现代测量学第五章

第一章：绪论1.名词解释：测量学、测定、测设、大地水准面、地球椭球面、绝对高程、相对高程、6°带、高斯平面直角坐标、参心坐标系、地心坐标系、正高、大地高。

(1)测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面、水下及空间点位的科学。

（2）测定是指用测量仪器对被测点进行测量、数据处理，从而得到被测点的位置坐标，或根据测量得的数据绘制地形图。

（3）测设是指把设计图纸上规划设计好的工程建筑物、构筑物的位置通过测量在实地标定出来。

（4）大地水准面是由静止海水面并向大陆、岛屿延伸而形成的不规则的闭合曲面。

（5）地球椭球面是把拟合地球总形体的旋转椭球面。

（6）绝对高程是指地面点沿垂线方向至大地水准面的距离。

（7）相对高程是指选定一个任意的水准面作为高程基准面，地面点至此水准面的铅垂距离。

（8）6°带，即从格林尼治首子午线起每隔经差6°划分为一个投影带。

（9）高斯平面直角坐标：经投影所得的影响平面中，中央子午线和赤道的投影是直线，且相互垂直，因此以中央子午线投影为X轴，赤道投影为Y轴，两轴交点为坐标原点，即得高斯平面直角坐标系。

（10）参心坐标系是以参考椭球的几何中心为基准的大地坐标系。

（11）地心坐标系是以地球质心为原点建立的空间直角坐标系，或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系。

（12）正高是指地面点到大地水准面的铅垂距离。

（13）大地高是指地面点沿法线至地球椭球面（或参考椭球面）的距离，称为该点的大地高。

2. 测量学主要包括哪两部分内容？二者的区别是什么？测量学主要包括测定和测设两部分内容；区别：测定是用测量仪器对被测点进行测量根据测量得的数据绘制地形图，而测设是指把设计图纸上设计好的坐标实地标定出来。

3. 简述Geomatics的来历及其含义。

来历：自20世纪90年代起，世界各国将大学里的测量学专业、测量学机构好测量学杂志都纷纷改名为Geomatics。

Geomatics是一个新造出来的英文名词，以前的英文词典中找不到此词，因此也没有与之对应的汉译名词。

第一章绪论1测量学在各类工程中有哪些作用？答：测量学在诸多工程中有着重要的作用，比如在地质勘探工程中的地质普查阶段，要为地质人员提供地形图和有关测量资料作为填图的依据；在地质勘探阶段，要进行勘探线、网、钻孔的标定和地质剖面测量。

在采矿工程中，矿区开发的全过程都要进行测量，矿井建设阶段生产阶段，除进行井下控制测量和采区测量外，还要开展矿体几何和储量管理等。

在建筑工程中，规划和勘测设计的各个阶段都要求提供各种比例尺的地形图；施工阶段，将设计的建筑物构筑物的平面位置和高23可4为y轴，5的精度。

测量工作应遵循的另一个原则就是“步步有检核”。

这一原则的含义是，测量工作的每项成果必须要有检核，检查无误后方能进行下一步工作，中间环节只要有一步出错，以后的工作就会徒劳无益，这样可保证测量成果合乎技术规范的要求。

6测量工作的基本内容是什么?答高程测量、距离测量和水平角测量是测量的基本工作。

第二章距离测量和直线定向1何谓水平距离，已知倾斜距离如何求水平距离?答两点间的水平直线距离即为水平距离。

1>若已知倾斜角δ，则水平距离为cos=；l Lδ2>若倾斜角δ未知，测定两点间的高差h，则水平距离为l2用钢尺往、返丈量了一段距离，其平均值为176.82m，要求量距的相对误差为1/2000,那么往返距离之差不能超过多少?答不应超过0.0884m3为什么要进行直线定向?怎样确定直线方向?答确定地面两点在平面上的相对位置，除了需要确定两点之间的距离外，还要确定两点间的直采用490。

