測量學(xué)基礎(chǔ)知識

1、目錄認(rèn)識測量專業(yè)術(shù)語地面點位的確定控制測量測圖放樣測量相關(guān)儀器（水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、GPS）全站儀培訓(xùn)測量研究三維空間中各種物體的形狀、大小、位置、方向和其分布的學(xué)科。測量學(xué)的內(nèi)容包括測定和測設(shè)兩個部分。測定是指使用測量儀器和工具，通過測量和計算，得到一系列測量數(shù)據(jù)，或把地球表面的地形縮繪成地形圖。測設(shè)是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。測量的四個要素測量對象：主要指幾何量，包括長度、角度、表面粗糙度以及形位誤差等。由于幾何量的特點是種類繁多，形狀又各式各樣，因此對于他們的特性，被測參數(shù)的定義，以及標(biāo)準(zhǔn)等都必須加以研究和熟悉，以便進(jìn)行測量。 計量單

2、位：我國國務(wù)院于1977年5月27日頒發(fā)的中華人民共和國計量管理條例（試行）第三條規(guī)定中重申：“我國的基本計量制度是米制（即公制），逐步采用國際單位制。”1984年2月27日正式公布中華人民共和國法定計量單位，確定米制為我國的基本計量制度。在長度計量中單位為米（m），其他常用單位有毫米（mm）和微米（m）。在角度測量中以度、分、秒為單位。 測量方法：指在進(jìn)行測量時所用的按類敘述的一組操作邏輯次序。對幾何量的測量而言，則是根據(jù)被測參數(shù)的特點，如公差值、大小、輕重、材質(zhì)、數(shù)量等，并分析研究該參數(shù)與其他參數(shù)的關(guān)系，最后確定對該參數(shù)如何進(jìn)行測量的操作方法。 測量的準(zhǔn)確度：指測量結(jié)果與真值的一致程度。由

3、于任何測量過程總不可避免地會出現(xiàn)測量誤差，誤差大說明測量結(jié)果離真值遠(yuǎn)，準(zhǔn)確度低。因此，準(zhǔn)確度和誤差是兩個相對的概念。由于存在測量誤差，任何測量結(jié)果都是以一近似值來表示。專業(yè)術(shù)語1、54國家坐標(biāo)系： 采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，又稱北京坐標(biāo)系。2、80國家坐標(biāo)系： 采用國際地理聯(lián)合會（IGU）第十六屆大會推薦的橢球參數(shù)，大地坐標(biāo)原點在陜西省涇和縣永樂鎮(zhèn)的大地坐標(biāo)系，又稱西安坐標(biāo)系。專業(yè)術(shù)語3、測量標(biāo)志： 測量標(biāo)志是在陸地和海洋標(biāo)定測量控制點位置的標(biāo)石、覘標(biāo)以及其他標(biāo)記的總稱。標(biāo)石一般埋于地下，用于測量和標(biāo)定控制點地理坐標(biāo)、高程、重力、方位、長度（距離）等方面；覘標(biāo)是建在地面上或其他建筑物頂部的測量

4、專業(yè)標(biāo)架，作為觀測照準(zhǔn)目標(biāo)和供升高儀器位置之用。 根據(jù)用途和使用期限，測量標(biāo)志可分為永久性測量標(biāo)志和臨時性測量標(biāo)志。永久性測量標(biāo)志是指設(shè)有固定標(biāo)志物以供測繪單位長期使用的需永久保存的測量標(biāo)志。臨時性測量標(biāo)志指測繪單位在測量過程中設(shè)置和使用的，工作結(jié)束后不需要長期保存的標(biāo)志物和標(biāo)記。如：測站點木樁、活動覘標(biāo)、測旗、測桿、航空攝影測量地面標(biāo)志、繪在地面或建（構(gòu)）筑物上的標(biāo)記等。專業(yè)術(shù)語4、大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面是由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面。它是重力等位面，即物體沿該面運動時，重力不做功（如水在這個面上是不會流動的）。大地水準(zhǔn)面是描述地球形狀的一個重要物理參考面，也是海拔高程系統(tǒng)

