刘伟堂刘伟堂控制测量学控制测量学12024/9/1环境与规划学院2课程介绍：课程介绍： 总课时量：总课时量：108108，理论课时量：，理论课时量：8181，实践课时，实践课时量：量：2727。 考核方式：考核方式：采取综合考核方法，百分制考核。采取综合考核方法，百分制考核。其中期末考试为闭卷笔试，卷面成绩占其中期末考试为闭卷笔试，卷面成绩占70%70%，平时，平时成绩占成绩占30%30%（课堂表现、作业占（课堂表现、作业占10%10%，平时考核、，平时考核、实验成绩占实验成绩占20%20%）。2024/9/1环境与规划学院2024/9/13水平控制网的技术设计2精密测角仪器和水平角观测3电磁波测距4高程控制测量5绪论1内容提要环境与规划学院2024/9/14高斯投影7控制测量概算8椭球面上的测量计算9测量控制网的平差计算与数据管理10椭球面上的测量计算6环境与规划学院2024/9/15 绪论 1环境与规划学院2024/9/16u测量误差的概念u误差的来源u误差的分类u偶然误差的特性能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除知识目标能力目标u测量误差的概念u误差的来源u误差的分类u偶然误差的特性能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除知识目标能力目标u测量误差的概念u误差的来源u误差的分类u偶然误差的特性能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除知识目标能力目标u测量误差的概念u误差的来源u误差的分类u偶然误差的特性能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除知识目标能力目标u测量误差的概念u误差的来源u误差的分类u偶然误差的特性能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除知识目标能力目标u测量误差的概念u误差的来源u误差的分类u偶然误差的特性能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除知识目标能力目标u掌握控制测量的基本任务、主要内容u掌握控制测量的基准线、基准面u了解控制测量新技术发展概况能够对每种测量误差采用一定的措施减弱或者消除能力目标u控制测量的基本任务、主要内容u掌握掌握控制测量的基准线、基准面知识目标重点难点环境与规划学院2024/9/1环境与规划学院7控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。 控制测量：在一定区域内，按测量任务所要求的精度，测定一系列地面标志点（控制点）的水平位置和高程位置，建立控制网，这种测量工作称为控制测量。 2024/9/1环境与规划学院8控控制制测测量量分分类类按工作按工作内容分内容分平面控制测量平面控制测量高程控制测量高程控制测量测定控制点平面位置测定控制点平面位置测定控制点高程位置测定控制点高程位置按用途按用途分分大地控制测量大地控制测量工程控制测量工程控制测量全国范围内全国范围内, ,按国家统一颁按国家统一颁布的法式、规范进行的控布的法式、规范进行的控制测量制测量为工程建设或地形图测绘，为工程建设或地形图测绘，在小区域内，在大地测量在小区域内，在大地测量控制网的基础上独立建立控制网的基础上独立建立控制网的控制测量控制网的控制测量2024/9/191.1控制测量学的基本任务和主要内容控制测量的基准线、基准面控制测量的现状及发展概况环境与规划学院控制测量学的基本任务控制测量学的基本任务1、在设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图 的测图控制网。2、在施工阶段建立施工控制网。3、在工程竣工后的运营阶段，建立以监视建 筑物变形为目的的变形观测专用控制网。2024/9/110环境与规划学院2024/9/1环境与规划学院112024/9/1环境与规划学院122024/9/1环境与规划学院13控制测量的作用控制测量的作用1、为测绘地形图，布设全国范围内及局域性的大地 测量控制网，为取得大地点的精确坐标，建立合 理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小 及重力场等参数。2、控制测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评 价与保护中发挥着特殊的作用。2024/9/1环境与规划学院14控制测量学的主要内容控制测量学的主要内容1、研究建立和维持工程和国家水平控制网和精密水 准网的原理和方法。2、研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使 用方法。3、研究地球表面测量成果向椭球面及平面的数学投 影变换及有关问题的测量计算。