5何谓子午线收敛角和磁偏角？已知某地的磁偏角为-AB用γ6已知α答R第三章1三个条件。

保持前后视距离大致相等，可以消除因视准轴与水准管轴不平行而引起的误差。

当用眼睛在目镜后上下微微晃动，若发现十字丝与目标影像有相对运动，则说明物像平面与十字丝平面不重合，这种现象称为视差。

消除的方法是重新进行对光，直到眼睛上下移动，水准尺上读数不变为止。

现代普通测量学课后习题答案第二版（清华大学出版社）现代普通测量学课后习题答案第二版（清华大学出版社）第1章绪论教材第7页作业一、第3题现代测绘学的任务是什么？答：现代测绘学的任务是：研究人类对赖以生存的地球环境信息的采集、量测、描述和利用的科学。

其内容包括： 1、研究和测定整个地球的形状和大小以及外层空间宇宙星体的自然形态、人文设施以及与其属性有关的信息。

2、测绘各地区的地形图，建立地理信息系统；为国防建设和国民经济建设、规划和设计等，提供空间基础地理信息和电子地图。

3、将图纸上设计好的建筑物、构筑物等工程测设到实地上去，作为施工的依据。

作业二、第5题测量学在土木工程建设中有哪些作用？答：１、建筑测量将设计好的构建筑物的空间位置，测设于实地，包括建筑物轴线、场地平整、高程和垂直度的控制、设备安装测量。

2、桥梁工程包括桥梁控制网、桥墩、及其附属建筑物的测量工作。

3、地下工程施工测量地下隧道、地铁工程等测量工作 4、变形监测在施工的同时，要根据建构筑物的要求，进行变形观测，直至建构筑物停止变形为止，以监测构建筑物的变形情况，为施工和保护建筑物提供第一手资料。

第2章测量学的基础知识教材第24页作业三、第1题何谓大地水准面？它在测量工作中起何作用？答：用静止的海水面延伸并通过陆地而形成的一个闭合曲面，来代替地球的自然表面。

其中通过平均海水准面的哪一个，称为大地水准面。

在测量工作中的作用是：作为（水准）绝对高程系统的一个基准面。

作业四、第3题参考椭球和地球总椭球有何区别？答：区别为：参考椭球只用与个别国家或局部地区，具有局限性。

总地球椭球用与世界各国，是目前与大地体密合的最好的椭球体。

作业五、第4题测量中常用坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？答：（1）天文坐标系；（2）大地坐标系：以大地经度L，大地纬度B和大地高H表示地面点的空间位置，以法线为基准线，椭球体面为基准面，因此同一点的垂线和法线不一致，因而产生垂线偏差，目前我国常用的坐标系有：① 1954年北京坐标系；② 1980年国家大地坐标系；③ WGS~84坐标系。

教学大纲一、课程教学目的本课程是测绘导航本科各类专业的一门专业基础必修课。

通过学习，能够让学生建立测绘科学与技术的整体概念，了解测绘学科的总貌，掌握现代测量学的基本理论、技术与方法，并培养学生良好的测绘业务作风和团队精神，为进一步学习其他专业课打下坚实基础。

二、课程教学任务通过本课程的学习，要求学生理解现代测量学的基本概念，地形控制测量和测绘数字地形图的基本理论，地物地貌测绘的基本原理，数字地形图数据处理的基本理论；学会拟定数字地形测图任务的技术方案并撰写技术总结；正确使用测量仪器并掌握基本检校方法；灵活运用控制测量布设和观测方法、碎部点测量方法；掌握控制测量的计算方法、数字地形图的数据采集及编辑成图的基本技能。

学生应全程参加数字测图综合实习，感受野外测量作业的全过程；要重视将测量理论与实践相结合，遵守测量规范和技术规定，与作业小组的其他成员就所遇到的实际问题进行讨论和交流。

要在学习和实践中，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；养成良好的业务作风，树立不怕吃苦、勇于克服困难的专业精神；注重培养学生科学探索精神、创新意识和团队精神。

