中专控制测量电子教案.doc

教师授课方案 （首页）
授课班级
09中专测量班
授课日期

课节
4
课堂类型
讲授
课题
控制测量任务及控制网的建立

教学目的
与要求

【知识目标】了解控制测量测量学的定义，任务和作用。学会建立控制网的方法。
【能力目标】能够独立的设计符合任务需要的控制网。

【德育目标】培养学生的学习兴趣。

重点难点
重点： 控制网建立的方法
难点： 控制网建立的方法
教具教学辅助活动

一节教学过程安排
复习
引入新课
5分钟
讲课
一、控制测量学的任务
二、控制网的建立方法

163分钟
小结
让学生对控制测量有一个整体的概念
10分钟
作业
见后页
2分钟
任课教师：赵洪涛 年 月 日
审查教师签字： 年 月 日
辽宁地质工程职业学院
一、引入新课
提问：测量工作的组织原则是什么？
答案：在布局上“由整体到局部”、在精度上由“高级到低级”、在次序上“先控制后细部”
这里所指的控制也就是控制测量，也就是我们这门口所要学习的内容。
二、授课内容
一、控制测量学的任务
1、控制测量学：控制测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化的学科。
2、服务对象：各种工程建设、城镇建设和土地规划与管理等工作。
3、任务及内容
⑴在工程建设中
①设计阶段：建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网。
进行控制网的可行性论证，估计控制网的技术经济指标，撰写技术设计报告。
②施工阶段：建立施工控制网。
根据技术设计报告进行控制网的布测，即探勘选点、埋石、观测及数据处理等。
③运营阶段：建立以监视建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。
对控制网的成果进行有效管理，以便能够迅速、准确地为各项工程建设提供有用的资料，此外还包括对网的维护和补测等。
⑵其他方面
防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊的作用。
建立合理的大地测量坐标系以及确定地球的形状、大小及重力场参数。
4、控制测量的作用
⑴控制网是进行各项测量工作的基础。
⑵控制网具有控制全局的作用。
⑶控制网具有限制测量误差的传递和积累的作用。
5、控制测量学主要研究内容
（1）研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法，以满足国民经济和国防建设以及地学科学研究的需要。
（2）研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法。
（3）研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算。
（4）研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法、控制测量数据库的建立及应用等。

使用提问的方式引入新课，能加强学生再学习中的思考过程，使他们带着问题去听课，效果更好。

对于其他方面的任务，要简单给学生讲解，使他们更加了解控制测量的任务，激起他们的学习兴趣。
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二、控制网的建立方法
平面控制网：X,Y
三维控制网X,Y,Z
高程控制网：H
1、建立平面控制网的基本方法
⑴导线测量
①原理
控制网数据：已知数据、观测数据、推算数据
独立网：只有一套必要的起算数据
非独立网：有多于必要的一套起算数据，即存在多余起算数据
独立导线网的必要起算数据：一个起算点X、Y，一个方向的方位角
在导线中的观测数据：角度，边长
根据在地形测量中学到的有关导线的知识，可以推算出各未知点的坐标。
②优缺点
优点：A网中各点上的方向数较少，除结点外只有两个方向，因而受通视要求的限制较小，易于选点和降低觇标高度，甚至无须造标。
B 导线网的图形非常灵活，选点时可根据具体情况随时改变。
C 网中的边长都是直接测定的，因此边长的精度较均匀。
缺点：A 导线网中的多余观测数较同样规模的三角网要少，有时不易发现观测值中的粗差，因而可靠性不高。
B 控制面积狭小
③适用范围：适合于障碍物较多的平坦地区或隐蔽地区。
⑵三角测量
①原理

