测量学b 第一章 绪论

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1、第一章绪论§1-1测量学的任务及作用§1-2地球的形状和大小§1-3地面点位的确定§1-4水平面代替水准面的限度§1-5测量工作概述§1-1测量学的任务及其作用定义、分类及任务：传统：研究如何测定地面点的平面位置和高程，将地球表面的地形及其它信息测绘成图，以及确定地球的形状和大小的科学。现代：研究空间数据的采集、传输、处理、变换、存储、分析、制图、显示的科学与技术。根据研究的范围和对象不同，迄今测量学的发展已经形成以下几个分支学科：普通测量学：研究地球表面小区域(R﹤10km)内测绘工作的理论、技术、方法和应用的学科，又称平面测量学。大地测量学：研究在广大

2、区域(R﹥10km)建立国家大地控制网，测定地球形状、大小和地球重力场的理论、技术与方法的学科。(对象、方法、内容、范围)摄影测量学：研究利用摄影或遥感的手段获取被测物体的影象和辐射能的各种图像，经过处理、量测和判释，以确定物体的形状、大小和位置，并判断其属性的学科。（分为地形摄影和非地形摄影）工程测量学：研究工程建设在勘测、设计、施工和管理阶段所进行测量工作的理论、方法和技术的学科。地图制图学：利用资料，研究地图及其制作的理论、工艺和应用的学科。其任务是编制与生产各种比例尺地图。本课程主要属于普通测量学的范畴，也包括一般工程测量的方法，其任务有三：测绘：

3、使用测量仪器和工具，对小区域的地形进行测量，并按一定的比例尺绘制成图，供规划设计使用。测设：将图上已规划设计好的工程或建筑物的位置和高程，准确地测设到实地上，以便据此施工。用图及科学研究：泛指识别和使用地形图的知识、方法和技能。主要内容是地貌判读、地图标定、确定站立点和利用地图研究地形等，以解决工程上若干基本问题。研究地球、地震、北极光、海岸线的变迁、航空、航天等。作用：测量学在国民经济建设、国防建设、科学研究以及农林业科学等各个方面都有着重要作用。农林业科学：如森林和土地资源调查、农林业区划、农田基本建设；荒山荒地调查，宜林地的造林设计，苗圃的布局与建立

4、；农田防护林、水土保持林的营造；小流域综合开发、退耕还林和风沙源治理；农业科技示范园、森林公园及园林工程和果园的规划设计、施工；森林旅游的开发，渠道勘测、设计等。浙江同济科技职业学院《工程测量技术》用经纬仪进行长江水文观测浙江同济科技职业学院《工程测量技术》用水准仪进行地面平整测量浙江同济科技职业学院《工程测量技术》用全站仪进行公路施工测量用全站仪与笔记本电脑进行数字化测图浙江同济科技职业学院《工程测量技术》在建筑工地进行施工测量用光电测距仪进行武汉长江大桥变形观测浙江同济科技职业学院《工程测量技术》浙江同济科技职业学院《工程测量技术》航摄照片地形图GPS

5、卫星定位测量使用GPS接收机☆GPS全球定位系统☆☆测量珠穆朗玛峰高程☆1975年在在海拔6120米测量珠穆朗玛峰高程。珠峰高程为8848.13m2005年5月重测珠峰高程，用GPS全球卫星定位技术和传统的测量方法相结合重测珠峰高程为8844.43m§1-2地球的形状和大小一、概述测量工作是在地球表面上进行的，其表面是一个高低不平，极其复杂的自然表面，但这相对于庞大的地球而言是可以忽略不计的。地球总的形状可以认为是被海水包围的球体。可以假想将静止的海水面延伸到大陆内部，形成一个封闭曲面。二、测量的基准线与基准面1.基准线：地球上任一点都要受到离心力和地球引

6、力的双重的作用，这两个力的合力称重力，重力的方向线称为铅垂线。测量仪器悬挂垂球，指向重力方向，铅垂线就是测量的基准线。2.基准面：空间任何一点都有水准面，处处和重力方向相垂直的曲面均称水准面。由于水准面的高度不同，水准面有无穷多个，其中一个和平均的海水面重合，我们称之为大地水准面，它是又一个测量的基准面。如果将地球表面上的图形投影到这个不规的大地水准面的曲面上，计算时将非常困难。为此，选用一个非常接近于大地水准面、并可用数学式表示的几何形体来代替大地水准面作为进行测量数据处理，这个规则曲面就是旋转椭球面（由椭圆NWSE绕短轴NS旋转而得）。如下图红色表示旋

7、转椭球面，它所包围的球体称为地球椭球体。为便于测量、计算和绘图，选用一个椭圆绕它的短轴旋转而成的椭球体表示地球形体，称为参考椭球体。如图所示。椭球体形状、大小与大地体非常接近，通常用这个椭球面作为测量与制图的基准面，并在这个椭球面上建立大地坐标系。决定地球椭球体形状大小的参数为椭圆的长半径a和短半径b，扁率α。长半轴a=6378137m短半轴b=6356752m扁率α=（a-b)/a=1/298.257（1-1）由于参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，可以把地球视为圆球，其半径R=(2a+b)/3≈6371km（1-2）大地水准面地球表面参考椭球体图1

8、-2参考椭球定位PP'图1-1地球的形状垂法线重合确定大地水准面与