算元素的精度估算 (16)2.4导线网的精度估算 (26)2.5工程水平控制网优化设计概念 (33)2.6工程水平控制网技术设计书的编制 (35)2.7选点、建标和埋石 (37)习题与思考题 (43)第三章精密光学经纬仪及水平角观测3.1经纬仪的基本结构 (44)3.2 精密光学经纬仪的构造及使用方法 (46)3.3 经纬仪的几项调校 (60)3.4 精密光学经纬仪的仪器误差及其检验和校正 (65)3.5水平角观测中的主要误差和操作的基本规则 (83)3.6方向观测法 (92)3.7偏心观测与归心改正 (102)习题与思考题 (111)第四章 光电测距仪4.1 电磁波测距基本原理 (113)4.2 相位式光电测距仪的工作原理 (121)4.3 测距误差来源及其影响 (130)4.4 观测结果的化算 (135)4.5 电子全站仪 (140)习题与思考题 (156)第五章 高程控制测量5.1 国家高程基准 (157)5.2 高程控制网的布设 (158)5.3 精密水准仪与水准尺 (161)5.4 精密水准测量的主要误差来源及其影响 (167)5.5 精密水准测量的实施 (173)5.6 跨河精密水准测量 (177)5.7 正常水准面不平行性及其改正数计算 (185)5.8 水准测量的概算 (192)5.9 三角高程测量 (196)习题与思考题 (204)第六章 地球椭球与椭球计算理论6.1地球椭球的基本几何参数及其相互关系 (205)6.2 椭球面上的常用坐标系及其相互关系 (206)6.3 种主要的椭球公式 (209)6.4 将地面观测值归算至椭球面 (213)习题与思考题 (217)第七章地图投影与高斯投影7.1 高斯投影概述 (219)7.2 正形投影的一般条件 (222)7.3 高斯平面直角坐标系与大地坐标系 (223)7.4 椭球面上观测成果归化到高斯平面上计算 (227)7.5 工程测量投影面与投影带选择 (228)习题与思考题 (231)第八章控制测量概算8.1 外业成果的整理与图表的绘制 (235)8.2 成果的归算和改化 (237)习题与思考题 (247)第九章 控制网平差9.1 条件平差原理 (248)9.2 条件方程列立及线性化 (251)9.3 水准网按条件平差算例 (254)9.4 附合导线按条件平差算例 (258)9.5 间接观测平差原理 (264)9.6 误差方程的列立 (269)9.7 水准网按间接平差算例 (273)9.8 边角网坐标平差算例 (277)习题与思考题 (283)第十章 GPS在控制测量中的应用10.1 GPS概述 (288)10.2 GPS定位原理 (293)10.3 GPS控制网的设计 (300)10.4 GPS外业观测 (306)10.5 GPS数据处理 (313)10.6 昆明市连续运行GPS参考站系统 (319)10.7 GPS参考站系统在控制测量中的应用 (329)习题与思考题 (335)第一章 绪论[本章提要]本章概括了控制测量学的定义；控制测量的任务和作用；控制测量的基准面、基准线；控制网的布设形式；控制测量的作业流程。