珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程8844.43 米。 参数：珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程 测量精度±0.21米；峰顶冰雪深度3.50米。
二零零五年十月九日
（一）有关概念
1.铅垂线：重力的作用线称为铅垂线。 铅垂线是测量工作的基准线。
2.水准面：某一时刻处于没有风浪的 海洋水面，称为水准面。理想化的 静止曲面。
测量学
测绘工程教研室
教学内容
第一章：绪论 第二章：水准测量 第三章：角度测量 第四章：距离测量与直线定向
教学内容
第五章：测量误差的基本知识 第六章：小地区控制测量 第七章：地形图的基本知识 第九章：地形图的应用
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用
§1.2 测量学发展概况 §1.3 地面点位的确定 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
• 从全球卫星定位系统（GPS）→“3S”集成技 术
电子全站仪与工程测量
光学自动安平水准仪与水准测量
数字水准仪
数字水准仪
1、瑞士徕卡Leica
DNA中文数字水准仪
2、德国蔡司Zeiss
DiNi 12数字水准仪
(美国天宝Trimble)
航空摄影测量
卫星遥感图像处理
三维激光扫描系统
地理信息系统GIS建库
高差： 地面上两点高程 之差。
注：两点间的高差与高程起算面无关
4、我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
大地水 准面
二）、地面点的在投影面上的坐标
带，分别进行投影。
高斯投影平面
N
中
央
子
午 线
赤道
c
赤道
S
4）、高斯投影的特性 x
（1）中央子午线投影
平行圈
后为直线，且长度不
赤道
O
y
变。
子午线
（2） 赤道线投影后为
直线
中央子午线
x
平行圈
（3）经线与纬线投影后
仍然保持正交。
赤道
O
y
（4）离中央子午线愈远，子午线
长度变形愈大。
中央子午线
5）、高斯平面直角坐标系建立
• 1）、高斯投影的概念 高斯投影是一种等角投影。它是由德
国数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出， 后经德国大地测量学家克吕格(Kruger， 1857～1923)加以补充完善，故又称“高 斯—克吕格投影”，简称“高斯投影”。
2）投影带的划分
• 高斯投影采用分带投影，即将地球划分 成若干带，然后将每带投影到平面上。
（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？
（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用 §1.2 测量学发展概况 §1.3 地面点位的确定
§1.4 用水平面代替水准面的限 度
§1.5 测量工作概述
§1.4用水平面代替水准面的限度
1、对距离的影响
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用 §1.2 测量学发展概况
§1.3 地面点位的确定
§1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
一. 地球的形状和大小
高山
陆地
海洋
丘陵
• 最高点：珠峰8844.43m • 最低点：马里亚纳海沟低于海水面11022m。
国家测绘局 关于启用珠穆朗玛峰高程新数据的公告
地面点的坐标常用： • 地理坐标、 • 平面直角坐标 • 空间直角坐标表示。
平面直角坐标 由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
• 3º带的中央子午线与6º带中央子午线 及分带 子午线重合，减少了换带计 算。
• 工程测量采用3 º带，特殊工程可采 用 1.5 º带或任意带。
若已知某点的经度为L，则该点的6º 带的带号N由下式计算：
N＝ （取整L ）+1
6
若已知某点的经度为L，则该点所在 3º带的带号按下式计算：
n＝ （四舍L五入） 3
1.独立平面直角坐标
• 当测区范围较小时，可将大地水准面看 作平面，并在平面上建立独立平面直角 坐标系；
• 地面点的位置可用平面直角坐标确定；
其与数学中平面直角坐标系相比
不同点： 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位 角定义不同。 相同点：
数学计算公式相同。
Ⅳx
Ⅰ
α
测设 是指把图纸上规划设计好的建筑、 构筑物等的位置在地面上标定出来，作 为 施工的依据。
三、测量学科分类
• 大地测量学 • 普通测量学 • 摄影测量学 • 工程测量学 • 制图学
