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1、控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学 授授授授课课课课人：人：人：人：钱钱钱钱如友如友如友如友 授授授授课对课对课对课对象：象：象：象：测绘测绘测绘测绘1 12 2级级级级限制限制测测量学量学控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学课课程介程介绍绍（教材、（教材、学学时时、课课程性程性质质）限制限制测测量学量学控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学讲课内容（共讲课内容（共2424次课，次课，4848学时）学时）绪论、精密角度测量、电磁波测距（绪论、精密角度测量、电磁波测距（3 3次次,第一、四、五章）第一、四、五章）地球椭球面上的测量计算（地球椭球面上的测量计算（7 7次，其次章）次，其
2、次章）高斯投影及常用坐标系（高斯投影及常用坐标系（6 6次，第三章）次，第三章）平面限制测量（平面限制测量（2 2次，第六章）次，第六章）高程限制测量（高程限制测量（5 5次，第七章）次，第七章）复习课（复习课（1 1次）次）这学期的这学期的17-1817-18周支配了限制测量的集中实习。周支配了限制测量的集中实习。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学对对大家的要求！大家的要求！勤于思，勤于勤于思，勤于习习，勤于，勤于问问全身心地投入，真正成全身心地投入，真正成为为学学习习的主体的主体课课前前预习预习，课课后通后通读读教材，当天教材，当天课课程当天消化程当天消化课间课间提提问问都是从最都是
3、从最终终面一排起先，包含在平常成果面一排起先，包含在平常成果里面。里面。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学几个思索几个思索问题问题？n测测量外量外业业的基准面与基准的基准面与基准线线是什么？是什么？测测量内量内业计业计算的基准面与基准算的基准面与基准线线是什么？是什么？n我我们们通常以什么通常以什么样样的形式来表示空的形式来表示空间间点的位点的位置？置？测测量的坐量的坐标标系有哪些？我国目前所接受系有哪些？我国目前所接受的坐的坐标标系系统统有哪些？各坐有哪些？各坐标标系系统统如何如何进进行行转转换换？n我我们们所所测测的高程属于哪一高程系的高程属于哪一高程系统统？高程系？高程系统统有哪些
4、？有哪些？n如何在大范如何在大范围围内内进进行精密行精密测测量？量？控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学第一第一讲讲 绪论绪论1.1 限制限制测测量学的任量学的任务务和基本内容和基本内容(驾驭驾驭）1.2 限制限制测测量的特点量的特点(选选学）学）1.3 限制限制测测量的基本方法量的基本方法(驾驭驾驭）1.4 限制限制测测量的量的发发展与展望展与展望(了解）了解）控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学1.1限制限制测测量学的任量学的任务务和基本内容和基本内容限制限制测测量的概念：在确定区域内，按量的概念：在确定区域内，按测测量任量任务务所要求的精度，所要求的精度，测测定一系列地面定一系列
5、地面标记标记点点（限制点）的水平位置和高程位置，建立限（限制点）的水平位置和高程位置，建立限制网，作制网，作为为地形地形测测量和工程量和工程测测量的依据，量的依据，这这种种测测量工作称量工作称为为限制限制测测量。量。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学限制限制测测量学的任量学的任务务确定点的位置确定点的位置位置怎么描述？位置怎么描述？控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学限制限制测测量学的任量学的任务务位置怎么描述？位置怎么描述？用文字用文字用用图图形（示意形（示意图图、地、地图图）用数字（坐用数字（坐标标）坐坐标标系怎么确定？系怎么确定？原点放在哪里原点放在哪里坐坐标轴标轴怎么定向怎么
6、定向 控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学限制限制测测量学的任量学的任务务必定涉及怎么相必定涉及怎么相识识我我们们的地球的地球这这一一问题问题地球形地球形态态、大小、大小重力重力场场 控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学1.1限制限制测测量学的任量学的任务务和基本内容和基本内容限限制制测测量量分分类类按工作按工作内容分内容分平面限制平面限制测测量量高程限制高程限制测测量量测测定限制点平面位置定限制点平面位置测测定限制点高程位置定限制点高程位置按用途按用途分分大地限制大地限制测测量量工程限制工程限制测测量量全国范全国范围围内内,按国家按国家统统一一颁颁布的法式、布的法式、规规范范进进行的
