测量学基本理论

《测量学》课程教案一、课程简介1. 课程名称：测量学2. 课程性质：专业基础课程3. 学时安排：总学时数为48学时，其中理论学时32学时，实践学时16学时。

4. 先修课程：无5. 课程目标：使学生掌握测量学的基本原理、方法和技能，能够运用测量学知识进行工程测量和地理信息数据的采集与处理。

二、教学内容1. 第一章测量学基础1.1 测量学概述1.2 测量学的基本原理1.3 测量学的基本方法2. 第二章测量仪器的使用与维护2.1 测量仪器的基本知识2.2 常用测量仪器及其使用方法2.3 测量仪器的维护与保养3. 第三章角度测量与水平角测量3.1 角度测量概述3.2 水平角测量方法3.3 角度测量误差及其处理4. 第四章距离测量与直线测量4.1 距离测量概述4.2 钢尺测量方法4.3 光电测距仪及其使用5. 第五章测量数据的处理与平差5.1 测量数据处理概述5.2 测量平差原理5.3 测量平差方法及应用三、教学方法与手段1. 教学方法：采用课堂讲授、实验演示、学生实践相结合的教学方法。

2. 教学手段：利用多媒体课件、板书、实验设备等教学手段，生动形象地展示测量学原理和方法。

四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂提问、作业、实验报告等，占总评的30%。

2. 期中考试：采用闭卷考试方式，考核学生对测量学基本知识的掌握，占总评的30%。

3. 期末考试：采用闭卷考试方式，全面考核学生的知识运用能力，占总评的40%。

五、教学资源1. 教材：选用权威、实用的测量学教材。

2. 实验设备：具备完整的测量实验设备，如全站仪、水准仪、经纬仪等。

3. 教学课件：制作精美、内容丰富的多媒体课件。

4. 网络资源：提供相关的测量学资源共享，如学术论文、案例分析等。

5. 辅导资料：提供测量学相关书籍、期刊、论文等辅导资料。

六、第六章地形图与地形测量6.1 地形图的基本知识6.2 地形测量的方法与步骤6.3 数字地形图的应用七、第七章建筑施工测量7.1 建筑施工测量概述7.2 建筑施工测量的方法与步骤7.3 建筑施工测量实例分析八、第八章控制测量与测网布设8.1 控制测量概述8.2 控制点的选择与布设8.3 控制测量成果的整理与评价九、第九章地理信息系统与测量学9.1 地理信息系统概述9.2 测量学在地理信息系统中的应用9.3 地理信息系统的数据采集与处理十、第十章现代测量技术及其发展10.1 现代测量技术概述10.2 卫星定位技术及其应用10.3 遥感技术在测量学中的应用10.4 测量学未来的发展趋势六、教学方法与手段1. 教学方法：采用案例分析、讨论、实地考察等教学方法，提高学生的实践能力和创新能力。

测量学全书课件汇总完整版一、教学内容1. 测量学基础知识测量的概念、分类及基本要求测量误差及其处理方法测量平差概述2. 水准测量水准仪的使用与调整水准路线的布设与测量方法水准测量误差及其分析3. 角度测量经纬仪的使用与调整水平角和竖直角的观测方法角度测量误差及其分析4. 距离测量与坐标计算钢尺量距与视距测量全站仪测量原理及应用控制网坐标计算方法5. 地形图测绘与应用地形图的基本知识地形图测绘方法地形图应用实例二、教学目标1. 掌握测量学基本理论，理解测量误差的产生原因及处理方法。

2. 学会使用水准仪、经纬仪、全站仪等测量仪器，具备实际操作能力。

3. 能够独立完成控制测量、地形图测绘等实际测量任务。

三、教学难点与重点1. 教学难点：测量误差处理、控制网坐标计算、地形图测绘方法。

2. 教学重点：测量仪器的使用与调整、实际测量操作技巧、数据处理与分析。

四、教具与学具准备1. 教具：水准仪、经纬仪、全站仪、钢尺、测量记录本等。

2. 学具：计算器、尺子、圆规、铅笔、橡皮等。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过实际测量案例，引出测量学的重要性和应用价值。

