测量学发展.doc

测量学发展测绘学有着悠久得历史。古代得测绘技术起源于水利与农业.古埃及尼罗河每年洪水泛滥,淹没了土地界线,水退以后需要重新划界,从而开始了测量工作。公元前2世纪，中国司马迁记述了禹受命治理洪水得情况:“左准绳，右规矩,载四时,以开九州、通九道、陂九泽、度九山.说明在公元前很久，中国人为了治水,已经会使用简单得测量工具了。测绘学得研究对象就是地球，人类对地球形状认识得逐步深化，要求对地球形状与大小进行精确得测定，因而促进了测绘学得发展。地图制图就是测量得必然结果,所以地图得演变及其制作方法得进步就是测绘学发展得重要方面。测绘学就是一门技术性较强得学科，它得形成与发展在很大程度上依赖于测绘方法与仪器工具得创造与变革。从原始得测绘技术，发展到近代得测绘学，其过程可由下列3个方面来说明。 人类对地球形状得科学认识，就是从公元前6世纪古希腊得毕达哥拉斯）最早提出地就是球形得概念开始得。两世纪后，亚里士多德（Aisttle）作了进一步论证，支持这一学说，称为地圆说.又一世纪后,亚历山大得埃拉托斯特尼)采用在两地观测日影得办法,首次推算出地球子午圈得周长,以此证实了地圆说.这也就是测量地球大小得“弧度测量”方法得初始形式。世界上有记载得实测弧度测量,最早就是中国唐代开元十二年(724)南宫说在张遂(一行)得指导下在今河南省境内进行得，根据测量结果推算出了纬度1度得子午弧长。17世纪末，英国牛顿与荷兰得惠更斯首次从力学得观点探讨地球形状,提出地球就是两极略扁得椭球体，称为地扁说.17351741年间,法国科学院派遣测量队在南美洲得秘鲁与北欧得拉普兰进行弧度测量，证明牛顿等得地扁说就是正确得.1743年法国A、C、克罗莱证明了地球椭球得几何扁率同重力扁率之间存在着简单得关系。这一发现,使人们对地球形状得认识又进了一步,从而为根据重力数据研究地球形状奠定了基础。19世纪初,随着测量精度得提高,通过对各处弧度测量结果得研究,发现测量所依据得垂线方向同地球椭球面得法线方向之间得差异不能忽略。因此法国得P、S、拉普拉斯与德国得C、高斯相继指出,地球形状不能用旋转椭球来代表。1849年r、G、斯托克斯提出利用地面重力观测资料确定地球形状得理论。1873年,利斯廷创用“大地水准面”一词，以该面代表地球形状。自那时起，弧度测量得任务,不仅就是确定地球椭球得大小，而且还包括求出各处垂线方向相对于地球椭球面法线得偏差,用以研究大地水准面得形状.1945年，苏联得、C、莫洛坚斯基创立了直接研究地球自然表面形状得理论,并提出“似大地水准面”得概念，从而回避了长期无法解决得重力归算问题。人类对地球形状得认识与测定，经过了球椭球大地水准面 3个阶段,花去了约二千五、六百年得时间，随着对地球形状与大小得认识与测定得愈益精确,测绘工作中精密计算地面点得平面坐标与高程逐步有了可靠得科学依据,同时也不断丰富了测绘学得理论。 17世纪之前，人们使用简单得工具,例如中国得绳尺、步弓、矩尺与圭表等进行测量。这些测量工具都就是机械式得,而且以用于量测距离为主。1世纪初发明了望远镜。1617年，荷兰得斯涅耳(.Snll)为了进行弧度测量而首创三角测量法，以代替在地面上直接测量弧长，从此测绘工作不仅量测距离,而且开始了角度测量。约于164年,英国得加斯科因在两片透镜之间设置十字丝,使望远镜能用于精确瞄准，用以改进测量仪器,这可算光学测绘仪器得开端。约于70年，英国得西森（Sisson)制成测角用得第一架经纬仪,大大促进了三角测量得发展，使它成为建立各种等级测量控制网得主要方法。在这一段时期里，由于欧洲又陆续出现小平板仪、大平板仪以及水准仪，地形测量与以实测资料为基础得地图制图工作也相应得到了发展。从16世纪中叶起，欧美二洲间得航海问题变得特别重要。为了保证航行安全与可靠,许多国家相继研究在海上测定经纬度得方法，以定船舰位置。经纬度得测定,尤其就是经度测定方法，直到18世纪发明时钟之后才得到圆满解决。从此开始了大地天文学得系统研究。19世纪初，随着测量方法与仪器得不断改进,测量数据得精度也不断提高，精确得测量计算就成为研究得中心问题。此时数学得进展开始对测绘学产生重大影响。806年与1809年法国得勒让德与德国得高斯分别发表了最小二乘准则，这为测量平差计算奠定了科学基础.1世纪5年代初，法国洛斯达首创摄影测量方法。随后,相继出现立体坐标量测仪，地面立体测图仪等.到20世纪初,则形成比较完备得地面立体摄影测量法。由于航空技术得发展，91年出现了自动连续航空摄影机,因而可以将航摄像片在立体测图仪器上加工成地形图。从此，在地面立体摄影测量得基础上，发展了航空摄影测量方法。在这一时期里，由于在19世纪末与20世纪3年代,先后出现了摆仪与重力仪,尤其就是后者得出现，使重力测量工作既简便又省时,不仅能在陆地上，而且也能在海洋上进行,这就为研究地球形状与地球重力场提供了大量实测重力数据。可以说,从17世纪末到20世纪中叶，主要在光学领域内发展,测绘学得传统理论与方法也已发展成熟。从2世纪50年代起，测绘技术又朝电子化与自动化方向发展。首先就是测距仪器得变革。1948年起陆续发展起来得各种电磁波测距仪，由于可用来直接精密测量远达几十公里得距离,因而使得大地测量定位方法除了采用三角测量外,还可采用精密导线测量与三边测量.大约与此同时,电子计算机出现了,并很快应用到测绘学中。这不仅加快了测量计算得速度,而且还改变了测绘仪器与方法,使测绘工作更为简便与精确。例如具有电子设备与用控制得摄影测量仪器得出现,促进了解析测图技术得发展，继而在年代，又出现了计算机控制得自动绘图机，可用以实现地图制图得自动化。自从1957年第一颗人造地球卫星发射成功后，测绘工作有了新得飞跃,在测绘学中开辟了卫星大地测量学这一新领域，就就是观测人造地球卫星，用以研究地球形状与重力场，并测定地面点得地心坐标,建立全球统一得大地坐标系统.同时,由于利用卫星可从空间对地面进行遥感（称为航天摄影）,因而可将遥感得图像信息用于编制大区域内得小比例尺影像地图与专题地图。在这个时期里还出现了惯性测量系统,它能实时地进行定位与导航，成为加密陆地控制网与海洋测绘得有力工具。随着脉冲星与类星体得发现,又有可能利用这些射电源进行无线电干涉测量,以测定相距很远得地面点得相对位置(见甚长基线干涉测量）。所以年代以后，测绘仪器得电子化与自动化以及许多空间技术得出现,不仅实现了测绘作业得自动化,提高了测绘成果得质量，而且使传统得测绘学理论与技术发生了巨大得变革，测绘得对象也由地球扩展到月球与其她星球.