7、限行的限制制测测量量为为工程建工程建设设或地形或地形图测绘图测绘，在小区域内，在大地在小区域内，在大地测测量量限制网的基限制网的基础础上独立建立上独立建立限制网的限制限制网的限制测测量量控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学限制限制测测量的任量的任务务 1在在设计阶设计阶段建立用于段建立用于测绘测绘大比例尺地形大比例尺地形图图 的的测图测图限制网。限制网。2在施工在施工阶阶段建立施工限制网。段建立施工限制网。3在工程竣工后的运在工程竣工后的运营阶营阶段，建立以段，建立以监视监视建建 筑物筑物变变形形为为目的的目的的变变形形观测专观测专用限制网。用限制网。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量
8、学限制限制测测量学量学控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学限制网的限制网的设计阶设计阶段：可行性段：可行性论证论证，确，确定网的等定网的等级级、性、性质质、网型，估、网型，估计计网网的技的技术术和和经济经济指指标标，编编写技写技术设计术设计。施施测阶测阶段：依据技段：依据技术设计进术设计进行行选选点、点、造造标标、埋石、埋石、观测观测、数据、数据处处理等。理等。运用运用阶阶段：主要是段：主要是对对限制点的成果限制点的成果进进行有效管理，行有效管理，还还包括包括对对限制网点的限制网点的保管、保管、维护维护和和补测
9、补测。限制限制测测量学的基本内容量学的基本内容 控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学1.2 限制限制测测量的特点量的特点 限限制制测测量量与与大大地地测测量量关关系系极极为为亲亲密密，一一般般来来讲讲，限限制制测测量量是是依依附附于于大大地地测测量量的的，从从布布网网原原理理、技技术术要要求求、观观测测方方法法，到到数数据据处处理理的的基基本本思思想想都都大大体体一一样样。大大地地测测量量具具有有全全局局性性、基基础础性性的的特特点点；而而限限制制测测量量相相对对于于大大地地测测量量来来说说，具具有有局局部部性性和和对对于于某某项项（些）工程的服（些）工程的服务针对务针对性性较较强强的特点
10、。的特点。除除较较小小面面积积（25平平方方公公里里）的的限限制制测测量量外外，限限制制测测量量和和大大地地测测量量，在在建建立立水水平平限限制制网网中中，都都必必需考需考虑虑地球曲率的影响。地球曲率的影响。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学1.3 限制限制测测量的基本方法量的基本方法 1、水平限制网的布、水平限制网的布设设方法方法 导线测导线测量法量法 三角三角测测量法量法 天文定位天文定位测测量法量法 GPS定位定位测测量量控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学导线测导线测量法量法 基本概念基本概念在地面上按要求在地面上按要求选选定一系列点，相定一系列点，相邻邻点点间间相互通相互通
11、视视，并，并连连成一条折成一条折线线称称为导线为导线；若将若干条；若将若干条导线导线犬牙交犬牙交织织构成网状，构成网状，则则称称导线导线网；网点称网；网点称为导线为导线点。点。导线导线中至少中至少须须要一个已知要一个已知点和一个起始方位角，通点和一个起始方位角，通过观测过观测相相邻邻点点间间的的边长边长和各点的和各点的转转折角，再将折角，再将这这些地面些地面观测观测成果最成果最终归终归算到高斯平面上，算到高斯平面上，最最终终推算出各点的坐推算出各点的坐标标。优优点：点：除除节节点外，每个点只需前后两个相点外，每个点只需前后两个相邻邻点通点通视视，布，布设设比比较较敏捷，敏捷，简洁简洁越越过过地
12、形或地物障碍；地形或地物障碍；各各导线边长导线边长干干脆脆测测定，精度高而匀整，定，精度高而匀整，纵纵向向误误差小。差小。缺点：限制面缺点：限制面积积狭窄，几何条件少，狭窄，几何条件少，导线导线横向横向误误差大。差大。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学 导线测导线测量法量法 原理原理P0P2P3P1（X1，Y1）123D12D23T10 xo控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学三角三角测测量法量法 基本概念基本概念地面上按确定要求地面上按确定要求选选定一系列点，使它定一系列点，使它们们与四周相与四周相邻邻的点的点相互通相互通视视并按三角形的形式并按三角形的形式联结联结起来，如此构成的
