测量学概念
1.测量学的概念
测量学是研究地面上点与点之间相对位置关系的科学(包括地面、地下、空间）。
测量学利用测量仪器和工具，用测量的方法和手段，来确定点与点之间的相对关系，主要是指地点之间的角度与距离关系。而在多个点之间，它们又构成线和面的关系。
通过计算,地面点的位置可用坐标和高程数据来表示，根据工程需要，也用图来表示，如地形图、断面图，等。
2.测量学的作用
测量工作主要为国民经济建设服务为国民经济建设提供各类地形图，以及所需的地面现状度量据，供工、农业生产、城市建设、国防建设及各类工程建设的规划、设计、管理等使用;同时也为各工程建设的实施提供现场的精确定位。
此外，在国防、公安、地震与灾情监测等领域，测量工作的配合起着越来越重要的作用。
3.测量学的学科分类
大地测量学
研究全球或广大地区的大范围的定位测量，考虑地球曲率、重力。分常规大地测量和卫星大地测量。
地形测量学
研究各种比例尺的地形图、地籍图测。主要研究小地区大比例尺地形图的测绘。
摄影测量学
对地面进行航空摄影或遥感，利用地面的影像和光谱资料绘制地形图。
工程测量学
研究为各类工程的设计、施工、运行等各阶段所需进行的测量工作与方法。制图学研究地图、地形图编绘。
测量学基本任务
1.测定（地面一图纸）
测定地面现状的位置。测定的成果:
(1).数据
坐标(球面坐标、平面坐标)、高程、角度、距离、地面直线的方位角、坡度、面积、等。*
(2).图
地形图、平面图、地籍图、断面图、沉降图，工程图，等。
⒉.测设(图纸一地面)
—将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程,放样于实地,作为施工的依据。也叫施工放样。
测设的成果:
体现设计的平面位置和高程的现场标志。
测量学的特点
测量学的特点和要求
一.特点
实践性强,责任性要求高,必须遵照测量的规范和规则。
内容多:测量学基本原理、误差理论、仪器使用、作业方法、基本计算，等。
二.学习要求:
1.学会和掌握测量的基本作业方法:
角度测量、距离测量、高程测量
(仪器的基本操作、作业程序、记录、成果整理)
2.掌握测量仪器的检验和校正方法
(测量仪器的轴线关系、检验和校正的作业方法)
3.学会控制测量、地形测量、施工放样的基本作业方法
(外业测量、内业计算与绘图)
4.建立测量误差的基本概念
(掌握测量误差的基本理论和测量误差的计算)
5.其他要求
●野外作业:严格按照规定的作业和操作程序。
●记录:字迹清晰、端正，不得任意涂改
(按规定方式改数）。
●计算:按平差规则、作计算检核、保证计算精度
(小数取位)。
●正负号:在以下数据前，加“+、-”号:高差、竖
直角、指标差、坐标增量、所有的闭合差、改正数。
测量学的基准面
测量工作使用的两个基准面：
大地水准面
与平均海水面相吻合的水准面
作为建立高程系统的基准面，其高程为零
名词：大地体、水准面、重力等位面（处处与重力方向垂直的连续曲面，表面不光滑）
旋转椭球面
——可用数学式表示的光滑曲面，代替大地体，且非常接近于大地体，旋转椭球体面作为建立坐标系统的基准面
以地球自转轴为短轴PP1的椭圆PEP1Q绕PP1旋转而成的椭球体
我国1980年大地测量坐标系采用：
a=6378140m
b=6356755m
扁率 f=1/298.257
目前已知： a=6378137m
b=6356752m
扁率 f=1/298.257
地面点位的确定
地面点的坐标
三个数据表示一个空间点位：
平面坐标X、Y（或球面坐标经度、纬度），由坐标系统表示
高程H，由高程系统表示
三种表示方法：
1.天文坐标
2.大地坐标
3.高斯平面直角坐标
采用高斯投影的方法，将旋转椭球体面投影到平面上表示
（1）测量平面直角坐标系及点的坐标：
测量平面直角坐标系如右图，所有平面三角学公式都同样能在测量坐标系计算中应用
（2）.高斯平面直角坐标系的建立
——高斯投影方法：将椭球面投影到平面上
在椭球面伤划分投影带->逐带投影到圆柱面上->展开圆柱面成平面直角坐标系
特点：采用正形投影（即保角变换、保角映射）
使投影带的中央子午线与圆柱体相切，投影时其长度不变，展开后 为X轴，向北为正；赤道与中央子午线正交，展开后为Y轴向东为正
（3）.高斯平面直角坐标系的表示
为使用方便，将X轴向西移500km
（a）将以中央子午线为x轴的横坐标加上500000米；纵坐标不变
（b）为区分各坐标带，再在各点横坐标之前加上坐标带的带号
地面点的高程
地面点的高程
绝对高程——地面点沿铅垂线到大地水准面的距离
相对高程——假定高程（多用于建筑施工）
高程系统与高程基准
我国国家高程系统：黄海高程系
我国国家高程基准：1985年国家高程基准
我国取青岛附近黄海平均海水面为大地水准面;人为而定，相对稳定(我国1956年取前6年的平均潮位作为大地水准面;1985年取1953年~1979年共26年观测的平均潮位作为大地水准面);
水准原点建在青岛市内，作为我国的国家高程基准。1956年高程基准的高程为72.289米，1985年高程基准的高程为72.260米。
上海地区高程系统：吴淞高程系
测量的程序与原则
测量工作的基本原则
布局上：由整体到局部
精度上：由高级到低级
次序上：先控制后细部
所有测量工作都必须遵循以上原则，也是测量的工作程序
测量工作的程序
确定地面点位的三个基本要素
水平距离 S
水平夹角 β
高差 h
1.地面点投影到水平面上以后的关系
2.地面点之间的高差关系
不管地面点之间相隔多远，它们在高程上的关系就是高差h。
高差h用于确定(计算)地面点的高程H。如果A点高程Ha已知，只要测定B点与A点的高差hab，就可以计算出B点高程Hb :
水准面曲率对观测量的影响
在小测区内，用水平面代替水准面，讨论由此对距离、角度、高差的影响
据此确定可用水平面代替水准面的最大范围
简化计算，对精度无影响
1.水准面曲率对水平距离的影响
2.水准面曲率对水平角度的影响
由结论1、2可知，在半径小于10km的范围内进行一般工程的平面测量与计算，不必考虑地球曲率改正
3.水准面曲率对高差的影响
结论3：高程测量时，哪怕距离很近，也必须考虑地球曲率的影响
附：测量的度量单位
1.长度单位（名称）
2.面积单位
3.体积单位
4.角度单位
角度与弧度的关系