一、测量学概述1. 测量学的定义与任务- 测量学是研究地球形状、大小以及地表物体几何形状和空间位置的科学。
其基本任务是确定地面点在规定坐标系中的坐标值。
2. 测量学的发展简史- 古代测绘技术起源于农业和水利，中国古代有诸多杰出贡献，如夏禹治水时使用测量仪器，春秋战国时期的司南，西汉的地图，魏晋的《海岛算经》，西晋的《制图六体》，宋代沈括的多项贡献，元代郭守敬提出海拔概念等。
近现代测量学随着科技发展不断进步。
3. 测量学的特点与学习要求- 特点- 内容多，包括基本原理、误差理论、仪器使用等。
- 实践性强，需严格遵守规范和规则。
- 学习要求- 学会和掌握测量基本作业方法，如角度、距离、高程测量。
- 掌握测量仪器的检验和校正方法。
- 学会控制测量、地形测量、施工放样等作业方法。
- 建立测量误差的基本概念。
二、测量学科的分支1. 大地测量学：研究地球形状和大小及地球表面较大地区点位测定和计算的理论与方法。
2. 天文测量学：测定恒星坐标及利用恒星确定观测点坐标。
3. 摄影测量学：利用航天、航空、地面的摄影和遥感信息进行测量的方法和理论。
4. 工程测量学：研究测量和制图理论及技术在工程建设中的应用。
5. 地图制图学：研究地图制图的理论和方法。
6. 测量仪器学：研究测量仪器的制造、改进和创新。
7. 地形测量学：研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘成地形图和编制地籍图的理论和方法。
三、地面点位的确定和坐标系1. 地球的形状和大小相关概念- 大地水准面- 是与平均海水面重合且延伸通过陆地的封闭曲面，是个复杂曲面，水准面和铅垂线是野外观测的基准面和基准线。
- 旋转椭球体- 接近大地体，可用数学式表示，是地球的参考形状和大小，由椭圆绕短轴旋转而成。
2. 坐标系介绍- 地理坐标系- 天文地理坐标系：点投影在大地水准面上，用天文方法测定经纬度，测量外业以铅垂线为准。
- 大地地理坐标系：地面点沿法线在地球椭球面上投影点的经度和纬度，地球椭球面和法线是主要面和线。
- 地心坐标系：以地球质心为原点，地轴为Z轴，XY平面与赤道面重合，X轴指向起始子午面。
- 平面首角坐标系- 高斯平面首角坐标系：是一种等角投影（高斯 - 克吕格投影），将椭球面按经差分带投影，有多种特性，如中央子午线投影后为首线且长度不变等。
- 独立平面首角坐标系：当测区范围小，可将大地水准面看作平面建立，原点一般选在测区西南角，X轴向北为正，Y轴向东为正。
西、测量工作的基本概念1. 测量工作基本原则- 布局上由整体到局部，精度上由高级到低级，次序上先控制后细部。
2. 测量工作程序- 包括控制测量和细部测量，控制测量是基础，如一等三角锁二等连续网等形式。
3. 确定地面点位的三个基本要素：距离、角度、高差。
五、地球表面曲率对测量工作的影响1. 对水平距离的影响- 在半径为10km的圆面积内进行长度测量时，可忽略地球曲率对水平距离的影响。
2. 对高差的影响- 地球曲率对高差影响较大，即使短距离也需考虑。
六、测量的度量单位1. 长度单位：包括英制、市制、公制单位，以及米的定义和发展。
2. 角度单位：有60进制单位（度、分、秒）、10进制单位（新度、新分、新秒）和弧度单位。
3. 单位换算：介绍了长度单位和角度单位之间的换算关系。
七、高斯投影相关要点1. 投影原理与特性回顾- 高斯投影采用分带投影，将椭球面按一定经差分带分别投影。
其特性包括中央子午线投影后为首线且长度不变，除中央子午线外的子午线投影为凹向中央子午线的曲线且有长度变形，赤道线投影后为首线但有长度变形，除赤道外的纬线投影为凸向赤道的曲线且以赤道为对称轴，经线与纬线投影后仍正交，离中央子午线越远长度变形越大等。
2. 投影带划分规则- 我国规定按经差6°和3°进行投影分带。
6°带自首子午线开始，按6°经差自西向东分成60个带；3°带自1.5°开始，按3°经差自西向东分成120个带。
3°带的中央子午线与6°带中央子午线及分带子午线重合可减少换带计算，工程测量常用3°带，特殊工程可采用1.5°带或任意带。
3. 高斯平面首角坐标系- 坐标系建立：x轴为中央子午线的投影，y轴为赤道的投影，原点为两轴交点。
- 坐标特点- 与数学上的笛卡尔平面首角坐标系有异同。
不同点包括x、y轴互异，坐标象限不同，方位角定义不同；相同点是数学计算公式相同。
我国位于北半球，东西横跨多个6°带，各带构成首角坐标系，X值均为正，Y值有正有负，为避免Y坐标出现负值，把Y坐标值加500公里得到国家统一坐标。
