《现代普通测量学》（第二版）教案及课后习题参考 Copyright to Mr. Xie (2011-05-09)
《工程测量》课程教案
及习题参考答案
第1章 绪 论 一、学习目的与要求
学习目的
了解现代普通测量学概况、清楚学习《现代普通测量学》的目的和要求。 学习要求
1.了解测绘学与测量学的关系、现代测绘学的发展现状。 2.掌握地球空间信息学（Geomatics）的定义和概念。 3.了解现代测绘学的在国民经济及工程建设中的作用。 4.清楚学习课程的目的和要求。
5.了解测量学的任务及它与专业培养目标的关系。
二、课程内容与知识点
1.测绘学研究的对象，测绘学的分科，现代测绘学的发展现状，我国测绘事业的发展。
2.地球空间信息学（Geomatics）与现代测绘学的任务。 3.现代测绘学的在国民经济及工程建设中的作用。
三、习题与思考题
1.测绘学研究的内容是什么？ 答：测量学研究的内容分测定和测设两部分。其中测定是将地面上客观存在的物体，通过测量的手段，将其侧成数据或图形；测设是将人们的工程设计通过测量的手段，标定在地面上，以备施工。
2.Geomatics的含义是什么？ 答：对所研究的物体，包括地球的整体及其表面和外层空间的各种自然和人造实体，利用接触与非接触式的测量仪器、传感器及其组合系统，对这些实体进行信息的采集、量测、存储、管理、更新、分析、显示、分发(传输)和利用的一门科学和技术。或称 地球空间信息学。
四、考核目标与要求
识记：测绘学的定义，测绘学研究的对象。
领会：Geomatics的含义，现代测绘学发展的特点、涉及的行业。
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第2章 测量学的基础知识
一、学习目的与要求
1.掌握测量学的基础知识，清楚参照系的选择以及地面点定位的概念。 2.了解水准面与水平面的关系。 3.明确测量工作的基本概念。
4.深刻理解测量工作的基本原则。 5.充分认识普通测量学的主要内容。
二、课程内容与知识点
1.地球特征，大地水准面的形成，地球椭球选择与定位。 地球形状和大小。水准面的特性。参考椭球面。 2.确定点位的概念。点的平面位置和高程位置。 3.测量中常用的坐标系统，坐标系间的坐标转换。 天文坐标（λ，φ），大地坐标（L，B），空间直角坐标（X，Y，Z），高斯平面直角坐标（x，y），独立平面直角坐标（x，y）。
高斯投影中计算带号的公式：
n???P?1?30'?/3?1?取整数部分N???P?/6?1?取整数部分计算中央子午线的公式：?6??6?N?3??3??3n 4.地面点的高程。
1985年国家黄海高程基准。高程与高差的关系：
hAB?HB?HA?HB'?HA'。
5.用水平面代替水准面的限度。
?DD2?对距离的影响： 2D3R对水平角的影响：??0.6\ 对高差的影响：?h?D2/2R
6.测量工作的基本概念。
测量工作的原则：从整体到局部、先控制后碎部；步步检核。 测量工作的内容：地形图测绘，施工测量。
三、习题与思考题
1.何谓大地水准面？它在测量工作中起何作用？
答：静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面。 特性: 唯一性、等位面、 不规则曲面； 作用：测量野外工作的基准面。
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2. 测量中常用的坐标系有几种？各有何特点？不同坐标系间如何转换坐标？
答：测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系。
3. 北京某点的大地经度为116o20′，试计算它所在的六度带和三度带带号，相应六度带和三度带的中央子午线的经度是多少？
答：
N?[??P?]?1?19?1?20;6n?[??P?1?30'?/3]?1?39. L0=6 oN-3 o=117 o ；L’0 =3on=117 o。
4. 什么叫绝对高程？什么叫相对高程？两点间的高差如何计算？ ? 答：绝对高程H（海拔）：地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离； ? 相对高程H'：地面点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。 ? 高差h：地面两点高程之差；hAB?HB?HA?HB'?HA'。
5. 什么是测量中的基准线与基准面？在实际测量中如何与基准线与基准面建立联系？
答：重力方向线即铅垂线, 是测量工作的基准线；测量上统一以大地水准面为野外测量工作基准面。地面点空间位置一般采用三个量表示。其中两个量是地面点沿投影线（铅垂线）在投影面（大地水准面）上的坐标；第三个量是点沿着投影线到投影面的距离（高度）。
6. 测量工作的基本原则是什么？哪些是测量的基本工作？
