1、测量基本知识

测量的基础知识一、建筑工程测量的任务1.测量学的概念研究地球形状、大小和地表（包括地面上各种物体）的几何形状及其空间位置的科学。

测量工作的基本任务：求得点的规定坐标系中的坐标值。

2.建筑工程测量的主要任务(1) 勘察设计阶段：地形图，提供设计依据；(2) 施工阶段：施工前放线；施工中轴线（斜）控制、高程（层高）控制；竣工测量的竣工图；(3) 施工及运营阶段的监测；3.建筑工程测量工作的分类二、测量工作的基准面和基准线1.地球的形状和大小（1）地球表面起伏最大值/地球半径≈20/6371很小；如图1-1所示。

（2）地球表面71%的都是水。

图 1-1 地球的形状2.测量工作的基准面和基准线铅垂线：某点的重力方向线，可用悬挂垂球的细线方同来表示；水平线：与铅垂线正交的直线；水平面：与铅垂线正交的平面称为水平面；水准面：处处与重力方向垂直的连续曲面，任何自由静止的水面都是水准面；大地水准面：与不受风浪和潮汐影响的静止海水面相吻合的水准面。

铅垂线、大地水准面是测量工作的基准线和基准面。

三、地面点位的确定1.确定地面点位的方法测量工作的实质：确定地面点的空间位置。

点的空间位置（三维）=该点在水准面或水平面（球面或平面）的位置（二维）+该点到大地水准面的铅垂距离（一维）。

如图1-2所示。

图 1-2 三维空间2.地面点的高程绝对高程——地面点到大地水准面的铅垂距离，简称高程：用H表示，如。

如图1-3所示。

图1-3 地面点高程3.地面点的坐标（1）地理坐标（2）平面直角坐标以西南角为坐标原点，纵轴为X轴，横轴为Y轴， X轴正向为正北方向，负向为正南方向，Y轴正向为正东方向，负向为正西方向（上北下南左西右东），象限以顺时针方向编号。

如图1-4所示。

4.空间直角坐标空间直角坐标主要用于卫星定位。

图1-4 平面直角坐标象限四、以水平面代替水准面的限度1.在10km为半径的圆面积之内进行距离测量时，可以用水平面代替水准面，而不需考虑地球曲率对距离的影响。

测量基础知识点总结一、测量概念1.1 测量的概念测量是通过比较某一物理量与已知标准的大小，确定该物理量大小的过程。

测量是科学研究和工程技术的重要基础，是科学研究和工程技术应用中不可或缺的手段。

1.2 测量的分类按测量对象的性质可以将测量分为：长度测量、角度测量、面积测量、体积测量、质量测量、时间测量等；按测量的目的和方法可以分为：直接测量、间接测量、绝对测量、相对测量。

1.3 测量的误差测量不可避免地会受到误差的影响，误差是指测量结果与真实值之间的偏差。

误差分为系统误差和随机误差两种。

二、测量仪器2.1 测量仪器的分类按测量原理和方法可以将测量仪器分为：光学仪器、电子仪器、机械仪器等；按用途可以分为：长度测量仪器、角度测量仪器、质量测量仪器、时间测量仪器等。

2.2 仪器的基本结构和工作原理测量仪器一般由测量传感器、信号处理器和显示装置等部分组成，通过使用传感器受到待测物理量的作用，产生信号，信号经过处理后显示出测量结果。

2.3 仪器使用与维护仪器的使用和维护对测量结果的准确性有重要影响，必须按照仪器的操作规程和维护标准进行使用和维护。

常用的维护操作包括校准、清洁、保养等。

三、测量数据处理3.1 数据采集与传输数据采集是通过传感器、测量仪器等设备将待测物理量的信息转换为数字信号或模拟信号，传输到计算机、显示装置等设备中。

3.2 数据处理与分析测量数据处理包括数据的整理、计算、分析和图表绘制等，可以用于评价测量结果的准确性以及推断待测物理量的性质和规律。

3.3 数据的表示与展示测量数据一般会以表格、图表等形式呈现，通过合适的数据表示和展示形式，可以使测量结果更加直观和易于理解。

四、常见测量方法和技术4.1 直接测量直接测量是指利用直接的测量方法和仪器对待测物理量进行测量，如用尺子测量长度、用天平测量质量等。

4.2 间接测量间接测量是指通过测量已知物理量的变化或相互关系来推导出待测物理量的大小，如利用速度和时间计算位移、利用面积和厚度计算体积等。

测量学小知识
1.大地测量和平面测量的区别是什么？
平面测量是指所测地区的大小与地球球体表面的大小接近时，这种在地面上的测量，不顾及地球表面曲率的因素而称之为平面测量，通常平面测量的测量范围以200平方公里为限。

