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1、测量学教案胡吉平本课程教材：测量学 杨松林 师红云等 中国铁道出版社 2002.1本课程参考资料：测量学同济大学、清华大学合编。 测量学上、下，武汉测绘科技大学编。 工程测量学武测李青岳编。第一章 绪论本章要点：测量学、测定、测设、大地水准面、绝对高程、相对高程、测量平面直角坐标系、水平面代替水准面的范围、确定地面点位的三要素、测量工作的原则和程序。11测量学的任务及作用、发展简史一、 任务及内容1、测量学 解释说明其基本概念及定义。2、内容 （1）测定 （2）测设 在解释说明的基础上举简例阐述二、 测量学的分科目的：了解测量学大家族的概貌，说明本门课程在其中的位置。1、 大地测量学（1）常规
2、大地测量学 （2）卫星大地测量学（GPS等）2、 摄影测量学（1）航测 （2）近景摄影测量学 （3）水下 （4）航天摄测3、 工程测量学 研究各项工程建设所涉及的各种测量工作4、 普通测量学 小范围、考虑地球曲率的影响，本课主要内容之一5、 制图学本课程属于普通测量学和工程测量学的基本原理和方法之组合。三、 测量学的应用。1、 军事2、 科研、室间科学、地壳变形、海岸变迁、地震预报3、 各种土木工程建设，凡是以土地 空间位置利用有关的一切工程建设都离不开测量、农田水利、公路铁路、给排水、地质、地下建筑、规划、各类工业与民用建筑等。四、 测量学发展史1古代 公元前七世纪（春秋时期）：管仲著管子早
3、期地图论述； 四世纪（战国时期）：“司南”，即磁石指南针； 二世纪（西汉初）：长沙马王堆汉墓出土，“驿军图”是目前我国发现的最早地图。 公元二世纪（东汉初）：张衡“浑天仪”“地动仪” 三世纪（三国）：刘徽海岛算经，测海岛距离高 西晋：裴秀禹贡地域图、地形方丈图制图六体即分率（比例尺）、准望（方位）、道理（距离）、高下（高程）、方邪（形状）、迂直（曲直），此为世界最早的编制地图规范 五世纪 ：我国发明记里鼓车（测量距离） 八世纪（唐）：张益、南宫说等人，自河南滑县到上祭丈量了300Km的子午线弧长，并用日圭测定纬度、得出纬距351里80步，此是世界上最早的子年线纬度量测。 十一世纪：（北宋）沈括
4、梦溪笔谈论述了磁偏角现象，绘制了“天下州县图”，此是当时世界上最好的地图 十三世纪：（元代）郭守敬，大规模纬度测量，共测了二十七个点 十七世纪：（清）康熙“室舆全览图”、至乾隆完成大清一统舆图近代：电子学、计算机、激光技术的兴起，促进了测绘科学的进一步发展，卫星大地测量、航测、自动化测图等，略作介绍，较详论述穿插到各后续章节中相应内容之中。 确定地面点位的方法一、 基本概念、 水准面、 大地水准面、 参考椭球体 克拉索夫斯椭园体元素： a=6378245m b=6356863m =1/298.3二、 确定地面点位的方法1 地面点的高程 （1） 绝对高程 青岛水准原点H=72.289m 黄海高程
5、系 H=72.260m 85年国家高程基准（2） 相对高程以上均作图解释2 地面点的平面直角坐标（1） 基本思路 说明与地心坐标的区别 球面坐标转化直角坐标点的平面位置表示方法。（2） 独立平面直角坐标系说明与数学坐标系的区别，可作一比较。数学：右手坐标系，测量：左手坐标系。因此，数学表达式互相通用。独立平面直角坐标系适用于小 测区。（3） 高斯平面直角坐标系a.适用于大地测量，全球通用，考虑地球曲率的影响。b.思路及投影方法，高斯横圆柱投影学说，保角变换c.高斯带投影直角坐标，零子午线起，每划分一带 中央子午线经度 原点西移500km设：，避免负值，则横坐标值前冠以带号，如19度带内，则 d
