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1、测量学课程电子教案第 1 章 绪 论一、学习目的与要求学习目的 了解现代普通测量学概况、清楚学习现代普通测量学的目的和要求。学习要求1.了解测绘学与测量学的关系、现代测绘学的发展现状。2.掌握地球空间信息学（Geomatids）的定义和概念。3.了解现代测绘学的在国民经济及工程建设中的作用。4.清楚学习课程的目的和要求。5.了解测量学的任务及它与专业培养目标的关系。二、课程内容与知识点1.测绘学研究的对象，测绘学的分科，现代测绘学的发展现状，我国测绘事业的发展。2.地球空间信息学（Geomatids）与现代测绘学的任务。3.现代测绘学的在国民经济及工程建设中的作用。三、习题与思考题1.测绘学研
2、究的内容是什么？2.Geomatids 的含义是什么？3.现代测绘学的任务是什么？4.测量学在土木工程建设中有哪些作用？四、考核目标与要求识记：测绘学的定义，测绘学研究的对象。领会：Geomatids 的含义，现代测绘学发展的特点、涉及的行业。第 2 章 测量学的基础知识一、学习目的与要求1.掌握测量学的基础知识，清楚参照系的选择以及地面点定位的概念。2.了解水准面与水平面的关系。3.明确测量工作的基本概念。4.深刻理解测量工作的基本原则。5.充分认识普通测量学的主要内容。二、课程内容与知识点1.地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。地球形状和大小。水准面的特性。参考椭球面。2.确定
3、点位的概念。点的平面位置和高程位置。3.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。天文坐标（ ， ） ，大地坐标（L ， B） ，空间直角坐标（X ， Y， Z） ，高斯平面直角坐标（x ， y） ，独立平面直角坐标（ x，y） 。高斯投影中计算带号的公式： 取 整 数 部 分取 整 数 部 分13/06PnN计算中央子午线的公式： n64.地面点的高程。1985 年国家黄海高程基准。高程与高差的关系：。ABABAHh5.用水平面代替水准面的限度。对距离的影响： 23RD对水平角的影响： 6.0对高差的影响： h/26.测量工作的基本概念。测量工作的原则：从整体，到局部；先控制，后碎部；步步检
4、核。测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。三、习题与思考题1.何谓大地水准面？我国的大地水准面是怎样定义的？它在测量工作中起何作用？2.参考椭球和地球总椭球有何区别？3.测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？4.北京某点的大地经度为 11620，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？5.什么叫绝对高程？什么叫相对高程？两点间的高差如何计算？6.什么是测量中的基准线与基准面？在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？什么是测量计算与制图的基准线与基准面？7.测量工作的基本原则是什么？那些是基本工作？四、考核目标与要求识记：大地水准
5、面，1985 年国家高程基准，绝对高程与相对高程。定位参照系及定位元素。经度，纬度，直角坐标。测量工作的基本原则。测量工作的基本内容，测绘地形图及施工测量的概念。领会：参照系的形成，大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。高斯投影的概念，高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处，测量工作原则。简单应用：高斯克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系，高程与高差的确定。第 3 章 水 准 测 量一、学习目的与要求学习目的掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所
6、必须具备的实践能力。学习要求1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算，及水准测量路线的成果计算。4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。5.清楚水准仪的检验与校正方法6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。二、课程内容与知识点1.水准测量原理。高差法：前视与后视；仪高法：视线高。转点的概念。公式： bahbah bHaHABii iBAiABAB2.水准仪及其使用DS3 微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。水准管零点，
7、水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴， 。水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。视差及其消除方法。水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。尺垫。3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。4.水准测量实施水准点：永久性水准点。临时性水准点。水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。水准网，水准结点。普通水准测量的一般要求，施测程序。公式： ABHhba测站检核方法：双仪高法，双尺面法。公式： 2/m102/6红黑 hh水准测量成果
