模块一项目一课程概述

模块一测量基本知识•项目一课程概述•项目二点位表示方法•项目三直线定向•项目四测量误差及精度标准•项目五测量工作的内容和原则项目一课程概述一．测量学研究的对象和任务2.测量学研究的对象是：点的空间位置3.测量学的主要任务：◆测图（测绘）采集信息------信息处理------制作载体（图）（测）（算）（绘）◆测设（放样或标定）读取设计信息--------信息转换--------设置标志读图——算——测◆确定地球的形状和大小4.测量学科的分类是一门研究地面、地下和空间各物体的空间形态及其空间位置的科学。1.测量学的定义：其分类大致为：1.大地测量学2.摄影测量与遥感3.地图制图学4.海洋测量学5.地形测量学6.工程测量学7.矿山测量学几何大地测量学物理大地测量学（重力大地）卫星大地测量学海洋大地测量学空间大地测量学（天文大地）航天摄影测量航空摄影测量地面立体摄影测量遥感测量研究地球表面局部地区测绘问题研究内容有关城市建设、矿山工厂、水利水电、农林牧业、道路交通、地质矿产等领域各种工程的勘测设计，建设施工，竣工验收，生产经营，变形监测等方面的测绘工作。研究如何确保矿产资源的合理开发，安全生产和矿区环境治理大地测量学摄影测量与遥感地图制图学地形图专题地图制作在西藏拉萨测绘地形图水下地形测量地形测量学建筑变形监测城市测量工程测量学矿山测量学二．矿山测量研究的对象和任务1、研究对象矿山建设和生产2、主要任务①精确建立井上、下测量控制系统②及时而准确的测绘各种地形图③正确标定井上、下各工程点的位置④研究岩层和地表移动规律三．矿山测量在煤矿生产中的作用１、提供技术支持２、提供技术服务四．测量科学的发展概况◆GPS◆RS◆GIS◆3S技术的结合五．本课程的主要任务和目标１、任务：①学习测量学和矿山工程测量的基本内容，具备必须的矿山测量技术的基本知识和基本技能②为学习专业知识和职业技能，提高全面素质、增强适应职业变化的能力打下一定的基础２、目标①了解矿山测量技术中的基本概念和基本原理②熟悉测量仪器的结构和使用方法③能用经纬仪导线法布设图跟控制点和井下导线点，掌握测回法测量水平角、竖直角和用水准仪进行等外水准测量的方法，并能用计算器完成坐标和高程计算，会整理测量成果。④初步掌握大比例尺地形图的测绘方法和巷道施工中线、腰线的标定方法，能正确阅读和使用各种矿图和测绘资料，能够用岩层和地表移动资料合理留设保护煤柱⑤具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。二.地面点位的确定1.确定地面点的空间位置需要用三个量，在测量工作中一般用:某点在基准面上投影位置（x,y）该点离基准面高度（H）2.测量工作基准面——大地水准面◆水准面——静止海水面所形成的封闭曲面。◆大地水准面——其中通过平均海水面的那个水准面，即测量工作基准面图形：水准面及大地水准面图水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。测量外业的统一基准面——大地水准面测量外业工作的基准线——铅垂线3．测量计算基准面——参考旋转椭球面测量计算的基准线——椭球面法线由椭圆（长半轴a，短半轴b）绕b轴旋转而成的椭球体。可用数学式表示的光滑曲面。二、我国采用的参考椭球大地水准面与椭球面高差最大差为±200m旋转椭球面大地水准面ab继续1932年前——白塞尔椭球1932年后——海福特椭球1952年后——1954北京坐标系：克拉索夫斯基椭球1980年后——国家大地坐标系：国际75椭球（IAG1975推荐值）目前BJ-54和国家80两个坐标系并行使用返回三、地面点位平面坐标的确定①大地经度和大地纬度（L、B）②天文经度和天文纬度（λ、j）NLGP起W始oE子B午赤道平面线SL——P点所在子午面与起始子午面所夹的两面角；分为东经0～180°；西经0～180°B——过P点法线与赤道平面的交角；分为南纬0～90°；北纬0～90°λ——P点所在天文子午面与本初子午面所夹的两面角；j——过P点的重力线与地球赤道平面的交角。1.地理坐标NSOx2.高斯平面直角坐标yP1P2Sp1p2s赤道中央子午线边缘子午线适用于：研究范围较小（1）高斯投影方法：目的是将椭球面投影到平面上。使投影带的中央子午线与横置圆柱体相切，展开后为X轴，向北为正；赤道投影展开后为Y轴，向东为正。数学平面直角坐标系测量平面直角坐标系图形：高斯投影方法图一图形：高斯投影方法图二投影剪开展平（2）6°带的划分为限制高斯投影离中央子午线愈远，长度变形愈大的缺点，从经度0°开始，将整个地球分成60个带，6°为一带。计算公式：λ=6N-3λ——中央子午线经度N——投影带号。3°带的划分若仍不能满足精度要求,可进行3°带（或1.5°带）的划分。3°带计算公式：λ=3Nλ——中央子午线经度N——投影带号。方法：1）先将自然值的横坐标Y加上500000米；2）再在新的横坐标Y之前标以2位数的带号。(3)我国高斯平面直角坐标的表示方法例：国家高斯平面点P（6073584.52m，20425760.00m）所表示的意义:(1)表示点P在高斯平面上至赤道的距离;6073584.52m(2)该点位于6°带的第20带内，横坐标的自然值为Y=425760.00m-500000m=-74240m测量工作概述测量的基本工作——测角、量边、测高差测量的三个元素：水平角水平距离高差测量工作：外业工作内业工作A~E点控制点．1~16点地物特征点、即碎部点。测量工作概述（一）控制测量平面控制测量:三角测量三边测量导线测量GPS测量高程控制测量:水准测量（二）碎部测量碎部点：表示地物形态变化的地物特征点测定碎部点的工作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：先控制后碎部测量工作的又一原则:“前一步工作未作检核，不进行下一步工作”。测量误差的概念一、测量误差的来源(1)外界条件：主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素的不断变化，导致测量结果中带有误差。(2)仪器条件：仪器在加工和装配等工艺过程中，不能保证仪器的结构能满足各种几何关系，这样的仪器必然会给测量带来误差。(3)观测者的自身条件：由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同，也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。二、测量误差的分类测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为：系统误差和偶然误差。一）系统误差1．定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。图形：偶然误差分布频率直方图正态分布曲线四个特性即有界性，趋向性，对称性，抵偿性。0limlim21nnnnn-21-15-9-3+3+9+15+21-24-18-12-60+6+12+18+24x=y误差分布频率直方图三、衡量精度的指标(一)中误差1.用真误差计算中误差的公式。，XlXliii为观测值的真值为观测值真误差：nnmn][22221中误差公式为：(二)相对误差1、相对中误差K2、往返测相对误差K三)极限误差或容许误差常以两倍或三倍中误差作为偶然误差的容许值。||1||mKllm||llKl返往平2.用改正数计算中误差的公式iiilxlnlv][当观测值的真值未知时：设某未知量的观测值为：nlll,,,21nlnlllxn][21则该量的算术平均值为：则该量的改正数：1][nVVm计算得：观测值的中误差