2. 例题讲解：（1）水准测量例题：已知A、B两点高程，求C点高程。

（2）角度测量例题：已知A、B、C三点坐标，求角ABC的大小。

（3）距离测量例题：已知A、B两点坐标，求AB的长度。

3. 随堂练习：针对每个例题，布置相应的随堂练习，巩固所学知识。

六、板书设计1. 《测量学》全书课件汇总完整版2. 内容结构：按章节划分，突出重点、难点3. 板书布局：左侧为理论知识，右侧为实际操作步骤七、作业设计1. 作业题目：（1）简述测量误差的分类及处理方法。

（2）水准仪的使用方法有哪些？分别适用于哪些场合？（3）计算坐标方位角、水平距离和高程的公式是什么？2. 答案：（1）测量误差分为系统误差、偶然误差和粗大误差。

处理方法有：重复测量、选取合适的测量方法、数据处理等。

（2）水准仪使用方法有：光学水准仪、电子水准仪、数字水准仪。

筑龙网 WW W .Z H U L ON G.C OM测量学主讲:XXX筑龙网 W W W .Z H UL ON G .C OM第一章绪论•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。

•分类：大地测量学地形测量学工程测量学筑龙网 W W W .Z H UL ON G .C OM工程测量学•工程测量原理•测量仪器的构造和使用•测量方法•测量数据的处理筑龙网 WW W .ZH UL ON G .C OM1.3 地面点位的确定一、地球的形状和大小•概况：最高8843.13m ，最低深11022m ，地球半径6371km•测量学中几个重要概念：大地体：是静止的平均海水面向陆地延伸，形成一个封闭的曲面所包围的地球形体，以此作为地球的形状和大小的标准。

筑龙网 WW W .ZH UL ON G .C OM大地水准面：是静止的平均海水面，受地球重力的影响后所形成的处处与重力方向垂直的曲面。

参考椭球体：是为便于研究和测定地球的形状和大小，而选用的与大地体相似并能用数学式严密表达的旋转椭球体，称其外表面为参考椭球面。

筑龙网 WW W .ZH UL ON G .C OM二、地面点位的确定测量工作中，确定地面点的位置是将其沿铅垂线投影到大地水准面上，投影点在大地水准面上的平面位置用坐标x 、y 表示，再加上地面点至投影点的铅直距离H ，就形成了表示空间位置的三维坐标系X 、Y 、H.筑龙网 WW W .ZH UL ON G .C OM高斯平面直角坐标系如图1－8，在高斯平面直角坐标系中，纵坐标的正负向以赤道位界，向北为正，向南为负；横坐标以中央子午线为界，向东为正，向西为负。

筑龙网 WW W .ZH UL ON G .C OM地面点的高程绝对高程：地面点沿铅垂线至大地水准面的距离称为该点的绝对高程或海拔，简称高程，用H 表示。

青岛黄海水准原点，其高程72.260m 。

假定高程：地面点至任意水准面的铅垂距离称假定高程或相对高程。

普通测量学第一章1.1 测绘学定义：测量科学是以地球的形状、大小、地球重力场、地球表面的地形、地貌及地物的几何形状和其空间位置为研究对象，并将地球表面的地形及其它信息测绘于图纸上，以便各行各业的使用的理论与技术的学科。