8、整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分配原则。5.DS3 水准仪的检验与校正水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。6.水准测量误差仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。观测误差：水准管气泡居中的误差，估读水准尺的误差 mV，水准尺倾斜的误差b。公式： D215.0Dvm602b外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响 f，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹
9、角的影响。公式： Rf243.0四、习题与思考题1.设 A 为后视点，B 为前视点，A 点的高程是 20.123m.当后视读数为1.456m,前视读数为 1.579m,问 A、 B 两点的高差是多少?B 、 A 两点的高差又是多少？绘图说明 B 点比 A 点高还是低? B 点的高程是多少 ?2.何为视准轴?何为视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差?3.水准仪上圆水准器与管水准器的作用有何不同?，何为水准器分划值？4.转点在水准测量中起到什么作用？5.水准仪有哪些主要轴线？它们之间应满足什么条件？什么是主条件？为什么？6.水准测量时要求选择一定的路线进行施测，其目的何在？7.水准测量时，前、
10、后视距相等可消除那些误差？8.试述水准测量中的计算校核方法。9.水准测量中的测站检核有那几种？如何进行？10.数字水准仪主要有那些特点？11.将图中的水准测量数据填入表中，A、B 两点为已知高程点HA=23.456m，H B=25.080m，计算并调整高差闭合差，最后求出各点高程。水准尺读数测站 测点 后视（a）前视（b）实测高差/m高差改正数/mm改正后高差/m高程/m BMA1 12 23 3BMB计算检核12.设 A、 B 两点相距 80m，水准仪安置于中点 C，测得 A 尺上的读数 a1为1.321m， B 尺上的读数 b1为 1.117m,仪器搬到 B 点附近,又测得 B 尺上读数
11、b2为 1.466m,A 尺读数为 a2为 1.695m。试问水准管轴是否平行于视准轴？如不平行，应如何校正？13.试分析水准尺倾斜误差对水准尺读数的影响，并推导出其计算公式。14.调整如图所示的闭合水准测量路线的观测成果，并求出各点高程，HI=48.966m。四、考核目标与要求识记：水准点，转点，水准管分划值，视差，视准轴，水准管零点，水准管轴，圆水准器轴，仪器竖轴，水准尺常数等概念。记录计算、观测及成果检核方法。闭合水准路线，附合水准路线，高差改正数，容许误差的计算，闭合差调整，成果计算方法。领会：高差法、仪高法计算高程。双面尺分划特征。内对光望远镜成像原理。符合水准器与微倾螺旋运动之间的
12、关系。自动安平原理，补偿器的光学特性，平行玻璃板测微器读数原理。圆水准器、管水准器、十字丝中横丝，等三项检校和方法。仪器误差、观测误差、外界条件对观测成果的影响；水准尺尺长误差，水准尺分划误差，水准尺零点差，气泡居中误差，水准尺倾斜的误差，地球曲率的影响，大气折光的影响，仪器升沉的影响，尺垫下沉的影响。简单应用：置架、粗平、照准、精平、读数、记录、扶尺、搬站等的操作要领，运用双仪高法和双面尺法作测站检核。水准测量误差的消除和削弱的相应对策；自动安平水准仪的使用。综合应用：选点，定标志，闭合或附和水准路线的布设，普通水准测量的实施，水准测量成果的计算。第 4 章 角 度 测 量一、学习目的与要求
13、学习目的认识经纬仪的组成部分及其用途，清楚角度测量原理，掌握测角方法。通过实验，达到独立操作经纬仪，完成水平角、竖直角的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。学习要求1.理解水平角及竖直角测角原理2.认识清楚光学及电子经纬仪的构造及相应的读数系统。3.清楚经纬仪的主要轴线及其之间的关系。4.掌握经纬仪的操作要领。5.学会用测回法测水平角，竖直角，计算竖盘指标差。6.了解测角误差的来源、性质及消除、削弱误差的对策。二、课程内容与知识点1.角度测量原理水平角的定义，水平角的测量原理。竖直角的定义，仰角，俯角。竖直角的测量原理。公式：水平角 b a 0 2.经纬仪及角度测量DJ6 级光学经纬仪的
14、构造：照准部，水平度盘，基座。视准轴、水准管轴、横轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴垂直于仪器竖轴，望远镜视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴；圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝竖丝垂直于仪器横轴。分微尺测微装置，度盘格值，复测机构，读数方法。光学经纬仪使用操作步骤：对中，整平，瞄准（消除视差） ，读数，记录。水平角观测（测回法）：安置仪器，盘左观测、盘右观测，方向读数。半测回角值。公式： 右左右左右右右左左左 2140abab方向观测法：技术要求。竖直角观测：竖盘部分：竖盘，竖盘指标，竖盘指标水准管，竖盘指标水准管微倾螺旋。盘左、盘右读数规律。竖直角计算公式： 左 L 或 左 L右 R或 右 R
15、|竖盘指标差： 右左 21536021xx3.经纬仪的检验与校正经纬仪应满足的条件。照准部水准管轴的检验校正。望远镜十字丝纵丝的检验校正。望远镜视准轴的检验校正。照准部横轴的检验校正。竖盘指标差的检验校正。光学对中器的检验校正。4.电子经纬仪与光学经纬仪的区别读数系统：编码度盘，光栅度盘，格区式度盘。5.水平角测量误差仪器误差：仪器校正后的残余误差。照准部偏心差、度盘刻划误差。观测误差：对中误差。标杆倾斜误差，照准误差，读数误差。外界条件影响。三、习题与思考题1.分别说明水准仪和经纬仪的安置步骤，并指出它们的区别。2.什么是水平角？经纬仪为何能测水平角？3.什么是竖直角？观测水平角和竖直角有哪些相同点和不同点？4.对中、整平的目的是什么？如何进行？若用光学对中器应如何对中？5.计算表中水平角观测数据。测 站竖盘位置目标水平盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均角值 A 03624左B 1081236A 1803700I测回O右B 2881254A 901000左B 1974542II测回 右 A 2700
