测量学绪论

测量学的定义

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测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学

是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术

就是确定空间点的位置及其属性关系。

测量学的分类

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1. 大地测量学

2. 地形测量学

3. 摄影测量学

4. 工程测量学

5. 地图制图学

测量的基准线和基准面

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铅垂线和大地水准面是野外观测(外业实施)的基准线和基准面

1. 铅垂线：重力方向

2. 水准面：出于静止状态的水面

3. 大地水准面：假设全球海洋水面处于静止状态下，构成的全球的闭合曲面

由于地球内部质量不均匀，故重力受到影响，铅垂线不规则，故大地水准面同样产生了不规则的起伏变化

测绘需要将不规则的地形曲面变换成平面的地图投影。为了解决这个问题，选择了一个非常接近大地水准面的几何体，称之为参考椭球体 作为地球的理论形体，有$a$(长半轴)，$b$(短半轴)两个参数。以及扁率$f$ $f=\frac{a-b}{a}$

很多人在做大地水准面的精化

内外业的参考线和参考面

1. 外业：铅垂线和大地水准面

2. 内业：法线和参考椭球面

地面上点位的表示方法

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确定地面点位的坐标系

1. 地理坐标系（球面坐标系）

1. 定义：地理坐标系是使用三维球面来定义地球表面位置，以实现通过经纬度表面点位引用的坐标系，分为天文坐标系和大地坐标系

2. 天文坐标系：

   1. 主要描述地面点在大地水准面上的位置

   2. 基准：铅垂线，大地水准面

3. 大地坐标系：

   1. 描述地面点在==参考椭圆面==上的位置

   2. 基准：法线，参考椭球面

   3. L（大地经度），B（大地纬度），H（大地高度）
   4. 新的坐标系：CGCS2000 坐标系

2.直角坐标系

1. 投影：建立球面上的点和平面上的点的对应数学关系

2. ==高斯平面直角坐标系==

   1. 将地球按经线划分成带，称为投影带

   2. 投影带有 3 度带和 6 度带，各带的中央子午线位该带的中央子午线
   3. 高斯投影的基本原理是将椭圆柱与参考椭球体相切，再将投影带投影到椭圆柱上，再将椭圆柱展开。
   4. 投影后的地图按照高斯平面直角坐标系，原点在原来的 y 轴-500km 的地方。XY 轴与正常的相反。
   5. 高斯投影的距离改化

      1. 投影平面上的距离：$\sigma$
      2. 增长的距离，距离改化：$\Delta{S}$
      3. 相对距离改化：$\frac{\Delta{S}}{S}$
      4. $\sigma = S+\frac{y^2_{m}}{2R^2}{S}$
   6. 高斯投影的方向改化

3. 地区平面直角坐标系

4. 高程系

   1. 地面点到大地水准面的铅锤距离称为绝对高程（高程，海拔）

   2. 海边设置验潮站，经过长期观测，取平均值作为高程零点。