控制測(cè)量學(xué)第1章緒論

1、1控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量學(xué)控制測(cè)量學(xué)教材：教材：控制測(cè)量學(xué)控制測(cè)量學(xué)上、下冊(cè)上、下冊(cè) 武漢大學(xué)出版社武漢大學(xué)出版社考核：考試、期末實(shí)習(xí)考核：考試、期末實(shí)習(xí)考試：平時(shí)考試：平時(shí)(10%)+實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(20%)+考試考試(70%)實(shí)習(xí)：組成績實(shí)習(xí)：組成績+個(gè)人表現(xiàn)個(gè)人表現(xiàn)/40/402控制測(cè)量學(xué)第一章第一章 緒緒 論論3控制測(cè)量學(xué)*本本 章章 提提 要要1.1 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和主要內(nèi)容1.2 地球重力場的基本知識(shí)1.3 控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線1.4 控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況4控制測(cè)量學(xué)*難點(diǎn)難點(diǎn) ：控制測(cè)量的基準(zhǔn)面與基控制測(cè)量的基準(zhǔn)面與基準(zhǔn)線的定義與應(yīng)用準(zhǔn)線的定義與應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求知識(shí)點(diǎn)

2、及學(xué)習(xí)要求 1控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和作用；2鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的概念與定義；3參考橢球與總橢球的概念與定義；4控制測(cè)量技術(shù)的種類。 本本 章章 提提 要要5控制測(cè)量學(xué)*n控制測(cè)量學(xué)控制測(cè)量學(xué)n研究精確測(cè)定和描繪地面控制點(diǎn)空間位置(平面和高程)及其變化的學(xué)科n與數(shù)字測(cè)圖中的控制的區(qū)別與數(shù)字測(cè)圖中的控制的區(qū)別n范圍、等級(jí)、作用n計(jì)算方法(平差、曲率)n觀測(cè)精度n觀測(cè)儀器、方法控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容6控制測(cè)量學(xué)*n測(cè)繪科學(xué)中的意義測(cè)繪科學(xué)中的意義n理論向應(yīng)用過渡的中間環(huán)節(jié)n大地測(cè)量為理論基礎(chǔ)n面向工程建設(shè)應(yīng)用控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容7控制測(cè)量

3、學(xué)*控制測(cè)量的分類按工作內(nèi)容分平面控制測(cè)量高程控制測(cè)量測(cè)定控制點(diǎn)平面位置測(cè)定控制點(diǎn)高程按用途分大地控制測(cè)量工程控制測(cè)量全國范圍內(nèi),按國家統(tǒng)一頒布的法式、規(guī)范進(jìn)行的控制測(cè)量為工程建設(shè)或地形圖測(cè)繪，在小區(qū)域內(nèi)，在大地測(cè)量控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上獨(dú)立建立控制網(wǎng)的控制測(cè)量控制測(cè)量的分類控制測(cè)量的分類控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容三維控制測(cè)量8控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基本任務(wù)控制測(cè)量的基本任務(wù) 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容工程建設(shè)設(shè)計(jì)階段施工階段運(yùn)營階段地形圖（數(shù)字化測(cè)圖）施工放樣（工程測(cè)量）變形觀測(cè)（變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理）測(cè)圖控制網(wǎng)施工控制網(wǎng)變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)9控制測(cè)量學(xué)*

4、n國民經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展n防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)及環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與保護(hù)n空間技術(shù)和國防建設(shè)控制測(cè)量的作用控制測(cè)量的作用 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容10控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的作用控制測(cè)量的作用 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容11控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的作用控制測(cè)量的作用 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容12控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的作用控制測(cè)量的作用 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容甚長基線干涉甚長基線干涉(VLBI)(VLBI)13控制測(cè)量學(xué)*n研究建立和維持高科技水平的工程和國家水平控制網(wǎng)和精密水準(zhǔn)網(wǎng)的原理和方法