13、网称起来，如此构成的网称为为三角网，网点称三角网，网点称为为三角点。三角网中至少三角点。三角网中至少须须要四个已知元要四个已知元素，通素，通过观测过观测各三角形的内角，才能推算各点的坐各三角形的内角，才能推算各点的坐标标。优优点：布点：布设设的的图图形程网型，限制面形程网型，限制面积积大；大；测测角精度高，几角精度高，几何条件数多，相何条件数多，相邻邻点相点相对对点点误误差差较较小。小。缺点：缺点：除起始除起始边边和起始方位角外，其余各和起始方位角外，其余各边边及方位角都及方位角都是用水平角推算出来的，由于是用水平角推算出来的，由于测测角角误误差的差的传传播，各播，各边长边长及及其方位角的精度
14、不匀整，并距离起始其方位角的精度不匀整，并距离起始边边和起始方位角越和起始方位角越远远，精度越低。精度越低。三角网布三角网布设难设难度大，效率也低。度大，效率也低。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学 三角三角测测量法量法 原理原理P3P1（X1，Y1）T12xyoP2（X2，Y2）A1B1C1D12控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学天文定位天文定位测测量的方法是在地面量的方法是在地面测测站上，用天文站上，用天文测测量量仪仪器器观观测测天体的瞬天体的瞬间间位置，并位置，并记录记录相相应应的的时时刻，然后依据确定的刻，然后依据确定的公式，算出公式，算出测测站点的天文站点的天文经经度，天
15、文度，天文纬纬度以及度以及测测站点至某站点至某一照准点方向的天文方位角，一照准点方向的天文方位角，测测定了天文定了天文经经度、天文度、天文纬纬度度的地面点，称的地面点，称为为天文点；天文点；测测定了天文定了天文经经、纬纬度和至某一照度和至某一照准点方向的天文方位角的大地点，称准点方向的天文方位角的大地点，称为为拉普拉斯点。拉普拉斯点。优优点：各点独立点：各点独立测测定，受地形条件影响小。定，受地形条件影响小。缺点：缺点：测测定点的精度不高。定点的精度不高。一般在夜一般在夜间测间测量，工作量，工作难难度大，不便利。度大，不便利。具体具体应应用：确定大地原点的起始数据、限制水平角用：确定大地原点的
16、起始数据、限制水平角观测误观测误差的差的积积累。累。天文定位天文定位测测量法量法控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学大地原点大地原点控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学现现代大地代大地测测量方法有量方法有卫卫星大地星大地测测量、甚量、甚长长基基线线干涉干涉测测量和量和惯惯性性测测量，其中用量，其中用卫卫星定位星定位测测量建立限制网、以量建立限制网、以测测定地面定地面测测站点位置的方法站点位置的方法应应用最用最为为广泛。在建立或加广泛。在建立或加强强国家水平国家水平限制网中，它可取代常限制网中，它可取代常规规的大地的大地测测量方法。同量方法。同时时也也标记标记着着大地大地测测量或限制量或
17、限制测测量已量已进进入了一个全新的入了一个全新的时时代。代。GPS定位定位测测量量控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学2、建立高程限制网的方法、建立高程限制网的方法 几何水准几何水准测测量方法量方法 三角高程三角高程测测量方法量方法 GPS高程高程测测量方法量方法控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学 垂垂线线偏差和大地水准面差距偏差和大地水准面差距 大地水准面的大地水准面的铅铅垂垂线线与与椭椭球面的法球面的法线线必定不必定不重合（重合（见见后后图图）,两者之两者之间间的的夹夹角角u称称为为垂垂线线偏差。偏差。u在子午在子午线线和卯酉和卯酉线线上的投影重量通上的投影重量通常分常分别别以以
18、 和和 表示。大地水准面与表示。大地水准面与椭椭球面在球面在某一点上的高差称某一点上的高差称为为大地水准面差距，用大地水准面差距，用N表示。表示。控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学 垂垂线线偏差和大地水准面差距偏差和大地水准面差距控制控制控制控制测测测测量学量学量学量学1.4 限制限制测测量量发发展与展望展与展望卫卫星定位技星定位技术术已被广泛用于各种已被广泛用于各种类类型工程限制网。型工程限制网。特殊是随着大地水准面精化的深化开展，限制网从特殊是随着大地水准面精化的深化开展，限制网从二二维发维发展到三展到三维维，彻彻底底变变更了更了传统传统工程限制网的缺工程限制网的缺陷。陷。我国新一代地心坐我国新一代地心坐标标系系统统的建立和的建立和维护维护。我国。我国2000 国家大地坐国家大地坐标标系系(CGCS2000)已已经经启用。启用。