大地测量学基础Word格式文档下载.docx

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第1周至第16周

大地测量学基础 

（第二版，教材）

孔祥元，郭际名，刘宗泉

武汉大学出版社，2010

应用大地测量学（第三版，参考书）

张华海，王宝山，赵长胜

中国矿业大学出版社，2007

大地测量学基础（第一版，参考书）

吕志平，乔书波

测绘出版社，2010

中华人民共和国国家标准:

国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会

中国标准出版社，2006

国家三、四等水准测量规范（GB12898—2009）

中国标准出版社，2009

国家重力控制测量规范

（GB/T20256-2006） 

加密重力测量规范

（GB/T17944-2000） 

国家质量技术监督局

中国标准出版社，2000

全球定位系统（GPS）测量规范

（GB/T18314-2009）

国家三角测量规范

（GB/T17942-2000） 

大地天文测量规范

（GB/T17943-2000） 

工程测量规范

（GB50026—2007）

中国有色金属工业协会

中国计划出版社，2008

中华人民共和国行业标准:

城市测量规范

（CJJ/T8-2011）

中华人民共和国住房和城乡建设部 

中国建筑工业出版社，2012

授课教师

刘小强

职称

讲师

院（部）

土木工程学院

实践教师

辅导教师

上课日期

2014年9月2日

第1讲

章节

第1章绪论

1.1大地测量学的定义和作用

1.2大地测量学的基本体系和内容

1.3大地测量学的发展简史及展望

教学目的要求

了解大地测量学的定义和作用

理解大地测量学的基本体系和内容

了解大地测量学的发展简史及展望

重点及处理方法

大地测量学的基本体系和内容重点、详细讲授

难点及处理方法

无

授课方式

讲授

教学内容

1.本门课程在测绘工程专业中的介绍

2.本门课程的主要内容与课程安排

3.大地测量学的定义和作用

4.大地测量学的基本体系和内容

5.大地测量学的发展简史及展望

6.本讲小结

时间分配

5分钟

10分钟

20分钟

40分钟

主要教学方法与

手段

多媒体+板书+提问

课后作业

1.大地测量学有什么作用？

试举例说明。

2.简述大地测量学的基本体系和内容。

参考资料

《应用大地测量学（第三版）》，张华海，王宝山，赵长胜著，中国矿业大学出版社，2007

《大地测量学基础（第一版）》，吕志平，乔书波著，测绘出版社，2010

教学后记

大地测量学的核心是定位，是一门重要的测绘基础学科。

2014年9月4日

第2讲

第2章坐标系统与时间系统

2.1地球的运动

2.2时间系统

了解地球的自转

了解地球的公转

理解大地测量中典型时间系统的概念

典型时间系统重点、详细讲授

岁差、章动的概念及影响辅以图片加强理解

1.上讲内容复习

2.地球的运动

3.时间系统

4.本讲小结

15分钟

1.岁差和章动指的是什么？

它们会造成什么影响？

2.时间系统的要素是什么？

如何描述时间系统？

3.几种典型的时间系统各自有什么用途？

时间对于大地测量学而言是一个非常重要的参数。

2014年9月9日