起算数据：已知点1的平面坐标（），
点1至点2的平面边长，坐标方位角
观测数据：角度（方向）

对于各种控制网的布设方法，要知道它们的优缺点以及适用范围。
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②优缺点
优点：图形简单，网的精度较高，有较多的检核条件，易于发现观测中的粗差，便于计算。
缺点：在平原地区或隐蔽地区易受障碍物的影响，布网困难大，有时不得不建造较高的觇标。
③适用范围：70年代之前，是建立平面控制网的首选方法，目前已经基本淘汰。
⑶三边网和边角网
边角网是指测角又测边的以三角形为基本图形的网。如果只测边而不测角即为三边网。实际上导线网也可以看做是边角网的特殊情况。
⑷卫星定位测量
①原理
进人20世纪90年代，随着GPS定位技术在我国的引进，许多大、中城市勘测院及工程测量单位开始用GPS布设控制网。
②优缺点
优点：测量精度高、速度快、经济省力、操作简便、全天候工作、相对定位精度高
缺点：绝对定位精度差、不能完成高程控制
③适用范围：满足《城市测量规范》和《工程测量规范》对城市或工程二、三、四等网的精度要求。
2、建立高程控制网的基本方法
⑴几何水准测量法
①原理
在假设水准面相互平行的条件下，借助水准仪的水平视线（用水准器表示其水平），在两根垂直竖立的标尺上进行读数来测定两立尺点间的高差。
②优缺点
优点：精度高
缺点：受地形限制
③适用范围：
⑵三角高程测量法
①原理
三角高程测量是利用三角网边或导线边的长度和所观测的垂直角，以计算两点间的高差，进而传算大地点高程的方法。
②优缺点
优点：布网简单灵活，受地形限制较小
缺点：精度较低
③适用范围：地形起伏较大的地区或精度要求较低的场合。

对于高程控制网的两种方法都是很重要的，需要学生全面掌握。
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三、课堂总结
本节课主要让学生对控制测量有一个整体的概念。了解控制测量的主要工作内容，学会布设控制网的基本方法。
四、课后思考题
1、何谓控制测量学？控制测量的基本任务是什么？
2、水平控制网的布设形式有哪些？高程控制网的布设形式有哪些？

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授课班级
09中专测量班
授课日期

课节
4
课堂类型
讲授
课题
国家及工程控制网的布设

教学目的
与要求

【知识目标】了解国家平面以及高程控制网的布设原则及方案，知道常用的工程控制网应当怎样布设。
【能力目标】学会在不同的工程中布设控制网。

【德育目标】培养学生的学习兴趣。
重点难点
重点：工程控制网的布设
难点：控制网的布设原则
教具教学辅助活动

一节教学过程安排
复习
见后页
3分钟
讲课
一、 国家控制网的布设
二、 工程控制网的布设
三、 控制测量的工作流程
164分钟
小结
第一章结束后，希望学生能够对控制测量有个整体的认识
2分钟
作业
见后页
1分钟
任课教师：赵洪涛 年 月 日
审查教师签字： 年 月 日
辽宁地质工程职业学院
一、复习提问
1、什么是控制测量？
2、控制布设的方法？
二、引入新课
上节课我们了解了控制网布设的方法，那么对于控制网来说，我们要按照怎么样的原则和方案进行布设呢？我们国家的控制网是怎么布设的呢？我们在工程中如果进行控制测量究竟应该怎么做呢？这就是我们这节课要学习的内容。
三、授课内容
一、国家控制网的布设
1、国家平面控制网
⑴布设原则
①分级布网、逐级控制
由于我国领土辽阔，地形复杂，不可能用最高精度和较大密度的控制网一次布满全国。为了适时地保障国家经济建设和国防建设用图的需要，根据主次缓急而采用分级布网、逐级控制的原则是十分必要的。
②应有足够的精度
控制网的精度应根据需要和可能来确定。
③应有足够的密度
由于控制网的边长与点的密度有关，所以在布设控制网时，对点的密度要求是通过规定控制网的边长而体现出来的。对于三角网而言边长与点的密度（每个点的控制面积）之间的近似关系为。
④应有统一的规格
1958年 《大地测量法式》
1959年 《一、二、三、四等三角测量细则》
1974年 《国家三角测量和精密导线测量规范》
1992年 《全球定位系统测量规范》
⑵布设方案
①一等三角锁布设方案
一等三角锁是国家大地控制网的骨干，其主要作用是控制二等以下各级三角测量，并为地球科学研究提供资料。一等三角锁尽可能沿经纬线方向布设成纵横交叉的网状图形。一等锁在起算边两端点上精密测定了天文经纬度和天文方位角，作为起算方位角，用来控制锁、网中方位角误差的积累。

