二、测量工作的作用
1、主要作用
提供基础数据； 提供地图； 行政勘界与权属定界； 提供各种工程需要的测量技术； 军事测绘。
2、测量学在工程建设中的作用
勘测设计阶段：为选线测制带状地形图。 施工阶段：把线路和各种建筑物正确地测设
到地面上。 竣工测量：对建筑物进行竣工测量。 运营阶段：为改建、扩建而进行的各种测量。 变形观测：为安全运营、防止灾害进行变形
陆地：29.2%
海洋：70.8%
2、大地体与大地水准面
➢ 大地体：静止海水面向陆地延伸形成的封闭曲
面所包围的地球实体。代表了地球的形状和大小。
➢ 铅垂线：重力的作用线，测量工作的基准线。
➢ 水准面：重力位相同时，受重力作用的海水分 子呈静止状态而形成的重力等位面。水准面处处 与重力方向垂直，且有无穷个。 ➢ 大地水准面：通过平均海水面的水准面，即海 水静止时的水准面。是测绘工作的基准面。
按测量手段的不同，分为常规大地测量学、 卫星大地测量学及物理大地测量学等。
地形测量学（Topographic surveying） 研究如何将地球表面局部区域内的地物、地貌及 其它有关信息测绘成地形图的理论、方法和技术的 学科。
工程测量学（Engineering surveying） 研究在工程、工业和城市建设及资源开发各个阶 段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放 样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论、方 法和技术，以及研究对测量和工程有关的信息进行 管理和使用的学科，它是测绘学在国民经济和国防 建设中的直接应用。
3、本课程需要掌握的内容
掌握测量学的基本知识、基本理论； 学会正确使用常规测量仪器； 掌握测量误差的基本理论； 掌握大比例尺地形图的测绘方法； 掌握地形图相关知识。
4、对学好本课程的要求
认真听课； 适当做笔记； 独立完成作业； 认真对待每次实验。
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§1-2 地球的形状和大小
2、主要分支学科
大地测量学：Geodesy (Geodetic Surveying) 地形测量学(普通测量学)：Topographic Surveying 摄影测量学：Photogrammetry 工程测量学：Engineering Surveying 矿山测量学：Mine Surveying 地图制图学：Cartography 地籍测量学：Cadastral Surveying
实验分组：每5～6人分为一个小组，每组选 出1名组长，女生要分到不同小组。
请各班班长下次课上交实验分组情况。 实验时间：请同本知识
§1-1 测量学概述 §1-2 地球的形状和大小 §1-3 地面点位的确定 §1-4 地球表面曲率对测量工作的影响 §1-5 地形图的初步认识 §1-6 测量工作概述
《测 量 学》
第一章 测量学的基本知识
第二章 水准测量
第三章 经纬仪及水平角测量
主 第四章 距离测量与直线定向
要 内
第五章 测量误差的基本理论
容 第六章 平面控制测量
第七章 三角高程测量
第八章 大比例尺地形图测绘
第九章 地形图的应用
实验安排 实验一 水准仪的使用与水准测量 实验二 经纬仪的使用与水平角测量 实验三 经纬仪与竖直角观测 实验四 大比例尺地形图测绘
由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀， 所以大地水准面是个有微小起伏的不规则 曲面。
水准面和铅垂线是野外测量工作的基准面 和基准线。
二、旋转椭球体
由于大地水准面是不规则曲面，无法准确 描述和计算，也难以在其面上处理测量成果。
配合最佳的 参考椭球面
大地水准 面差距N
大地 水准面
因此，用一非常接近大地水准面的数学
测量。
三、测量学的发展
1、古代测量学的成就
长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国 地图——世界上已发现的最早的军用地图。 世界上现存最古老的地图是古巴比伦北部 的加苏古巴城（今伊拉克境内）发掘的刻在 陶片上的地图。 1718年（清朝康熙年间）完成了世界上最 早的地形图——《皇舆全图》的绘制。
2、目前测量学发展状况及展望 测量室内外一体化：测量机器人 GPS（Global positioning system） RS（Remote sense） GIS (Geographic information system) 3S技术集成 数字地球(Digital Earth)
§1-1 测量学概述
一、测绘工作的任务及其应用 1、基本概念和研究内容 （1）测绘科学
研究如何确定地球的形状和大小及地面、地下和空间 各种物体的几何形态及其空间位置的科学，为人类了 解自然、认识自然和能动地改造自然服务。
（2）主要任务
精确地测定地面点的位置及地球的形状和大小； 将地球表面的形态及其他相关信息测绘成图； 将设计好的建筑物、构筑物在地面标定出来； 进行经济建设和国防建设所需要的测绘工作。
认识地球是人类探索自然的目标之一，也是测量 学的任务之一。 绝大多数测量工作在地球上进行，或将其作为参 考系。
一、地球的形状与大小 1、地球自然表面
最自然的面，包括海洋底部、高山高原在内的 固体地球表面，难以用一个简洁的数学表达式描述 出来，所以不适合于数学建模。
不规则曲面 平均半径6371km 珠峰8844.43m，马里亚纳海沟11022m
大地测量学(Geodesy)
研究和确定地球形状、大小、重力场、整体 与局部运动和地表面点的几何位置及其变化的 理论和技术的学科。
基本任务是建立国家大地控制网，测定地球 形状、大小和重力场，为地形测图和各种工程 测量提供基础起算数据；为空间科学、军事科 学及研究地壳变形、地震预报等提供重要资料。
面------旋转椭球面代替大地水准面，用旋
转椭球体描述地球，称参考椭球体。
P
x2 a2
by22
cz22
1
特征参量：
• 长半径： a=6371km
• 极地扁率fp • 赤道扁率fe
fp
ac a
fe
ab a
P
旋转椭球体（双轴椭球体）：假定赤道面
为圆形，即用a代替b，方程为：
x2 y2 z2 a2 a2 c2 1 长半径 a=6378137m 短半径 c=6356752m 扁率 f=(a-c)/c=1/298.257