《大地控制測(cè)量學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、大地控制測(cè)量學(xué)課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Geodesy and Control Surveying 課程編號(hào)：HZ190630課程類別：專業(yè)教育平臺(tái)（專業(yè)核心課程）課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分： 3.0學(xué) 時(shí)：48（其中：講課學(xué)時(shí)48： 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí):0）適用專業(yè)： 測(cè)繪工程開(kāi)課部門： 環(huán)境與資源學(xué)院測(cè)繪與地理信息工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)A1/A2、測(cè)繪工程制圖、測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)等。后繼課程：測(cè)量程序設(shè)計(jì)、數(shù)字地形測(cè)量、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)原理與應(yīng)用、工程測(cè)量學(xué)等。一、課程目標(biāo)大地控制測(cè)量學(xué)是測(cè)繪工程專業(yè)必修的核心課程，對(duì)學(xué)生建立測(cè)繪學(xué)科的基本概念，了解大地測(cè)量數(shù)據(jù)采集技術(shù)和大地控制網(wǎng)的建立技術(shù)，掌

2、握大地測(cè)量學(xué)的基本理論、技術(shù)和方法，以及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和靈活運(yùn)用能力等方面具有重要的作用和意義。通過(guò)本課程的理論教學(xué)，使學(xué)生具備如下知識(shí)和能力：1掌握大地測(cè)量基本概念與基礎(chǔ)理論，理解大地測(cè)量學(xué)的基本原理與相關(guān)計(jì)算的方法，具備相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算的能力；2掌握大地測(cè)量基本技術(shù)與方法，具有精密角度測(cè)量、精密水準(zhǔn)測(cè)量、精密距離測(cè)量的施測(cè)能力，掌握建立工程控制網(wǎng)必備理論知識(shí)與技術(shù)方法；3了解現(xiàn)代大地測(cè)量學(xué)科現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、具備綜合運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題所需的專業(yè)素質(zhì)、文化素質(zhì)、與項(xiàng)目管理能力。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)12.1能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)與工程科學(xué)的基本理

3、論運(yùn)用到識(shí)別、分析復(fù)雜測(cè)繪工程存在的問(wèn)題；2. 問(wèn)題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理與方法，識(shí)別、表達(dá)、分析復(fù)雜測(cè)繪工程問(wèn)題，并通過(guò)文獻(xiàn)研究尋求其解決方案，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)24.1能夠利用測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)對(duì)復(fù)雜測(cè)繪工程問(wèn)題進(jìn)行探索，提出研究方法和技術(shù)路線；4.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜測(cè)繪工程實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析、驗(yàn)證、解釋，綜合多源信息得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)311.1能夠理解測(cè)繪工程項(xiàng)目在工程中的地位，具有工程項(xiàng)目管理和經(jīng)濟(jì)決策方法;11.項(xiàng)目管理：掌握測(cè)繪工程管理知識(shí)與決策方法，并將其在多學(xué)科環(huán)境中正確應(yīng)用在測(cè)繪實(shí)

4、踐項(xiàng)目管理中。三、課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的對(duì)應(yīng)關(guān)系單元教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課程目標(biāo)授課（學(xué)時(shí)）訓(xùn)練環(huán)節(jié)（學(xué)時(shí)）1緒論4課堂討論1、作業(yè)1、32坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)8課堂討論213地球重力場(chǎng)及地球形狀的基本理論8課堂討論、作業(yè)14地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的基本理論16作業(yè)1、25大地測(cè)量基本技術(shù)與方法10作業(yè)2、36深空大地測(cè)量2作業(yè)3四、課程的主要內(nèi)容及基本要求第1單元 緒論（4學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1、3）知 識(shí) 點(diǎn)大地測(cè)量學(xué)的定義、任務(wù)、體系、作用和研究?jī)?nèi)容。大地測(cè)量學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史及展望重 點(diǎn)大地測(cè)量學(xué)的的定義和分支、大地測(cè)量學(xué)的意義和作用。難 點(diǎn)大地測(cè)量學(xué)體系和內(nèi)容?；疽?、識(shí) 記：大地測(cè)量

