第一章 绪 论 第一节 测量学的任务和作用 第二节 地面点的定位体系 第三节 测量工作概述 本章小结 exit
第一节 测量学的任务和作用 一、测绘学科的主要任务及分支 主要任务:确定地面点位(X\Y\H)简称定位. 第一节 测量学的任务和作用 一、测绘学科的主要任务及分支 主要任务:确定地面点位(X\Y\H)简称定位. 测绘:将地面上的地物和地貌绘制成图的过程. 测设:将图上设计好的构筑物标定到实地的过程,又叫放样. 主要分支: 普通测量学:测定地面点的空间位置，将地球表面地形和其它地理信息测绘成图. 大地测量学：研究地球的形状和大小及地球重力场的测量方法、分布情况及其应用的学科。 摄影测量学：研究利用航天、航空、地面摄影和遥感信息，进行测量的方法和理论的学科。
地图制图学：利用测量、采集和计算所得的成果资料，研究各种地图的制图理论、原理、工艺技术和应用的学科。研究内容包括地图编制、地图投影学、地图整饰、印刷等。这门学科正在向制图自动化、电子地图制作及地理信息系统方向发展。 工程测量学:研究工程建设在勘测设计、施工过程和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。主要内容有：工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形观测和维修养护测量等。
二、公路工程测量的任务和作用 测量在公路工程建设中占有非常重要的地位，从公路与桥梁、隧道的勘测设计，到施工放样、竣工检测无不用到测绘技术。 例如公路在建设之前，为了确定一条经济合理的路线，必须进行路线勘测，绘制带状地形图和纵、横断面图，并在图上进行路线设计，然后将设计路线的位置标定在地形图上，以便进行施工。 当路线跨越河流时，必须建造桥梁，在建桥之前，测绘桥址河流两岸的地形图，测量河床断面、水位、流速、流量和桥梁轴线的长度，以便设计桥台桥墩的位置，最后将设计位置测设到实地等。
第二节 地面点的定位体系 一、测量基准面 水准面设想有一个自由平静的海水面，向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，我们把自由平静的海水面称为水准面。 水准面是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。如右图所示。
第二节 地面点的定位体系 一、测量基准面 大地水准面：完整的水准面是被海水包围的封闭曲面。这样的水准面有无数个，其中最接近地球形状和大小的是通过平均海水面的那个水准面，这个唯一而确定的水准面叫大地水准面，也就是测量的基准面，如右图所示。
第二节 地面点的定位体系 一、测量基准面 参考旋转椭球体面由于地球内部质量分布不均匀，导致地面上各点的重力方向即铅垂线方向产生不规则的变化，因而大地水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。在测量上选用椭圆绕其短轴旋转而成的参考旋转椭球体面，作为测量计算的基准面，如右图所示。
第二节 地面点的定位体系 目前我国所采用的参考椭球体是“1980年国家大地坐标系”，其参考椭球体元素为： 长半轴 a=6378.140m 第二节 地面点的定位体系 目前我国所采用的参考椭球体是“1980年国家大地坐标系”，其参考椭球体元素为： 长半轴 a=6378.140m 短半轴 b=6356.755m 扁率 e = ( a- b )/ a =1/298.257 通常把地球椭球体当作圆球看待，取其半径为6371km。
第二节 地面点的定位体系 二、地面点的测量坐标系统 1. 大地坐标系 地面点P的坐标为（L，B） 第二节 地面点的定位体系 二、地面点的测量坐标系统 1. 大地坐标系 地面点P在旋转椭球面上的投影位置用大地经度 L 和大地纬度B来表示。如图1-2所示。NS 为椭球的旋转轴，N 表示北极，S 表示南极，O 为椭球中心。 地面点P的坐标为（L，B）
经度与纬度 子午面------地球上任一点的铅垂线与地轴所组成的平面。 经度-------所在的子午面与首子午面（过英国格林尼治天文台）的夹角 纬度-------所在点的铅垂线与赤道平面之间的夹角
第二节 地面点的定位体系 2. 高斯平面直角坐标系 第二节 地面点的定位体系 2. 高斯平面直角坐标系 高斯投影规定以经差6°或更小的经差为准来限定高斯投影的范围，每一投影范围叫一个投影带。6°带是从0°子午线算起，以经度每隔6°为一带，将整个地球划分成60个投影带，并用阿拉伯数字1，2…60顺次编号，叫做高斯6°投影带(简称6°带)。 高斯投影（动画）
第二节 地面点的定位体系 Ｎe=INT（116º24 ′/6+1）=20(INT—取整数） 中央子午线经度为： 第二节 地面点的定位体系 高斯投影6°带中央子午线经度L0与投影带号Ne之间的关系式为： L0=Ne×6°－3° 例 某城市中心的经度为116°24′，求其所在高斯投影6°带的中央子午线经度L0和投影带号Ne。 解：据题意，其高斯投影6°带的带号为： Ｎe=INT（116º24 ′/6+1）=20(INT—取整数） 中央子午线经度为： L0=20×6°－3°=117°
