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第一章 绪论一，测量学的定义：测量学是研究地球表面各个部分以及地球的形状和大小，并进行测绘的一门应用科学。二，测量学的分类：1、按研究对象可以分为 ： 普通测量学：小区域；地球：大地测量学2、按测量的技术手段来分：航空摄影测量：应用航空摄影像片来测绘地形图。卫星遥感测量：应用卫星技术到测量中3、按测量的应用有：工程测量学：为工程建设服务的测量科学。 各种测量学都是以普通测量学为基础的。三，测量学的任务：1、使用测量仪器和工具进行实地测量，将小区域地面的形状和大小按比例测绘成图，以供生产和建设使用（提供技术资料）。2、将图上规划和设计好的工程或建筑物的位置，准确地测设到地面上，作为施工的依据。3、测定整个地球形状和大小，作为测量计算和研究地壳升降、大陆变迁、海岸线移动等问题的依据。总的概括：把地形图测绘出来，竣工图测绘出来。四，在园林中的主要内容：主要介绍小区域内地面形状和大小的测定方法；进行这种测量工作时所用仪器的构造和使用；测量成果的整理和图的绘制方法（底图和竣工图）等。 五，测量的基本工作：包括距离测量、角度测量、高程测量及制图。 为了提高测量工作的精度，必须遵守三个原则：a在测量布局上，由整体到局部； b在精度上，由高级到低级 c在程序上，先测控制点，后测碎部点。第二章 距离测量与直线定向一，直接量距（直线定线）：当丈量的A、B两点间距离较长或地面地势起伏时，为了使尺段沿直线方向进行丈量，就需要在A、B两点间的直线 上再标定一些点位，这一工作就称为直线定线。直线定线的方法一般采用目测定线。有三种情形：（一）A、B为地面上互相通视的两点（二）过山岗直线定线（三）过山各直线定线二，间接量距：光学测距（视距测量）和光电测距 补充： 距离丈量分为直接量距与间接量距：直接用各种尺来量距是直接量距。间接量距包括视距测量与光电测距三，距离丈量的一般方法：（一）平坦地面的距离丈量 整尺法： D=nl+q其中：n：为整尺法段数，即手中的测钎数; l：为尺段长度; q：为余长（二）倾斜地面的距离丈量丈量距离的地面是倾斜的，倾斜面的坡度比较均匀时，用斜量法。1、斜量法 D=Lcos L为斜坡长度； 坡度用测坡器来量。2、平量法： a、倾斜地面的地势起伏较复杂，但尺段两端高差不大，用平量法。 b、高地面地势起伏大，地面倾斜大，不可能将尺拉平时，可将一整尺段分成若干小段来丈量。第三章 罗盘仪罗盘仪是利用磁针确定直线方向的一种仪器，构造简单，轻便，操作技术易掌握。一， 罗盘仪的构造罗盘仪主要由磁针，刻度盘和望远镜三部分组成二、罗盘仪的运用 1、对中 2、调平 3、转动罗盘仪，瞄准目标，读数。三，标准方向：真子午线，磁子午线，坐标纵轴线四，方位角 由标准方向的北端顺时针方向量至某一直线的水平角，称为该直线的方位角，方位角的大小应在0360范围内。1， 真方位角，A2， 磁方位角，Am3， 坐标方位角五，象限角：由标状方向的北端或南端起算到 已知直线的水平夹角，称为象限角，以R表示。 方位角与象限角之间存在换算关系。 真方位角与磁方位角之间的关系： A=Am+ 第四章 水准仪一，水准仪的构造 主要部件 用 处a 望远镜b水准器c基座：用于瞄准目标与读数圆水准器：粗平管水准器 与望远镜连成一体，气泡居中，表示视线水平。 视准轴；水准管轴；水平线；视准轴与水准管崭相互平行，是水准仪构造上应具备的最重要条件。支承仪器上部，并与三脚架连接。 二， 测量原理 水准测量是利用水准仪所提供的水平视线，配合水准直接测定地面上任意面点之间的高差，然后把居其中一已知点的高程，推算其他各点的高程。