1.课程的性质与地位
《大地测量学基础》是测绘学科本科各专业的一门专业基础必修课，对学员建立测绘基准（包括：大地基准、高程基准、重力基准）和测绘系统（包括：大地坐标系统、平面坐标系统、高程系统、地心坐标系统和重力测量系统）等测绘学科的基本概念，了解大地测量数据采集技术和大地控制网的建立技术，掌握大地测量学的基本理论、技术和方法，培养学员良好的业务作风，为进一步学习其他专业课打下坚实基础具有不可替代的重要作用和意义。
2.课程基本理念
本课程的教学应坚持以人为本、以学为主、注重创新意识和综合素质培养的指导思想，坚持将知识学习、能力训练和综合素质培养融为一体，将大地测量学理论学习与测绘实践紧密结合，强调学员在学习中发现问题、分析问题、解决问题的能力，注重对学员科学探索精神、创新意识和团队精神的培养。
3.课程设计思路
本课程以测绘基准和测绘系统为主线，以各专业后续专业课程的需要和工程实际应用为主导，按照循序渐进的思路，从大地测量数据采集技术入手，逐步引入各类测绘成果处理过程中所必须依据的各种基准和系统，并安排相应的计算实习，巩固和加深学员对所学理论的理解。
大学专业基础课程与适当介绍学术热点、学术前沿之间似乎存在一定的矛盾，但恰好可以成为激励学生热情并融科学性、趣味性于一炉的画龙点睛之处。因此，本课程在重视基础内容的经典性和完整性的同时，也酌情安排一些关于学科新进展的窗口，以利于开拓学生的视野和思路，并作为测量工程后续专业课程的接口。
三、教学目的
通过本课程的学习，要求学员理解大地测量学的基本概念，测绘基准和测绘系统的基本理论。对大地测量控制网的构成及规格有一个概念性的了解，理解大地控制网的作用、布设方案和建网方法。初步掌握地球重力场理论，明确各类高程系统的概念。熟悉地球椭球的有关数学性质，掌握地面观测元素归算到椭球面的计算方法。掌握高斯投影的基本原理和计算方法。理解大地坐标系的建立方法和我国的各种大地坐标系。熟悉主要常用公式的推导并学会使用这些公式。
四、教学内容结构、单元教学目标与任务 第一单元 大地测量技术概论 1.授课内容
大地测量学的任务、作用、分类和发展简史；大地测量数据采集技术，包括：角度测量、距离测量、高程测量、天文测量、GPS测量、重力测量、人造卫星激光测距、甚长基线干涉测量；大地控制网的建立，包括：三维控制网的建立、水平控制网的建立、高程控制网的建立、重力网的建立。
2.学习要求
理解大地测量学的任务和作用，了解大地测量学的学科分类，了解大地测量各类野外观测仪器，理解角度、距离、天文经纬度和方位角、伪距、相位差、重力、时间延迟等观测量的定义。对三维控制网、水平控制网、高程控制网和重力网的构成有一个概念性的了解，理解大地网的布设方案和建网方法，对我国大地网的精度仅作一般性的了解。通过本单元的学习，建立对大地测量技术概况的总体认识，逐步体验与归纳测绘科学分析问题与解决问题的思路和方式，培养对测绘科学的学习兴趣。
3.教学要求
本单元共安排4学时，采用课堂讲授的方法实施教学。针对本单元主要是让学生了解整个大地测量技术概况和技术内容多的特点，在教学过程中要把握内容的宏观性，清楚阐述基本概念。充分利用仪器照片和电子模片，力求将技术概念形象化、具体化，以加深学员对基本概念的理解。引导学员建立大地测量技术的整体概念和思维方式，激发学员对测绘专业和本课程的学习兴趣，培养学员对所学理论和方法灵活运用的能力。根据对基本概念的理解程度和基本方法的了解程度进行考核和评价。
4.课内实践教学安排 本单元无课内实践