6、.高斯3度带投影直角坐标东经1030起，每30划分一带，中央子午线经度 1-3.用水平面代替水准面的范围及确定地面点位的三要素关键字：取代范围、三要素一、 范围：1 平面：（1） 定性描述：说明普通测量学不考虑地球曲率影响的测区范围（2） 电教图或作图定量分析，公式推导以说明思路，来龙去脉为准，简要分析。（3） 说明结论 取R=6371km，则有：D（km） D(cm) D/D10 1 1/100000020 1/30000050 102 1/49000100 821 1/12000D0：B点高于A点 h0：B点低于A点三、 两点间的高差：1 基本概念：（1） 测站（2） 后视 （3） 前视
7、（4） 转点2 高差计算：两点间高差：h = 后视 - 前视 = a - bA、 1点 ：、 2两点：(n-1)、B两点： 注意：并不要求水准路线是一条直线若已知，则各中间置尺点的高程：注意：相邻两站观测过程中，转点上之尺垫绝不能碰动。3 视线高法求中间点高程。4 水准测量实施：通过转点将已知点高程传递到待求点。2-2 水准仪 水准尺一 水准仪1 水准仪的作用：提供水平视线2 水准仪各部名称3 水准仪的构造：望远镜、水准器、基座。（1） 望远镜1 物镜2 目镜3 十字丝4 视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线，亦称视线5 望远镜对光原理：外对光、内对光。6 衡量望远镜性能的指标：（a） 放大率。
8、望远镜中照准目标所放大的倍数。S3 30倍 （b） 分辩率、像素（c） 视场角 （d） 亮度（2） 水准器 ： 管水准器、圆水准器。管水准器a、水准管零点、水准管内表面纵轴方向圆孤的中心点O。b、水准管抽c、水准器分划值：水准管上一小格弧长2mm的所对应的圆心角值。（2）符合水准器，特点：精度高（3）圆水准器（4）基座，利用基座的三个脚螺旋；可使圆水准器气泡居中。（5）三角架二、水准尺1、塔尺 三节 五米 红面分划：5mm及10mm2、直尺 长3M 红黑两面 红面起点：4.687米、4.787米 作检核用3、折尺 长3M、 尺垫23 水准仪的安置和使用使用 ：整平仪器、照准标尺和读数一、 整平
9、仪器两拇指相移动、气泡方向二、照准标尺和读数、 视差：由于目标在望远镜内成像没有落在十字丝上所造成的读数误差。#注意：读数前气泡必须居中读数举例交待下次实习24高程测量概念一、 高程及高程差：、 平均海水面、 高程：地面点沿铅垂线方向至平均海水面的距离、 水准面：处处与铅垂线相垂直，自由静止的水面#4、大地水准面：与平均海水面相重合，并向大陆岛屿延伸而形成的封闭曲面。5、高程差 三、 高程测量 几何高程测量1、高程测量的方法 三角高程测量 气压高程测量、 水准原点，我国水准原点：黄海高程系、青岛、H=72.289M、 水准点 分一、二、三、四等，沿河流等遍布全国、 铁路水准点：布设原则 2KM
10、设置间隔 300M以上大河沿岸及隧道两端附近各设1个26 水准测量的误差及其消除 仪器误差水准测量误量 观测误差 综合作用 外界条件影响一、 仪器误差：（观测工具误差）、 望远镜视准轴与水准管轴不平行误差、 对光透镜误差：由于对光不沿平行于光轴的直线运动。改变视准轴（调透镜光心移动的轨迹与望远镜光轴不重合。消除方法：S1=S2 、 水准尺误差：刻划不准 特点：呈系统性，具有积累性质二、观测误差：视线长S=100M1、仪器置平 清除方法：读数前，气泡严格居中，对视线长加以限制 100M2、照准标尺和读数，十字丝宽度为厘米分划的1/10时，正确估出毫米位，十字丝视差清除不好。3、水准尺倾斜摇尺法，取最小读数，扶直标尺三、外界条件影响、 仪器下沉和标尺尺垫下沉 仪器（后前一前一后取均值清除）2、地球曲率和大气折光的影响地球曲率 大气折光清除方