但若变长在500公尺以上，在求测点的高程时，仍需估计地球的曲率。

而大地测量所测地区很广，须顾及地球表面曲率的测量，就是大地测量。

2.什么是真值？什么是误差？什么是最值？什么是剩余误差？
测量中正确的值称为真值，这个值在测量中是无法获得的，我们通常能得到与真值最近似的值，这种最近似的值就是最值。

测量的观测值和最值的差，即为测量误差。

剩余误差是各次测量值与其算术平均值之差，也称残差。

是指实际观察值与回归估计值的差。

3.发生误差的原因有哪些？如何避免？
误差的来源有三：(1)仪器误差。

如仪器装置与校正不完善所致。

要减少此类误差只要使用前先检查与校正，就能使误差减至最小(2)人为误差。

如包括人的视力与反应不同，测量员判断读书不正确或错误读数等等，这种误差的大小因人而异，测量员若有丰富的经验，谨慎的工作，也能使误差降至最小。

(3)自然误差。

如风吹、日晒、温度以及大气的折光和磁针的偏差等自然现象的变化所致。

这种误差，有些需于测量后加以改正，有些需于测量时采用适当的方法以减少其影响。

4.什么是测量精度？什么是容许精度？
精度是表示各观测值间接近最值的程度，亦即为精密的程度。

测量的精度取决于测量使用的仪器、方法及测量者的技术。

测量时，常预先定有精度限制，可发生的误差称为容许误差，而其精度限制称为容许精度。

测量的基本知识目录一、测量的基本概述 (2)1.1 测量的定义与重要性 (2)1.2 测量的基本目标 (4)1.3 不同领域下的测量应用 (4)二、测量的历史发展 (6)2.1 古代测量技术 (7)2.2 中世纪至近现代测量领域的突破 (8)2.3 现代测量技术的发展态势 (10)三、测量的基本工具与仪器 (11)3.1 精密测量仪器的种类与选择 (13)3.2 常规计量工具的介绍与应用 (14)3.3 现代科技在测量工具中的应用 (15)四、测量的基本理论与方法 (16)4.1 测量的基本数学与统计理论 (18)4.2 校准与校验的基本方法 (20)4.3 误差分析与控制技术 (21)五、测量的实施与过程 (23)5.1 测量计划与准备 (24)5.2 测量实施过程中的质量控制 (25)5.3 测量结果的评估与报告 (26)六、测量的先进技术 (27)6.1 激光干涉测量 (29)6.2 动态测量技术 (30)6.3 纳米级测量技术 (32)七、测量的质量保证与管理体系 (34)7.1 测量系统评定与认证 (35)7.2 质量管理标准介绍与运用 (37)7.3 实验室管理的最佳实践 (38)八、案例分析与实际应用 (39)8.1 测量在工程项目中的应用 (41)8.2 测量在医学诊断中的应用 (43)8.3 测量在环境监测中的应用 (44)九、未来展望 (45)9.1 测量技术的新趋势与挑战 (47)9.2 人工智能与测量的结合 (49)9.3 可持续性与测量技术的发展方向 (50)一、测量的基本概述测量是一个系统地确定某一具体量的大小，并通过数量关系来表达其属性的过程。

