测量学第1章-绪论 测量

1、从 经纬仪 发展到全能的 电子全站仪测量工作的核心工作测量工作的核心工作科学地获取空间信息建立空间点位与地面实体点之间的对应关系(坐标) -可靠的观测方法 对所获取的信息进行适宜的表达如用图表达，则涉及到制图法则，包括数学法则、制图综合和符号化测量学分类测量学分类 大地测量学 航空摄影测量与遥感 工程测量学 地图制图学 海洋测量学 普通测量学 普通测量学定义及任务普通测量学定义及任务 定义研究地球表面较小区域内（如半径不大于10km）测量与制图的理论、技术和方法的科学。 任务测绘地形图 （测定） 施工测设（放样、放线） 学习本课程应注意的要点学习本课程应注意的要点 掌握基本概念，基本理论 熟练

2、操作常规测量仪器 掌握测、算、绘的技术 熟练读图和用图（对图例的了解） 对规范的了解培养：认真严谨、团队意识窍门：念念不忘，必有回响！本节课程的主要内容本节课程的主要内容点位确定的理论基础 空间实体：地球的形状和大小 空间点表达：常用的坐标系统 空间点表达简化的限度：用水平面代替水准面的限度点位确定的方法（测量基本工作）地球既围绕太阳旋转又绕自己的轴自转，地球上的物体将受到地球、太阳、月亮引力、离心力等多种力的作用，而其中主要是受到离心力和地球质心吸引力的作用， 这两个力的合力称为重力，重力方向即为铅垂线方向。1-1 1-1 地球的形状和大小地球的形状和大小一、地球形状一、地球形状 马里亚纳海

3、沟 斐查兹海渊剖面图高程为高程为 1100011000 m m二、二、 水准面水准面定义： 处处与重力方向垂直的连续曲面称为水准面。特点： 重力等位面，其表面处处与重力方向垂直有无穷多个，但各水准面之间是不平行的，也不相交是不规则的闭合曲面三、三、 大地水准面：大地水准面：定义： 将静止的海水面向整个陆地延伸，用所形成的封闭 曲面代替地球表面，这个曲面称为大地水准面。作用： 测量工作的基准面获取： 我国在青岛设有验潮站北极 P南极 P赤 道海洋海洋陆 地自铅垂线铅垂线铅垂线（a）地球自然表面（b）大地水准面转轴EQPPEQ11大地水准面所包含的形体，称为大地体，它代表了地球的自然形状和大小四、

4、旋转椭球面四、旋转椭球面 由于大地水准面受地球内部质量分布不均匀不均匀影响，是不规则曲面，无法用数学方法准确描述和计算，也难以在其面上处理测量成果。 用一非常接近大地水准面非常接近大地水准面的数学面旋旋转椭球面转椭球面代替大地水准面，用旋转椭球体旋转椭球体描述地球，称参考椭球体要求：要求： 总质量=地球质量，中心与质心重合，短轴与旋转轴重合；旋转角速度与地球自转速度相等；表面与大地水准面拟合最好。2.2.我国采用的参考椭球体几何参数（1）1954年北京坐标系，采用前苏联克拉索夫斯基参考椭球体参数： a=6378245m =1:298.3（2）1980年国家大地坐标系采用国际大地测量协会与地球物

5、理联合会在1975年推荐的IUGG-75地球椭球。 其参数： a=6378140m =1:298.257（3）WGS-84坐标系 a=6378137m =1：298.257五、球面五、球面 在测量工作范围不大时，可将地球看作圆球体，以球面代替大地水准面，其半径R=6371km1-1 1-1 小结小结GA首子午面 格林尼治格林尼治1-2 1-2 测量中常用坐标系测量中常用坐标系PP1EQOGA()()LB赤 道 平 面首子午面A点子午面点位的表示：大地经度(L)，大地纬度(B)，大地高度(H)目前，我国常用大地坐标系有(P7)：1954年北京坐标系1980年国家坐标系2000年国家坐标系WGS-

6、84坐标系PPYXZOEQyxzAAAAG1坐标原点 O：地球椭球体中心（与质心重合）Z 轴 方 向：指向地球北极;X 轴 方 向：指向格林尼治子午面与地球赤道面之交点;Y 轴 方 向:垂直于XOZ平面，构成右手坐标系。地面某点A的空间三维直角坐标： （X Y Z ）（二）空间直角坐标系 A A， A A， A A（三）高斯平面直角坐标系对局部范围内的大比例尺地形图测绘及工程建设来说，椭球面坐标不方便，需要投影为平面坐标。投影举例：母线母线中央子午线高斯投影带PPEQO61（三）高斯平面直角坐标系高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是正形投影。方法：将地球划分成若干带，然后将每带投影到平面

7、上。特点：投影后角度保持不变，中央子午线投影后一条直线，且长度不变。1234567192021投影带号中央子午线39152127333911111712306121824303642108114120126中央子午线经度分带经度高斯投影的分带和编号六度带： L0=6N-3 （N为投影带的号数，L0为中央 子午线精度）三度带： L0=3NXXYYyyyyxxxxBABA(东）（西）（北）（南）AABBAABBOO500 km(a)(b)点在高斯平面直角坐标系中的坐标值以中央子午线作为坐标纵轴（用X X表示）以赤道作为坐标横轴（用Y Y表示）例： xm=1346216.985mxm=1346216

8、.985m ym=ym=1919634527.165m634527.165m （19为带号数） 我国Y坐标500500公里公里XXYYyyyyxxxxBABA(东）（西）（北）（南）AABBAABBOO500 km(a)(b)注意与常用平面直角坐标系区分注意与常用平面直角坐标系区分（四）地平坐标系（独立平面直角坐标系）半径小于10km当地的水平面正北方向连测大 地水准 面假定 高程起算面平均海水面验潮站A点铅垂线B点铅垂线ABHHHHAABBABhA点水准面B点水准面（五）地面点的高程（高程坐标系）测定平均海水面(高程为零)的验潮站青岛观象山水准原点水准原点旱井水准原点玛瑙石标志水准原点景区从

9、水准原点测定全国各基准点高程的精密水准测量 中国的法定大地坐标中心 中华人民共和国大地原点，坐落在西安之北约100公里的泾阳县永乐镇。大致位于我国大陆领土的中心。1-3 用水平面代替水准面的限度ABBOPLRRDSh结论:在半径10km10km范围内,对距离和角度的影响可以忽略不计。在高程测量中,即使距离很短也应考虑地球曲率的影响。ABBOPLRRDSh231RSSStanRDRS2333).31(tanRSRRRSDS 231RSSSABBOPLRRDShRSh22hRDhDRhR2)(2222： S(m)(m)h(mm)h(mm) 100 0.8 200 3 500 20 1000 80 2000 310 ABBOPLRRDShRSh22BAPPPP1234一、测量工作的基本原则 由整体到局部、由高级到低级、先控制后碎部 步步检核二、测量次序 控制测量 地形测绘或施工测量2 地面点的确定方法三、常规测量基本工作确定地面点位的三个基本要素:BACCAHYX0hhBCBABCBCBABAABCBCBASSDDh一、长度单位二、面积及体积单位附：测量的度量单位 三、角度单位测量计算工作中的数值取位测