下载文档原格式
《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。
第三章角度测量与经纬仪一、名词解释1．对中[南京师范大学2011年]答：对中是指使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。
2．水平角答：空间两相交直线投影到水平面上所形成的夹角，水平角角值为0º～360º。
3．竖直角答：竖直角是同一竖直面内倾斜视线与水平线间的夹角，其角值在-90°≤a≤+90°之间。
4．方向观测法答：当需要观测的水平方向数超过3个时，在依次对各个目标观测水平方向值后，应继续依原方向转至第一个目标，对其进行半测回中的第二次观测，即“归零”。
因照准部旋转了一个整圆周，故称为全圆方向观测法。
二、填空题1．竖直角有正、负之分，仰角为，俯角为。
【答案】正；负2．我们常说DJ6级经纬仪，D、J分别表示和。
【答案】大地；经纬仪【解析】我国大地测量仪器的总代号为汉语拼音字母“D”，经纬仪代号为“J”。
经纬仪的类型很多，我国经纬仪系列是按野外“一测回方向观测中误差”这一精度指标划分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15五个等级。
例如“DJ6”表示经纬仪野外“一测回方向观测中误差”为6″。
3．经纬仪对中的目的是使的中心与的标志中心在同一铅垂线上。
【答案】水平度盘；测站点【解析】经纬仪安置包括对中和整平。
对中的目的是使仪器的水平度盘中心与测站点标志中心在同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，并使水平度盘居于水平位置。
安置经纬仪可使用垂球或光学对中器进行对中。
4．经纬仪的对中误差对水平角测量的影响是边长愈短，影响。
【答案】愈大5．经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差。
【答案】180°6．经纬仪顺时针注记盘左92°36'18"，盘右267°23'34"，求竖直角是。
【答案】2°36'22"7．竖直角观测中，盘左、盘右的竖盘读数分别为94°24′30″和265°35′54″（竖盘按顺时针标注），则最终竖直角为，竖盘指标差为。
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。
第三章角度测量
§3.1 角度测量的原理
角度测量包括水平角测量和竖直角测量。
一、水平角及其测角原理
1．水平角的概念
一点到两目标的方向线沿竖直方向投影到水平面上所形成的水平夹角。
2．测角原理
如下图：
水平角β＝n-m
二、竖直角测角原理
1．竖直角的概念
一点到目标方向线与水平面的夹角。
仰角为正，俯角为负。
2．测角原理
如下图：
竖直角a=90。
- L
经纬仪就是根据上述角度测量的原理和要求设计和制造的角度测量仪器。
§３.２光学经纬仪及其使用
经纬仪按测角原理可分为光学经纬仪和电子经纬仪。
一、DJ6光学经纬仪的基本结构
光学经纬仪由三部分组成：
1.基座
2.水平度盘
分划值为1°。
3.照准部
基座上方可以转动部分的总称。
主要由望远镜、竖直度盘、水准器、光路系统、支架等组成。
二、DJ6光学经纬仪的读数方法
测微器有分微尺测微器（如下图）
单平板玻璃测微器
分微尺测微器的读数方法：
度盘上的分划放大后经一定的光路系统折射到分微尺上，放大后两相邻分划长度与分微尺有效长度相同，分微尺有效长度（相当1°）分成6大等份，每大等份又细分成10小等份，每小等份分划值为1′。
读数时，落在分微尺内的度盘分划注记值为度值，该度盘分划与分微尺零分划间的完整小格数为分值，不足1小格估读出秒值（估读到0.1分），秒值为6的整倍数。
如上图，读数显微镜视场中，上方为水平角分微尺，下方为竖直角分微尺。
水平角为129°02 ′42″，竖直角为85°57′30″。
三、经纬仪的使用
1.对中
目的是为了使地面点位与水平度盘中心处在同一铅垂线上。
⑴垂球对中
比较方便，对中精度为3mm。
⑵光学对中
比较复杂，对中精度为1mm。
2.整平
用长水准器整平，先将长水准器设置为与两脚螺旋方向一致，调整该两脚螺旋，使气泡居中，然后，转动照准部90°，再调第三个脚螺旋，使气泡居
中。
重复以上步骤，使水准器在各个位置都居中，偏离不超过1格即可。
3.照准
观测水平角和观测竖直角应分别按下图的位置照准目标。
4.读数
按前面所述方法读数。
以上四个步骤中，对中与整平是安置仪器的基本步骤。
§3.3 水平角观测
水平角观测有测回法和方向观测法两种。
一、测回法
1.测回法的概念
先盘左位置观测，再盘右位置观测，取盘左、盘右两次测角值的平均值作为最后结果。
盘左位置是指竖直度盘在目镜向物镜方向线的左侧的观测位置。
盘右位置是指竖直度盘在目镜向物镜方向线的右侧的观测位置。
2.观测方法
⑴盘左
仪器在测站点对中与整平后，安置为盘左位置。
