测量学概念

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。

测量学第一章绪论1、测量学的定义和容是什么？答：测量学是研究地球的形状和大小，以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学。

它的主要容包括测定和测设两大部分。

2、测定与测设有何区别？答：测定是指使用测量仪器和工具，通过观测和计算，得到一系列测量数据，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。

测设是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。

3、测量工作的基本任务？确定地面点在规定坐标系中的坐标值4、何谓水准面？何谓水准面？它在测量工作中的作用是什么？答：水准面是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重力场的等位面。

与平均海水面吻合并向大陆、岛屿延伸而形成的闭合曲面，称为水准面。

水准面是测量工作的基准面。

4、何谓绝对高程和相对高程？何谓高差？答：绝对高程（海拔）：某点沿铅垂线方向到水准面的距离。

相对高程（假定高程）：地面点沿铅垂线方向至假定水准面的铅垂距离。

高差：地面上两点高程之差。

5、表示地面点位有哪几种坐标系统？答：表示地面点位有地理坐标、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系。

6、测量学中的平面直角坐标系与数学中的平面直角坐标系有何不同？答：测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的区别见图。

a）测量平面直角坐标系b）数学平面直角坐标系7、用水平面代替水准面，对距离、高程有何影响？答：（1）在半径为10km的圆面积进行长度的测量时，可以不必考虑地球曲率的影响，即可把水准面当作水平面看待。

（2）地球曲率的影响对高差而言，即使在很短的距离也必须加以考虑。

8、测量工作的原则是什么？答：在测量工作中，要求测量工作遵循在布局上“由整体到局部”、在工作程序上“先控制后碎部”、在精度上“由高级到低级”的原则。

9、确定地面点位的三项基本测量工作是什么？答：确定地面点位的三项基本测量工作是水平角测量、水平距离测量、高差测量。

第二章水准测量1、高程测量的方法：水准测量、三角高程测量、气压高程测量、GPS高程测量2、水平测量的两种方法：高差法、仪高法3、解释下列名词：视准轴、转点、水准管轴、水准管分划值、视线高程。

土木工程测量一、1. 测量学的概念：测量学是研究如何测量地球或地球局部区域的形状并把测量结果用数据或图形表示出来的科学。

2. 测量学研究的对象是地球。

二、1. 测量学的分类：按照测量的对象和任务不同，测量学主要分为以下几种：（1）大地测量学：主要是建立国家级大范围的控制网.（2）普通测量学：主要是建立小范围的控制网，在小地区内进行一些测量可以不考虑地球曲率的影响。

（3）工程测量学（4）摄影测量学：利用摄影来进行测图，主要研究对象是利用各种仪器所获得的图像信息，经过室内分析及处理投摄的影像转换成正投影图。

（5）海洋测量学：属于水下测量，其测量方法和手段和陆地截然不同。

（6）地图制图学：是研究各种地图的制作理论、工艺技术和应用的学科。

2.大地水准面：我们设想把平均静止的海水面向陆地延伸而形成的封闭曲面，称为大地水准面。

3.大地水准面的有关说明：a.大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。

b.大地水准面上处处与铅垂线方向垂直。

c.大地水准面所包围的球体可以代表整个地球形状。

d.大地水准面是测量学的基准面，铅垂线是测量学的基准线。

4.水平面：与水准面相切的平面称为水平面。

三、确定地面点位的方法：1、确定地面点位的要素：a.点到大地水准面的铅垂距离，即绝对高程。

b.点在大地水准面上的投影位置,即坐标。

2、地面点的高程：分为绝对高程和相对高程两种。

（1）绝对高程：点到大地水准面的铅垂距离，称为绝对高程。

用H 表示，今后提到的高程一般指绝对高程。

（2）相对高程：地面点到任一高程基准面的铅垂距离，称为相对高程。

3、地面点的平面位置（1）地理坐标：即经度和纬度。

（2）高斯平面直角坐标系。

（3）独立坐标系。

4、高斯平面直角坐标系一. 建立高斯平面坐标系的步骤：（1）分带：沿赤道一圈每隔6度或3度分一带，共分60带或120带。

（2）投影：中央子午线：每一带最中间的那根子午线，称为该带的中央子午线。

用一个大圆柱去套地球，要求大圆柱要和中央子午线相切，假设在地心放一个点光源，把地球表面的每一带投影到圆柱面上。

绪论测量学及其分支学科1、定义：测量学是一门研究地球的形状和大小，以及测定地面点的位臵和高程，将地球表面的地形及其他信息测绘成图的学科。

分支学科:1、普通测量学：研究地球表面局部地区测绘工作.研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘成地形图和编制地籍图的基本理论和方法2、大地测量学：研究和确定地球整体、重力场及地球整体与局部运动。

