安徽农业大学测量学第一章.

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1、第一章第一章 绪论绪论1.1 测量学与测绘学测量学与测绘学l2.1 地球的形状与高程系统地球的形状与高程系统1.3 测量工作概述测量工作概述1.4 地球曲率对于观测量的影响地球曲率对于观测量的影响1.5 测量中常用单位及换算测量中常用单位及换算1.6 几种常见的图几种常见的图1.7 测量误差概述测量误差概述1-1 测量学与测绘学测量学与测绘学一、测量学概念一、测量学概念 测量学是一门研究地球的形状和大小，以及测测量学是一门研究地球的形状和大小，以及测定地面或空间点的相对位置一门科学。定地面或空间点的相对位置一门科学。测量学和制图学统称测绘学。测量学和制图学统称测绘学。二、测量学的分支学科：二、

2、测量学的分支学科：普通测量学：研究地球表面小区域内测绘工作的理论、普通测量学：研究地球表面小区域内测绘工作的理论、技术、方法和应用的学科，是测量学的基础。技术、方法和应用的学科，是测量学的基础。大地测量学：研究地球形状、大小和地球重力大地测量学：研究地球形状、大小和地球重力场及在广大区域进行精密测量的理论、技术与场及在广大区域进行精密测量的理论、技术与方法的学科。方法的学科。常规常规卫星（卫星（GPS）地表地表空间空间 静态静态动态动态 摄影测量学：利用摄影手段获取的影象，经过对图像摄影测量学：利用摄影手段获取的影象，经过对图像的处理、量测和判释，以确定物体的形状、大小和位的处理、量测和判释，

3、以确定物体的形状、大小和位置的学科。置的学科。快鸟图片快鸟图片工程测量学：研究工程建设在勘测、设计、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。法和技术的学科。地图制图学：是研究模拟和数字地图的基础理地图制图学：是研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术方法的学科。论、设计、编绘、复制的技术方法的学科。海洋测量学：研究以海洋水体、港口、航道及海洋测量学：研究以海洋水体、港口、航道及海底为对象所进行的测量和海图编制理论、技海底为对象所进行的测量和海图编制理论、技术与方法的学科。术与方法的学科。三、测

4、量学的任务三、测量学的任务测绘：使用测量仪器和工具，对小区域的地形进行测测绘：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。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。高程，准确地测设到实地上，以便据此施工。服务于农林业和地学科研。服务于农林业和地学科研。 四、测量学的作用：四、测量学的作用：为国民经济各项建设提供基础信息；为国民经济各项建设提供基础信息；为国防建设提供精确的定位数据；为国防建设提供精确的定位数据；进行各种

5、地学相关的科学研究。进行各种地学相关的科学研究。农林业科学：如森林和土地资源清查、农林业区划、农林业科学：如森林和土地资源清查、农林业区划、农田基本建设；作物产量和病虫害的预测预报；荒山农田基本建设；作物产量和病虫害的预测预报；荒山荒地调查，宜林地的造林设计，苗圃的布局与建立；荒地调查，宜林地的造林设计，苗圃的布局与建立；农业科技示范园、森林公园及园林工程和果园的规划农业科技示范园、森林公园及园林工程和果园的规划设计、施工；森林旅游的开展，林区道路和排灌渠道设计、施工；森林旅游的开展，林区道路和排灌渠道勘测、设计等等勘测、设计等等五、测量学的发展（教材五、测量学的发展（教材1. 2内容内容 ）

6、测量学是一门古老而又现代的科学测量学是一门古老而又现代的科学测量学的历史过程伴随着：测量学的历史过程伴随着：人类对于地球形状认识的发展；人类对于地球形状认识的发展；地图制图工艺的演变；地图制图工艺的演变； 测绘技术和仪器工具的变革。测绘技术和仪器工具的变革。测量学的现代发展：以测量学的现代发展：以3S技术为核心：技术为核心：全球定位系统全球定位系统GPS（Global Positioning System）是美国发展的卫星导航和定位系统。是美国发展的卫星导航和定位系统。遥感遥感RS（Remote Sensing）是不接触被研究的）是不接触被研究的对象，用传感器采集被研究对象的电磁波信息，对对象

