第一章 测量学的基本知识

第一章测量基础知识§1-1测量学的基本知识1．测量学的概念测量学是研究地球的形状和大小，以及确定地面点位的科学。

内容包括测定和测设两部分。

测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列数据或把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。

测设（又称为放样）是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。

2．测量学的基本内容测量学的基本内容：角度测量、距离测量和高程（高差）测量。

3．测量的基本工作测量的基本工作：测量角度、测量距离和测量高程（高差）4．测量工作的基本技能测量工作的基本技能：观测、记录、计算、绘图。

5．测量工作遵循的工作原则（工作程序）测量工作遵循：“从整体到局部、先控制后碎部、从高级到低级”的工作原则（工作程序）。

§1-2角度测量角度测量是测量的基本工作之一。

角度测量使用的仪器是经纬仪。

目前常用的经纬仪有光学经纬仪和电子经纬仪两种类型，全站仪上使用的是电子经纬仪。

角度测量分为水平角测量和竖直角测量。

水平角习惯上用β表示，竖直角习惯上用δ（或α）表示。

一、水平角测量（一）水平角测量测量原理1．水平角的概念地面上一点到另外两点的方向线间所夹的水平角，就是过这两个的方向所作的两竖直面间的二面角。

（如图1-1所示）大小可以是︒0。

︒360~2．测量原理如图1-1所示，欲测量地面点C B A 、、三点所构成的水平角ACB ∠，在C 点的铅垂线上水平安置一个有刻度的圆盘，（称为水平度盘），铅垂线与水平度盘的圆心重合。

过CB 、CA 的方向线个作铅垂面，与水平度盘相交的交线在水平度盘上的读数分别为a b 、，则所求得水平角a b ACB -==∠β （1-1）经纬仪测量水平角的装置就是根据这个原理而设计的，即经纬仪有一个可以水平放置的水平度盘，同时也可以使水平度盘的中心和的面点处于一条铅垂线上。

（二）经纬仪简介我国的经纬仪系列有1562107DJ DJ DJ DJ DJ 、、、、级别。

测量学 2015级王毅整理第一章测量学基础知识一理解地球形状与大小的定义1地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。

2测量中把地球形状看作是由静止的海水面向陆地延伸并围绕整个地球所形成的某种形状。

3 通过实测和分析，终于得到确切的数据：地球的平均赤道半径为 6378.14 公里，极半径为 6356.76 公里，周长和子午线方向的周长分别为 40075 公里和 39941 公里。

测量还发现，北极地区约高出 18.9 米，南极地区则低下 24 ～ 30。

二测量基准面的建立，测量用的地球体的建立1人们设想以一个自由静止的海水面向陆地延伸，并包含整个地球，形成一个封闭的曲面来代替地球表面，这个曲面称为水准面。

与水准面相切的平面，称为水平面。

可见，水准面与水平面可以有无数个，其中通过平均海水面的水准面称为大地水准面。

由大地水准面包含的形体称为大地体，大地水准面是测量工作的基准面，也是地面点高程计算的起算面(又称为高程基准面)。

在测区面积较小时，可将水平面作为测量工作的基准面。

2为了测量成果的计算和制图的需要，在测量和制图中就用一个同大地体相近的可用数学方法来表达的旋转椭球体来代替，为这个旋转椭球体通常称为称地球椭球体称椭球体。

它是一个规则的数学表面，也是对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。

3确定大地水准面与椭球体面的相对关系。

即确定与局部地区大地水准面体符合最好的一个地球椭球体———参考椭球体三理解测量用的坐标系及其建立地理学常用球面地理坐标系，经纬度采用地心经纬度。

地图学常用大地坐标系，经纬度常用大地经纬度。

地球自然表面点位坐标系的确定包括两个方面的内容：一是地面点在球椭球体面上的投影位置，采用地理坐标系、大地坐标系。

二是地面点至大地水准面的垂直距离，采用高程系。

⑴大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。

地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。

第一章测量学的基础知识一、学习目的与要求1. 掌握测量学的基础知识，2. 了解水准面与水平面的关系。

3. 明确测量工作的基本概念。

4. 深刻理解测量工作的基本原则。

5. 充分认识直线定向的含义。

6. 了解测量误差的概念。

二、课程内容与知识点1. 测绘学研究的对象，测绘学的分科，现代测绘学的发展现状，我国测绘事业的发展。

2. 了解矿山测量学的在采矿工程建设中的作用。

3. 地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。

地球形状和大小。

水准面的特性。

参考椭球面。

4. 确定点位的概念。

点的平面位置和高程位置。

5. 测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。

天文坐标（入©）,大地坐标（L，B），空间直角坐标（X，丫，Z），高斯平面直角坐标（x，y），独立平面直角坐标（x，y）。

高斯投影中计算带号的公式:N = • p /6 • 1二取整数部分n二P -1 30' /3 取整数部分计算中央子午线的公式：■ 6 =6N-3 ■ 3 =3n6. 地面点的高程。

1985年国家黄海高程基准。

高程与高差的关系：h AB 二H B -H A二H B'-H A'。

7. 测量工作的基本概念。

测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检核测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。

