《大地控制測量學》課程教學大綱

1、大地控制測量學課程教學大綱課程英文名稱：Geodesy and Control Surveying 課程編號：HZ190630課程類別：專業(yè)教育平臺（專業(yè)核心課程）課程性質：必修課學 分： 3.0學 時：48（其中：講課學時48： 實驗學時：0 上機學時:0）適用專業(yè)： 測繪工程開課部門： 環(huán)境與資源學院測繪與地理信息工程系先修課程：高等數(shù)學A1/A2、測繪工程制圖、測量學基礎等。后繼課程：測量程序設計、數(shù)字地形測量、全球導航定位系統(tǒng)原理與應用、工程測量學等。一、課程目標大地控制測量學是測繪工程專業(yè)必修的核心課程，對學生建立測繪學科的基本概念，了解大地測量數(shù)據采集技術和大地控制網的建立技術，掌

2、握大地測量學的基本理論、技術和方法，以及培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和靈活運用能力等方面具有重要的作用和意義。通過本課程的理論教學，使學生具備如下知識和能力：1掌握大地測量基本概念與基礎理論，理解大地測量學的基本原理與相關計算的方法，具備相關的數(shù)學計算的能力；2掌握大地測量基本技術與方法，具有精密角度測量、精密水準測量、精密距離測量的施測能力，掌握建立工程控制網必備理論知識與技術方法；3了解現(xiàn)代大地測量學科現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、具備綜合運用相關專業(yè)知識解決實際問題所需的專業(yè)素質、文化素質、與項目管理能力。二、課程目標與畢業(yè)要求的對應關系課程目標指標點畢業(yè)要求課程目標12.1能夠將數(shù)學、自然科學與工程科學的基本理

3、論運用到識別、分析復雜測繪工程存在的問題；2. 問題分析：能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理與方法，識別、表達、分析復雜測繪工程問題，并通過文獻研究尋求其解決方案，以獲得有效結論。課程目標24.1能夠利用測繪科學與技術對復雜測繪工程問題進行探索，提出研究方法和技術路線；4.研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜測繪工程實踐問題進行研究，通過實驗設計與實施，對結果進行分析、驗證、解釋，綜合多源信息得到合理有效的結論。課程目標311.1能夠理解測繪工程項目在工程中的地位，具有工程項目管理和經濟決策方法;11.項目管理：掌握測繪工程管理知識與決策方法，并將其在多學科環(huán)境中正確應用在測繪實

4、踐項目管理中。三、課程目標與教學內容和教學方法的對應關系單元教學內容教學方法課程目標授課（學時）訓練環(huán)節(jié)（學時）1緒論4課堂討論1、作業(yè)1、32坐標系統(tǒng)與時間系統(tǒng)8課堂討論213地球重力場及地球形狀的基本理論8課堂討論、作業(yè)14地球橢球及其數(shù)學投影變換的基本理論16作業(yè)1、25大地測量基本技術與方法10作業(yè)2、36深空大地測量2作業(yè)3四、課程的主要內容及基本要求第1單元 緒論（4學時，支撐課程目標1、3）知 識 點大地測量學的定義、任務、體系、作用和研究內容。大地測量學發(fā)展簡史及展望重 點大地測量學的的定義和分支、大地測量學的意義和作用。難 點大地測量學體系和內容?；疽?、識 記：大地測量

5、學的基本內容2、領 會：現(xiàn)代大地測量的特征第2單元 坐標系統(tǒng)與時間系統(tǒng)（8學時，支撐課程目標1）知 識 點地球的運轉、時間系統(tǒng)、坐標系統(tǒng)重 點地心坐標系；參心坐標系，坐標系間的換算難 點坐標系間的換算基本要求1、識 記： 天球、大地基準、參考框架、七參數(shù)轉換、地心坐標、參心坐標、橢球定位等基本名詞術語、概念。2、領 會：了解天球坐標系及地球坐標系的基本規(guī)定、不同目的及作用；地球坐標系的種類；各種坐標系的建立方法及坐標系間的換算。3、簡單應用：能利用一定的坐標換算數(shù)學模型及參數(shù)實現(xiàn)不同坐標系之間的換算。4、綜合應用：能根據坐標轉換數(shù)學模型及相應的轉換條件求解轉換參數(shù)，實現(xiàn)不同坐標系之間的轉換。第