第3讲

2.3坐标系统

（1）

理解惯性坐标系、协议天球坐标系、地固坐标系的概念

地固坐标系重点、详细讲授

协议天球坐标系和协议地固系的转换板书推导加强理解

2.坐标系统

3.本讲小结

80分钟

1.协议天球坐标系、地固坐标系的含义是什么？

2.协议天球坐标系和协议地固系的转换？

3.简述大地基准、大地测量参考系统、大地测量参考框架、椭球定位定向的含义。

坐标系统是测量的参照。

第4讲

2.3坐标系统（3）

理解坐标转换的原理

掌握坐标转换的实现

坐标转换的实现重点、详细讲授

坐标转换的原理板书推导加强理解

1.常用坐标转换的方法有哪些？

各自适用于哪种情形？

2.试说明五个公共点坐标转换的实现过程。

坐标转换是测绘专业学科必须掌握的知识。

2014年9月11日

第5讲

第3章地球重力场及地球形状的基本理论

3.1地球及其运动的基本概念

3.2地球重力场的基本原理

了解地球的基本参数

理解引力位、离心力位、重力位的概念

理解正常重力位和正常重力的概念

理解正常椭球、水准椭球、总的地球椭球和参考椭球的概念

重力位和参考椭球重点、详细讲授

引力位函数的推导板书加强理解

2.地球及其运动的基本概念

3.地球重力场的基本原理

25分钟

55分钟

1.地球的基本参数有哪些？

2.重力位的含义是什么？

其特征是什么？

3.重力位和水准面有什么关系？

4.总地球椭球和参考椭球的区别是什么？

各自有什么用途？

概念多，容易混淆。

2014年9月16日

第6讲

3.3高程系统

理解高程系统的含义

理解正高、正常高、大地高、力高和地区力高的概念

掌握我国的高程基准

正高、正常高、大地高概念和我国的高程基准重点、详细讲授

正高的推导辅以板书加深理解

2.高程系统

1.简述高程系统的含义。

2.简述正高、正常高、大地高、力高和地区力高的概念。

3.我国应用的是那种高程系统？

有几种高程基准？

高程系统由基准面、基准线确定。

2014年9月18日

第7讲

3.4关于测定垂线偏差和大地水准面差距的基本概念

3.5关于确定地球形状的基本概念

了解垂线偏差和大地水准面差距的概念及其测量方法

了解确定地球形状的天文大地测量方法、重力测量方法和空间大地测量方法

垂线偏差和大地水准面差距的概念重点、详细讲授

确定地球形状的方法板书推导加深理解

2.关于测定垂线偏差和大地水准面差距的基本概念

3.关于确定地球形状的基本概念

45分钟

35分钟

1.简述垂线偏差和大地水准面差距的含义。

2.试说明确定地球形状的天文大地测量方法、重力测量方法和空间大地测量方法。

大地水准面差距的测定是确定地球重力场的重要工作。

2014年9月23日

第8讲

第4章地球椭球及其数学投影变换的基本理论

4.1地球椭球的基本几何参数及其相互关系

4.2椭球面上的常用坐标系及其相互关系

（1）

了解地球地球椭球的基本几何参数及其相互关系

理解大地坐标系、空间直角坐标系、子午平面坐标系、地心纬度坐标系、归化纬度坐标系、大地极坐标系和站心地平坐标系的概念

大地坐标系、空间直角坐标系的概念详细、重点讲授

归化纬度和地心纬度的关系板书推导加深理解

1．上讲内容复习

2.地球椭球的基本几何参数及其相互关系3.椭球面上的常用坐标系及其相互关系

（1）

5分钟

1.地球椭球有哪些基本参数?