如图：已知A点的高程为HA，Hi是水准仪视线高a是后视线读数，b是等视读数。hAB是A、B两点间高差，hABa-b(后视一差视)HB=HA+ hAB= HA+（a-b）另外：Hi=HA+a;同时：Hi=HB-bHB= Hi-b=（HA+a）-b三， 水准仪的运用方法 （书本24页） 四， 四个等级的水准点 为了满足全国各种比例尺的测图和工程建设的需要，国家在各地摆设了由专业测量单位用水准测量测定高程的固定点，这些固定点称为水准点，记为“BM”，国家水准测量分一、二、三、四等四个等级，也就有各个等级的水准点，国家的水准点几乎遍布全国各地，构成国家高程控制网。五， 转点：当相邻两交点互不通视时，为测角和量距需要，应在其连线或延长线上测定一点或数点，称为转点（其作用主要是传递方向）。第五章 经纬仪一，经纬仪的构造1,照准部：要有望远镜、横轴、支架、竖轴、测微器。照准部上装有圆水准器和管水准器。2,度盘：度盘部分主要是一个玻璃制精密刻度盘。包括水平度盘和竖直度盘。3基座：基座部分是支撑仪器的底座。主要有轴座、脚螺旋和连接板。二，测量原理1， 水平角测量原理：一点到目标的方向线垂直投影在水平上所夹的角度，称水平角，以“”表示。为了测量水平角的大小，在铅垂线10上任一点O处，水平地安置一个有分划的圆盘，并使圆盘的中心位于10线上，则AB和AC在刻度盘上的投影所夹的角就是水平角。其角值可由刻度盘上两相应方向读数之差求得。=b-a （5-1）2， 竖直角测量原理：在一个竖直面内，一点至观测目标的方向线与水平线间的夹角，称为竖角，又称垂直角或高度角，以“a”表示。欲测量地面A至B方向的竖角，可在测站点A的铅垂线AO的任意一点O处，垂直方向安置刻度盘，使刻度盘平面位于AB的竖面内。如果横轴的高度与照准点P的高度相等时，OP线的竖角a即为AB线的竖角aAB。 三，用法1， 经纬仪测水平角（一）、经纬仪的安置n （1）对中n （2）整平（二）、水平角的观测 常用的测角方法有测回法、方向观测法及复测法三种。n （1）测回法 测回法是测角的基本方法。步骤如下：n a、安置仪器于测站O点上，先以盘左位置，将度 盘读数调节为00 00 0”。（或略大些）n b、转动照准部照准左目标A，准确地对准A点，按实际读数a1，记录在观测手簿中。n c、顺时针方向转动照准部照准右目标B，读取度盘读数b1，读取读数，并记入观测手簿中。n d、倒转望远镜逆时针方向旋转照准部再照准右目标B，得读数b2，记入观测手簿中。n e、逆时针方向旋转照准部再照准目标A，得读数a2，记入观测手簿中。n f、计算：AOB=1=b 1a1 AOB=2=b 2a2 = （ 1+ 2）n （2）方向观测法 在一测站上，要观测的方向多于三个时，采用此法。n （3）复测法 此种方法是把一个角重复测多次，以复测的次数去除累积的角值，这样就可得到精确的角值。2， 经纬仪测竖直角(一)、竖盘和竖盘指标 竖盘是经纬仪上用于度量竖角的量器。 竖盘指标有两种装置形式：一种称为可动式指标， 不能随横轴转动，可使竖盘指标棱镜绕横轴微动。 一种是竖盘指标装有自动补偿设备，能自动归零，直接读数。竖盘指标管水准器气泡居中时，竖盘指标读数为0或90的整倍数。如竖盘指标读数与规定常数不符，其差值称为竖盘指标差，以“i”表示。(二)、竖角观测步骤及记录手簿 （1）安置仪器于测站O点上，量仪器高。以盘左位置转动望远镜照准目标M点，使十字丝中横丝精确地切于M处。(2）转动竖盘指标管水准器的微动螺旋，使竖盘指标管水准器的气泡居中，然后读出盘左的竖盘读数L，记入观测手簿。