三、教学内容及基本要求模块一现代测量学基础1.教学内容（1）现代测量学概述（2）地球形状、大小及其基准面（3）地理坐标和高程（4）高斯―克吕格投影（5）地形图和比例尺（6）方位角及其偏角（7）地形图的分幅与编号（8）地形图的图幅元素2.教学目标理解地球自然表面、大地水准面、参考椭球面的基本概念与性质，说明三者之间的联系与区别；理解椭球定位的概念；解释野外测量和计算的基准面和基准线，理解垂线偏差的概念。

阐述地理坐标的概念与定义；理解高程和高差的概念，并解释1956年黄海高程系和1985国家高程基准。

了解地图投影的概念、作用与分类，理解高斯―克吕格投影的概念、特性以及正反算的含义。

理解地形图和比例尺的概念与分类，说明我国地形图的基本比例尺系列；理解比例尺最大精度的概念，并学会使用根据比例尺的最大精度计算相应测图比例尺的方法。

第一章绪论地面空间信息学定义：对地球整体及其表面和外层空间的各种自然和人造实体，利用接触式非接触式测量仪器、传感器及其组合系统，对其进行信息的采集、量测、存储、管理、更新、分析、显示、开发和利用的一门科学和技术。

现代测绘学的任务：对与地理空间分布有关的信息进行采集、量测、管理等，使之成为地形原图，或地理数据库以进行更新、分析、开发和利用。

第二章测量学的基础知识大地水准面定义：处在海洋面平衡、静止状态的水准面（封闭曲面）高差定义：一点到另一点高程的增量h PQ=H Q—H P测量基本工作：水平距离测量、水平角测量、高差测量测量工作组织程序和原则：从整体到局部、先控制后碎部、步步检核普通测量学内容：1、测定：地形图的测绘；2、测设：施工测量（施工放样）；3、监测测设定义：将图上设计的建（构）筑物的位置确定在地面上，作为施工的依据。

第三章水准测量水准点定义：用水准测量法测定高程的点水准仪轴线应满足的关系：1、竖轴平行于圆水准器轴；2、十字丝横丝应水平；3、视准轴平行于水准管轴第四章角度测量经纬仪的轴系关系：水准管轴竖轴横轴视准轴水准管轴⊥竖轴横轴⊥视准轴横轴⊥竖轴竖丝铅垂经纬仪的使用：对中：目的是使仪器的中心与测站点在同一铅垂线上整平：目的是使仪器的竖轴竖直，水平度盘水平水平角测量测回法：仪器安置于测站点O,盘左位置瞄准A点、度盘拨零(或略大于0°)、进行记录、顺时针旋转照准部瞄准B点、读数记录、计算上半测回角值β上；盘右瞄准B点、读数记录、逆时针旋转照准部瞄准A点, 读数记录、计算下半测回角值β下；检核合格(|β上-β下|≤40")后,取平均值β=(β上+β下)/2作为一测回最后结果。

经纬仪轴线应满足的关系：水准管轴⊥竖轴横轴⊥视准轴横轴⊥竖轴竖丝铅垂方向观测法水平角测量误差：仪器误差：视准轴误差可采用盘左、盘右观测结果取平均值的方法消除横轴误差可采用盘左、盘右观测结果取平均值的方法消除度盘偏心差可采用盘左、盘右观测结果取平均值的方法消除竖盘指标差可采用盘左、盘右观测结果取平均值的方法消除度盘刻划误差可采用测回间变换度盘位置的方法减小其影响观测误差：对中误差在角度接近180º，边长较短时影响大，应精密对中标杆倾斜误差照准标杆底部或用垂球线代替标杆照准误差仔细照准读数误差多次读数取平均减小影响外界条件影响：温度、大气折光等可撑伞并选择有利观测时段减小其影响第五章距离测量与直线定向水平距离定义：地面上两点沿铅垂方向投影在水平面上的长度直线定线定义：在直线上定截点的工作全站仪定义：是集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器为一体第六章测量误差及数据处理的基本知识（测量误差）真误差 =L（某量的观测值）-X（该量的真值）偶然误差特性：1、偶然误差的大小不超过一定的界限（有界性）2、小误差出现的机会比大误差多（单峰性） 3、绝对值相等的正、负误差出现的个数大致相等（对称性）4、对一个量进行复测最或是值定义：以相同精度，对某量进行n次观测的算术平均值最或是误差：v1=l1（观测值）-x（最或是值）第七章大比例尺地形图及其测绘地形图定义：地形图是按一定的比例尺，用规定符号表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影图。