5、n研究獲得高精度測(cè)量成果的精密儀器和科學(xué)使用方法n研究地球表面測(cè)量成果向橢球及平面數(shù)學(xué)投影變換及有關(guān)問題的測(cè)量計(jì)算n研究高精度和多類別的地面網(wǎng)、空間網(wǎng)及其聯(lián)合網(wǎng)的數(shù)學(xué)處理理論和方法控制測(cè)量學(xué)的研究內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的研究內(nèi)容 控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容控制測(cè)量學(xué)的基本任務(wù)和內(nèi)容14控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n重力重力n地球表面靜止物體所受的引力和地球自轉(zhuǎn)離心力的合力n原因原因n地球與物體的萬有引力n地球自轉(zhuǎn)引起的離心力PFg15控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n重力場研究的重要性重力場研究的重要性n是測(cè)量中觀測(cè)量的參考系n根據(jù)重力分布，確定地球形狀n確

6、定高程基準(zhǔn)大地水準(zhǔn)面n輔助研究地球物理學(xué)n空間探測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)地軸地心16控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n引力引力n由地球形狀和內(nèi)部質(zhì)量分布決定23/398600skmfM 2rmMfF17控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n離心力離心力n由地球自轉(zhuǎn)引起2mP 2rMfF2P單位質(zhì)點(diǎn)FPkmrPF42100)(重力邊界：g=F+ Pu r u r u r18控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n引力位引力位n位能n引力對(duì)物體所做的功n引力位或位函數(shù)引力位或位函數(shù)rmMfVrMfV單位質(zhì)點(diǎn)19控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基

7、本知識(shí)n引力位引力位n引力在數(shù)值上等于加速度值drdV地球位函數(shù)地球位函數(shù)MMrdmfdVV20控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n引力位引力位n引力位等于將單位質(zhì)點(diǎn)從無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到某點(diǎn)時(shí)引力所作的功2rrfMfMVFdrdrrr 21控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n離心力位離心力位2222222yxQP22控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n重力位n引力位和離心力位之和n重力分量)(2222yxrdmfQVWMzWgyWgxWgzyxzyxggg222ggzgggygggxgzyx),cos(),cos(),cos(23控制測(cè)量學(xué)*地

8、球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n重力位重力位n鉛垂線n與重力方向重合的線n重力任意方向分量n重力等位面(水準(zhǔn)面),cos(lggglWl0,dWAW水準(zhǔn)面：不平行不相交不相切24控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n重力位重力位n重力的量綱(加速度單位)n伽n毫伽n微伽n重力值n980Gal2/scm25 -/10sm28-/10sm25控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n地球的正常重力位和正常重力地球的正常重力位和正常重力n地球重力位計(jì)算條件n已知地球形狀和內(nèi)部物質(zhì)密度分布)(2222yxrdmfQVWM26控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場

9、的基本知識(shí)n地球的正常重力位和正常重力地球的正常重力位和正常重力n正常重力位n不考慮地球形狀和密度可直接計(jì)算n正常重力位：計(jì)算獲取n擾動(dòng)重力位：觀測(cè)獲取n地球重力位被表示為：正常重力位+ 擾動(dòng)重力位27控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n地球的正常重力位和正常重力地球的正常重力位和正常重力n正常重力位表示n球諧函數(shù)n地球大地基準(zhǔn)常數(shù)),(2fMJafU const)(2)(cos)(12221222),(yxPaJfMUnnnn28控制測(cè)量學(xué)*地球重力場的基本知識(shí)地球重力場的基本知識(shí)n地球的正常重力位和正常重力地球的正常重力位和正常重力n旋轉(zhuǎn)橢球體n幾何形狀精確計(jì)算n測(cè)量的參

10、考面n旋轉(zhuǎn)橢球體的正常重力場n質(zhì)量與地球相同n角速度與地球相同n重力場的鉛垂線方向與橢球面垂直VTWVU確定全球重力場模型及精化局部重力場模型正常橢球、水準(zhǔn)橢球正常橢球、水準(zhǔn)橢球29控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線n重力等位面重力等位面( (水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面) )n有復(fù)雜形狀n與鉛垂線垂直n與水準(zhǔn)測(cè)量、邊長觀測(cè)有關(guān)n大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面n不能精確確定n用一個(gè)平均海水面代替0,dWAW30控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線n似大地水準(zhǔn)面似大地水準(zhǔn)面n無地殼結(jié)構(gòu)的假設(shè)n海洋上與大地水準(zhǔn)面重合n陸地上與大地水準(zhǔn)面存在幾個(gè)厘米的差距n正常橢球正常橢球n