使用提问的方式引入新课，能加强学生再学习中的思考过程，使他们带着问题去听课，效果更好
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②二等三角锁、网布设方案
二等三角网是在一等锁控制下布设的，它是国家三角网的全面基础，同时又是地形测图的基本控制。20世纪60年代以前，我国二等三角网曾采用二等基本锁和二等补充网的布置方案。20世纪60年代以来，二等网以全面三角网的形式布设在一等锁环内，四周与一等锁衔接。由二等锁和旧二等网的主要技术指标可见，这种网的精度，远较二等全面网低。
③三、四等三角网布设方案
三、四等三角网是在一、二等网控制下布设的，是为了加密控制点，以满足测图和工程建设的需要。三、四等点以高等级三角点为基础，尽可能采用插网方法布设，但也采用了插点方法布设，或越级布网。
补充知识：
我国天文大地网基本情况简介：我国统一的国家大地控制网的布设工作开始于20世纪50年代初，60年代末基本完成，历时二十余年。1982年完成了全国天文大地网的整体平差工作。
⑶GPS网
GPS技术具有精度高、速度快、费用省、全天候、操作简便等优点，因此，它广泛应用于大地测量领域。用GPS技术建立起来的控制网叫GPS网。一般可把GPS网分为两大类：一类是全球或全国性的高精度的GPS网，另一类是区域性的GPS网。后者是指国家C,D,E级GPS网或专为工程项目而建立的工程GPS网，这种网的特点是控制面积不大，边长较短，观测时间不长，现在全国用GPS技术布设的区域性控制网很多。
我国的GPS网：
① 国家GPS A网
② 国家GPS B网
③ 全国GPS一二级网
④ 国家WPOCH92中国GPS大会战
⑤ 全国地壳运动观测网络
2、国家高程控制网
国家高程控制测量主要是用水准测量方法进行国家水准网的布测。国家水准网是全国范围内施测各种比例尺地形图和各类工程建设的高程控制基础，并为地球科学研究提供精确的高程资料，如研究地壳垂直形变的规律，各海洋平均海水面的高程变化，以及其他有关地质和地貌的研究等。
二、工程控制网的布设
1、工程平面控制网
工测控制网可分为两种：一种是在各项工程建设的规划设计阶段，为测绘大比例尺地形图和房地产管理测量而建立的控制网，叫做测图控制网；另一种是为工程建筑物的施工放样或变形观测等专门用途而建立的控制网，我们称其为专用控制网。

对于我国的天文大地网要让学生了解，培养学生的爱国热情。
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⑴布设原则
① 分级布网、逐级控制
对于工测控制网，通常先布设精度要求最高的首级控制网，随后根据测图需要，测区面积的大小再加密若干级较低精度的控制网。用于工程建筑物放样的专用控制网，分二级布设。第一级作总体控制，第二级直接为建筑物放样而布设；用于变形观测或其他专门用途的控制网，通常无须分级。
② 要有足够的精度
以工测控制网为例，一般要求最低一级控制网（四等网）的点位中误差能满足大比例尺1:500的测图要求。
③ 要有足够的密度
不论是工测控制网或专用控制网，都要求在测区内有足够多的控制点。
④ 要有统一的规格
为了使不同的工测部门施测的控制网能够互相利用、互相协调，也应制定统一的规范，如现行的《城市测量规范》和《工程测量规范》。
⑵布设方案
①各等级三角网平均边长较相应等级的国家网边长显著地缩短
②三角网的等级较多
③各等级控制网均可作为测区的首级控制。
④三、四等三角网起算边相对中误差，按首级网和加密网分别对待。对独立的首级三角网而言，起算边由电磁波测距求得，因此起算边的精度以电磁波测距所能达到的精度来考虑。对加密网而言，则要求上一级网最弱边的精度应能作为下一级网的起算边，这样有利于分级布网、逐级控制，而且也有利于采用测区内已有的国家网或其他单位已建成的控制网作为起算数据。
2、工程测量高程控制网
城市和工程建设高程控制网一般按水准测量方法来建立。为了统一水准测量规格，考虑到城市和工程建设的特点，城市测量和工程测量技术规范规定：水准测量依次分为二、三、四等3个等级。首级高程控制网，一般要求布设成闭合环形，加密时可布设成附合路线和结点图形。各等级水准测量的精度和国家水准测量相应等级的精度一致。
三、控制测量的工作流程
1、任务书
项目组完成控制测量工作的技术依据。
2、编写技术设计书
搜集和分析资料，网的图上设计，编写技术设计书，技术设计书应包括以下几方面的内容：作业的目的及任务范围；测区的自然、地理条件；测区已有测量成果情况，标志保存情况，对已有成果的精度分析；布网依据的规范，最佳方案的论证；现场踏勘报告；各种设计图表；主管部门的审批意见。