第二单元 大地水准面与高程系统 1.授课内容
地球重力场理论；各类高程系统；不同高程系统间的关系。 2.学习要求
理解重力位、地球重力场模型、大地水准面、正常椭球、扰动位等基本概念；掌握大地高系统、正高系统、正常高系统、力高系统、重力位数系统的定义及其数学表达式，明确水准闭合环理论闭合差的产生原因。了解不同高程系统间相互转换的关系。通过本单元的学习，达到初步掌握地球重力场理论，理解高程基准和高程系统的目的。
3.教学要求
本单元共安排4学时，采用课堂讲授的方法实施教学。本单元讲授是从地球重力场理论入手的，而该部分内容理论性强，是本课程的难点之一。针对该特点，要从学员已有物理学知识出发，讲透位函数概念，以此展开本单元内容
的讲授。高程系统讲授时，要与水准测量实践相结合，使学员能从实用出发理解各高程系统的意义。根据对基本概念的理解程度进行考核和评价。
4.课内实践教学安排 本单元无课内实践
第三单元 参考椭球面与大地坐标系 1.授课内容
参考椭球；大地坐标系与大地空间直角坐标系的关系；法截线与大地线；地面边角观测元素归算至椭球面；大地坐标系与大地极坐标系的关系。
2.学习要求
理解参考椭球、赫尔默特投影、毕兹特投影、大地坐标系、法截线曲率半径、平均曲率半径、子午线弧长、相对法截线、大地线、大地极坐标系、归化纬度等概念；学会以下公式的推导：大地坐标和大地空间直角坐标的互换公式、大地线微分方程、平行圈弧长公式、归化纬度与大地纬度的关系式；理解以下公式的推导思路：法线自椭球面至短轴和自椭球面至赤道的长度公式、卯酉圈曲率半径公式、子午圈曲率半径公式、平均曲率半径公式、子午线弧长公式、大地线克莱劳方程、按勒让德定理解算椭球面三角形的公式、垂线偏差改正公式、标高差改正公式、观测天顶距归算公式、斜距归算公式、垂线偏差公式、拉普拉斯方程、贝塞尔大地问题正反解公式；掌握以下公式的实用计算：大地坐标和大地空间直角坐标的互换、三差改正计算、斜距归算、贝塞尔大地问题正反解。通过本单元的学习，理解椭球的数学性质，掌握以椭球面为基准的大地坐标计算、大地极坐标计算、大地元素归算等问题，并具备编程计算的能力。
3.教学要求
本单元共安排22学时，其中理论教学16学时，计算实习6学时。采用课
堂讲授为主的方法实施教学。针对本单元主要解决椭球面数学解算问题的特点，讲授时应先补充球面三角学的基本知识。本单元数学推导较多，公式形式较复杂，讲授时应重点讲清思路，使学员能从实用出发理解各公式的意义。要注意培养学员的作图表达概念和公式的分析能力。根据对概念和公式的理解程度进行考核和评价。
4.课内实践教学安排
本单元安排计算实习6学时。内容包括：大地坐标和大地空间直角坐标的互换、贝塞尔大地问题正反解的编程计算。要求每人独立进行编程计算，注重把理论内容与实际应用密切结合。
第四单元 高斯投影与高斯平面直角坐标系 1.授课内容
地图投影；椭球面到平面的正形投影；高斯-克吕格投影；高斯平面坐标系与大地坐标系的关系；椭球面元素归算至高斯平面。
2.学习要求
理解投影变形、长度比、等量纬度、分带投影、邻带换算、坐标方位角、子午线收敛角、方向改正、距离改正等基本概念；学会方向改正近似公式、方向改正检核公式、坐标方位角计算公式的推导；理解柯西-黎曼微分方程、高斯投影正反算公式、高斯投影邻带换算、长度比公式、距离改正公式、平面子午线收敛角公式的推导思路；掌握高斯投影正反算公式的实用计算。通过本单元的学习，掌握以平面为基准的大地测量元素的计算以及椭球面到平面的归算问题。
3.教学要求