8.直线定向：清楚标准方向的建立，方位角之间的关系，方位角的推算。

二北方向：真北、轴北、磁北、子午线收敛角、磁偏角。

关系公式：二丄tan ' : m ~ ■ ~R方位角的概念，标准方向线，真方位角。

坐标方位角。

磁方位角。

磁偏角与子午线收敛角，不同方位角之间的关系。

公式：A = A^ 、A =〔A m-坐标方位角的推算公式：^左:反「正_180 :前二：后二卩右_ 1809•测量误差的来源，分类，衡量精度的指标及误差传播定律。

误差的定义，测量误差来源，测量误差种类。

系统误差及其特性。

偶然误差及其特性，公式：-x lim 0n 护n衡量观测值精度的指标 中误差及其含义，取值范围。

大一测量学第一章知识点测量学是一个应用广泛的学科，用于研究测量以及测量结果的可靠性和准确性。

在工程、科学、医学等领域，测量学起着至关重要的作用。

为了理解测量学的基本知识，我们将在本文中探讨大一测量学第一章的主要知识点。

1. 测量与单位测量是通过比较某个未知数量与一个已知数量的关系来确定未知数量的过程。

测量结果通常以物理量的单位表示。

物理量是可以通过测量来确定的属性，例如长度、时间、质量等。

而单位则是用于度量物理量的标准。

国际单位制是国际上通用的单位系统，它包括7个基本单位，分别是米（长度）、千克（质量）、秒（时间）、安培（电流强度）、开尔文（温度）、摩尔（物质的量）、坎德拉（发光强度）。

通过这些基本单位可以派生出其他单位。

2. 误差与不确定度在测量过程中，由于各种原因，测量结果与真实值之间存在差异，这就是误差。

误差可以分为系统误差和随机误差。

系统误差是由于测量设备或者操作方法的问题导致的，在多次测量中总是保持一定的方向。

随机误差则是由于各种无法完全控制的因素引起的，其产生的原因与有关测量结果的个别影响因素的变异性有关。

为了评估测量结果的可靠性，我们使用不确定度来衡量。

不确定度是指测量结果的范围，在该范围内，被测量值的真实值可能存在。

不确定度可以通过一系列的方法来计算和评估，包括类型A和类型B的不确定度。

3. 误差传播与数字分析在实际测量中，我们往往需要通过一系列的测量结果来获得目标物理量的估计值。

在这个过程中，误差会通过各种方式传播。

误差传播的规律可以通过数字分析来确定。

数字分析是通过将误差进行数学运算和统计处理来确定测量结果的可靠性。

常用的数字分析方法包括平均值、标准差、误差分布等。

4. 仪器校准与精确度为了保证测量结果的准确性，仪器校准是必不可少的。

仪器校准是通过与已知精确值的标准进行比较，确定仪器的测量偏差和误差的过程。

校准可以根据实际需要进行定期进行。

精确度是评估测量结果的质量指标，它表示测量结果与真实值之间的接近程度。

测量学第一章测量学的基础知识2009-12-2511 测绘学的研究内容。

2 地球形状和大小的概念及研究方法。

3 测量常用坐标系统4 地球表面点位置的确定方法及测量原理。

5 分析用平面代替水准面的限度。

先提出几个问题地球到底是什么形状？到底有多大？如何确定我们在地球上的位置？地图是如何制作出来的？两端对向开挖的超长隧道如何才能保证正确地贯通如何知道高耸建筑和大型工程在建造和运营过程中是否处于安全状态？——测量学的理论和技术方法，可以解决这些问题地球“梨形体”地球“梨形体”§1.1 测绘学概述z定义测绘学是研究地球形状和大小以及确定地球表面（包括空中、地表、地下和海洋）物体的空间位置，以及对于这些空间位置信息进行处理、存储、管理的科学。

核心内容：确定地面点在空间的位置两方面的内容：1：测定----将地面物体的图形和位置信息缩绘成图，供工程建设和行政管理之用。

2：测设----将图上设计建（构）筑物的图形和位置在实地标定，作为施工或定界的依据，也称施工放样。

研究各种地图的制作理论、原理、工艺技术和应用的一门学科。

z 测量学的分类1、大地测量学----研究地球的大小和形状，解决大范围地区的控制测量和地球重力场问题。

2、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，以确定物体的形状、大小和空间位置的理论和方法。

3、海洋测量学----以海洋和陆地水域为研究对象，研究港口、码头、航道及水下地形测量的理论和方法。

4、工程测量学----研究各种工程在规划设计、施工放样和运营中测量的理论和方法。

5、地图制图学----z测量学的任务与作用（一）在工程建设方面------贯穿全过程1、在规划、设计阶段：利用地形图作设计、方案比较等2、在施工阶段：标定设计物体的位置和高程3、在竣工、运营阶段：提供竣工图、变形观测等（二）在其它方面科研、国防建设、经济建设等。

测量学的产生和发展古希腊语，“土地划分”球——椭球——大地水准面。