现代测量学

《现代测量学》教学大纲

课程英文名称：Modern Surveying

课程代码：b206130070

课程类别：专业基础课

开课时间：第一学期

总学时：68（理论42，实践26）

总学分：3.5

考核方式：考试

先修课程：高等数学、计算机基础

适用专业：测绘工程

开课单位：地理信息与旅游学院

一、课程概述

《现代测量学》是测绘工程专业的专业基础课程，是测绘工程专业的核心课程之一。该课程可培养测绘工程专业人才的专业基础技能，让学生了解和掌握空间数据获取的基本方法和流程，为后续的控制测量学、摄影测量学、误差理论与测量平差、卫星导航定位、工程测量等课程提供支持。学习该课程之前，必须掌握高等数学的计算技能，掌握计算机软件的基本操作和使用技能。现代测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学，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。教学内容主要包括测量学基本原理、测量所使用的仪器（水准仪、经纬仪、全站仪）、工具和基本测量方法，研究测量误差产生的原因及消除方法，大比例尺地形图测绘方法等。课程主要采用讲授法、讨论法、理论实践相结合等多种教学方式。该课程共68课时,42课时为理论课时，26课时为实验课时。以笔试考试为考核方式，以学生平时表现、实验课成绩及期末考试成绩等综合评定结果作为最终考核成绩。

二、课程目标

本课程的教学目标是让学生理解和掌握测量基本理论和基本技术，掌握基本测量仪器（水准仪、经纬仪、全站仪）的操作及使用，逐步培养学生测、算、绘的基本工作能力，培养学生看图、用图的基本能力，掌握施工测量的基本方法。