答：测量工作应遵循两个原则：从整体到局部，先控制后碎部（为了减少误差结累；加快测量速度,这项原则是对总体工作）；前项工作未作检核，不进行下一步工作（从而保证成果质量，是对测绘具体工作）。
四、考核目标与要求
识记：大地水准面，1985年国家高程基准，绝对高程与相对高程。定位参照系及定位元素。经度，纬度，直角坐标。测量工作的基本原则。测量工作的基本内容，测绘地形图及施工测量的概念。
领会：参照系的形成，大地水准面与参考椭球面、垂线与法线的区别。高斯投影的概念，高斯坐标系的建立、高斯坐标的表示。测量平面直角坐标系与数学平面直角坐标系的不同之处，测量工作原则。
简单应用：高斯—克吕格坐标系横坐标自然值与通用值的关系，高程与高差的确定。
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第3章 水 准 测 量 一、学习目的与要求
学习目的
掌握水准测量的相关知识，做好水准测量实施前的技术准备，通过水准测量的实验，达到独立操作水准仪，完成多个测站水准测量的观测、检核、成果整理所必须具备的实践能力。
学习要求
1.深刻理解水准测量的原理和高程传递要领。 2.清楚水准仪的构造，及其主要轴线的关系。
3.掌握水准仪的操作要领，能够完成水准测量中的观测、检核、记录、计算，及水准测量路线的成果计算。
4.认识精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪。 5.清楚水准仪的检验与校正方法
6.了解引起水准测量误差的因素，及相应的消除、削弱这些误差的方法。
二、课程内容与知识点
1.水准测量原理。
高差法：前视与后视；仪高法：视线高。转点的概念。 公式：
hAB?a?bHB?HA?hABhi?ai?biHi?HA?aHB?Hi?bhAB??h??a??b
2.水准仪及其使用
DS3微倾式水准仪的构造，内对光望远镜成像原理，望远镜放大率。水准管零点，水准器的分划值。视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴。满足条件：水准管轴平行于望远镜视准轴，圆水准器轴平行于仪器竖轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴，。
水准仪操作步骤：立尺，置架，粗平，照准，精平，读数，记录，搬站。 视差及其消除方法。
水准尺：塔尺，单面尺，双面尺及尺常数。尺垫。
3.精密水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪及数字水准仪的构造及使用。 4.水准测量实施
水准点：永久性水准点。临时性水准点。
水准路线：附合水准路线，闭合水准路线，支水准路线。水准网，水准结点。普通水准测量的一般要求，施测程序。
公式：?a??b??h?HB?HA 测站检核方法：双仪高法，双尺面法。 公式：
h'?a'?b'h\?a\?b\h'?h\?6mmh??h'?h\?/2h??h黑?h红?100mm?/2
水准测量成果整理：高差闭合差的计算检核、高差改正数的计算、高差改正数的分
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配原则。
5.DS3水准仪的检验与校正
水准仪轴线应满足的条件：圆水准器轴平行于仪器竖轴，水准管轴平行于望远镜视准轴，十字丝中横丝垂直于仪器竖轴。
圆水准器轴的检验校正；水准管轴的检验校正；十字丝中横丝的检验校正。 6.水准测量误差
仪器及工具误差：视准轴与水准管轴不的误差平行，望远镜对光时调焦透镜运行的误差，水准尺的误差。
观测误差：水准管气泡居中的误差?，估读水准尺的误差mV，水准尺倾斜的误差?b。
公式：??0.15??\60\b'??\?? ?D mv???D ?b???v?\2?\2??\??外界条件的影响：地球曲率的影响，大气折光的影响f，仪器升沉的影响，尺垫下
沉的影响，温度变化对视准轴与水准管轴夹角的影响。
D2公式：f?0.43
R四、习题与思考题
1.设A为后视点，B为前视点，A点的高程是20.123m.当后视读数为1.456m,前视读数为1.579m,问A、B两点的高差是多少?B、A两点的高差又是多少？绘图说明B点比A点高还是低?B点的高程是多少?
答：hAB=-0.123m，hB=20.000m.
2.何为视准轴?何为视差?产生视差的原因是什么?怎样消除视差?
答：通过物镜光心与十字丝交点的连线CC称为望远镜视准轴，视准轴的延长线即为视线，它是瞄准目标的依据。由于物镜调焦不完善，导致目标实像与十字丝平面不完全重合出现相对移动现象，称为视差。其原因由于物镜调焦不完善，使目标实像不完全成像在十字丝平面上；在目镜端观测者眼睛略作上下少量移动，如发现目标也随之相对移动，即表示有视差存在；再仔细进行物镜调焦，直至成像稳定清晰。
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