6、3單元 地球重力場及地球形狀的基本理論（支撐課程目標1）知 識 點地球及其運動的基本概念、 地球重力場的基本原理、高程系統(tǒng)、關于測定垂線偏差和大地水準面差距的基本概念、關于確定地球形狀的基本概念重 點重力位、正常橢球、正常重力、重力異常、垂線偏差、高程異常、大地水準面差距、高程系統(tǒng)、水準測量高程改正項、水準測量理論閉合差。難 點正常重力、重力異常、高程異常、水準測量高程改正項、理論閉合差?；疽?、識 記：確定地球形狀的基本方法、測定垂線偏差的方法、在大地測量中用到的高程類型、正常重力公式、地球基本參數(shù)2、領 會：高出水準橢球面H米的正常重力計算公式、測定大地水準面差距的方法、水準測量理論閉

7、合差與水準面不平行性的關系。3、簡單應用：正常水準面不平行性及其改正數(shù)計算，正常高的兩項改正。4、綜合應用：理解國家高程系統(tǒng)的理論依據和特點；理解地球外部重力場理論與高程系統(tǒng)的關系。第4單元 地球橢球及其數(shù)學投影變換的基本理論（支撐課程目標1、2）知 識 點地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關系、橢球面上的常用坐標系及其相互關系、橢球面上的幾種曲率半徑、橢球面上的弧長計算、大地線、將地面觀測值歸算至橢球面、大地測量主題解算概述、地圖數(shù)學投影變換的基本概念、高斯平面直角坐標系、通用橫軸墨卡托投影和高斯投影族的概念、蘭勃脫投影概述重 點地球橢球的基本參數(shù)及其相互關系、橢球面上常用坐標系及其相互關系、地

8、面水平方向及邊長觀測值歸算、投影變形、高斯投影與高斯平面直角坐標系難 點橢球面上常用坐標系及其相互關系、大地線微分方程、投影變形、正形投影的一般條件、高斯投影正反算?；疽?、識 記：子午圈、卯酉圈、橢球偏心率、大地坐標系、空間坐標系、法截線、相對法截線、大地線、垂線偏差改正、標高差改正、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、高斯投影、高斯分帶投影、高斯坐標系、長度比、子午線收斂角、方向改化、距離改化等基本名詞術語、概念。 2、領 會： 地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關系；大地坐標系的定義；橢球面上的幾種曲率半徑及其關系；地面觀測值歸算至橢球

9、面的內容；正形投影一般條件的推導要點；利用高斯投影三大特性推導高斯投影坐標正、反算公式的基本思路；工程測量投影面與投影帶選擇。3、簡單應用：能利用橢球面上的常用坐標系及其相互關系實現(xiàn)坐標換算，能將地面觀測值歸算到橢球面上；能利用高斯投影坐標正、反算公式實現(xiàn)大地坐標與高斯平面坐標換算。4、綜合應用：能利用三差改正將地面觀測值歸算到橢球面上；能利用高斯投影坐標正、反算公式實現(xiàn)大地坐標與高斯平面坐標換算及高斯坐標鄰帶換算；掌握工程測量投影面和投影帶的選擇方法。第5單元 大地測量基本技術與方法（支撐課程目標2、3）知 識 點國家平面大地控制網建立的基本原理、國家高程控制網建立的基本原理、工程測量控制網

10、建立的基本原理、大地測量儀器、電磁波在大氣中的傳播、精密角度測量方法、精密的電磁波測距方法、精密水準測量方法重 點平面大地控制網建立的基本原理，高程控制網建立的基本原理，大地測量儀器及觀測方法，大地測量數(shù)據處理與成果匯總難 點大地網技術設計，大地網質量評價、精密測距、精密測角、精密水準測量的誤差來源及其特性?；疽?、識記：工程平面控制網的布設精度和密度，高程控制網的有關理論和方法；精密經緯儀、角度觀測方法；精密全站儀、精密距離測量；精密水 準儀、精密水準測量； 2、領會：國家控制網建立的方法，工程平面控制網和高程控制網的建立；觀測誤差；光電測距誤差和作業(yè)要求；精密水準測量觀測方法和外 業(yè)觀