（一）知识目标

1．了解测绘的发展、分支及测绘学理论概念。

2．掌握测量误差及大比例尺地形图测绘相关内容。

3．熟练掌握水准仪、经纬仪、全站仪的使用及测量、计算方法。

（二）能力目标

1．掌握测量学的理论技能。

2．培养学生理论应用于实践的综合素质能力。

3．可将本门课程的内容应用于实际测绘工作中。

（三）素质目标

1．具备外业测量员的基本职业素质。

2．具备基本测绘和运用技能素质。

3．培养专业的职业操守应具备的素质。

三、课程内容与要求

1. 学时分配表

2. 教学内容和要求

第一章绪论

教学内容：

第一节 测量学简介

1．测量学的定义、应用范围、分支学科等

2．地球的形状与大小

3．测量学的基准线、基准面等重要概念

第二节 测量坐标系与地面点位确定

1．各种测量坐标系统

2．高斯投影

3．高斯平面直角坐标系

第三节 测量工作的原则和程序

1．测量工作的程序

2．测量工作的原则

教学要求：

1．理解测量学的定义、地球的形状和大小

2．掌握测量学的基准线、基准面

3．掌握测量坐标系统、高斯投影、高斯平面直角坐标系统

4．掌握测量工作的程序和原则

教学重点与难点：

重点：测量基准面、高斯投影、高斯平面直角坐标系、测量的原则。

难点：高斯投影。

第二章 水准测量

教学内容：

第一节 水准测量原理

1．水准测量相关内容

2．高程测量概念、水准测量作用

3. 水准测量原理

第二节 水准测量仪器与工具

1．微倾式水准仪

2．水准仪构造

3. 水准尺、水准仪、尺垫使用方法

第三节 水准测量方法与成果处理

1．水准点、水准路线种类及相关内容

2．水准测量方法及成果处理方法

第四节 水准测量误差及其削减方法

1．水准测量误差种类及来源

2．仪器误差、观测误差、外界环境误差的具体内容

教学要求：

1．理解水准测量的原理

2．掌握水准仪的使用方法

3．掌握水准测量的方法及成果处理

4．理解水准测量的误差来源

教学重点与难点：

重点：水准测量方法及成果处理方法。

难点：内业计算、成果处理方法。

第三章 角度测量

教学内容：

第一节 角度测量原理

1．角度测量相关内容

2．水平角测量原理，理解竖直角测量原理

第二节 经纬仪的安置与使用

1．经纬仪构造

2．经纬仪安置方法、瞄准和读数

第三节 水平角测量

1．水平角观测的注意事项

2．方向观测法的限差

3．测回法、方向观测法水平角测量。

第四节 方向观测法观测手簿计算与处理

1． 方向观测法观测手簿计算与处理，练习计算

第五节 竖直角观测

1．竖盘构造。

2．竖直角用途、竖盘指标差相关概念。

3. 竖直角观测方法

第六节 水平角测量误差分析

1．角度测量误差种类及来源。

2．仪器误差、观测误差、外界环境误差的具体内容。

教学要求：

1．理解角度测量的基本原理

2．掌握经纬仪的使用方法

3．掌握水平角观测的基本方法

4．掌握竖直角观测的基本方法

5．理解角度测量的误差来源

教学重点与难点：

重点：水平角观测、竖直角观测。

难点：水平角观测方法、方向观测法观测手簿计算与处理。

第四章 距离测量与直线定向

教学内容：

第一节 钢尺量距与视距测量

1．钢尺量距相关内容

2．视距测量方法及相关内容

第二节 直线定向

1．标准北方向种类及表示直线方向的方法

2．三种方位角关系

3. 方位角及其相关内容，方位角与象限角关系

教学要求：

1．了解钢尺量距的基本内容

2．掌握视距测量方法

3．掌握直线定向的方法

教学重点与难点：

重点：方位角与象限角关系。

难点：无。

第五章 测量误差的基本知识

教学内容：

第一节 测量误差概述

1．测量误差来源及其概念内容。

2．测量误差分类，系统误差粗差特点。

3. 偶然误差特性。

第二节 评定误差精度指标

1．误差精度评定指标的分类及其概念。

2. 标准差、中误差、相对误差计算表达方法及其应用。

第三节 误差传播定律

1．线性、一般函数等误差传播定律公式。

2．算数平均值等常用函数误差传播定律。

3. 误差传播定律的计算及其应用。

教学要求：

1．了解测量误差的来源

2．掌握测量误差的分类

3．掌握偶然误差特性

4．掌握误差精度评定指标

5．理解误差传播定律

6. 会利用所学知识进行外业测量处理。

教学重点与难点：

重点：偶然误差特定、平度误差精度指标、误差传播定律。

难点：误差传播定律。

第六章 控制测量

教学内容：

第一节 控制测量概述

1．控制测量相关专业术语

2．平面控制测量、高程控制测量相关规定

3. 控制测量主要技术要求

第二节 导线测量

1．导线布设方式及其布设情况

2．导线测量外业观测内容与方法，掌握导线测量内业计算

第三节 三、四等水准测量

1．高程测量等级

2．三、四等水准测量技术要求

3.三、四等水准测量观测方法和内业计算与处理

第四节 交会测量与三角高程测量

1．交会测量方法及其应用

2．三角高程测量相关内容

教学要求：

1．了解控制测量相关专业术语

2．掌握导线测量外业和内业

3．掌握三、四等水准测量方法

4．理解交会测量方法

5．掌握三角高程测量

教学重点与难点：

重点：坐标正算、坐标反算、导线测量、三、四等水准测量。

难点：导线测量、三、四等水准测量内业计算。

第七章 地形图的基本知识及应用

教学内容：

第一节 地形图比例尺与图式

1．国家基本比例尺地形图，地形图比例尺的选择

2．地形图比例尺表示方法，地形图图式及其相关内容

3．比例尺精度

第二节 地物地貌的表示方法

1. 地物的表示方法。

2．地貌形态特征及分类

3．等高线及相关定义

4. 等高线分类、特点

第三节 地形图的基本应用

1．地形图的判读