5、學(xué)的基本內(nèi)容2、領(lǐng) 會(huì)：現(xiàn)代大地測(cè)量的特征第2單元 坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)（8學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn)地球的運(yùn)轉(zhuǎn)、時(shí)間系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)重 點(diǎn)地心坐標(biāo)系；參心坐標(biāo)系，坐標(biāo)系間的換算難 點(diǎn)坐標(biāo)系間的換算基本要求1、識(shí) 記： 天球、大地基準(zhǔn)、參考框架、七參數(shù)轉(zhuǎn)換、地心坐標(biāo)、參心坐標(biāo)、橢球定位等基本名詞術(shù)語(yǔ)、概念。2、領(lǐng) 會(huì)：了解天球坐標(biāo)系及地球坐標(biāo)系的基本規(guī)定、不同目的及作用；地球坐標(biāo)系的種類；各種坐標(biāo)系的建立方法及坐標(biāo)系間的換算。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：能利用一定的坐標(biāo)換算數(shù)學(xué)模型及參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系之間的換算。4、綜合應(yīng)用：能根據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。第

6、3單元 地球重力場(chǎng)及地球形狀的基本理論（支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn)地球及其運(yùn)動(dòng)的基本概念、 地球重力場(chǎng)的基本原理、高程系統(tǒng)、關(guān)于測(cè)定垂線偏差和大地水準(zhǔn)面差距的基本概念、關(guān)于確定地球形狀的基本概念重 點(diǎn)重力位、正常橢球、正常重力、重力異常、垂線偏差、高程異常、大地水準(zhǔn)面差距、高程系統(tǒng)、水準(zhǔn)測(cè)量高程改正項(xiàng)、水準(zhǔn)測(cè)量理論閉合差。難 點(diǎn)正常重力、重力異常、高程異常、水準(zhǔn)測(cè)量高程改正項(xiàng)、理論閉合差?；疽?、識(shí) 記：確定地球形狀的基本方法、測(cè)定垂線偏差的方法、在大地測(cè)量中用到的高程類型、正常重力公式、地球基本參數(shù)2、領(lǐng) 會(huì)：高出水準(zhǔn)橢球面H米的正常重力計(jì)算公式、測(cè)定大地水準(zhǔn)面差距的方法、水準(zhǔn)測(cè)量理論閉

7、合差與水準(zhǔn)面不平行性的關(guān)系。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：正常水準(zhǔn)面不平行性及其改正數(shù)計(jì)算，正常高的兩項(xiàng)改正。4、綜合應(yīng)用：理解國(guó)家高程系統(tǒng)的理論依據(jù)和特點(diǎn)；理解地球外部重力場(chǎng)理論與高程系統(tǒng)的關(guān)系。第4單元 地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的基本理論（支撐課程目標(biāo)1、2）知 識(shí) 點(diǎn)地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關(guān)系、橢球面上的常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系、橢球面上的幾種曲率半徑、橢球面上的弧長(zhǎng)計(jì)算、大地線、將地面觀測(cè)值歸算至橢球面、大地測(cè)量主題解算概述、地圖數(shù)學(xué)投影變換的基本概念、高斯平面直角坐標(biāo)系、通用橫軸墨卡托投影和高斯投影族的概念、蘭勃脫投影概述重 點(diǎn)地球橢球的基本參數(shù)及其相互關(guān)系、橢球面上常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系、地

8、面水平方向及邊長(zhǎng)觀測(cè)值歸算、投影變形、高斯投影與高斯平面直角坐標(biāo)系難 點(diǎn)橢球面上常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系、大地線微分方程、投影變形、正形投影的一般條件、高斯投影正反算。基本要求1、識(shí) 記：子午圈、卯酉圈、橢球偏心率、大地坐標(biāo)系、空間坐標(biāo)系、法截線、相對(duì)法截線、大地線、垂線偏差改正、標(biāo)高差改正、截面差改正、起始方位角的歸算、勒讓德?tīng)柖ɡ?、大地元素、大地主題解算、大地主題正算、反算、高斯投影、高斯分帶投影、高斯坐標(biāo)系、長(zhǎng)度比、子午線收斂角、方向改化、距離改化等基本名詞術(shù)語(yǔ)、概念。 2、領(lǐng) 會(huì)： 地球橢球的基本幾何參數(shù)及其相互關(guān)系；大地坐標(biāo)系的定義；橢球面上的幾種曲率半徑及其關(guān)系；地面觀測(cè)值歸算至橢球