4、研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合 网的数学处理的理论和方法。2024/9/1环境与规划学院151.2控制测量学的基本任务和主要内容控制测量的基准线、基准面控制测量的现状及发展概况2024/9/1环境与规划学院16 地球的自然表面，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。海洋面积约占地表面的71%，陆地面积约占29%，是一个不规则曲面。2024/9/1环境与规划学院17 水准面：假设一个静止不动的海水面延伸并穿过陆地，包围整个地 球，形成的一个闭合曲面（曲面上重力相等）。 特点：有无穷多个、各个水准面之间既不能相切也不能相交。2024/9/1环境与规划学院18大地水准面：与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面。特点：不规则封闭曲面、重力等位面、无棱角、无褶皱。2024/9/1环境与规划学院19说明:一描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。大地水准面作为外业测量的基准面，而与其相垂直的铅垂线则是外业的基准线。对水准尺的黑面尺底刻划均为0，而红面尺，则一根尺底为4.687m，另一根尺底刻划为4.787m。这一数值用K表示，称为同一水准尺红、黑面常数差。2024/9/1环境与规划学院20全球大地水准面图 2024/9/1环境与规划学院21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。经过长期测量实践表明，大地体与一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球的形状十分近似，所以测绘工作便取大小与大地体很接近的旋转椭球作为地球的参考形状和大小。2024/9/1环境与规划学院22我国目前采用的旋转椭球体的参数值为：长半径 a = 6378140m短半径 b = 6356755m扁 率 a = (a b)/a = 1/298.2572024/9/1环境与规划学院23正常椭球：大地水准面的规则形状。目前，均采用水准椭球作为正常椭球。参考椭球：与局部大地水准面吻合的旋转椭球面。起起始始子子午午面面2024/9/1环境与规划学院24说明:一参考椭球面是测量内业计算的基准面，而与其相垂直的法线则是内业计算的基准线。对水准尺的黑面尺底刻划均为0，而红面尺，则一根尺底为4.687m，另一根尺底刻划为4.787m。这一数值用K表示，称为同一水准尺红、黑面常数差。2024/9/1环境与规划学院25我国的参考椭球我国的参考椭球1、1954北京坐标系 椭球参数：克拉索夫斯基椭球， 长半径 a = 6378245米，扁率 =1/298.3 定位：从前苏联远东控制网引入。2、1980西安坐标系 椭球参数：IAG1967椭球， 长半径 a = 6378137米，扁率 =1/298.257 定位：由我国的天文大地网数据。2024/9/1环境与规划学院26我国目前采用的是1975年“国际大地测量与地球物理联合会”推荐的椭球参数，称为“1980年国家大地坐标系”（简称80系），大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇。地面点沿法线到参考椭球面的距离大地高H地面点沿实际重力线到大地水准面的距离地面点沿正常重力线到似大地水准面的距离2024/9/127环境与规划学院2024/9/1环境与规划学院282024/9/1环境与规划学院291.3控制测量学的基本任务和主要内容控制测量的基准线、基准面控制测量的现状及发展概况2024/9/1环境与规划学院301、精密测角仪器的发展 50年代垂直度盘自动归零补偿器、光学对中器的改进。 60年代读数的数字化与自动化；2、测距仪的发展 普通光源激光测距仪 红外测距仪全站型电子速测仪2024/9/1环境与规划学院313、精密水准仪的发展平板玻璃测微器自动安平水准仪激光水准仪数字水准仪2024/9/1环境与规划学院324、计算机在测量上的应用用于控制测量的数据处理用于现代化数据采集测绘资料档案管理信息系统的 建立2024/9/1环境与规划学院335、三维激光扫描仪工作原理三维激光扫描仪向目标发射激光脉冲，依次扫描被测区域，快速获得地面景观的三维坐标和反射光强，利用软件进行三维建模，生成地面景观的三维图象和可量测点阵数据，并可方便地转化为多种输出格式的图形产品。2024/9/1环境与规划学院346 6、GPSGPS（Global Positioning System)Global Positioning System)系统系统N=?10个点控制整个北京市数万平方公里.2024/9/1环境与规划学院352024/9/1环境与规划学院367、惯性导航系统（INS系统）惯性导航则是利用惯性测量元件测量载体相对于惯性空间的运动参数，然后在给定的初始条件下推算出导航参数，引导载体到达目的地的技术。谢谢！谢谢！