本单元共安排12学时，其中理论教学10学时，计算实习2学时。采用课
堂讲授为主的方法实施教学。本单元数学推导较多，公式形式较复杂，讲授时应重点讲清思路，使学员能从实用出发理解各公式的意义。应注意分析各公式结构的特点，并通过公式分析使学员对公式理解形象化、具体化。根据对概念和公式的理解程度进行考核和评价。
4.课内实践教学安排
本单元安排计算实习2学时。内容包括：高斯投影正反解的编程计算。要求每人独立进行编程计算，注重把理论内容与实际应用密切结合。
第五单元 大地坐标系的建立 1.授课内容
大地坐标系中的欧勒角；不同大地坐标系的转换；椭球定位的经典方法；协议地球参考系；我国的大地坐标系。
2.学习要求
理解欧勒角、尺度比、大地起算数据、椭球定位、国际协议原点、协议地球参考系与协议地球参考框架等概念；学会布尔莎模型的推导；理解大地坐标微分公式的推导思路；明确椭球定位的条件和原理；理解地球参考系的建立原理；理解ITRF和WGS-84坐标系的定义和实现；明确我国1954年北京坐标系、1980年西安坐标系、新1954年北京坐标系、1978年地心坐标系、1988年地心坐标系、2000国家大地坐标系的概况。通过本单元的学习，掌握经典大地坐标系和现代大地坐标系的建立原理，明确国际上几种大地坐标系和我国已有的大地坐标系。
3.教学要求
本单元共安排8学时，采用课堂讲授的方法实施教学。本单元内容理论性强，是本课程的难点之一。讲授时应重点讲清概念和原理。根据对概念和原理
的理解程度进行考核和评价。
4.课内实践教学安排 本单元无课内实践。 五、考核评价 1.考核方式 考试 2.组织方式 笔试，闭卷 3.成绩评定 百分制 4.记分标准
实习和平时作业占10％、课程考试占90％ 5.免试申请办法 无
六、实施建议 1.教材选编与使用
教材内容应能反映测绘各专业课程所需的大地测量基础性内容，包含大地测量技术概论、测绘基准和测绘系统理论两部分内容。
授课使用教材：《大地测量学基础》（吕志平，乔书波编，测绘出版社，2010年3月出版）
2.课程资源开发与利用
充分利用已开发完成的《大地测量基础网络课程》实施课外教学，展示大地测量学有关模型、图片，提供电子教案、教材，模拟考试，网上交流、回答
问题等。
3.教学保障条件
本课程教学应在多媒体教室进行，计算实习课应保证每人有一台计算机。 七、附录 1.基本教材
《大地测量学基础》，吕志平、乔书波，测绘出版社，2010年 2.参考书
（1）《大地测量学基础》孔祥元等，武汉大学出版社，2002 （2）《椭球大地测量学》熊介，解放军出版社，1989 （3）《军事测量工程》吴晓平等，解放军出版社，2001 3.主要专业术语解释
（1）地球重力场模型：以球函数级数式表示的地球重力位。 （2）正常高系统：以似大地水准面为基准面的高程系统。
（3）平均曲率半径：椭球面上一点所有方向法截线曲率半径的平均值。 （4）大地线：椭球面上两点间的最短线。
（5）归化纬度：贝塞尔大地问题解算中，在辅助球上引入的大地纬度的对应量。
（6）等量纬度：高斯投影计算中，引入的大地纬度的对应量。
（7）欧勒角：不同大地空间直角坐标系变换中，围绕坐标轴旋转的三个角。 （8）国际协议原点：1900年至1905年平均地极位置。 （9）协议地球参考系：以协议地极为基准点的地球参考系。 （10）大地坐标系：以大地经纬度、大地高表示的三维坐标系。
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