9、面的內(nèi)容；正形投影一般條件的推導(dǎo)要點(diǎn)；利用高斯投影三大特性推導(dǎo)高斯投影坐標(biāo)正、反算公式的基本思路；工程測(cè)量投影面與投影帶選擇。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：能利用橢球面上的常用坐標(biāo)系及其相互關(guān)系實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)換算，能將地面觀測(cè)值歸算到橢球面上；能利用高斯投影坐標(biāo)正、反算公式實(shí)現(xiàn)大地坐標(biāo)與高斯平面坐標(biāo)換算。4、綜合應(yīng)用：能利用三差改正將地面觀測(cè)值歸算到橢球面上；能利用高斯投影坐標(biāo)正、反算公式實(shí)現(xiàn)大地坐標(biāo)與高斯平面坐標(biāo)換算及高斯坐標(biāo)鄰帶換算；掌握工程測(cè)量投影面和投影帶的選擇方法。第5單元 大地測(cè)量基本技術(shù)與方法（支撐課程目標(biāo)2、3）知 識(shí) 點(diǎn)國(guó)家平面大地控制網(wǎng)建立的基本原理、國(guó)家高程控制網(wǎng)建立的基本原理、工程測(cè)量控制網(wǎng)

10、建立的基本原理、大地測(cè)量?jī)x器、電磁波在大氣中的傳播、精密角度測(cè)量方法、精密的電磁波測(cè)距方法、精密水準(zhǔn)測(cè)量方法重 點(diǎn)平面大地控制網(wǎng)建立的基本原理，高程控制網(wǎng)建立的基本原理，大地測(cè)量?jī)x器及觀測(cè)方法，大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理與成果匯總難 點(diǎn)大地網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)，大地網(wǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)、精密測(cè)距、精密測(cè)角、精密水準(zhǔn)測(cè)量的誤差來(lái)源及其特性?；疽?、識(shí)記：工程平面控制網(wǎng)的布設(shè)精度和密度，高程控制網(wǎng)的有關(guān)理論和方法；精密經(jīng)緯儀、角度觀測(cè)方法；精密全站儀、精密距離測(cè)量；精密水 準(zhǔn)儀、精密水準(zhǔn)測(cè)量； 2、領(lǐng)會(huì)：國(guó)家控制網(wǎng)建立的方法，工程平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的建立；觀測(cè)誤差；光電測(cè)距誤差和作業(yè)要求；精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)方法和外 業(yè)觀

11、測(cè)資料的檢查與處理； 3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：精密經(jīng)緯儀操作，方向觀測(cè)法、光電測(cè)距的成果換算，二等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施。4、綜合應(yīng)用：?jiǎn)我粚?dǎo)線誤差理論，工程平面控制網(wǎng)布設(shè)，工程高程控制網(wǎng)布設(shè)。第6單元 深空大地測(cè)量簡(jiǎn)介（支撐課程目標(biāo)3）知 識(shí) 點(diǎn)深空探測(cè)概述關(guān)于地心引力常數(shù)和月心引力常數(shù)關(guān)于月球形狀中心和月球質(zhì)量中心關(guān)于月球幾何形狀與月球地形測(cè)繪深空探測(cè)基本技術(shù)簡(jiǎn)介行星測(cè)量簡(jiǎn)介重 點(diǎn)月球幾何形狀和月球地形測(cè)量、深空探測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介難 點(diǎn)月球幾何形狀和月球地形測(cè)量、深空探測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介?；疽笞R(shí)記：月球地形測(cè)繪的方法、深空探測(cè)技術(shù)五、學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)第1單元緒論4第2單元 坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)8第3單元