照准前方左侧目标A ，将水平度盘读数调成0°00′00″ （或略大），记下该读数a 1。
顺时针转动照准部，照准目标B ，读下该读数b 1。
以上步骤称上半测回：11a b -＝左β 。
⑵盘右
倒转望远镜，安置成盘右位置。
照准目标B ，读下读数b 2 ,逆时针转动照准部，照准目标A ，读下读数a 2 。
以上步骤为下半测回：22a b -=右β 。
上半测回与下半测回合起来称为一测回，要求："±≤40右左－ββ。
最后角值为：)(2
1
右左βββ+=
为了提高测角精度和减少度盘刻度不均匀误差，往往需要多测回观测，此时需变换度盘起始位置，变换方法为：
)1(180-︒i n
， n 为测回数，i 为测回序。
要求：测回差≤±24″。
最后角值为：)(1
21n n
ββββ+⋯⋯++=
3.记录与计算
测回法观测手簿 测站 测回 竖盘位置 目标 度盘读数 ° ′ ″
半测回角值 ° ′ ″ 一测回角值 ° ′ ″
各测回平均
角值
° ′ ″
O
1
左
A 0 02 00
65 30 18
65 30 21
65 30 16
B 65 32 18 右
A 180 02 12
65 30 24
B 245 32 36 O
2
左
A 90 01 24
65 30 00
65 30 12
B 155 31 24 右
A 270 01 48
65 30 24
B
335 32 12
§3.4 竖直角观测
一、经纬仪竖直度盘的构造
竖直度盘固定在望远镜的一侧，度盘中心与望远镜转抽中心一致，当望远镜转动时竖盘也一起转动，但读数指标则不动。
指标上附有水准器 顺时针 读数指标 注记形式
指标装有自动补偿装置 逆时针
二、竖直角的计算
竖盘注记形式不同，计算公式也不一致。
1.顺时针注记 ⑴盘左：
(a)视线水平 (b)视线倾斜
由图可知：L -︒=90左α
⑵盘右
(c)视线水平时 (d)视线倾斜时
由上可知：︒-=270R 右α 即： L -︒=90左α
︒-=270R 右α ）
右左ααα+=(2
1
2.逆时针注记
同理可得： ︒-=90L 左α
R -︒=270右α
3.区别顺时针与逆时针注记的方法
盘左位置时将望远镜由水平慢慢抬高，若读数反而减少，则为顺时针； 若读数随之增大，则为逆时针。
三、竖直度盘指标差的计算 1.指标差的概念
望远镜视准轴水平，指标水准器气泡居中，若指标读数不是90°或270°， 其偏差值称为指标差。
2.计算公式
以顺时针注记为例：
⑴盘左：
(a)视线水平 (b)视线倾斜
）
右左ααα+=(2
1
x
L +-︒90＝左α
⑵盘右
(c)视线水平时 (d)视线倾斜时
x R -︒-=270右同理α
上两式相加得：
相减得：
由上可知，通过盘左盘右观测，取平均值可以消除指标差 四、竖直角观测 1.观测
⑴在测站上安置经纬仪（对中、整平）； ⑵盘左位置照准目标（横丝切住目标），竖盘水准器居中后读数； ⑶盘右位置照准目标（横丝切住目标），竖盘水准器居中后读数。
）
（）右左︒--=+=1802
1(21L R ααα)
360(2
1
︒-+=R L x
2记录与计算
竖直角观测记录手簿
测站目
标
竖盘
位置
竖盘读数
°′″
半测回垂直角
°′″
指标差
″
一测回垂直角
°′″
备注
O A
盘左98 24 18 -8 24 18
-3 -8 24 21
竖盘按
顺时针
注记盘右
261 35 36 -8 24 24
B
盘左
85 32 54 4 27 06
6
4 27 12
盘右274 27 18 4 27 18
§3.6 经纬仪的检验与校正
一、经纬仪的轴线
⑴视准轴CC
⑵横轴HH
⑶水准管轴LL
⑷竖轴VV
二、应满足的条件
⑴CC⊥HH
⑵LL⊥VV
⑶HH⊥VV
⑷纵丝⊥HH
⑸竖盘指标处于正确位置（x=0）
⑹光学对中器的视准轴与竖轴重合
§3.7 角度观测的误差来源及注意事项
一、仪器误差
制造工艺的局限性
校正不完善的残余误差
1.照准部偏心误差
照准部转轴中心与度盘中心不重合引起的误差。
通过盘左、盘右观测，取平均值可消除该误差。
2.视准轴误差
视准轴不垂直于横轴所引起的误差。
通过盘左、盘右观测，取平均值可消除该误差。
3.横轴误差
横轴与竖轴不垂直所引起的误差。
通过盘左、盘右观测，取平均值可消除该误差。
4.竖轴误差
竖轴不竖直所引起的误差。
产生的原因：LL⊥VV不满足
水准管气泡没有严格居中
因竖轴倾斜方向不会随盘左、盘右变化，故不能通过盘左、盘右观测消除。
5.指标差
存在于在竖直角观测中，其指标差可以通过盘左、盘右观测消除。
6.度盘刻度不均匀误差
通过多测回取不同起始位置观测来减少度盘刻度不均匀误差。
二、观测者引起的误差
1.对中误差
垂球对中误差要求不超过3mm，光学对中误差要求不超过1mm。
2.目标偏心误差
水平角观测中，应尽量照准目标的下部（底部），以减少目标偏心误差。
3.照准误差
4.读数误差
三、外界条件的影响
如光线、能见度、风力、太阳光、仪器下沉等均对观测结果产生一定的影响。
作业：习题三：6、7、8(1)、9。