7、，用传感器采集被研究对象的电磁波信息，对目标的电磁波特性进行处理、分析，从而识别目标目标的电磁波特性进行处理、分析，从而识别目标物，揭示其几何、物理性质和相互联系及其变化规物，揭示其几何、物理性质和相互联系及其变化规律的现代科学技术。律的现代科学技术。GIS是是Geographic Information System 的缩写，的缩写，称为地理信息系统。称为地理信息系统。2.1 地球的形状和高程系统地球的形状和高程系统 一、地球的形状描述一、地球的形状描述测量上我们将用水准面、大地水准面（大地体）测量上我们将用水准面、大地水准面（大地体）以及参考椭球面（椭球体）来描述地球。以及参考椭球面（椭球

8、体）来描述地球。假想将静止的海水面延伸到大陆内部，形成一个假想将静止的海水面延伸到大陆内部，形成一个封闭曲面，这个静止的海水面称为水准面。封闭曲面，这个静止的海水面称为水准面。水准面有无数个，且处处与重力线正交。水准面水准面有无数个，且处处与重力线正交。水准面是一个是一个不规则不规则的复杂曲面。的复杂曲面。通过某一段时间的平均海水面的一个水准面称通过某一段时间的平均海水面的一个水准面称为大地水准面，它所包围的形体称为大地体。为大地水准面，它所包围的形体称为大地体。大地水准面具备水准面的处处与铅垂线正交的特性。大地水准面具备水准面的处处与铅垂线正交的特性。但个数受到限制。大地水准面是不规则的曲面

9、。还但个数受到限制。大地水准面是不规则的曲面。还不能作为测量成果的基准面。不能作为测量成果的基准面。大地水准面是一个不规则的复杂曲面大地水准面是一个不规则的复杂曲面为了便于测量、计算和绘图，选用一个椭圆绕它的短为了便于测量、计算和绘图，选用一个椭圆绕它的短轴旋转而成的椭球体来表示地球形体，称为参考椭球轴旋转而成的椭球体来表示地球形体，称为参考椭球体。这个椭圆旋转面就是参考椭球面。体。这个椭圆旋转面就是参考椭球面。每个国家或地区都选用在本国范围内和大地水准面最为接近每个国家或地区都选用在本国范围内和大地水准面最为接近的椭球面来代替大地水准面。即参考椭球面。参考椭球面是的椭球面来代替大地水准面。即

10、参考椭球面。参考椭球面是规则椭球面，可以用长半轴、短半轴和扁率来描述。规则椭球面，可以用长半轴、短半轴和扁率来描述。铅垂线铅垂线法线法线地球自然表面地球自然表面大地水准面大地水准面参考椭球面参考椭球面n地球表面、大地水准面和参考椭球面的关系图地球表面、大地水准面和参考椭球面的关系图三种面之间的比较三种面之间的比较水准面水准面 大地水准面大地水准面 参考椭球面参考椭球面垂直于重力线 垂直于重力线 垂直于法线不规则 不规则 规则无数个 不唯一 不唯一参考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参考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。地坐标系。 由于参考椭球体的

11、扁率很小，当测区面积不大时，可以把地球视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。为圆球。R= (2a+b)/3 6 371 km克拉索夫斯基椭球体克拉索夫斯基椭球体(m）19751975年国际椭球体年国际椭球体（m） WGS-84WGS-84椭球体椭球体(m)ab6378245.00000000006356863.01877304731298.36378140.0000000006356755.2881575281298.2576378137.00000000006356752.31421/298.257 223 563二、确定大地水准面和参考椭球面的关系二、确定大地水