12、 地球重力場(chǎng)及地球形狀的基本理論8第4單元 地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的基本理論16第5單元 大地測(cè)量基本技術(shù)與方法10第6單元 深空大地測(cè)量2合計(jì)48六、教學(xué)方法與手段教材內(nèi)容較多，相當(dāng)部分內(nèi)容是大地測(cè)量的范疇，應(yīng)用性較差。教學(xué)要側(cè)重在先進(jìn)設(shè)備條件下，控制測(cè)量理論在控制面積較小的工程控制測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題。采用以講授為主，分析、提問(wèn)、答辯相結(jié)合的多樣化教學(xué)方法。1、堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，將生產(chǎn)中遇到的具體問(wèn)題引入到課堂中，不斷提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。2、堅(jiān)持傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，盡可能邊演示邊講解，化繁為簡(jiǎn)，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3

13、、注重啟發(fā)式教學(xué)、開(kāi)展課堂討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題、分析問(wèn)題，拓展學(xué)生的思維。4、注重課后練習(xí)，大力培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。七、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核要求：需覆蓋大綱中各知識(shí)單元全部教學(xué)內(nèi)容，主要是教材中重要的基本原理和基本方法，亦會(huì)少量涉及到補(bǔ)充的內(nèi)容或布置的參考資料內(nèi)容?？己诵问剑嚎荚?考查成績(jī)?cè)u(píng)定：課程考核選擇百分制模式，期末考試、平時(shí)考查與實(shí)驗(yàn)考核相結(jié)合。課程考核總評(píng)成績(jī)由四部分構(gòu)成，具體計(jì)算為總評(píng)成績(jī)=期末考試成績(jī)60%+平時(shí)作業(yè)30%+課堂表現(xiàn)10%。期末考試范圍不超過(guò)大綱的內(nèi)容，考試時(shí)間為100分鐘，成績(jī)定為百分制。表1 期末成績(jī)?cè)u(píng)定方案考查內(nèi)容

14、比重評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)評(píng)估課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求期末考試（100分）60%選擇題或填空題課程目標(biāo)1、2、32.1、4.1問(wèn)答題或計(jì)算題課程目標(biāo)1、2、32.1、4.1、11.1平時(shí)成績(jī)（100分）30%課后作業(yè)課程目標(biāo)1、22.1、4.110%課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)1、2、32.1、4.1、11.1作業(yè)會(huì)隨教學(xué)進(jìn)度多次上交評(píng)分，每次評(píng)分在作業(yè)總成績(jī)中所占比重由授課教師根據(jù)作業(yè)量和難度確定，評(píng)分方法參考下表。表2平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)評(píng)定項(xiàng)目?jī)?nèi)容分值總分值作業(yè)課程目標(biāo)1、2方法運(yùn)用不正確，未完成訓(xùn)練。0-30分100分方法運(yùn)用正確，未完成訓(xùn)練、不能得到有效結(jié)論。30-65分獨(dú)立完成作業(yè)訓(xùn)練題目，計(jì)算結(jié)果有錯(cuò)誤，結(jié)論

15、基本合理。65-85分獨(dú)立完成作業(yè)訓(xùn)練題目，計(jì)算結(jié)果正確，結(jié)論合理。85-100分課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)1、2、3課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)比較差，缺席較多，不認(rèn)真思考。0-60分100分課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)情況一般。 60-70分能夠參加課堂討論或提問(wèn)，并回答基本正確。70-80分能夠積極參與課堂討論或提問(wèn)，并回答準(zhǔn)確。80-100分八、選用教材、講義和主要參考書1、推薦教材：大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)第二版，孔祥元 郭際明 劉宗泉編著，武漢大學(xué)出版社，2010年5月。控制測(cè)量學(xué)第三版，孔祥元 郭際明編著，武漢大學(xué)出版社，2007年5月。2、推薦參考教材：測(cè)量學(xué)（第3版），李玉寶等，西南交通大學(xué)出版社，2012年2月誤差理論與測(cè)量平差基礎(chǔ)武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院測(cè)量平差學(xué)科組編著，武漢大學(xué)出版社，2003年控制測(cè)量學(xué)，劉紹堂主編，黃河水利出版社，2007年九、大綱說(shuō)明本大綱根據(jù)【西南科技大學(xué)2019版（修訂）】中測(cè)繪工程專業(yè)培養(yǎng)方案制訂。在教學(xué)中注重聯(lián)系實(shí)踐，精選