《控制測量學(xué)》教學(xué)大綱

1、控制測量學(xué)課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Control Survey課程編號： 133991470課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分： 4學(xué) 時：64（其中：講課學(xué)時56： 實驗學(xué)時：8上機學(xué)時:0）適用專業(yè)： 測繪工程開課部門： 環(huán)資學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)本課程講授建立測量定位參照系，即通過控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計、設(shè)立測繪標(biāo)志、觀測、數(shù)據(jù)處理計算等環(huán)節(jié)，確定測量控制點之地理坐標(biāo)值的理論與方法，是測繪工程專業(yè)必修的專業(yè)課程。本課程教學(xué)目的，使學(xué)生掌握控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計方法、外業(yè)作業(yè)基本技能、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，能獨立完成工程控制網(wǎng)的設(shè)計、勘踏、選點、埋石等工作，并能熟練地操作儀器獲得合格的觀測成果；熟悉

2、常用的地理坐標(biāo)系統(tǒng)及其換算關(guān)系，掌握建立工程控制網(wǎng)必備理論知識與技術(shù)方法。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系1、先修課程：高等數(shù)學(xué)、測量學(xué)、測量平差基礎(chǔ)等。2、后繼課程：測量平差程序設(shè)計、GPS測量原理及應(yīng)用、工程測量學(xué)。三、課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學(xué)時部分第1單元 緒論（ 4學(xué)時）知 識 點（1）控制測量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容（2）地球重力場基本知識（3）控制測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線（4）控制測量的現(xiàn)狀與發(fā)展概況重 點控制測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線難 點地球重力場基本知識基本要求1、識 記：大地水準(zhǔn)面、地球橢球、大地水準(zhǔn)面差距、垂線偏差、重力場等基本名詞術(shù)語、概念。2、領(lǐng) 會：測量外業(yè)工作的基準(zhǔn)面、

3、基準(zhǔn)線大地水準(zhǔn)面，鉛垂線；測量計算的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線參考橢球面，法線。3、簡單應(yīng)用：建立控制測量的總體概念、明確控制測量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容。4、綜合應(yīng)用：認(rèn)識和理解控制測量外業(yè)工作與內(nèi)業(yè)成果處理的關(guān)系，基本了解控制測量學(xué)與普通測量學(xué)的區(qū)別及不同工作流程。第2單元 水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計（ 6學(xué)時）知 識 點（1）國家水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案（2）工程水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案（3）導(dǎo)線網(wǎng)的精度估算（4）工程水平控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的概念（5）工程測量平面控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計及設(shè)計書的編寫（6）平面控制網(wǎng)選點選標(biāo)埋石重 點工程水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則和方案、工程測量平面控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計及設(shè)計書的編寫難 點導(dǎo)線網(wǎng)

4、的精度估算、工程水平控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的概念基本要求1、識 記：控制網(wǎng)起算數(shù)據(jù)、推算元素及觀測元素；控制網(wǎng)質(zhì)量指標(biāo)等概念。2、領(lǐng) 會：國家及工程水平控制網(wǎng)的布設(shè)原則、布設(shè)方法；導(dǎo)線網(wǎng)精度估算的目的、方法；工程測量水平控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計內(nèi)容及流程。3、簡單應(yīng)用：了解國家水平控制網(wǎng)、工程水平控制網(wǎng)的區(qū)別；等邊直伸支導(dǎo)線、等邊直伸附合導(dǎo)線的精度估算公式與方法；掌握選點、建標(biāo)和埋石的基本方法。4、綜合應(yīng)用：掌握工程水平控制網(wǎng)技術(shù)設(shè)計書編制步驟。 第3單元 精密測角儀器和水平角觀測（10學(xué)時）知 識 點（1）精密測角儀器經(jīng)緯儀（2）經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差及垂直軸傾斜誤差（3）精密測角的誤差影響（4）