11、定向：短軸與自轉(zhuǎn)軸重合，起始子午面與天文起始子午面重合n定位：橢球體中心與地球質(zhì)心重合31控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線大地水準(zhǔn)面：外業(yè)測(cè)量的基準(zhǔn)面鉛 垂 線：外業(yè)測(cè)量的基準(zhǔn)線似大地水準(zhǔn)面：高程計(jì)算的基準(zhǔn)面橢 球 體 面：平面計(jì)算的基準(zhǔn)面橢 球 體法線：平面計(jì)算的基準(zhǔn)線32控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線n總的正常橢球總的正常橢球n與大地體密合最好n參考橢球參考橢球n局部密合最好n橢球面法線和鉛垂線方向最接近min2dNP1自轉(zhuǎn)軸赤道PNP1自轉(zhuǎn)軸赤道P鉛垂線鉛垂線法線法線33控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線

12、n大地高、正高、正常高大地高、正高、正常高n大地高：橢球面 法線n正 高：大地水準(zhǔn)面 鉛垂線n正常高：似大地水準(zhǔn)面 正常垂線正常正HHNHH正H似大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面地球橢球面正常HH34控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線n垂線偏差垂線偏差n重力方向與對(duì)應(yīng)的橢球面上的法線方向間夾角n絕對(duì)垂線偏差n相對(duì)垂線偏差n在子午線和卯酉線上的投影分量通常分別以 和 表示。大地水準(zhǔn)面與橢球面在某一點(diǎn)上的高差稱為大地水準(zhǔn)面差距，用N 表示35控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線控制測(cè)量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線n大地經(jīng)緯度和天文經(jīng)緯度的關(guān)系大地經(jīng)緯度和天文經(jīng)緯度的關(guān)系n天文方位角歸算位大地方位

13、角天文方位角歸算位大地方位角cosLB天ZAALAcot)cossin(sin36控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n衛(wèi)星定位技術(shù)衛(wèi)星定位技術(shù)nGPS、GLONASS、Galileo、北斗第三民用載波L537控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n激光測(cè)衛(wèi)激光測(cè)衛(wèi)n絕對(duì)定位精度最高n地基和空基兩種模式38控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n甚長基線干涉測(cè)量甚長基線干涉測(cè)量VLBIn根據(jù)干涉原理n確定基線長度和方向n精度n長度：n角度：981010rad001. 039控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)

14、展概況n慣性測(cè)量系統(tǒng)慣性測(cè)量系統(tǒng)INSn根據(jù)慣性力學(xué)原理n測(cè)量加速度，積分獲取坐標(biāo)增量n精度n三維坐標(biāo)：n垂線偏差：510)21 ( 5 . 040控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n測(cè)繪儀器的信息化測(cè)繪儀器的信息化n數(shù)字化、實(shí)時(shí)化、集成化n測(cè)繪儀器的格局測(cè)繪儀器的格局nGPS成為控制測(cè)量的重要手段n大范圍控制測(cè)量的主要手段n全站儀是地面測(cè)量的主要儀器n高精度、自動(dòng)化n工程測(cè)量領(lǐng)域41控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n測(cè)繪儀器的信息化測(cè)繪儀器的信息化n電子水準(zhǔn)儀和自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀n高程測(cè)量的主要設(shè)備n精密三角高程測(cè)量n精化大地水準(zhǔn)面+GPS4

15、2控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n測(cè)繪儀器的格局測(cè)繪儀器的格局n激光儀器的應(yīng)用43控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n測(cè)繪儀器的格局測(cè)繪儀器的格局n測(cè)量軟件與測(cè)量儀器融合n測(cè)量軟件內(nèi)置n電子平板n儀器的集成化超超站站儀儀+44控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況控制測(cè)量的現(xiàn)狀和發(fā)展概況n控制網(wǎng)優(yōu)化控制網(wǎng)優(yōu)化n測(cè)量數(shù)據(jù)處理與分析測(cè)量數(shù)據(jù)處理與分析45控制測(cè)量學(xué)*控制測(cè)量的發(fā)展過程和趨勢(shì)控制測(cè)量的發(fā)展過程和趨勢(shì)三角測(cè)量邊角測(cè)量GNSS測(cè)量無控制光學(xué)經(jīng)緯儀光電設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航定位超站儀、PPP、CORS水準(zhǔn)測(cè)量三角高程測(cè)量GNSS高程測(cè)量水準(zhǔn)儀全站儀