高斯投影3带与6带的关系如上图所示，3带是以东经130开始，第一带的中央子午线是东经3 。 采用分带投影后，由于每—投影带的中央子午线和赤道的投影为两正交直线，故可取两正交直线的交点为坐标原点。中央子午线的投影线为坐标纵轴X轴，向北为正；赤道投影线为坐标横轴Y轴，向东为正，这就是全国统一的高斯平面直角坐标系。
在高斯平面直角坐标系中的坐标值 理论上中央子午线的投影是X轴，赤道的投影是Y轴，其交点是坐标原点。点的X坐标是点至赤道的距离；点的Y坐标是点至中央子午线的距离，设为y’；y’有正有负。 为了避免Y坐标出现负值，把原点向西平移500公里。 为了区分不同投影带中的点，在点的Y坐标值上加带号N 所以点的横坐标通用值为 y=N*1000000+500000+y’
第二节 地面点的定位体系 3. 平面直角坐标系 二、地面点的测量坐标系统 第二节 地面点的定位体系 二、地面点的测量坐标系统 3. 平面直角坐标系 当测量的范围较小时，可以把该测区的球面当作平面看待，直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，用平面直角坐标来表示它的投影位置。 测量上选用的平面直角坐标系，规定纵坐标轴为X轴，表示南北方向，向北为正；横坐标轴为Y轴，表示东西方向，向东为正；坐标原点可假定，也可选在测区的已知点上。象限按顺时针方向编号。
第二节 地面点的定位体系 三、地面点的高程系统 第二节 地面点的定位体系 三、地面点的高程系统 地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程或海拔，简称高程。在下图中地面点A、B的绝对高程分别为Ha、Hb。
当在局部地区进行高程测量时，也可以假定一个水准面作为高程起算面。地面点到假定水准面的铅垂距离称为假定高程或相对高程。在右图中，A、B两点的相对高程为Ha Hb。 hab=Hb–Ha＝Hb –Ha
水 准 原 点 我国解放初期，采用1950～1956年验潮资料,求得平均海水面位置,进而测得水准原点的高程为72.289m，此高程系统称为1956年黄海高程系。由于验潮资料时间周期短，不甚精确； 为提高大地水准面的精度，国家又根据青岛验潮站1952-1979年的验潮资料组合成了10个周期为19年的验潮资料，经精确计算，于1985年重新确定了黄海平均海水面的位置和高程原点的高程（72.260m），并决定从1988年起，一律按此原点高程推算全国控制点的高程，称为“1985年国家高程基准”。可见，我国的验潮资料也为近年来海平面上涨提供了依据。
第三节 用水平面代替水准面的限度 一、对距离的影响 （1-1） 已知： 因θ角很小，只取前两项代入式1-1，得
第三节 用水平面代替水准面的限度 一、对距离的影响 因： 故 第三节 用水平面代替水准面的限度 一、对距离的影响 因： 故 式中△D／D称为相对误差，用1／M形式表示，M愈大，精度愈高。当D=10KM时，产生的相对误差为1/1220000，测量中要求距离丈量的相对误差为1/1000000，一般丈量仅要求1/2000---1/4000。因此，在10KM为半径的圆面积内进行距离测量，可把水准面当水平面。
第三节 用水平面代替水准面的限度 一、对高程的影响 △h=Bb-b’B=Ob’-Ob=Rsecθ-R= R(secθ-1) 已知： 第三节 用水平面代替水准面的限度 一、对高程的影响 △h=Bb-b’B=Ob’-Ob=Rsecθ-R= R(secθ-1) 已知： （1-2） 因θ角很小，只取前两项代入式1-2， 另外： 故有： 距离为0.5KM时，就有2CM的误差。
第四节 测量工作概述 一、测量的基本工作 距离测量 二、测量工作的原则 在测量布局上要“从整体到局部”； 角度测量 高程测量 第四节 测量工作概述 一、测量的基本工作 距离测量 角度测量 高程测量 二、测量工作的原则 在测量布局上要“从整体到局部”； 在测量精度上要“由高级到低级”； 在测量程序上要“先控制后碎部”，
本 章 小 结 一、基准面概念 1. 水准面——自由平静的海水面。 2. 大地水准面——通过平均海水面的水准面。 本 章 小 结 一、基准面概念 1. 水准面——自由平静的海水面。 2. 大地水准面——通过平均海水面的水准面。 3. 高程基准面——地面点高程的起算面。 二、测量坐标系统 1. 高斯平面直角坐标系统——采用分带投影后，以中央子午线的投影线为 X 轴，向北为正；以赤道投影线为Y轴，向东为正；以两轴交点 O为原点的坐标系统。 2. 平面直角坐标系——坐标纵轴为X轴，向北为正；坐标横轴为Y 轴，向东为正；坐标原点可假定，也可选在测区的已知点上。象限按顺时针编号。
以高程基准面（大地水准面）或假定水准面为地面点高程起算面的系统。 四、测量工作的原则 三、高程系统 以高程基准面（大地水准面）或假定水准面为地面点高程起算面的系统。 四、测量工作的原则 测量工作遵循“从整体到局部；由高级到低级；先控制后碎部”的原则。