（3）倒转望远镜以盘右位置，再次照准目标M点，待调动使竖盘指标管水准器气泡居中时，读出盘右时的竖盘读数R，读入观测手簿。 (三)、竖角及竖盘指标差计算 aL=（90L） aL=（L90） aR=（R270） aR=（270R） a=1 /2（aL+aR ) i=1/2（aL-aR ）第六章 测量误差的基本知识一，定义：被测量的量的大小是客观存在的,任一量的准确值与其观测值之差,称为测量误差。 二，分类：系统误差、偶然误差、过失误差 1系统误差： 在相同的观测条件下作一系列的测量，误差在大小、符号上表现出系统性，或者在观测过程中，按一定的规律变化，或是一常数。这种误差称为系统误差。 2偶然误差： 在相同的观测条件下作一系列的观测，误差在大小、符号上都表现出偶然性，误差的大小和符号无规律性，但大量误差就整体而言，具有一定的统计规律，这种误差称为偶然误差。 每一项的偶然误差又是由行为偶然（随机）因素引起的小误差的代数和。3过失误差： 由于测量人员的粗心大意，在测量记录或计算时读错，算错引起的误差，称为过失误差，又称粗 差。三，偶然误差统计规律性偶然误差具有的四个特性：a有界性 b对称性 c大小性 d抵偿性第七章 光电测距一， 光学测距（视距测距）（书本72页） A：定义：光学测距是采用光学仪器应用几何及光学原理，在仪器至测点之间构成一等腰或直角三角形，从三角形中取得两个数据：一是顶角，一是底边边长L，即可得到测点至仪器之间的距离D。B：光学测距方式分以下三类：定角测距 定基线测距 变角变基线测距二， 光电测距（书本75页）优点:测程长，精度高，受地形限制小，作业效率高注：具体内容请看课件和书本！第八章 全站仪一， 全站仪的构造基本结构：望远镜把手、照准部、度盘、电池、显示屏（键盘）、基座附件：棱镜（普通棱镜、测杆棱镜）、温度计、气压表二， 全站仪的运用测水平角、测竖直角、测距斜距、测平距注：具体内容请看课件第九章 GPS技术及其应用一， GPS系统的构成GPS系统包括三大部分：空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控系统，用户设备部分GPS信号接收机。（一）、空间部分GPS卫星 全球定位系统所用的专用卫星，分试验卫星和工作卫星。（二）、地面控制部分n 地面控制部分是支持整个系统正常运行的地面设施，由1个主控站、5个监测站、3个注入站及通讯、辅助系统组成。n 1、主控站 主控站是整个地面控制系统的行政管理中心和技术中心，位于科罗拉多州的联合空间工作中心。n 主要作用是：负责管理、协调地面监控系统中各部分的工作；根据各监控站送来的资料，计算、预报卫星轨道和卫星钟改正数，并按规定格式编制成导航电文送往地面注入站；调整卫星轨道和卫星钟读数，当某卫星出现故障时，负责修复或启用备件以恢复其正常功能，无法恢复时调用备用卫星去顶替它，经维持整个系统正常可靠性地工作。n 2、监测站 监测站是无人值守的数据自动采集中心。5个监测站分别位于科罗拉多州（美国本土）、阿松森岛（大西洋）、狄哥伽西亚（印度洋）、卡瓦加兰和夏威夷（太平洋）。n 主要功能是：对视场中各GPS卫星进行伪距测量；通过气象传感器自动测定气温、气压、相对湿度等气象元素；对伪距观测值进行各项改正后再进行编辑、平滑、压缩，然后送往产控站。n 3、注入站 地面注入站是向GPS卫星输入导航电文和其他命令的地面设施。3个注入站分别位于狄哥伽西亚、阿松森岛、卡瓦加兰。n 主要功能是：在主控站控制下向视场中的各GPS卫星发射导航电文和其他命令；并自动地向主控站报告自己的工作是否正常。