测绘学的任务测定：把地面上的地物地貌测绘到地形图上测设：把图纸上的设计放样到地面。

第二章测量学的基本知识将地球表面的地物和地貌测绘成地形图，必须确定地面点的位置，因此要建立一个基准框架。

地球形状1、地球自然表面：形状非常复杂，有高山、丘陵、平原、河谷、湖泊及海洋。

2、大地水准面：静止的海水面向大陆延伸所形成的一个封闭的曲面。

3、大地体：由大地水准面所包围的形体。

4、铅垂线：重力方向线。

铅垂线与大地水准面处处正交。

地球椭球：由于地球内部物质分布的不均匀性，使得地面上各点铅锤线方向产生不规则的变化，这将造成大地水准面实际上是略有起伏而极不规则的光滑曲面。

使测量数据的处理和成图是极其困难的，甚至是无法实现的。

地球椭球体：以接近大地体的旋转椭球体来代替大地体的旋转椭球。

用a表示椭球体的长半轴，b表示短半轴，以f表示地球椭球的扁率。

总地球椭球体：与大地体最接近的地球椭球。

参考椭球：局部与大地体密合最好的地球椭球。

地面点位的确定测量的基本任务就是确定地面点的位置，在测量工作中，通常采用地面点在基准面（如椭球面）上的投影位置及该点沿投影方向到基准面（如椭球面、水准面）的距离来表示。

为了表示地面点的空间位置，建立坐标系统。

天文坐标系定义：以大地水准面和铅锤线为基准建立起来的坐标系。

表示：天文经度λ，天文纬度ψ、正高Hξ大地坐标系定义：以参考椭球面及其法线为基准建立起来的坐标系统。

表示：大地经度L，大地纬度B、大地高H空间直角坐标系定义：原点O位于椭球中心，Z轴与椭球体的旋转轴重合并指向地球北极，X轴指向起始子午面与赤道面交点E，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。

表示：大地经度L，大地纬度B、大地高H平面直角坐标系定义：由平面内两条相互垂直的直线构成，南北方向的直线为平面坐标系的纵轴，即X轴，向北为正；东西方向的直线为坐标系的横轴，即Y轴，向东为正；纵、横坐标轴的交点O为坐标原点。

测 量 员 手 簿一、测量工作的基本原则布局上：由整体到局部精度上：由高级到低级次序上：先控制后细部所有测量工作都必须遵循以上原则，也是测量的工作次序。

二、控制测量的程序由整体到局部由高级到低级先控制后细部三、确定地面点位的三个基本要素水平距离：S水平夹角：β高 差：h称为三个基本观测量在测量过程中应遵循“随时检查、杜绝错误”的原则。

测量的三项基本工作：距离测量、角度测量、高差测量。

坐标系统：国家三角测量采用1980年西安坐标系统。

平面坐标系统：国家三角测量平面坐标系统采用高斯--克吕格平面坐标系统.三 角 函 数邻边与斜边的比叫做余弦，记作cos cos=邻边/斜边对边与邻边的比叫做正切，记作tan tan=对边/邻边对边与斜边的比叫做正弦，记作sin sin=对边/斜边弧 度（rad)已知弧度计算弧长的公式： 已知弧度÷（180°÷π）×半径已知弧长计算弧度的公式： 已知弧长÷半径×（180°÷π）象限角（R）及方位角（α）象限角：直线与X轴的夹角（R=0～90°）象限角R AB=arctan(ΔX AB2+ΔY AB2)方位角：从标准方向起，顺时针量到直线所成的夹角。

从0°～360°方位角αAB=该角所在的象限加上相应的数值（如下）当增量x正；y正，那就是在第一象限控 制 测 量小地区控制测量1.相关的概念：控制网：就是在测区内选择一些有控制意义的点（称为控制点）构成的几何图形。

按功能分为：平面控制网、高程控制网。

按规模分为: 国家控制网、城市控制网、小区域控制网和图根控制网。

国家控制网分为：一、二、三、四等4个级别。

小地区控制网：是指在面积小于15m2 范围内建立的控制网。

2.平面控制导线测量就是测量导线各边长和各转折角，然后根据已知数据和观测值计算各导线点的平面坐标。

（1）附合导线：起始于一个高级控制点，最后附和到另一个高级控制点的导线，称为附和导线。

测量学作业学院：化工学院班别：环境11-1姓名：学号：110140301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。

