測量學(xué)講稿 第0章 緒論

第一章緒論

§1-1測繪工程學(xué)概論一測繪學(xué)定義測繪學(xué)是研究地球空間信息的采集、處理、分析、描述和應(yīng)用的學(xué)科。二測繪學(xué)研究的內(nèi)容測定、描述地球的形狀和大小、地表形態(tài)以及它們的各種變化、確定自然和人造物體、人工設(shè)施的空間位置及屬性，制成（繪制）各種地圖和建立有關(guān)信息系統(tǒng)等內(nèi)容。三測繪學(xué)分類〈一〉大地測量學(xué)在廣大區(qū)域建立國家大地控制網(wǎng)，測定地球形狀、大小、重力場及其變化的技術(shù)方法的學(xué)科。（常規(guī)大地測量學(xué)，衛(wèi)星大地測量學(xué)）〈二〉地形測量學(xué)研究小區(qū)域內(nèi)地表各類物體形狀和大小，將小區(qū)域內(nèi)地物和地面起伏按一定比例縮小后，繪制成平面圖或地形圖的學(xué)科。〈三〉攝影測量與遙感對非接觸傳感器獲取的影像和數(shù)字表達(dá)的記錄進(jìn)行量測和解譯的過程。影像信息的獲取，處理，提取和成果表達(dá)的一門信息科學(xué)?！此摹档貓D制圖學(xué)地圖制圖學(xué)是研究繪制或表述地球表面及其附屬物形狀的成圖理論與方法的學(xué)科。地圖的表現(xiàn)形式有圖形、圖像和數(shù)字，是測繪行業(yè)的主要產(chǎn)品形式之一。包括：地圖編制學(xué)，地圖投影學(xué)，地圖整飾和地圖印制等?！次濉倒こ虦y量學(xué)工程測量學(xué)是研究在工程建設(shè)和自然資源開發(fā)的勘測、設(shè)計(jì)、施工、管理各個階段進(jìn)行測量的理論和技術(shù)的學(xué)科。工程測量學(xué)包含控制測量、地形測繪、施工放樣、變形監(jiān)測及建立相應(yīng)信息系統(tǒng)等內(nèi)容，工程測量學(xué)服務(wù)面廣,應(yīng)用范圍大?！戳岛Ｑ鬁y量學(xué)海洋測繪學(xué)是以地球表面水體及水下地貌為測繪目標(biāo)，研究其測繪理論和方法的學(xué)科。§1-2地球形狀及坐標(biāo)系統(tǒng)一地球形狀及橢球定位1,地球體代表整個地球形狀和大小的數(shù)學(xué)體稱為地球形體。2,水準(zhǔn)面某一時刻靜止的海水面無限擴(kuò)大延伸所形成的閉合曲面叫水準(zhǔn)面。重力等位面。3,大地水準(zhǔn)面平均靜止的海水面無限擴(kuò)大延伸，穿過大陸島嶼而形成的自行封閉的曲面。由大地水準(zhǔn)面所包圍的閉合體稱大地體。4,參考橢球體(地球橢球體)由于地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均，使得大地水準(zhǔn)面成為一個有微小起伏且不規(guī)則的曲面。將地表圖形投影到大地體上將無法進(jìn)行測量工作。為此選擇了一個具有微小扁率，非常接近于大地體的，可用數(shù)學(xué)式表達(dá)的幾何形體來代替大地體，稱為參考橢球體。參考橢球體是橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)形成的。x2/a2+y2/a2+z2/c2=la長半徑，b短半徑，a=(a-b)/a扁率R=l/3*(a+a+b)=6371KM5,橢球定位橢球幾何參數(shù)確定后，為使其橢球面成為大地測量計(jì)算的基準(zhǔn)面并根據(jù)此建立大地坐標(biāo)系，還必須確定其與大地體的相對位置，使橢球體與大地體間能較好地密合，此項(xiàng)工作叫橢球體的定位。測繪工作的基準(zhǔn)面：參考橢球面。測繪工作的基準(zhǔn)線：鉛垂線。水平面代替水準(zhǔn)面的范圍A,在多大范圍內(nèi)水平面能代替水準(zhǔn)面B,分析水準(zhǔn)面曲率對水平距離影響a,把大地水準(zhǔn)面近似看作球面，半徑為RAD/D=D2/3R2Ah=D2/2R結(jié)論：a,在20KM范圍內(nèi)常規(guī)測量不考慮曲率影響b,水平面代替水準(zhǔn)面，引起的高程誤差很大，距離200m就有0.31cm的誤差，這是不能允許的，因此在高程測量中，即使距離很短也應(yīng)考慮地球曲率對高程的影響。