1.5 测量工作概述

1.5.1 测量的基本工作

地面点的空间位置用坐标和高程来表示。

图1.5.1 确定地面点位的测量工作

1.地面点平面位置的确定

地面点平面位置一般不是直接测定的，而是通过测量水平角和水平距离计算而求得的。如图1.5.1所示，在平面直角坐标系中，若要测定原点O附近点1的位置，只需测得角度α₁（称为方位角）及距离D₁，用三角公式即可算出点1的坐标：x₁=D₁cosα₁，y₁=D₁sinα₁。

若能测得角度α₁、β₁、β₂、…，并测得距离D₁、D₂、D₃、…，则利用数学中极坐标和直角坐标的互换公式，可以推算2、3、…点的坐标值。由此可见，测定地面点平面位置的基本原理是：由坐标原点开始，逐点测得水平角和水平距离，逐点递推算出坐标。地面点的平面位置（x，y）的测量方法将在第6章作详细介绍。

2.地面点高程的确定

地面点高程测定的基本原理是从高程原点开始，逐点测得两点之间的高差，进而推算出点的高程。地面点的高程H的测量与计算方法将在第2章、第6章作详细的介绍。

综上所述，距离、角度和高差是确定地面点位置的三个基本要素，而距离测量、角度测量、高差测量是测量的三项基本工作。

1.5.2 测量工作的基本原则

测量工作中将地球表面的形态分为地物和地貌两类：地面上的河流、道路、房屋等称为地物；地面高低起伏的山峰、沟、谷等称为地貌。地物和地貌总称为地形。测量学的主要任务是测绘地形图和施工放样。

将测区的范围按一定比例尺缩小成地形图时，通常不能在一张图纸上表示出来。测图时，要求在一个测站点（安置测量仪器测绘地物、地貌的点）上将该测区的所有重要地物、地貌测绘出来也是不可能的。因此，在进行地形测图时，只能连续地逐个测站施测，然后拼接出一幅完整的地形图。当一幅图不能包括该地区全部的面积时，必须先在该地区建立一系列的测站点，再利用这些点将测区分成若干幅图，并分别施测，最后拼接该测区的整个地形图。

这种先在测区范围建立一系列测站点，然后分别施测地物、地貌的方法，就是先整体后局部的原则。这些测站点的位置必须先进行整体布置，反之，若一开始就从测区某一点起连续进行测量，则前面测站的误差必将传递给后面的测站，如此逐站积累，最后测站的本身位置以及根据它测绘的地物、地貌的位置误差积累就会很大，这样将得不到一张合格的地形图。一幅图如此，就整个测区而言就更难保证精度。因此，必须先整体布置测站点。测站点起着控制地物、地貌的作用，所以又称为“从控制到碎部”。

为此，在地形测图中，先选择一些具有控制意义的点，如图1.5.2中的A、B、C、…点。用比较精密的仪器和方法把它们的位置测定出来，这些点就是上述的测站点，在地形测量中称为地形控制点，或称为图根控制点。然后再根据它们测定道路、房屋、草地、水系的轮廓点，这些轮廓点称为碎部点。这样从精度上来讲就是从高级到低级。

遵循“由整体到局部”“先控制后碎部”“从高级到低级”的原则，就可以使测量误差的分布比较均匀，保证测图精度，而且可以分幅测绘，加快测图速度，从而使整个测区连成一体，获得整个地区的地形图，如图1.5.2所示。

图1.5.2 测量工作原则示意图

在测设工作中，同样必须遵循这样的工作原则。如图1.5.3所示，欲把图纸上设计好的建筑物P′、R′、G′在实地放样出来，作为施工的依据，就必须先进行高精度的控制测量，然后安置仪器于控制点A′进行建筑物的放样。

图1.5.3 地形图及测设工作原则示意图