学习过程要求学生能够完全掌握这个过程，这也是我们学习的过程。
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3、完成控制测量的内外业
以技术设计书为依据，完成内外业工作。包括：选点，埋石，绘制点之记，布设控制网，检查仪器，外业观测和内业计算，生成控制点成果表，质量检查，整理需要上交的测量资料。
4、编写技术总结
对控制测量内外业的完成情况进行全面总结。
5、质量检查
自检后由所在部门的上一级进行质量检查。最后需有测绘行业主管部门进行检查验收。
四、课后小结
第一章结束后，希望学生能够对控制测量有个整体的认识，知道怎样完成控制测量的工作。
五、课后作业
P11 3、6、9

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授课班级
09中专测量班
授课日期

课节
2
课堂类型
讲授
课题
控制测量技术设计

教学目的
与要求

【知识目标】对控制测量技术设计的工作内容有所了解，知道控制网应该如何布设。
【能力目标】能够完成控制网的技术设计，使用合适的布网形式完成控制网的布设布设工作。
【德育目标】培养学生的学习兴趣
重点难点
重点： 控制网布设方法
难点： 控制测量技术设计书的编写
教具教学辅助活动

一节教学过程安排
复习
见后页
2分钟
讲课
一、 控制测量技术设计
二、 控制测量技术设计书编写
三、 控制网布设的基本形式
85分钟
小结
这节课主要要求学生对技术设计的主要内容有所了解，知道控制网应该如何布设，以便了解在正式进行测量前应该完成哪些任务。
2分钟
作业
见后页
1分钟
任课教师：赵洪涛 年 月 日
审查教师签字： 年 月 日
辽宁地质工程职业学院
一、复习提问
1、控制测量的工作流程是什么？
2、简述国家及工程控制网的布设原则？
二、引入新课
控制测量技术设计是控制测量工作的重要组成部分，其主要内容就是编写技术设计书。在控制测量的技术设计过程中，应充分利用原有的控制测量成果，做出合理的设计方案，并对设计方案进行精度评估，并使设计方案既能保证精度要求，又具有良好的经济指标。
三、授课内容
一、技术设计的一般规定
1、每个测绘项目在作业前都必须进行技术设计，技术设计书经批准后方可实施。
2、技术设计分项目设计和专业设计。
项目设计：对具有完整的测绘工序内容，其产品可提供社会直接使用的流通的测绘项目而进行的综合性设计。
专业设计：在项目设计基础上，按工种进行具体的技术设计，是指导作业的主要技术依据。
3、项目设计由承担测绘任务的主管部门编写和上报，专业设计由测绘单位编写和上报。
二、技术设计和依据和基本原则
1、技术设计的依据
⑴上级下达任务的文件和合同书。
⑵有关法规和技术标准。
⑶有关测绘产品和生产定额、成本定额和装备标准。
2、技术设计的基本原则
⑴先整体后局部，满足客户要求。
⑵从实际出发，考虑实力，选择最佳作业方案。
⑶收集、分析和充分利用已有的测绘产品和资料。
⑷积极采用适用的新技术、新方法和新工艺。
⑸注意测量时间的安排。
三、控制测量技术设计书的编写
1、任务概述
任务来源、测区范围、地理位置、行政隶属、任务量和采用的技术依据。
2、测区自然地理概况
测区地理特征、居民地、交通、气候等情况，并划分测区困难类别。