二坐標(biāo)系統(tǒng)1,大地坐標(biāo)系和天文坐標(biāo)系①大地坐標(biāo)系：以法線為依據(jù)，地球橢球面為基準(zhǔn)面的球面坐標(biāo)稱為大地坐標(biāo)系，通常以大地經(jīng)度L和大地緯度B來表示。②天文坐標(biāo)系：以鉛垂線為依據(jù)，大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的球面坐標(biāo)系稱天文坐標(biāo)系。用經(jīng)度入和緯度6表示。2,WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)和站心坐標(biāo)系①WGS-84坐標(biāo)系：以地球質(zhì)心為原點(diǎn)，指向平均地極位置為Z軸，以指向首子午線與赤道交點(diǎn)為X軸，Y軸與XZ平面構(gòu)成右手垂直的直角坐標(biāo)系。②站心坐標(biāo)系：測站為原點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)系。高斯平面直角坐標(biāo)系IIIIIIIVY3,我國的新舊兩行坐標(biāo)系統(tǒng)①1956年北京坐標(biāo)系A(chǔ)參考橢球：克拉索夫斯基橢球B大地原點(diǎn)：前蘇聯(lián)（東北的一等三角鎖與蘇聯(lián)進(jìn)行聯(lián)測。實(shí)際上是1942年坐標(biāo)系的擴(kuò)展）②1980國家大地坐標(biāo)系A(chǔ)國際大地測量與地球物理聯(lián)合會（IUGG）1975橢球體參數(shù)。B陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)（西安原點(diǎn)）三高程系統(tǒng)1,概念：2,高程：地面點(diǎn)相對于一定高程基準(zhǔn)面的垂直距離。3,高程系統(tǒng)：相對于一定基準(zhǔn)面所定義的高程體系稱高程系統(tǒng)。大地高系統(tǒng)：以地球橢球體面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。正高系統(tǒng)：以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。正常高系統(tǒng)：以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。絕對高程和相對高程絕對高程：地面點(diǎn)沿正常重力線到似大地水準(zhǔn)面的距離。屬正常高系統(tǒng)。相對高程：地面點(diǎn)沿正常重力線到任意水準(zhǔn)面的距離。高差：兩個地面點(diǎn)的高程之差。4,國家高程基準(zhǔn)①1956年黃海高程系根據(jù)青島驗(yàn)潮站1950-1956年的驗(yàn)潮數(shù)據(jù)所確定的黃海平面所定義的高程基準(zhǔn)。青島水準(zhǔn)原點(diǎn)起算高程為72.289m。②1985年國家高程基準(zhǔn)。根據(jù)青島驗(yàn)潮站1952-1979年的驗(yàn)潮數(shù)據(jù)所確定的黃海平面所定義的高程基準(zhǔn)。青島水準(zhǔn)原點(diǎn)起算高程為72.260m。§1-3地面點(diǎn)定位及測繪工作基本原則1,定位過程即用某種技術(shù)確定地面點(diǎn)的位置。有測繪和測設(shè)（放樣）。2,地面點(diǎn)定位元素三個定位元素：角度，距離和高差。也叫三個基本觀測量。3,測繪工作基本原則在實(shí)際測量工作中，為了防止誤差的積累，提高測量的精度，必須遵循：在布局上”從整體到局部