5、的起算面。大地水準(zhǔn)面的確定是通過確定它與參考橢球面的間距大地水準(zhǔn)面差距（對于似大地水準(zhǔn)面而言，則稱為高程異常）來實現(xiàn)的。大地水準(zhǔn)面和海拔高程等參數(shù)和概念在客觀世界中無處不在，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要的作用。大地水準(zhǔn)面是大地測量基準(zhǔn)之一，確定大地水準(zhǔn)面是國家基礎(chǔ)測繪中的一項重要工程。它將幾何大地測量與物理大地測量科學(xué)地結(jié)合起來，使人們在確定空間幾何位置的同時，還能獲得海拔高度和地球引力場關(guān)系等重要信息。大地水準(zhǔn)面的形狀反映了地球內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)、密度和分布等信息，對海洋學(xué)、地震學(xué)、地球物理學(xué)、地質(zhì)勘探、石油勘探等相關(guān)地球科學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用具有重要作用。專業(yè)術(shù)語5、數(shù)字高程模型（Digital Ele

6、vation Model，縮寫DEM）是在某一投影平面（如高斯投影平面）上規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標(biāo)（X，Y）及高程（Z）的數(shù)據(jù)集。DEM的格網(wǎng)間隔應(yīng)與其高程精度相適配，并形成有規(guī)則的格網(wǎng)系列。根據(jù)不同的高程精度，可分為不同類型。為完整反映地表形態(tài)，還可增加離散高程點數(shù)據(jù)。 6、地籍測繪是對地塊權(quán)屬界線的界址點坐標(biāo)進(jìn)行精確測定，并把地塊及其附著物的位置、面積、權(quán)屬關(guān)系和利用狀況等要素準(zhǔn)確地繪制在圖紙上和記錄在專門的表冊中的測繪工作。地籍測量的成果包括數(shù)據(jù)集（控制點和界址點坐標(biāo)等）、地籍圖和地籍冊。 專業(yè)術(shù)語7、數(shù)字線劃地圖（Digital Line Graphic，縮寫DLG）是現(xiàn)有地形圖要素的矢量

7、數(shù)據(jù)集，保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息，全面地描述地表目標(biāo)。8、數(shù)字柵格地圖（Digital Raster Graphic，縮寫DRG）是現(xiàn)有紙質(zhì)地形圖經(jīng)計算機處理后得到的柵格數(shù)據(jù)文件。每一幅地形圖在掃描數(shù)字化后，經(jīng)幾何糾正，并進(jìn)行內(nèi)容更新和數(shù)據(jù)壓縮處理，彩色地形圖還應(yīng)經(jīng)色彩校正，使每幅圖像的色彩基本一致。數(shù)字柵格地圖在內(nèi)容上、幾何精度和色彩上與國家基本比例尺地形圖保持一致。 9、高程基準(zhǔn)是推算國家統(tǒng)一高程控制網(wǎng)中所有水準(zhǔn)高程的起算依據(jù)，它包括一個水準(zhǔn)基面和一個永久性水準(zhǔn)原點。 水準(zhǔn)基面，通常理論上采用大地水準(zhǔn)面，它是一個延伸到全球的靜止海水面，也是一個地球重力等位面，實際上確定水準(zhǔn)基

8、面則是取驗潮站長期觀測結(jié)果計算出來的平均海面。中國以青島港驗潮站的長期觀測資料推算出的黃海平均海面作為中國的水準(zhǔn)基面，即零高程面。中國水準(zhǔn)原點建立在青島驗潮站附近，并構(gòu)成原點網(wǎng)。用精密水準(zhǔn)測量測定水準(zhǔn)原點相對于黃海平均海面的高差，即水準(zhǔn)原點的高程，定為全國高程控制網(wǎng)的起算高程。 國家第二期一等水準(zhǔn)網(wǎng)高程起算點為水準(zhǔn)原點。高程系統(tǒng)為“1985國家高程系統(tǒng)”，共有292條線路、19931個水準(zhǔn)點，總長度為93341公里，形成了覆蓋全國的高程基礎(chǔ)控制網(wǎng)。專業(yè)術(shù)語10、工程測量指在工程建設(shè)勘測設(shè)計、施工和管理階段所進(jìn)行的各種測量工作。按工作順序和性質(zhì)分為：勘測設(shè)計階段的控制測量和地形測量；施工階段的施

9、工測量和設(shè)備安裝測量；管理階段的變形觀測和維修養(yǎng)護(hù)測量。按工程建設(shè)的對象分為：建筑、水利、鐵路、公路、橋梁、隧道、礦山、城市和國防等工程測量。11、國家基本比例尺地圖的系列和基本精度國家基本比例尺地圖的系列，是指按照國家規(guī)定的測圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范），編圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，圖式和比例尺系統(tǒng)測量和編制的若干特定規(guī)格的比例尺的地圖的系列。我國的國家基本比例尺地圖的系列包括：1500、11000、12000、15000、11萬、12.5萬、15萬、110、120萬、150萬、1100萬比例尺地圖。它們的基本精度包括測圖精度和編制精度。專業(yè)術(shù)語12、海洋大地測量是在海洋范圍內(nèi)建立大地控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作。內(nèi)容有