这是整个技术的指标，就相当于我们国家有很多法律，而都不能违背的宪法一样。
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3、已有资料的分析、评价和利用
已有资料的作业单位，施测年代，作业所依据的标准、所采用的平面、高程和重力基准；说明已有资料的质量情况，并作出评价和指出利用的可能性。
4、设计方案
⑴控制测量外业：先在适当的比例尺地形图上，按有关标准进行图上设计，图上设计完后，应展绘成一定比例尺设计图。
⑵控制测量计算：分析和评价外业成果资料；说明采用的平面、高程基准和起算数据；
⑶新技术和新方法的采用
5、建议和措施
拟定所需的一起设备和主要物资，并指出业务管理，物资供应，通信联络等工作中必须的措施和对作业的建议。
6、附图、附表
⑴技术设计图
⑵综合工作量表
⑶工天利用表
⑷主要物资器材表
⑸预计上交产品和资料表等
四、控制网布设的基本形式
1、平面控制网的布设形式
⑴GPS网的布设形式
GPS网应由一个或若干个独立观测环勾成，也可采用附和路线形式。布设GPS网时，应与附近的国家地面控制网联测，联测点数不能少于三个，并均匀分布于测区中。
⑵导线网的布设形式
①单一附和导线
②闭合导线
③导线网
④支导线
⑶、三角形网的布设形式
2、高程控制网的布设形式
⑴几何水准网
①单一附和水准路线
②闭合水准路线
③结点水准网
④水准直线
水准网的布设比较灵活，实际作业时可根据测图和工程的需要，以及测区的形状，选择其布设的方法。

这是这节课的重要内容，要求学生要学会建立各种网，然后根据具体情况实施网的布设。
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⑵三角高程网
在一定密度的水准点控制下，精度可以达到四等。
四、课堂小结
这节课主要要求学生对技术设计的主要内容有所了解，知道控制网应该如何布设，以便了解在正式进行测量前应该完成哪些任务。
五、课后思考题
1、控制测量技术设计的主要内容？
2、高程控制网的布设形式？

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授课班级
09中专测量班
授课日期

课节
4
课堂类型
讲授
课题
控制测量坐标系统

教学目的
与要求

【知识目标】知道技术设计中主要的一些技术问题，主要包括对已有资料的分析，高程系统，以及坐标系的问题。
【能力目标】能够对已有资料进行分析利用，各种坐标系以及坐标系的转换。
【德育目标】培养学生的学习兴趣
重点难点
重点：对已有测绘资料的分析
难点：坐标系统及转换
教具教学辅助活动

一节教学过程安排
复习
见后页
2分钟
讲课
一、 对已有资料的分析
二、 高程系统
三、 坐标系统及转换
167分钟
小结
这节课主要要求学生把控制测量可能使用的坐标系进行学习和研究，知道在工程测量中，如何进行坐标系的选择。
10分钟
作业
见后页
1分钟
任课教师：赵洪涛 年 月 日
审查教师签字： 年 月 日
辽宁地质工程职业学院
一、复习提问
1、技术设计的原则？
2、水平控制网的布设形式？
二、引入新课
在编写技术设计书时，要紧密结合具体情况，综合考虑各种问题，那么，还有什么问题是我们以前没有考虑到的呢？
三、授课内容
一、对已有资料的分析和利用
1、平面控制网
⑴原有起始数据的来源、坐标系、等级、质量情况
⑵标石类型、浇灌、埋设质量
⑶投影带和投影面的选择，其综合误差影响是否满足工程测量的需要
⑷起始边精度，电磁波测距仪检定间隔时间，测距仪改正数是否正确
⑸依控制网几何条件检查观测质量情况
⑹平差后观测角的改正数
⑺仪器检验项目和精度，观测成果取舍是否合理
⑻成果中是否存在较严重的系统误差和其他有关的误差影响，对最后成果质量有何影响。
⑼采用的平差软件是否经过鉴定，平差方法是否合理
⑽精度评定是否正确，最弱边相对中误差、点位中误差能够满足要求
2、高程控制网
⑴原有高程成果的来源、高程系统、等级、质量情况
⑵布网的图形及其点位密度
⑶标石类型、浇灌、埋设质量
⑷线路的闭合差，每公里高差中数的偶然中误差和全中误差
⑸采用的平差软件是否经检测，检测结果是否适当，观测成果取舍是否合理
⑹起算水准点是否经检测，检测成果是否合乎齐全
⑺水准仪水准标尺是否进行过检验，一起检验项目是否齐全
二、作业依据
1、上级下达的任务和要求
2、国家统一制定的规范，上级有关的技术指示或补充规定
3、技术设计书