2．地形图的基本应用

教学要求：

1．了解国家基本比例尺地形图

2．理解地物的表示方法

3．理解等高线的定义、特点

4．了解地形图的基本应用

教学重点与难点：

重点：等高线分类、特点，地形图的应用。

难点：无。

第八章 大比例尺地形图测绘

教学内容：

第一节 大比例尺地形图的传统测绘方法

1．大比例尺地形图测绘方法分类

2．大比例尺地形图传统测绘的方法

3. 大比例尺地形图传统测绘的工作流程

第二节 大比例尺地形图的数字测图方法

1. 大比例尺地形图数字测绘的方法

2．大比例尺地形图数字测绘的工作流程

第三节 地形图的绘制

1．地形图绘制的基本方法

2．地形图绘制的工作流程

教学要求：

1．了解大比例尺地形图的传统测绘方法

2．掌握大比例尺地形图的数字测图方法和工作流程

3．掌握地形图的绘制方法

教学重点与难点：

重点：大比例尺地形图测绘的方法和技术流程。

难点：无。

第九章 全站型电子速测仪

教学内容：

第一节 概述

1．各种常见全站仪的分类

2．各种全站仪的技术参数和用途

第二节 全站仪结构及原理

1. 全站仪的组成及各部分功能

2．全站仪测角的原理

3．全站仪测距的原理

4．全站仪测坐标的原理

第三节 全站仪测量功能

1．各种全站仪的常用功能

2．全站仪测角功能

3．全站仪测距功能

4．全站仪测坐标功能

5．其他常用功能

第四节 全站仪的使用方法

1．全站仪的使用技巧。

2．全站安置的基本流程。

3．全站仪测角的基本方法。

4．全站仪测距的基本方法。

5．全站仪测坐标的基本方法。

教学要求：

1．了解各种常见的全站仪

2．了解全站仪工作原理和基本结构

3．掌握全站仪测量功能和使用方法

教学重点与难点：

重点：全站仪基本功能使用和操作技巧。

难点：无。

四、实验(实践)内容

1．实验项目与学时分配表

2．实验内容及教学要求

实验项目一：水准仪的认识与使用

实验内容：

1、结合仪器了解各部分的构造与作用

2、练习水准仪的安置、瞄准与读数

实验教学要求：

1、了解水准仪的构造

2、初步掌握其使用的方法

主要仪器设备：

水准仪

注意事项:

无

实验项目二：四等水准测量

实验内容：

1、四等水准的外业测量

2、四等水准的内业计算

实验教学要求：

1、掌握水准仪的使用方法

2、掌握四等水准测量的外业流程

3、掌握四等水准测量的内业处理方法

主要仪器设备：

水准仪

注意事项:

无

实验项目三：经纬仪的认识与使用

实验内容：

1、经纬仪的安置

2、经纬仪的瞄准与读数

实验教学要求：

1、了解DJ6经纬仪的构造，主要部件的名称和作用

2、练习经纬仪的对中、整平、瞄准和读数的方法

3、要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格

主要仪器设备：

经纬仪

注意事项:

无

实验项目四：测回法测水平角

实验内容：

1、测回法观测水平角

实验教学要求：

1、掌握测回法测水平角的观测方法和记录计算

主要仪器设备：

经纬仪

注意事项:

无

实验项目五：方向法测水平角

实验内容：

1、方向观测法观测水平角

实验教学要求：

1、掌握方向法观测水平角的观测、记录和计算方法

主要仪器设备：

经纬仪

注意事项:

无

实验项目六：全站仪的认识与使用

实验内容：

1、了解全站仪及相应工具

2、初步会用全站仪进行简单测量

3、熟悉全站仪的构造及各部件的作用

4、熟悉全站仪功能及操作界面

实验教学要求：

1、了解全站仪的应用，对全站仪测角、测距的特点、分类及精度指标有一个全面的认识

2、以一种全站仪为例，学会正确安置仪器及反光棱镜的方法

3、学会水平角、平距等的测量方法

4、掌握直线坐标方位角的推算方法

主要仪器设备：

全站仪

注意事项:

无

实验项目七：全站仪导线测量

实验内容：

1、使用全站仪进行导线测量

2、测量数据传输

实验教学要求：

1、了解导线测量的基本概念、外业的操作方法、内业的计算方法。

2、以闭合导线为例，使用全站仪完成外业测角、量边等工作；使用手工计算的方式进行内业处理。

主要仪器设备：

全站仪

注意事项:

无

实验项目八：全站仪碎步测量

实验内容：

1、使用全站仪进行碎步测量

2、全站仪碎部测量的记录方法

实验教学要求：

1、掌握利用全站仪进行碎部测量的方法和步骤

2、掌握全站仪的“程序”测量模式

3、掌握全站仪碎部测量的记录方法

4、要求提前预习教材、指导书的有关内容

主要仪器设备：

全站仪

注意事项:

无

五、教学建议

（一）方法手段

根据该门课程的教学内容及知识特点，采用涵盖多媒体教学为主的授课方式，结合案例分析的启发式教学、自由讨论等多种方式开展教学。同时结合课本，利用课本每章的课后习题，有针对性的让学生展开课堂、课后练习及知识点的巩固。为使学生更好的掌握该门课程的重点内容，利用网络资源，对测绘相关案例、及工程应用展开分析性教学。以期通过以上教学方式方法，以及在授课过程中发现的更好的利于学生领会该门课程的手段，使学生真正做到对本门课程重点知识的领会贯通。

（二）考核评价

该课程的考核成绩由平时成绩（40%）和期末成绩（60%）组成。其中，平时成绩由作业（30%）、课堂考勤（20%）、课堂提问（20%）和课程实验（30%）构成；期末考核采用闭卷考试方式进行。具体各项见下表：

（三）习题课

教学中习题课2学时，误差传播定律。

（四）教材选用

张剑锋，等.测量学[M].北京：中国水利水电出版社，2015.

（五）课程资源

信息化教学资源：多媒体课件、网络课程、毕博平台。

制定人(签字)： 谷双喜审核人：制定时间：2017年7月18日