2.绘图说明大地坐标系、空间直角坐标系、子午平面坐标系。

3.绘图说明地心纬度坐标系、归化纬度坐标系、大地极坐标系。

大地坐标系、空间直角坐标系是大地测量的两个基本坐标系。

2014年9月25日

第9讲

4.2椭球面上的常用坐标系及其相互关系

（2）

理解子午平面坐标系和大地坐标系、子午平面坐标系和空间直角坐标系、大地纬度、归化纬度和地心纬度的关系

子午平面坐标系和大地坐标系、子午平面坐标系和空间直角坐标系的关系重点、详细讲授

大地纬度、归化纬度和地心纬度的关系板书推导加深理解

2.椭球面上的常用坐标系及其相互关系

（2）

3.本讲小结

1.利用图形辅助推导子午平面坐标系和大地坐标系、子午平面坐标系和空间直角坐标系的关系。

2.利用图形辅助推导大地纬度、归化纬度和地心纬度的关系。

3.利用1题的结果推导大地坐标系和空间直角坐标系的关系。

推导较复杂，需亲自动手反复推导2-3遍。

2014年9月30日

第10讲

4.3椭球面上的几种曲率半径

理解卯酉圈曲率半径、子午圈曲率半径、任意法截弧的曲率半径、平均曲率半径的概念

理解主曲率半径的计算和M、N、R的关系

卯酉圈曲率半径、子午圈曲率半径的概念重点、详细讲授

任意法截弧的曲率半径的推导板书推导加深理解

2.椭球面上的几种曲率半径

1.简述卯酉圈曲率半径、子午圈曲率半径的含义。

2.推导卯酉圈曲率半径、子午圈曲率半径的公式。

3.当两点不在同一子午圈也不在同一平行圈，M、N、R的大小关系是？

椭球面上曲线、曲面之间的关系，要跟平面区别开来。

2014年10月2日

第11讲

4.4椭球面上的弧长计算

理解子午线弧长计算、由子午线弧长求大地纬度、平行圈弧长计算、子午线弧长和平行圈弧长变化的比较和椭球面梯形图幅面积的计算

子午线弧长计算和由子午线弧长求大地纬度重点、详细讲授

由子午线弧长求大地纬度提醒学生预先学习迭代计算的知识

2.椭球面上的弧长计算

1.试计算某子午线上大地纬度为B1和B2两点间的弧长。

2.若子午线弧长为S,求对应的大地纬度。

3.列表说明子午线弧长和平行圈弧长变化规律。

迭代计算在测绘技术中应用广泛。

2014年10月7日

理解大地坐标系和空间直角坐标的相互转换

利用数学软件演示计算过程多举实例加深理解

实习

1.教师演示、讲解

2.学生自主练习

3.本次实习小结

演示+自主练习

1.总结由空间直角坐标系到大地坐标系的计算过程。

2.迭代计算的特点是什么？

2014年10月9日

第12讲

理解子午线弧长计算、由子午线弧长求大地纬度的计算、椭球面梯形图幅面积的计算

子午线弧长求大地纬度的计算多举实例加深理解。

1.总结由子午线弧长求大地纬度的计算过程。

2.积分和级数求和有什么关系？

积分计算通常可以转换为级数求和。

2014年10月14日

第13讲

4.5大地线

理解相对法截线的概念

理解大地线的定义和性质

掌握大地线的微分方程和克莱劳方程

大地线的微分方程和克莱劳方程重点、详细讲授

克莱劳方程的推导板书推导加深理解

1.复习上讲内容

2.大地线

1.大地线有哪些性质？

2.以图形辅助推导大地线的微分方程。

3.大地线微分方程有什么作用？

4.推导克莱劳方程。

大地线微分方程是椭球面计算的基本方程。

2014年10月16日

第14讲

4.6将地面观测值归算至椭球面

理解将地面观测的水平方向归算至椭球面的改化计算

掌握将地面观测的长度归算至椭球面

地面观测的长度归算至椭球面重点、详细讲授

水平方向归算的三项改正以图形辅助推导加深理解

1．复习上讲内容

2.将地面观测值归算至椭球面

1.水平方向归算的三项改正是？

2.当边长较短，写出地面长度归算到椭球面的简化公式。

3.水平方向和地面长度归算跟控制网的等级有什么关系？

地面边长较短时归算到椭球面可采用近似公式计算。

2014年10月21日

第15讲

4.7大地测量主题解算概述

了解大地主题解算的一般说明

了解勒让德级数式

理解高斯平均引数正算公式

理解高斯平均引数反算公式

理解白塞尔大地主题解算方法

高斯平均引数正算公式和白塞尔大地主题解算方法重点、详细讲授

高斯平均引数正算公式的推导板书推导加深理解

1.上讲内容复习提问

2.大地测量主题解算概述

1.简述大地主题解算的基本概念。

2.推导高斯平均引数正算公式和反算公式。

3.说明白塞尔大地主题解算的基本思想。

白塞尔大地主题解算是普遍采用的大地主题解算方案。

2014年10月23日

第16讲

4.8地图数学投影变换的基本概念

理解地图数学投影变换的意义和投影方程

了解地图投影的变形

了解地图投影的分类

理解高斯投影的简要说明

地图数学投影变换的意义和投影方程重点、详细讲授

地图数学投影变换的投影方程板书推导加深理解

2.地图数学投影变换的基本概念

1.地图数学投影变换有何意义？

2.地图投影的变形有哪几种？

地图投影的分类方法有哪些？

3.简述高斯投影的含义？

4.写出地图数学投影方程。

地图数学投影变换规定了椭球面到平面的转换规则。

2014年10月28日

第17讲

4.9高斯平面直角坐标系

（1）

理解高斯投影的概念

理解正形投影的一般条件

理解高斯投影坐标正反算公式

了解高斯投影坐标计算的实用公式

高斯投影坐标正反算公式重点、详细讲授

高斯投影坐标正