能够很好的对已有资料分析，可以大大减轻实地工作的工作量，降低工作成本。
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三、高程系统
1、高程基准面
⑴高程基准面为大地水准面，它是正高高程系统的基准面。或采用似大地水准面，它是正常高高程系统的起算面。我国目前采用正常高系统。
⑵高程基准面为椭球面，它是大地高高程系统的基准面。这个系统的高差是两地面点大地高之差。
大地高：地面点沿法线方向到椭球面的距离。
2、我国的高程系统
⑴1956黄海高程系统
青岛验潮站位置适中，地处我国海岸线的中部，而且青岛验潮站所在港口是有代表性的规律性半日潮港，又避开了江河入海口，外海海面开阔，无密集岛屿和浅滩，海底平坦，水深在l0m以上等有利条件，因此，在1957年确定青岛验潮站为我国基本验潮站，验潮井建在地质结构稳定的花岗石基岩上，以该站1950年至1956年7年间的潮汐资料推求的平均海水面作为我国的高程基准面。以此高程基准面作为我国统一起算面的高程系统名谓“1956年黄海高程系统”。
⑵1985国家高程基准
“1956年黄海高程系统”的平均海水面所采用的验潮资料时间较短，还不到潮汐变化的一个周期（一个周期一般为18.61年），同时又发现验潮资料中含有粗差，因此有必要重新确定新的国家高程基准。新的国家高程基准面是根据青岛验潮站1952～1979年19年间的验潮资料计算确定，根据这个高程基准面作为全国高程的统一起算面，称为“1985国家高程基准”。
四、坐标系统及转换
地固坐标系：建立在地球上的坐标系保持着与地球的固定关系。
地心坐标系：把坐标系原点设在地球质量中心的坐标系。
参心坐标系：把坐标系原点设在参考椭球中心的坐标系。
1、地心坐标系
⑴地心坐标系的建立
以地球质心为原点建立的空间直角坐标系，或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系。
⑵WGS-84世界大地坐标系
WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。
布设控制网时要选择适当的高程系统。

我国目前较多使用的是地心坐标系。但是对于两种坐标系大家都要求掌握。
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长半径：a=6378137±2（m）；
扁率：f=1/298.257223563；
地球引力常数：GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2；
地球自转角速度：ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1
建立WGS-84世界大地坐标系的一个重要目的，是在世界上建立一个统一的地心坐标系。
⑶2000国家大地坐标系
这是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。
2008年3月，由国土资源部正式上报国务院《关于中国采用2000国家大地坐标系的请示》，并于2008年4月获得国务院批准。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。
　 2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。2000国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：
　　长半轴 a＝6378137m
　　扁率　f＝1/298.257222101
　　地心引力常数　GM＝3.986004418×1014m3s-2
自转角速度　ω＝7.292l15×10-5rad s-1
2、参心坐标系
⑴参心坐标系的建立
参心坐标系是在参考椭球内建立的O-XYZ坐标系。原点O为参考椭球的几何中心，X轴与赤道面和首子午面的交线重合，向东为正。Z轴与旋转椭球的短轴重合，向北为正。Y轴与XZ平面垂直构成右手系。
⑵1954北京坐标系
坐标原点：前苏联的普尔科沃。
参考椭球：克拉索夫斯基椭球。
平差方法：分区分期局部平差。
存在问题：①椭球参数有较大误差。
②参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜。
③几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。
④定向不明确。
⑶1980年西安坐标系
坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。
参考椭球：1975年国际椭球。
平差方法：天文大地网整体平差。