10、控制測量、水深測量、海洋重力測量、衛(wèi)星大地測量等。它與大地測量、地圖制圖、航海學(xué)、海洋學(xué)、潮汐學(xué)、水聲物理學(xué)、電子技術(shù)和遙感技術(shù)等有著密切的聯(lián)系。 13、航空測量指從空中由飛機等航空器拍攝地面像片。為使取得的航空像片能用于在專門的儀器上建立立體模型進(jìn)行量測，攝影時飛機應(yīng)按設(shè)計的航線往返平行飛行進(jìn)行拍攝，以取得具有一定重疊度的航空像片。按攝影機物鏡主光軸相對于地表的垂直度，可分為近似垂直航空攝影和傾斜航空攝影。近似垂直航空攝影主要用于攝影測量目的?？茖W(xué)考察和軍事偵察有時采用傾斜航空攝影。 專業(yè)術(shù)語14、基礎(chǔ)測繪：基礎(chǔ)測繪是指建立全國統(tǒng)一的測繪基準(zhǔn)和測繪系統(tǒng)，進(jìn)行基礎(chǔ)航空攝影，獲取基礎(chǔ)地理信息的遙

11、感資料，測制和更新國家基本比例尺地圖、影像圖和數(shù)字化產(chǎn)品，建立、更新基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。15、軍事測繪： 具有軍事內(nèi)容或者為軍隊作戰(zhàn)、訓(xùn)練、軍事工程、戰(zhàn)略準(zhǔn)備等而實施的測繪的總稱。專業(yè)術(shù)語16、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡稱GPS）是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。利用設(shè)置在地面或運動載體上的專用接收機，接收衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號實現(xiàn)導(dǎo)航定位。是根據(jù)美國國防部1973年12月批準(zhǔn)的國防導(dǎo)航衛(wèi)星計劃而建設(shè)的。由三部分組成，即空間的衛(wèi)星，地面控制系統(tǒng)，用戶的接收處理裝置?？臻g部分有21顆衛(wèi)星，其中18顆為工作衛(wèi)星，3顆為備份衛(wèi)星。18顆工作衛(wèi)星均勻分布

12、在二萬公里高的六個軌道平面上，每個軌道面三顆，運行周期為12小時。工作衛(wèi)星以L1=1575.42兆赫和L2=1227.6兆赫兩種頻率發(fā)送導(dǎo)航信號，導(dǎo)航信號采用偽隨機噪音編碼調(diào)制，L1用P碼和C/A碼調(diào)制；L2用P碼調(diào)制。C/A碼開放民用。地面控制系統(tǒng)由一個主控站、四個監(jiān)控站和三個注入站組成，任務(wù)是保證衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)的質(zhì)量。用戶的接收裝置由天線、接收機、計算機和數(shù)據(jù)處理軟件等組成。專業(yè)術(shù)語17、地球重力場是地球的一種物理屬性。表征地球內(nèi)部、表面或外部各點所受地球重力作用的空間。根據(jù)地球重力場的分布，可以研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地球形狀以及對航天器的影響。 18、重力基準(zhǔn)是指絕對重力值已知的重力點，作為相

13、對重力測量（兩點間重力差的重力測量）的起始點。 世界公認(rèn)的起始重力點稱為國際重力基準(zhǔn)。各國進(jìn)行重力測量時都盡量與國際重力基準(zhǔn)相聯(lián)系，以檢驗其重力測量的精度并保證測量成果的統(tǒng)一。國際通用的重力基準(zhǔn)有1909年波茨坦重力測量基準(zhǔn)和1971年的國際重力基準(zhǔn)網(wǎng)（IGSN71）。 中國于19561957年建立了全國范圍的第一個國家重力基準(zhǔn)，稱為1957年國家重力基本網(wǎng)，該網(wǎng)由21個基本點和82個一等點組成。1985年，中國重新建立了國家重力基準(zhǔn)。它由6個基準(zhǔn)重力點，46個基本重力點和5個因點組成，稱為1985年國家重力基本網(wǎng)。 國家1985重力基本網(wǎng)，由6個重力基準(zhǔn)點、46個重力基本點和5個引點組成。1