答：测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面、水下及空间位点的科学。

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，或根据测得的数据绘制地形图。

测设是指把图纸上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。

大地水准面试指通过平均静止的海水面并向大陆、岛屿延伸而形成的闭合曲面。

地球椭球面是指拟合地球总形体的旋转椭球面。

绝对高程地面点到大地水准面的铅垂距离，也叫海拔。

相对高程是指选定一个任意的水准面作为高程基准面，这时地面点至此水准面的铅垂距离称为该点的相对高程。

6°带是从格林尼治首子午线起每隔经差6°划分为一个投影带。

高斯平面直角坐标是以中央子午投影为X轴，赤道投影为Y 轴，两轴交点为坐标原点。

参心坐标系是以参考椭球面（椭球中心不位于地球质心）为基准面而建立的坐标系。

地心坐标系是一地球椭球面（椭球中心位于地球质心）为基准面而建设的坐标系。

正高是地面点到大地水准面的铅垂距离成为该点的正高。

大地高是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？答：测量学主要内容包括两部分是测定和测设。

区别：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，或根据测得的数据绘制地形图。

而测设是指把图纸上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。

3、简述Geomatics的来历及其含义。

答：Geomatics的来历：1993年Geomatics才第一次出现在美国出版的Wwbster词典（第3版）中，定义为：Geomatics是地球的数学，是所有现代地理科学的技术支撑。

工程测量基本知识工程测量学，研究工程建设在规划设计、建筑施工、运行管理各个阶段所进行的各项测量工作的理论、方法、技术。

工程测量的任务包括建立测量控制网；提供规划设计所需要的地形图、断面图和其他有关资料；工程施工放样，施工测量，竣工测量；工程运行管理期间的沉陷、位移、变形等安全监测工作。

一、基础知识测量工作中，地面点的空间位置是用坐标和高程来表示(确定）的。

表示地面点平面位置的常用坐标有地理坐标、平面直角坐标，小范围内也可用极坐标；高程是地面点到大地水准面的铅垂距离,称为该点的绝对高程，也称海拔。

目前，我国以黄海平均海水面作为大地水准面.1985年决定采用新确定的黄海平均海水面作为我国的高程起算面,称为“1985年黄海高程系"。

之前，我国曾以天津大沽平均海水面作为大地水准面.距离、水平角及高程是确定地面点相对位置的三个基本几何要素,则距离测（丈）量、水平角测量及高程测量是测量的基本工作.结合工作实际，本着学习基础知识、掌握基本技能的原则，现重点学习距离丈量、普通水准测量(高程、视距、断面测量).二、距离丈量地面点的平面位置是该点投影到水平面上的位置，因此，两点之间的图上距离是指两点之间的水平距离。

距离丈量一般是丈量两点之间的水平距离，如果测得的是倾斜距离，就要进行折算。

(一）距离丈量常用工具距离丈量常用的工具有钢尺、皮尺、绳尺、花杆、测钎等.丈量精度要求高时，一般使用钢尺;精度要求低时，可用皮尺或绳尺；花杆主要是用来标志位置、标定方向;测钎用来标志位置或记数已测过的整尺次数. （二)平坦地面一般精度的距离丈量丈量平坦地面上两点（应设有明显的标志)之间的水平距离,由两人各持尺子的一端，从一点量向另一点,当两点之间的距离大于一个尺段时，后面的人（后尺手）对准起始刻度、并指挥前面的人（前尺手）调整丈量方向与两点连线一致，目估调整使尺子水平并拉紧，然后标示出尺子终点位置,依次逐尺段进行测量、标记、记录和计算，最终求得两点之间的水平距离；当两点之间的距离不足一个尺段时，可直接拉紧、调平，并分别读取起止点读数，然后计算两点之间的距离,或一端对准起始刻度、另一端直接测读水平距离数。