四、测量学的作用
(1)国防建设方面：国界勘定、指挥战争等。 (2)经济建设方面：工民建、交通、水利、 矿山等。 (3)科学研究方面：地壳变形、地极移动、 重力场变化、地震预报等。
扁 率 α= a= b
a
1 298.257
测量精度要求不高时，可把地球看作 圆球，其平均半径 R =6371km
大地原点：全国统一坐标的起算点。
我国大地原点位于 陕西省泾阳县永乐镇。
我国统一采用的坐标 系为“1980年国家坐 标系”。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线 。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
• 1．地球的形状 – 地球的形状首先是大地体，近似成参 考椭球体，再进一步近似成圆球体。
• 2．地球的大小 – 地球的形状是参考椭球体时，地球的 大小可用长半径a和扁率α表示
旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁 率α决定。
我国目前采用的参考
椭球体的参数为：
长半轴 a= 6378140m
短半轴 b= 6356755.3m
• （1）为了避免横坐标出现负值，故规定 将坐标纵轴向西平移500km。即将自然值 的横坐标Y加上500000米；
• （2）为了根据横坐标能确定该点位于哪 一个六度带内，再在新的横坐标Y之前标 以带号。
xp2 2x3p22 836.2138208m36.180m x yp2 （y带p2 号 ）222772545490..722800mm
• 3.大地水准面：与平均海水面吻合并 向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲 面。
• 4.大地体：由大地水准面所包围的地 球形体。
由于大地水准面是一个不规则的曲面， 不能用数学公式表述，因而需要寻找一 个理想的几何体代表地球的形状和大小。
该几何体必须满足两个条件： ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。
GPS用于大地测 量
GPS用于军事
15000
10000 5000
0 0
1000
2000
3000
15000 10000
5000 0 0
1000
2000
3000
飞行高度 9,840 英尺/ 3,000米
GPS、GIS、RS——“3S”集成
地面处理
DTM
正射影像
制图
修测
GIS
可视化 影像分析 分类
彩色
工程测量的任务
工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各 类工程服务。
工程建设三阶段
测量的任务
勘测设计 控制，测绘地形图
施工建设 施工放样，竣工测量
运营管理 安全监测，变形观测
第一章 绪论
§1.1 测量学的任务及作用
§1.2 测量学发展概况
§1.3 地面点位的确定 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作概述
5参考椭球体及参考椭球面
• 参考椭球体 一个非常接近大地体， 并可用数学式表示几何形体，作为 地球的参考形状和大小。它是一个 椭圆绕其短轴旋转而形成的形体 故 又称旋转椭球体。
• 参考椭球面：参考椭球体外表面，是球 面坐标系的基准面。
参考椭球面
一、地球的形状
一、地球的形状
（二）地球的形状和大小
一、测量学的概念
测量学: 是研究地球的形状、大小以及 确定地面(包括空中、地下和海底）点位 （平面位置和高程）的科学。 测量工作的基本任务：确定地面点在规 定坐标系中的坐标值（X，Y，Z）。
二、测量学的内容
测定 是指使用测量仪器和工具，通过测 量和计算，测定点的坐标，或把地球表 面的地形缩绘成地形图。
现代测绘学的发展现状
• 从游标经纬仪 → 光学经纬仪 → 电子经纬仪 →电子全站仪→数字智能型全站仪
• 从光学水准仪→自动安平水准仪→电子水准仪 →数字水准仪
• 从地面摄影测量→航空摄影测量→数字摄影测 量→卫星遥感（RS）图像处理→三维激光扫
描系统
• 从野外白纸测图→计算机机助制图→数字化自 动成图→地理信息系统（GIS）
• 结论： 在半径为10km的圆 面积内进行长度的测量 时， 可以不必考虑地球曲率的 影响，即可把水准面当作 水平面看待。
2、对高程的影响
用水平面代替大地水准面时，对
高程的影响：
Δh
h OC OB S 2 2R
S/km 0.05 0.10 0.20
1
10
Δh/mm 0.2 0.8
3.1 78.5 7850
多光谱
2．目前测量学发展状况及展望
◆ 测量室内外一体化。 ◆ GPS（Global positioning system） ◆ RS（Remote sense） ◆ GIS (Geographic information