这是我国最新使用的坐标系，也是以往的教材中没有的，所以要详细给学生讲解。
辽宁地质工程职业学院
特点：①采用1975年国际椭球。
②参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。
③椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。
④定向明确。
⑤大地原点地处我国中部。
⑥大地高程基准采用1956年黄海高程。
⑷工程坐标系
3、坐标系的转换
⑴同一基准空间直角坐标系同大地坐标系的转换
同一地面点在地球空间直角坐标系中的坐标和在大地坐标系中的坐标可用如下两组公式转换。

式中：e——子午椭圆第一偏心率，可由长短半径按式算得。N——法线长度，可由式算得。
⑵不同基准空间直角坐标系间的换算
同空间大地直角坐标系的换算既包括不同参心空间大地直角坐标系的换算，也包括参心空间大地直角坐标系和地心空间大地直角坐标系的换算。现今，后者的应用更为广泛。
不同空间大地直角坐标系的转换数学模型有多种，其转换方法可分为三参数、七参数等方法。
三参数法，这种方法最为简单，虽然不够合理，但在一定精度条件下，仍被广泛采用。
七参数法，这类公式有布尔莎公式，莫洛琴斯基公式和范士公式三种，其中范士公式采用另一种表示欧勒角的方法。这三种公式七参数间有一定的关系。当略去其中一些参数时，可得四参数、五参数和六参数等公式，在这主要采用布尔莎公式。

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4、工程坐标系的建立
⑴长度变形的产生和允许值
将实地测量的长度归化到国家统一的椭球面上时:
△s=-(Hm/Ra)s
再将椭球面上的长度投影至高斯平面。这样，经过两次改化，就改变了真实长度，这种高斯投影平面上的长度与地面长度之差，称为长度综合变形。
⑵工程控制网坐标系统的选择
对于工程测量，其中包括城市测量，既有测绘大比例尺图的任务，又有满足各种工程建设和市政建设施工放样工作的要求。如何根据这些目的和要求合适地选择投影面和投影带，经济合理地确立工程平面控制网的坐标系，在工程测量是一个重要的课题。
①国家带高斯正形投影平面直角坐标系
当测区平均高程在l00m以下，且值不大于40km时，其投影变形值及均小于2.5cm，可以满足大比例尺测图和工程放样的精度要求。，在偏离中央子午线不远和地面平均高程不大的地区，不需考虑投影变形问题，直接采用国家统一的带高斯正形投影平面直角坐标系作为工程测量的坐标系。
②抵偿投影面的带高斯正形投影平面直角坐标系
在这种坐标系中，依然采用国家带高斯投影，但投影的高程面不是参考椭球面而是依据补偿高斯投影长度变形而选择的高程参考面。在这个高程参考面上，长度变形为零。
③任意带高斯正形投影平面直角坐标系
在这种坐标系中，仍把地面观测结果归算到参考椭球面上，但投影带的中央子午线不按国家带的划分方法，而是依据补偿高程面归算长度变形而选择的某一条子午线作为中央子午线。但在实际应用这种坐标系时，往往是选取过测区边缘，或测区中央，或测区内某一点的子午线作为中央子午线，而不经过上述的计算。
④具有高程抵偿面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系
在这种坐标系中，往往是指投影的中央子午线选在测区的中央，地面观测值归算到测区平均高程面上，按高斯正形投影计算平面直角坐标。由此可见，这是综合第二、三两种坐标系长处的一种任意高斯直角坐标系。显然，这种坐标系更能有效地实现两种长度变形改正的补偿。
⑤假定平面直角坐标系
当测区控制面积小于100km2时，可不进行方向和距离改正，直接把局部地球表面作为平面建立独立的平面直角坐标系。这时，起算点坐标及起算方位角，最好能与国家网联系，如果联系有困难，可自行测定边长和方位，而起始点坐标可假定。这种假定平面直角坐标系只限于某种工程建筑施工之用。
工程坐标系也就是我们平时在工程中使用的坐标系，所以，这部分内容实用性较强，要求学生一定要掌握。
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四、课堂小结
这节课主要要求学生把控制测量可能使用的坐标系进行学习和研究，知道在工程测量中，如何进行坐标系的选择。
五、课后思考题
1、我国都采用什么高程系统
2、地心坐标系和参心坐标系的含义和区别？