5、方向觀測法（5）分組方向觀測法（6）偏心觀測及歸心改正重 點經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差及垂直軸傾斜誤差精密測角的誤差影響難 點經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差及垂直軸傾斜誤差基本要求1、識 記：視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差、垂直軸傾斜誤差、水平折光等基本名詞術(shù)語、概念。 2、領(lǐng) 會：影響精密測角精度的各種因素；儀器誤差產(chǎn)生原因及削弱措施；精密測角原則、觀測程序及重測規(guī)定。3、簡單應(yīng)用：熟練掌握使用精密測角儀器T3、全站儀的方法。4、綜合應(yīng)用： 能熟練利用T3、全站儀等進行精密測角工作。第4單元 電磁波測距儀及其距離測量（6學(xué)時）知 識 點（1）電磁波測距基本原理（2）電磁波測距儀分類（

6、3）脈沖法測距基本原理及應(yīng)用（4）相位法測距儀基本原理及應(yīng)用（5）測距誤差來源及其影響（6）測距成果的歸算重 點測距誤差來源及其影響；測距成果的歸算難 點精密測距原理；測距成果的歸算基本要求1、識 記：電磁波測距、脈沖式測距、相位式測距、周期誤差、氣象改正、歸算改正等基本名詞術(shù)語、概念。 2、領(lǐng) 會：影響測距精度的各種因素；測距誤差來源。3、簡單應(yīng)用：熟練掌握全站儀測距的方法。4、綜合應(yīng)用：能熟練利用全站儀等進行精密測距工作。第5單元 高程控制測量（10學(xué)時）知 識 點（1）國家高程基準(zhǔn)（2）國家高程控制網(wǎng)建立的基本原理（3）城市和工程建設(shè)高程控制測量（4）精密水準(zhǔn)測量儀器水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺（5）

7、水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的檢驗（6）精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響（7）精密水準(zhǔn)測量的實施（8）跨河精密水準(zhǔn)測量（9）正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計算（10）水準(zhǔn)測量的概算（11）三角高程測量重 點精密水準(zhǔn)測量的主要誤差來源及影響；精密水準(zhǔn)測量的實施難 點正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計算；水準(zhǔn)測量概算基本要求1、識 記：水準(zhǔn)尺零點差、i角誤差、水準(zhǔn)面不平行性、精密水準(zhǔn)測量理論閉合差、正高高程系、正常高高程系、大地高、球氣差等基本名詞術(shù)語、概念。 2、領(lǐng) 會：精密水準(zhǔn)測量誤差來源及影響；精密水準(zhǔn)儀檢驗原理；精密水準(zhǔn)測量的一般規(guī)定；正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計算；三角高程測量原理及球氣差影響。3、簡單應(yīng)

8、用：熟練掌握精密水準(zhǔn)儀的使用及精密水準(zhǔn)測量方法、掌握三角高程測量方法。4、綜合應(yīng)用：能熟練利用精密水準(zhǔn)儀等進行高等級水準(zhǔn)測量工作。第6單元 橢球面上的測量計算（6學(xué)時）知 識 點（1）地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關(guān)系（2）橢球面上的常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系（3）橢球面上的幾種曲率半徑（4）橢球面上的弧長計算（5）大地線（6）將地面觀測值歸算至橢球面（7）大地測量主題解算概述重 點地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關(guān)系；橢球面上的常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系；將地面觀測值歸算至橢球面難 點橢球面上的幾種曲率半徑；大地線；大地測量主題解算概述基本要求1、識 記：子午圈、卯酉圈、橢球偏心率、大地坐標(biāo)系、空間坐

9、標(biāo)系、法截線、相對法截線、大地線、垂線偏差改正、標(biāo)高差改正、截面差改正、起始方位角的歸算、勒讓德爾定理、大地元素、大地主題解算、大地主題正算、反算等基本名詞術(shù)語、概念。 2、領(lǐng) 會： 地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關(guān)系；大地坐標(biāo)系的定義；橢球面上的幾種曲率半徑及其關(guān)系；地面觀測值歸算至橢球面的內(nèi)容。3、簡單應(yīng)用：能利用橢球面上的常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系實現(xiàn)坐標(biāo)換算，能將地面觀測值歸算到橢球面上。4、綜合應(yīng)用：能利用三差改正將地面觀測值歸算到橢球面上。第7單元 橢球面元素歸算至高斯平面高斯投影（8學(xué)時）知 識 點（1）地圖數(shù)學(xué)投影變換的基本概念（2）高斯投影概述（3）正形投影的一般條件（4）高斯投