现代普通测量学课后习题答案-第二版-(修订版)现代普通测量学课后习题答案第1章绪论教材第7页作业一、第3题现代测绘学的任务是什么？答：现代测绘学的任务是：研究人类对赖以生存的地球环境信息的采集、量测、描述和利用的科学。

其内容包括：1、研究和测定整个地球的形状和大小以及外层空间宇宙星体的自然形态、人文设施以及与其属性有关的信息。

2、测绘各地区的地形图，建立地理信息系统；为国防建设和国民经济建设、规划和设计等，提供空间基础地理信息和电子地图。

3、将图纸上设计好的建筑物、构筑物等工程测设到实地上去，作为施工的依据。

作业二、第5题测量学在土木工程建设中有哪些作用？答：１、建筑测量将设计好的构建筑物的空间位置，测设于实地，包括建筑物轴线、场地平整、高程和垂直度的控制、设备安装测量。

2、桥梁工程包括桥梁控制网、桥墩、及其附属建筑物的测量工作。

3、地下工程施工测量地下隧道、地铁工程等测量工作4、变形监测在施工的同时，要根据建构筑物的要求，进行变形观测，直至建构筑物停止变形为止，以监测构建筑物的变形情况，为施工和保护建筑物提供第一手资料。

第2章测量学的基础知识教材第24页作业三、第1题何谓大地水准面？它在测量工作中起何作用？答：用静止的海水面延伸并通过陆地而形成的一个闭合曲面，来代替地球的自然表面。

其中通过平均海水准面的哪一个，称为大地水准面。

在测量工作中的作用是：作为（水准）绝对高程系统的一个基准面。

作业四、第3题参考椭球和地球总椭球有何区别？答：区别为：参考椭球只用与个别国家或局部地区，具有局限性。

总地球椭球用与世界各国，是目前与大地体密合的最好的椭球体。

作业五、第4题测量中常用坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？答：（1）天文坐标系；（2）大地坐标系：以大地经度L，大地纬度B和大地高H表示地面点的空间位置，以法线为基准线，椭球体面为基准面，因此同一点的垂线和法线不一致，因而产生垂线偏差，目前我国常用的坐标系有：①1954年北京坐标系；②1980年国家大地坐标系；③WGS~84坐标系。

《现代普通测量学》习题参考答案第1章 绪 论略第2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，清楚参照系的选择和地面点定位的概念。

2.了解水准面与水平面的关系。

3.明确测量工作的大体概念。

4.深刻理解测量工作的大体原则。

5.充分熟悉普通测量学的主要内容。

二、课程内容与知识点1.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。

2.肯定点位的概念。

点的平面位置和高程位置。

3.测量中常常利用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。

天文坐标（λ，φ），大地坐标（L ，B ），空间直角坐标（X ，Y ，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：()()取整数部分取整数部分=+︒-==+=13/'30116/P P n N λλ计算中央子午线的公式：n N 33636=︒-︒=︒︒λλ 4.地面点的高程。

1985年国家黄海高程基准。

高程与高差的关系：''A B A B AB H H H H h -=-=。

5.用水平面代替水准面的限度。

对距离的影响：223RD D D ≈∆ 对水平角的影响："6.0≤ε 对高差的影响：R D h 2/2=∆ 6.测量工作的大体概念。

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。

三、习题与思考题1.何谓大地水准面？它在测量工作中起何作用？答：静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面。

特性: 唯一性、等位面、 不规则曲面； 作用：测量野外工作的基准面。

2. 测量中常常利用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？ 答：测量中常常利用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系。

3. 北京某点的大地经度为116º20′，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？答：()().391]3/'301[;201191]6[=+︒-==+=+=P P n N λλ L 0=6 ºN -3 º=117 º ；L ’0 =3ºn=117 º。