任务：建立国家大地控制网。

研究测定地球的形状和大小及地球表面较大地区的点位测定和计算的有关理论与方法的学科。

3、摄影测量学：利用摄影影像研究地物形状、大小、位臵等。

研究利用航天、航空、地面的摄影和遥感信息，进行测量的方法和理论的学科。

4、工程测量学：工程建设中地形测绘、放样、变形监测等5、海洋测量学：海洋水体、港口、航道、海底等的测绘研究测量和制图的理论和技术在工程建设中的应用。

大地水准面、大地体、参考椭球体大地水准面：•平均海水面向陆地延伸所形成的闭合水准面•由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀，所以大地水准面是个复杂的曲面大地体：•大地水准面所包围的形体称为大地体参考椭球体：由于大地水准面是不规则曲面，无法准确描述和计算。

也难以在其面上处理测量成果。

因此，用一非常接近大地水准面的数学面------旋转椭球面代替大地水准面，用旋转椭球体描述地球。

称参考椭球体。

长半径 a=6378137m短半径b=6356752m扁率f=(a-b)/b=1/298.257测量工作的基准线、基准面测量工作的基准线—铅垂线。

测量工作的基准面—大地水准面。

测量内业计算的基准线—法线。

测量内业计算的基准面—参考椭球面。

绝对高程、相对高程、我国的高程系统、水准原点高程（绝对高程、海拔）-----地面点到大地水准面的铅垂距离。

假定（相对）高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。

高差-----两点间的高程之差。

我国高程基准面——大地水准面水准原点：全国高程的起算点。

1956年黄海高程系（72.289m）青岛验潮站1950-1956。

第一节 建筑工程测量的任务一、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。

它的内容包括测定和测设两部分。

（1）测定 测定是指得到一系列测量数据，或将地球表面的地物和地貌缩绘成地形图。

（2）测设 测设是指将设计图纸上规划设计好的建筑物位置，在实地标定出来，作为施工的依据。

二、建筑工程测量的任务建筑工程测量是测量学的一个组成部分。

它是研究建筑工程在勘测设计、施工和运营管理阶段所进行的各种测量工作的理论、技术和方法的学科。

它的主要任务是：（1）测绘大比例尺地形图。

（2）建筑物的施工测量。

（3）建筑物的变形观测。

测量工作贯穿于工程建设的整个过程，测量工作的质量直接关系到工程建设的速度和质量。

所以，每一位从事工程建设的人员，都必须掌握必要的测量知识和技能。

第二节 地面点位的确定一、地球的形状和大小1．水准面和水平面人们设想以一个静止不动的海水面延伸穿越陆地，形成一个闭合的曲面包围了整个地球，这个闭合曲面称为水准面。