n 4、通讯、辅助系统 地面监控系统中负责数据传输以及提供其他辅助服务的部门和设施。全球定位系统的通讯系统是由地面通讯线、海底电缆及卫星通讯等联合组成的。（三）、用户设备部分n 1、GPS信号 GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42MHZ的L1载波和频率为1227.60MHZ的L2载波，它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。n 2、GPS接收机 能接收、处理、测量GPS卫星信号以进行导航、定位、定轨、授时等工作的仪器设备。GPS接收机是由带前置放大器的接收天线、信号处理设备、输入输出设备、电源和微处理器等部件组成的。根据用途的不同，可分为导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机等。n 3、接收通道 接收机中用来跟踪、处理、测量卫星信号的部件，由无线电元器件、数字电路等硬件和专用软件所组成，简称通道，一个通道在一个时刻只能跟踪一个卫星信号，根据工作方式的不同，可分为序贯通道、复式通道和多通道等。二， GPS定位原理1、基本原理 地面接收机可以在任何地点、任何时间、任何气象条件下进行连续观测，并且在时钟控制下，测定出卫星信号到达接收机的时间t，进而确定卫星与接收机之间距离为=c.t+式中，C为信号传播速度，为有关的改下数之和。GPS定位就是把卫星看成是“飞行”的控制点，根据测量的星站距离，进行空间距离后方交会，确定地面接收机的位置。如图7-4所示，A、B、C为已知瞬时位置的卫星点，接收机的位置坐标可由下式计算：其中：xA,yA,zA为A点的空间直角坐标； xB,yB,zB为B点的空间直角坐标；xC,yC,zC为C点的空间直角坐标；x，y，z为接收机的空间直角坐标。三， 网形布置（1）点连式（2）边连式（3）边点混合连接式（4）星形网（5）导线网（6）环形网其中：点连式三角形、星形网、导线网附合条件少，精度低；边连式三角形附合条件多，精度高，但工作量大；边点混合连接式三角形和环形网形式灵活，附合条件多，精度较高，是工程控制网中常用的布设方案。四， 定位模式1、静态单点定位 2、动态单点定位 3、静态相对定位4、伪动态相对定位测量或称重复设站法 5、动态相对定位五，布测基本步骤1，测区概况；2，作业依据；3，起始数据与坐标系统；4，GPS网形设计；5，观测精度标准；6，选石和理石；7，GPS外业观测；8，GPS基线向量的计算及检核；9，GPS网平差；10，提交成果注：具体内容请看课件和书本。第十章 地形图测绘一， 可分为大区域地形图测绘和小区域地形图测绘二， 布控制点 传统的控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。三， 测碎部点： 碎部测量就是测定碎部点的平面位置和高程。 1、碎部点的选择 A,对于地物，碎部点应选在地物轮廓线的方向变化处，如房角点，道路转折点，交叉点，河岸线转弯点以及独立地物的中心点等。连接这些特征点，便得到与实地相似的地物形状。由于地物形状极不规则，一般规定主要地物凸凹部分在图上大于04mm均应表示出来，小于04mm时，可用直线连接。B,对于地貌来说，碎部点应选在最能反应地貌特征的山脊线、山谷线等地性线上。如山顶、鞍部、山脊、山谷、山坡、山脚等坡度变化及方向变化处。根据这些特征点的高程勾绘等高线，即可得地貌在图上表示出来。 2，碎部测量方法 极坐标法，方向交会法