14、999年開始重建工作。專業(yè)術(shù)語19、專業(yè)測繪： 是指產(chǎn)業(yè)部門為保證本部門業(yè)務(wù)工作所進(jìn)行的具有專業(yè)內(nèi)容的測繪的總稱。專業(yè)測繪應(yīng)采用國家測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。20、大地基準(zhǔn)是建立國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)和推算國家大地控制網(wǎng)中各點大地坐標(biāo)的基本依據(jù)，它包括一組大地測量參數(shù)和一組起算數(shù)據(jù)，其中，大地測量參數(shù)主要包括作為建立大地坐標(biāo)系依據(jù)的地球橢球的四個常數(shù)，即地球橢球赤道半徑啊，地心引力常數(shù)GM，帶球諧系數(shù)J2（由此導(dǎo)出橢球扁率f）和地球自轉(zhuǎn)角度w，以及用以確定大地坐標(biāo)系統(tǒng)和大地控制網(wǎng)長度基準(zhǔn)的真空光速c；而一組起算數(shù)據(jù)是指國家大地控制網(wǎng)起算點（成為大地原點）的大地經(jīng)度、大地緯度、大地高程和至想鄰

15、點方向的大地方位角。 全國天文大地網(wǎng)共包括三角點、導(dǎo)線點48433個，拉普拉斯點458個，長度起始邊467條，由此組成全國范圍的參考框架，是國家各部門和全國各行業(yè)進(jìn)行測繪工作的基礎(chǔ)。地面點位的確定地球表面物體的空間位置組成：坐標(biāo)、高程。本初子午線、0經(jīng)線世界坐標(biāo)系、地方坐標(biāo)系圖根控制點控制測量在一定區(qū)域內(nèi)，為地形測圖和工程測量建立控制網(wǎng)所進(jìn)行的測量工作三角測量是建立平面控制網(wǎng)的基本方法之一。但三角網(wǎng)（鎖）要求每點與較多的鄰點相互通視，在隱蔽地區(qū)常需建造較高的覘標(biāo)。 導(dǎo)線測量導(dǎo)線測量布設(shè)簡單，每點僅需與前后兩點通視，選點方便，特別是在隱蔽地區(qū)和建筑物多而通視困難的城市，應(yīng)用起來方便靈活。隨著電磁

16、波測距儀的發(fā)展，導(dǎo)線測量的應(yīng)用日益廣泛。 三邊測量三邊測量要求丈量網(wǎng)中所有的邊長。應(yīng)用電磁波測距儀測定邊長后即可進(jìn)行解算。此法檢核條件少，推算方位角的精度較低。邊角測量與前后視方位角：點位與正北方向的順時針夾角。邊角測量：利用邊長和夾角推算坐標(biāo)和高程的方法。后視：由未知點設(shè)站對已知點進(jìn)行觀測前視：由已知點設(shè)站對未知點進(jìn)行觀測盤左：順時針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)盤右：逆時針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)測回：全站儀測角以盤左、盤右各讀一次（或幾次）數(shù)，稱為一測回測圖 將地物的坐標(biāo)通過測量制作地圖的過程。 首先進(jìn)行控制測量，布設(shè)導(dǎo)線或三角鎖，形成圖根控制。 利用布設(shè)好的導(dǎo)線及三角鎖布設(shè)支導(dǎo)線，進(jìn)行進(jìn)一步的控制。 有指導(dǎo)線引出地物控制點，獲取地物的基本位置。 將地物控制點連接描繪出地形圖。放樣 施工放樣（construction layout）把設(shè)計圖紙上工程建筑物的平面位置和高程，用一定的測量儀器和方法測設(shè)到實地上去的測量工作稱為施工放樣(也稱施工放線)。 測圖工作是利用控制點測定地面上地形特征點，縮繪到圖上。施工放樣則與此相反，是根據(jù)建筑物的設(shè)計尺寸，找出建筑物各部分特征點與控制點之間位置的幾何關(guān)系，算得距離、角度、高程等放樣數(shù)據(jù)，然后利用控制點，在實地上定出建筑物的特征點，據(jù)以施工。測量相關(guān)儀器光學(xué)經(jīng)緯儀數(shù)字經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀光學(xué)水準(zhǔn)儀數(shù)字水準(zhǔn)儀自動安平水準(zhǔn)儀GPSGNSS經(jīng)緯儀用來進(jìn)行角度測量的