第一章 绪 论
1-1 测量学的任务及其在工程中的应用
1-2 地面点位的测定
1-3 测量工作概述
复习思考题
第一章 绪 论
1-1 测量学的任务及其在工程中的作用
测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科
学 。 它的主要内容包括测定和测设两部分 。 测定就是使用测量
仪器和工具, 将测区内的地物和地貌缩绘成地形图, 供规划设
计, 工程建设和国防建设使用 。 测设 (也称放样 )就是把图上设
计好的建筑物和构筑物的位置标定到实地上去, 以便于施工 。
测量学的许多分支学科：大地测量学；地形测量学；摄影
测量学 （ 航空摄影测量学, 地面摄影测量学, 水下摄影测量学
和航天摄影测量学等 ） ；海洋测绘学；工程测量学；矿山测量
学；制图学 。 随着遥感 (RS),卫星全球定位系统 (GPS)和地理信
息系统 (GIS)等新技术的不断发展, 新的测量分支学科将不断涌
现 。
第一章 绪 论
1-2 地面点位的确定
地球上最高的珠穆朗玛峰, 高出海水面 8846.27 m,最低的马里
亚纳海沟, 低于海水面 11022 m。 这些高低起伏与巨大的地球半径
(平均为 6371 km)相比, 可以忽略不计 。 地球上陆地面积仅占整个
地球表面的 29%,而海洋面积占了 71%,可以认为地球是被静止的海
水面所包围的球体 。
由于地球的自转运动, 地球上任一点都受到地球引力和离心力
的双重作用, 这两个力的合力, 称为 重力 。 重力的方向线称为 铅垂
线, 铅垂线是测量工作的基准线 。 静止的水面所形成的曲面称为 水
准面 。 过水准面上的任意一点所作的铅垂线, 在该点均与水准面正
交 。 与水准面相切的平面称为 水平面 。 由于水面可高可低, 因此水
准面有无穷多个, 其中与平均海水面重合并向陆地延伸所形成的封
闭曲面, 称为 大地水准面 。 大地水准面是测量工作的基准面 。 由大
地水准面所包围的地球形体, 称为 大地体, 它代表了地球的自然形
状和大小 。
第一章 绪 论
大地水准面与地球自然表面相比, 可
称得上是一个光滑的曲面 。 但由于地球内
部质量分布的不均匀性, 使得铅垂线的方
向产生不规则的变化, 结果大地水准面就
变成了一个有微小起伏变化的, 不规则的
复杂曲面 。 为了计算和绘图方便, 通常选
择一个非常接近于大地水准面, 并可用数
学式表示的几何曲面来代表地球的形状,
这个面称为旋转椭球体面或地球椭球体面 。
我国解放前采用海福特椭球, 解放后
曾采用前苏联的克拉索夫斯基椭球, 并选
择西安附近的泾阳县永乐镇某点作为大地
原点, 建立, 1980年国家大地坐标系, 。
因地球椭球扁率很小, 所以当测区范
围不大时, 可将地球视为圆球, 其半径为
6371km。
第一章 绪 论
二, 地面点位置的表示方法
测量工作的基本任务是确定地面点的位置 。 确定地面点的空间
位置需要三个量, 即平面坐标和高程 。
(一 ) 平面坐标
1 地理坐标
通过地轴和地球上任意一点 P的平面与地球表面的交线称为 P点
的 真子午线或经线 。 通过英国格林尼治天文台的子午线, 称为 首子
午线 。 垂直于地轴的各平面与地球表面的交线, 称为 纬线 。
过地心且与地轴垂直的平面称为赤道面，
赤道面与地球表面的交线称为 赤道 。
经度 从首子午线起算，向东为东经
(0° -180° )，向西为西经 (0° -180° )，
经度通常用符号 λ 表示；纬度从赤道起
算，向北为北纬 (0° -90° )，向南为南
纬 (0° -90° )，纬度通常用符号 φ 表示。
第一章 绪 论
2 平面直角坐标
大地水准面虽是曲面, 但当测量
区域较小 (如在半径小于 10km的范围内 )
时, 可以将其当做平面来看待 。 在这
种情况下, 地面点的位置可用平面直
角坐标表示 。 右图为测量工作中采用
的坐标系 。 规定南北方向为纵轴, 记
为 x轴, x轴向北为正, 向南为负；以
东西方向为横轴, 记为 y轴, y轴向东
为正, 向西为负 。 测量坐标系的 Ⅰ,
Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 象限为顺时针方向编号 。
测量坐标系与数学坐标系的规定是不
同的, 其目的是为了便于定向, 可以
不改变数学公式而直接将其应用于测
量计算中 。 和 Y地面某点 P的平面位置
可用 XＰ 和 YＰ表示 。
第一章 绪 论
(二 ) 高程
1 绝对高程
地面点到大地水准面的铅垂
距离, 称为该点的 绝对高程 或海
拔 。 两点间的高程差, 称为 高差 。
两点间的高程差 h=H2-H1。
2 假定高程
在局部地区或某项工程建设中，当引测绝对高程有困难时，可
以任意假定一个水准面为高程起算面。从某点到假定水准面的垂直
距离，称为该点的假定高程或相对高程。采用假定高程时，应先在
测区内选定一个高程基准点并确定其假定高程值，再以它为基准
推算其他各点的假定高程。
第一章 绪 论
1-3 测量工作概述
测量工作不外乎两大类：即地形图测绘和施工放样 。 其基本工
作内容就是测角, 测距和测高差 。 地球表面复杂多样的形态可分为
地物和地貌两大类 。 地面上的固定性物体称为地物；地球表面各种
高低起伏的形态称为地貌 。 地物和地貌总称为地形 。 一般将表示
地物形态变化的点称为地物特征点, 也叫碎部点 。 测图工作主要就
是测定这些碎部点的平面坐标和高程?
测定碎部点的位置分两步进行：先进行控制测量, 再进行碎部
测量 。 这种, 先控制后碎部, 从整体到局部, 的方法是测量工作应
遵循的原则 。
测量工作应遵循的另一个原则就是, 步步有检核, 。
无论是控制测量, 碎部测量还是施工放样, 其实质都是确定地
面点的位置, 也就是测定三个元素棗水平角 β, 水平距离 l和高差 h。
所以说, 高程测量, 距离测量和水平角测量是测量的基本工作, 观
测, 计算和绘图是测量工作的基本技能 。
第一章 绪 论
复习思考题
1 测量学在各类工程中有哪些作用?
2 测定和测设有何区别?
3 何谓大地水准面, 绝对高程和假定高程?
4 测量学中的平面直角坐标系与数学中坐标系的表示方法有何不同?
5 测量工作的两个原则及其作用是什么?
6 测量工作的基本内容是什么?