11、測資料的檢查與處理； 3、簡單應用：精密經緯儀操作，方向觀測法、光電測距的成果換算，二等水準測量的實施。4、綜合應用：單一導線誤差理論，工程平面控制網布設，工程高程控制網布設。第6單元 深空大地測量簡介（支撐課程目標3）知 識 點深空探測概述關于地心引力常數(shù)和月心引力常數(shù)關于月球形狀中心和月球質量中心關于月球幾何形狀與月球地形測繪深空探測基本技術簡介行星測量簡介重 點月球幾何形狀和月球地形測量、深空探測技術簡介難 點月球幾何形狀和月球地形測量、深空探測技術簡介?；疽笞R記：月球地形測繪的方法、深空探測技術五、學時分配知識單元理論學時實驗學時第1單元緒論4第2單元 坐標系統(tǒng)與時間系統(tǒng)8第3單元

12、 地球重力場及地球形狀的基本理論8第4單元 地球橢球及其數(shù)學投影變換的基本理論16第5單元 大地測量基本技術與方法10第6單元 深空大地測量2合計48六、教學方法與手段教材內容較多，相當部分內容是大地測量的范疇，應用性較差。教學要側重在先進設備條件下，控制測量理論在控制面積較小的工程控制測量領域的應用問題。采用以講授為主，分析、提問、答辯相結合的多樣化教學方法。1、堅持理論聯(lián)系實際的教學方法，將生產中遇到的具體問題引入到課堂中，不斷提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅持傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代教學手段相結合，教學內容安排要突出重點和難點，盡可能邊演示邊講解，化繁為簡，努力提高學生的學習興趣。3

13、、注重啟發(fā)式教學、開展課堂討論等教學方法，引導學生積極思考問題、分析問題，拓展學生的思維。4、注重課后練習，大力培養(yǎng)學生動腦、動手、獨立解決問題的能力。七、考核要求、方式與成績評定考核要求：需覆蓋大綱中各知識單元全部教學內容，主要是教材中重要的基本原理和基本方法，亦會少量涉及到補充的內容或布置的參考資料內容?？己诵问剑嚎荚?考查成績評定：課程考核選擇百分制模式，期末考試、平時考查與實驗考核相結合。課程考核總評成績由四部分構成，具體計算為總評成績=期末考試成績60%+平時作業(yè)30%+課堂表現(xiàn)10%。期末考試范圍不超過大綱的內容，考試時間為100分鐘，成績定為百分制。表1 期末成績評定方案考查內容

14、比重評價環(huán)節(jié)評估課程目標對應畢業(yè)要求期末考試（100分）60%選擇題或填空題課程目標1、2、32.1、4.1問答題或計算題課程目標1、2、32.1、4.1、11.1平時成績（100分）30%課后作業(yè)課程目標1、22.1、4.110%課堂表現(xiàn)課程目標1、2、32.1、4.1、11.1作業(yè)會隨教學進度多次上交評分，每次評分在作業(yè)總成績中所占比重由授課教師根據作業(yè)量和難度確定，評分方法參考下表。表2平時成績評定標準環(huán)節(jié)評定項目內容分值總分值作業(yè)課程目標1、2方法運用不正確，未完成訓練。0-30分100分方法運用正確，未完成訓練、不能得到有效結論。30-65分獨立完成作業(yè)訓練題目，計算結果有錯誤，結論

15、基本合理。65-85分獨立完成作業(yè)訓練題目，計算結果正確，結論合理。85-100分課堂表現(xiàn)課程目標1、2、3課堂學習狀態(tài)比較差，缺席較多，不認真思考。0-60分100分課堂學習狀態(tài)情況一般。 60-70分能夠參加課堂討論或提問，并回答基本正確。70-80分能夠積極參與課堂討論或提問，并回答準確。80-100分八、選用教材、講義和主要參考書1、推薦教材：大地測量學基礎第二版，孔祥元 郭際明 劉宗泉編著，武漢大學出版社，2010年5月。控制測量學第三版，孔祥元 郭際明編著，武漢大學出版社，2007年5月。2、推薦參考教材：測量學（第3版），李玉寶等，西南交通大學出版社，2012年2月誤差理論與測量平差基礎武漢大學測繪學院測量平差學科組編著，武漢大學出版社，2003年控制測量學，劉紹堂主編，黃河水利出版社，2007年九、大綱說明本大綱根據【西南科技大學2019版（修訂）】中測繪工程專業(yè)培養(yǎng)方案制訂。在教學中注重聯(lián)系實踐，精選