10、影坐標(biāo)正反算公式（5）高斯投影坐標(biāo)計算的實用公式及算例（6）平面子午線收斂角公式（7）方向及距離改化公式（8）高斯投影的鄰帶坐標(biāo)換算（9）工程測量投影面與投影帶選擇的概念重 點高斯投影坐標(biāo)正反算公式；高斯投影的鄰帶坐標(biāo)換算；工程測量投影面與投影帶選擇的概念難 點高斯投影坐標(biāo)正反算公式；高斯投影的鄰帶坐標(biāo)換算；方向及距離改化公式基本要求1、識 記：高斯投影、高斯分帶投影、高斯坐標(biāo)系、長度比、子午線收斂角、方向改化、距離改化等基本名詞術(shù)語、概念。 2、領(lǐng) 會：正形投影一般條件的推導(dǎo)要點；利用高斯投影三大特性推導(dǎo)高斯投影坐標(biāo)正、反算公式的基本思路；工程測量投影面與投影帶選擇原則、進而理解工程測量中幾

11、種可能采用的直角坐標(biāo)系。3、簡單應(yīng)用：能利用高斯投影坐標(biāo)正、反算公式實現(xiàn)大地坐標(biāo)與高斯平面坐標(biāo)坐標(biāo)換算。4、綜合應(yīng)用：能利用高斯投影坐標(biāo)正、反算公式實現(xiàn)大地坐標(biāo)與高斯平面坐標(biāo)坐標(biāo)換算及高斯坐標(biāo)鄰帶換算；掌握工程測量投影面和投影帶的選擇方法。第8單元 控制測量概算（2學(xué)時）知 識 點（1）概算的準(zhǔn)備工作（2）觀測成果化算至標(biāo)石中心的計算（3）觀測值化算至橢球面上的計算（5）橢球面上的觀測值化算至高斯平面上的計算（6）觀測質(zhì)量的檢查（7）資用坐標(biāo)的計算重 點概算的準(zhǔn)備工作；外業(yè)成果資料的檢查收驗，繪制控制網(wǎng)略圖和編制已知數(shù)據(jù)表的注意事項難 點觀測質(zhì)量的檢查基本要求1、識 記： 控制概算的基本流程。

12、2、領(lǐng) 會：掌握外業(yè)成果的整理與圖表的繪制的方法；掌握近似水平邊長和近似平面坐標(biāo)的計算；掌握水平方向值、地面斜邊觀測值歸算至高斯平面；掌握控制網(wǎng)質(zhì)量檢驗內(nèi)容及方法。3、簡單應(yīng)用：能正確整理導(dǎo)線控制網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)成果及控制網(wǎng)略圖繪制。4、綜合應(yīng)用：能正確整理導(dǎo)線控制網(wǎng)外業(yè)數(shù)據(jù)成果及控制網(wǎng)略圖繪制、各項閉合差計算、限差檢驗及近似坐標(biāo)計算，為控制網(wǎng)平差計算準(zhǔn)備起算數(shù)據(jù)及觀測元素。第9單元 常用大地測量坐標(biāo)系及其變換（4學(xué)時）知 識 點（1）地球的運轉(zhuǎn)（2）參考系的定義和類型（3）地心坐標(biāo)系（4）參心坐標(biāo)系（5）坐標(biāo)系間的換算 重 點地心坐標(biāo)系；參心坐標(biāo)系，坐標(biāo)系間的換算難 點坐標(biāo)系間的換算基本要求1、識