它是几乎所有科学技术和工程领域中的一项基础活动，用于获取和比较信息以支持决策和实践。

测量具有两个基本要素：“标准”和“量度”。

标准是用于定义和表示量值的特定参考，它可以是实物样本、数学模型或标准结果。

量度则是将某个量与标准进行比较，确定其量值的过程。

测量基础知识第一章测量的基本知识一．测量学分为两种；一种是测定，也叫测绘，另一种称为测设，也叫放样或施工放样。

二.由静止的海水面所包围并延伸进大陆和岛屿后，形成一个封闭曲面，大地水准面是与平均海水面重合的一个封闭曲面。

三．任何静止的水面在测量学中均可称为水准面。

注意：水准面有无数个，而大地水准面只有一个。

四．坐标系：地理坐标系、高斯平面坐标系、平面直角坐标系。

五．地面上任意一点沿铅垂线到大地水准面的距离称为该点的绝对高程，简称高程。

六．1985年青岛水准原点高程为72.289米七．测量的基本工作为：水平角（方向）、距离、高差。

八．我们把地球可以看做一个球体，其半径为6371千米。

九．测量工作的基本原则为：1.从整体到布局，由高级到低级，先控制后细部、 2.前一步未做到检核。

不能进行下一步工作。

第二章高程测量一．Hab=后视读数a-前视读数b （已知点-未知点）二．通过物镜光心和十字丝交点的连线称为望远镜的视准轴。

三．瞄准目标后，眼睛在目镜端做上下移动，会发现十字丝与目标影像也有相对移动，读数随眼睛的移动而改变，这种现象称为视差。

产生视差的原因是目标通过物镜后的影像与十字丝分划板不重合，消除视差的方法是交替调节目镜和物镜的调焦螺旋，使目标影像落在十字丝分划板上。

四．双面尺要成对使用，一对尺子的黑色分划，其始数字都是从零开始，而红面的起始数字分别为4687mm和4787mm。

五．水准尺的使用：1.安置 2.粗平 3.瞄准 4.精平 5.读数六．用水准测量的方法测定的，其高程达到一定精度的高程控制点叫做水准点，简记：BM七．进行水准测量的路线称为水准路线，可布置成单一水准路线和水准网。

单一水准路线有闭合水准路线、附和水准路线、支水准路线。

八．测站检核的主要方法：1.改变仪器高法2、双面尺法 3.倒立尺法九．十．水准仪轴应满足的条件：圆水准轴平行仪器竖轴、水准管轴平行视准轴、十字丝横丝垂直于竖轴。

十一．主要误差：仪器及工具误差、观测误差、外界条件的影响。

第1章测量基本知识学习重点：关于水准面、大地水准面、平面直角坐标系统和高程系统的概念；方位角的定义、方位角的推算、坐标正算和坐标反算，以及测量工作的基本原则。

1.1测量的任务测量的传统任务主要包括两个方面，一为测绘地形图，二为施工放样。

此外，为各种工程建设进行安全监测也是测量的重要任务之一。

1.2地面点位的确定1.2.1地球的形状和大小一、水准面和大地水准面水准面是假想处于静止状态的海水面延伸穿过陆地和岛屿，将地球包围起来的封闭曲面（图1-1）。

由于海水面的高度不断变化，水准面即有无数个，而大地水准面则是通过平均海水面的水准面。

大地水准面所包围的球体称为大地体。

水准面和大地水准面具有共同的特性，即处处与铅垂线方向相垂直，其形状不规则。

二、地球椭球用一椭圆面绕其短轴旋转而成的椭球体来代替大地体（图1-2），这样的椭球体即为地球椭球。

地球椭球的形状和大小由以下三个基本参数来确定：椭球长半轴a椭球短半轴b椭球扁率a ba-=α在地理学或测量学中有时可以将地球视为圆球，其半径为6371公里。

1.2.2坐标系统测量工作的本质就是确定地面点的空间位置。

地面点的空间位置可用其三维坐标表示，其中二维是球面或平面坐标。

在不同的测量工作中需要采用不同的坐标系统。

一、大地坐标系大地坐标系是以大地经度、大地纬度表示地面点的球面坐标。

如图1-3所示，过地面P点的子午面与过英国格林尼治天文台的起始子午面之间的二面角L为P点的大地经度，简称经度，由起始子午面向东的称为东经，由起始子午面向西的称为西经，取值范围均为0°～180°；过P点的椭球法线与赤道面的交角B为P点的大地纬度，简称纬度，由赤道面向北的称为北纬，由赤道面向南的称为南纬，取值范围均为0°～90°。

二、高斯平面直角坐标系将地面点位投影到平面上，可用平面直角坐标来表示。

高斯平面直角坐标系采用的是高斯投影。

高斯投影是一种横轴椭圆柱投影，即设想用一个椭圆柱套住地球椭球体，使椭圆柱的中轴横向通过椭球体的中心，将椭球面上的点位和图形投影到椭圆柱的面上，然后将椭圆柱沿通过南、北极的母线展开成平面，即得到高斯投影平面(图1-5(a))。