教师授课方案 （首页）
授课班级
09中专测量班
授课日期

课节
2
课堂类型
讲授
课题
卫星定位系统简介

教学目的
与要求

【知识目标】了解当今的卫星定位技术，知道GPS系统的组成，了解GPS技术的特点及误差。
【能力目标】了解GPS有关知识

【德育目标】培养学生的学习兴趣，严谨、求实、勇于创新的科学精神。
重点难点
重点： GPS的组成
难点： GPS的误差来源
教具教学辅助活动

一节教学过程安排
复习
见后页
2分钟
讲课
一、 卫星定位系统介绍
二、 GPS组成
三、 GPS特点
75分钟
小结
GPS测量技术是当今测量技术中最先进的测量技术，所以对于它的相关原理要掌握，能够使用GPS布设控制网就行。
10分钟
作业
见后页
3分钟
任课教师：赵洪涛 年 月 日
审查教师签字： 年 月 日
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一、复习提问
1、什么是地心坐标系？参心坐标系？
2、为什么要建立工程坐标系？
二、引入新课
由于卫星定位系统拥有精度高，速度快，经济省力等诸多优点，所以目前该方法已经占据平面控制测量绝对的主导地位。那么究竟怎么运用这项先进技术来进行平面控制测量呢？
三、授课内容
一、卫星导航定位系统简介
1、美国的GPS
全球定位系统（Global Positioning System——GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资300亿美元，于1994年全面建成。它是一种定时和测距的空间交会定点的导航系统，可以向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息，为海、陆、空三军提供精密导航，向特殊用户进行授时，还可以用于情报收集、核爆监测、应急通讯和卫星定位等一些军事目的。
2、俄罗斯的GLONASS
GLONASS的研制开始于70年代中期，历经20多年的曲折历程，虽然曾遭遇了前苏联解体，俄罗斯经济不景气，但始终没有中断过系统的研制和卫星的发射。终于1996年1月18日实现了空间满星座24颗工作卫星正常地播发导航信号，使系统达到了一个重要的里程碑。系统标准配置为24颗卫星，而18颗卫星就能保证该系统为俄罗斯境内用户提供全部服务。
3、欧盟的GALILEO研制发射计划
在上世纪90年代的局部战争中，美国的GPS出尽风头。利用GPS系统提供定位的导弹或战斗机可以对地面目标进行精确打击，这给欧洲国家留下了深刻印象。欧洲国家为了减少对美国GPS系统的依赖，同时也为了在未来的卫星导航定位市场上分一杯羹，决定发展自己的全球卫星定位系统。经过长达3年的论证，2002年3月，欧盟15国交通部长会议一致决定，启动“伽利略”导航卫星计划。
4、中国的北斗一号卫星导航定位系统
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。

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北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容　的终端组成。中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和三颗北斗导航卫星，将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务（属于第二代系统）。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0．2米／秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。 中国计划2012年左右，“北斗”系统将覆盖亚太地区，2020年左右覆盖全球。
二、GPS的组成
1、GPS卫星星座的构成
①卫星数21+3颗；
②6个卫星轨道面，轨道倾角55度；
③卫星高度为20200km,卫星运行周期为11小时58分；
④在轨重量843.68kg，设计寿命七年半；
⑤在轨时依靠太阳能电池及镉镍蓄电池供电；
⑥有12根螺旋形天线组成的阵列天线，向地面发射张角为30度的电磁波束；
⑦由一个推力系统保持卫星在轨位置及姿态调整，卫星姿态调整采用三轴稳定方式，使卫星天线始终对准地心。
2、地面监控系统
GPS的地面监控系统包括一个主控站、五个监