13、 記： 天球、大地基準(zhǔn)、參考框架、七參數(shù)轉(zhuǎn)換、地心坐標(biāo)、參心坐標(biāo)、橢球定位等基本名詞術(shù)語、概念。2、領(lǐng) 會：了解天球坐標(biāo)系及地球坐標(biāo)系的基本規(guī)定、不同目的及作用；地球坐標(biāo)系的種類；各種坐標(biāo)系的建立方法及坐標(biāo)系間的換算。3、簡單應(yīng)用：能利用一定的坐標(biāo)換算數(shù)學(xué)模型及參數(shù)實現(xiàn)不同坐標(biāo)系之間的換算。4、綜合應(yīng)用：能根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，實現(xiàn)不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。 學(xué)時分配 知識單元理論學(xué)時一、緒論4二、水平控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計6三、精密測角儀器及水平角觀測10四、電磁波測距6五、高程控制網(wǎng)10六、橢球面上的測量計算6七、高斯投影8八、控制測量概算2九、關(guān)于橢球定位和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換4

14、合計56（二）實驗學(xué)時部分實驗教學(xué)環(huán)節(jié)作用及目的培養(yǎng)學(xué)生實際操作動手能力及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的專業(yè)精神，促進和深化理論知識的理解。實驗教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生能力標(biāo)準(zhǔn) 掌握精密測量儀器進行角度、長度、高差測量及觀測成果的計算、檢驗的的方法。1、必開實驗序號實驗項目實驗內(nèi)容學(xué)時實驗類型(演示、驗證、綜合、設(shè)計研究)組數(shù)每組學(xué)生人數(shù)1T3經(jīng)緯儀的使用及方向法測角儀器操作水平角觀測4綜合46S1水準(zhǔn)儀使用與精密水準(zhǔn)測量精密水準(zhǔn)儀操作2等水準(zhǔn)測量4綜合62、主要儀器設(shè)備：T3光學(xué)經(jīng)緯儀、電子水準(zhǔn)儀、S1水準(zhǔn)儀、全站儀等四、教學(xué)方法與手段教材內(nèi)容較多，相當(dāng)部分內(nèi)容是大地測量的范疇，應(yīng)用性較差。教學(xué)要側(cè)重在先進設(shè)

15、備條件下，控制測量理論在控制面積較小的工程控制測量領(lǐng)域的應(yīng)用問題。采用以講授為主，分析、提問、答辯相結(jié)合的多樣化教學(xué)方法。1、堅持理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，將生產(chǎn)中遇到的具體問題引入到課堂中，不斷提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅持傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點和難點，盡可能邊演示邊講解，化繁為簡，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3、注重啟發(fā)式教學(xué)、開展課堂討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題、分析問題，拓展學(xué)生的思維。4、注重課后練習(xí)，大力培養(yǎng)學(xué)生動腦、動手、獨立解決問題的能力。五、考核要求、方式與成績評定考核要求：考試內(nèi)容為教材中各章節(jié)的基本原理和基本方法 考核形式

16、：考試與考查相結(jié)合成績評定：期末成績的評定包括課間實驗、課后作業(yè)、平時上課提問以及課程內(nèi)容報告五個部分。各項考查內(nèi)容所占比重如表1。表1 期末成績評定方案序號考查內(nèi)容比重考查目的1期末考試50%考查控制測量學(xué)基本理論與基本知識點的掌握2實驗操作10%考查精密測量儀器操作的規(guī)范化，正確觀測、讀數(shù)與計算的技能3課后作業(yè)20%考查對基本概念的理解，基本理論的掌握，控制測量日常計算的熟練程度4課間表現(xiàn)10%基本概念的掌握，重要知識點的熟記55分鐘報告10%考查對控制測量某個專題的講述與分析能力六、選用教材、講義和主要參考書1.控制測量學(xué)，孔祥元編著，武漢大學(xué)出版社，2006年11月。2.測量學(xué)（第3版），李玉寶等，西南交通大學(xué)出版社，2012年2月3.誤差理論與測量平差基礎(chǔ)武漢大學(xué)測繪學(xué)院測量平差學(xué)科組編著，武漢大學(xué)出版社，2003年4. 控制測量學(xué)，劉紹堂主編，黃河水利出版社，2007年七、大綱說明控制測量學(xué)是測繪工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，在教學(xué)中提倡特色教學(xué)，應(yīng)精選內(nèi)容，對理論性較強的課程內(nèi)容，以課堂講授為主；對敘述性較強的課程內(nèi)容