水准面的特点是水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。

与水准面相切的平面，称为水平面。

2．大地水准面水准面有无数个，其中与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面。

在测量中的作用：它是测量工作的基准面。

由大地水准面所包围的形体，称为大地体。

3．铅垂线重力的方向线称为铅垂线。

在测量中的作用：它是测量工作的基准线。

4．地球椭球体（地球的形状）由于地球内部质量分布不均匀，致使大地水准面成为一个有微小起伏的复杂曲面。

选用地球椭球体来代替地球总的形状。

地球椭球体是由椭圆NWSE 绕其短轴NS 旋转而成的，又称旋转椭球体。

决定地球椭球体形状和大小的参数：椭圆的长半径a ，短半径b 扁率α。

其关系式为：（1-1） 我国目前采用的地球椭球体的参数值为：a=6 378 140m ，b=6 356 755m ，α=1：298.257。

由于地球椭球体的扁率α很小，当测量的区域不大时，可将地球看作半径为6371km 的圆球。

测量学基础知识总结测量学是一门研究测量方法、测量仪器和测量数据处理等内容的学科。

测量学在很多领域中起着重要的作用，如地理测量、工程测量、物理实验等。

下面是对测量学基础知识的总结。

一、测量的概念1.测量是指通过比较一个待测量与已知参考量之间的数量关系，来确定待测量的过程。

2.测量的目的是获得准确、可靠、有效的待测量的数值。

3.测量误差是指测量结果与真值之间的差异，是无法避免的。

二、测量的分类1.根据待测量的性质，测量可分为直接测量和间接测量两种。

2.根据测量过程是否需要使用标准物品，测量可分为绝对测量和相对测量两种。

3.根据测量过程是否需要经过数学处理，测量可分为直接测量和间接测量两种。

三、误差的分类1.绝对误差是指测量结果与真值之间的差值。

2.相对误差是指绝对误差除以为测量结果的平均值。

3.系统误差是指测量结果在一定条件下出现的系统性偏差。

4.随机误差是指测量结果在重复测量中的不确定性。

1.人为因素：操作技巧、视觉判断、操作时间等。

2.仪器因素：精度、灵敏度、漂移等。

3.环境因素：温度、湿度、气压等。

4.待测物因素：特性、条件等。

五、测量器具的分类1.直接量器具：能够直接读取待测物理量的数值，如尺子、千分尺等。

2.感应量器具：根据待测物理量对传感元件产生的响应信号进行测量，如温度计、压力计等。

3.比例量器具：通过比较待测量与已知量之间的数值关系来测量，如天平、电压表等。

六、测量数据处理1.绘制误差图：将每次测量的结果绘制成图表，以观察其分布和趋势。

2.求平均值：将多次测量的结果求平均值，可以减小随机误差。

3.确定标准偏差：用于衡量测量结果的离散程度。

4.确定置信区间：用于评估测量结果的可靠程度。

七、测量不确定度1.测量不确定度是指测量结果的范围，通常用标准差或置信度表示。

3.不确定度可以通过重复测量和数学模型进行评估和计算。

八、测量的精度要求1.精度要求是指测量结果与真值之间的差异要求。

2.精度要求与测量目的和使用要求密切相关。

一、测量学重要概念1、水准面：将静止的海水面向陆地延伸而形成的一个封闭的曲面。

2、大地水准面：与静止的平均海水面相吻合的一个水准面。

3、绝对高程：地球表面某点沿铅垂线到大地水准面的距离4、相对高程：地球表面某点沿铅垂线到任一假设水准面的距离5、高差：两个地面点的高程差6、大地坐标：以参考椭球面和法线为依据，确定地面上任一点在参考椭球面上的位置而建立的坐标系7、地理坐标：以大地水准面和铅垂线为依据，用地理经度、地理纬度确定地面上任一点在大地水准面上的位置而建立的坐标系8、通用Y坐标：通常把加上500KM和带号的横坐标叫做通用Y坐标9、视准轴：十字丝交点与物镜光心的连线10、I角误差：水准管轴和视准轴不平行而形成的一个I角11、闭合差：某量的推算值与该量的理论值之差12、水平角：地面两方向线在水平面上投影所夹角度13、竖直角：空间直线和同一竖直面上的水平线所夹的角度14：竖直指标差：指标水准管气泡居中时，指标不是指在特殊值上（270°或90°）而是偏离了一个X的值15：观测条件：16、系统误差：在相同的观测条件下对某个固定量做多次观测，如果观测误差在正负号及量的大小上表现出一致的倾向，即按一定规律变化或保持为常数的这类误差17、偶然误差：系统误差：在相同的观测条件下对某个固定量做多次观测，如果观测结果的差异在正负号和数量值上，都没有表现一致的倾向，即没有规律性的这类误差18、中误差：自己用公式表示19、容许误差：取两倍中误差作为误差的限值20、相对中误差：中误差与观测值的比值，即m/L21、真值：某量唯一而客观存在的数值，一般用表示; 观测值：对某量进行观测得到的值22、平差值：观测值加上改正数后得到的数值:23、改正数：对某量进行多余观测后，由于观测误差的存在，使得观测值之间产生矛盾，为了消除矛盾，按一定的原则给观测值加上一个数值，使得加上这一数值后的观测值之间不再有矛盾，这一数值就是改正数24、转折角：两条导线之间的夹角左角：位于推算方向的左侧的转折角右角：位于推算方向的右侧的转折角连接角：一条边为已知边的转折角象限角：某一目标点的方向线与子午线在较为接近的一端（南端或北端）之间所夹的角，称这一直线的象限角。