建筑测量基本知识-地面点位确定（工程测量）

地面点位的确定一．测量工作的基准面1、测量工作的实质测量工作的实质确定地面点的空间位置,确定地面点的空间位置需要用三个量，在测量工作中一般用:某点在基准面上投影位置（x,y）,该点离基准面高度（H）2.地球的形状和大小

天圆地方天如斗笠，地如覆盘麦哲伦环球航行证实地球是球体陆地：29.2%海洋70.8%最高：8844.43m最低：-11022m地球半径：平均6371km3．测量工作基准面——大地水准面。水准面——静止海水面所形成的封闭曲面。大地水准面——其中通过平均海水面的那个水准面，即测量工作基准面。大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形体。

水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。测量工作的基准线——铅垂线

由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。

该几何体必须满足两个条件：①形状接近地球自然形体；②可以用简单的数学公式表示。地球表面大地水准面大地体旋转椭球面旋转椭球体4．测量计算基准面——旋转椭球面

为使用方便，通常用一个非常接近于大地水准面，并可用数学式表示的几何形体（即地球椭球）由椭圆（长半轴a，短半轴b）绕b轴旋转而成的椭球体。可用数学式表示的光滑曲面。测量内业计算的基准面—参考椭球面。旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。世界各国都采用适合本国情况的椭球体元素。北京54坐标系是一个参心大地坐标系。采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系，定名为1954年北京坐标系。它的原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃。西安80大地坐标系

以陕西省泾阳县永乐镇某点为大地原点进行定位，建立了全国统一坐标系，即“1980年国家大地坐系”。参考椭球体的参数为：

长半轴a=6378140m

短半轴b=6356755.3m

扁率α==1:298.267

2000国家大地坐标系，是地心坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，缩写为CGCS2000。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。2000国家大地坐标系WGS84世界坐标系

2000国家大地坐标系，是地心坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，缩写为CGCS2000。自2008年7月1日起，中国将全面启用2000国家大地坐标系，国家测绘局受权组织实施。2000国家大地坐标系

2000国家大地坐标系，是一种国际上采用的地心坐标系，坐标原点为地球质心。二、地面点位置的表示方法(一)平面坐标1.地理坐标系

以参考椭球面为基准面，以椭球面法线为基准线建立的大地坐标系。地球表面任意一点的经度和纬度，称为该点的地理坐标，可表示为A(L,B)如：北京的大地坐标为东经116º28′北纬39º54′

测量工作中，通常用坐标系来确定地面点位置2、平面直角坐标由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规划、设计、施工中，测量和计算十分不便。将球面坐标按一定的数学法则归算到平面上。我国采用高斯平面直角坐标。平面直角坐标系

适用于：研究范围较小。(10km以内）数学平面直角坐标测量平面直角坐标系不同点：1．坐标系互异：测量上北方向为X轴正向，东方向为Y轴正向。

2．坐标象限不同：测量角度方向顺时针度量；象限顺时针编号。相同点:数学计算公式相同，数学中的三角公式在测量中可直接应用。测量用的平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点测量平面直角坐标系笛卡尔坐标系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD3.高斯平面直角坐标系适用于：研究范围较大。（1）高斯投影方法：横切椭圆柱正形投影，是一种等角投影，又称为高斯—克吕格投影。目的：将球面坐标转换为平面坐标。高斯投影方法图投影剪开展平6°带的划分为限制高斯投影离中央子午线愈远，长度变形愈大的缺点，从首子午线0°经线开始，按6º的经差自西向东将整个地球分成60个带。3°带的划分

若仍不能满足精度要求,可进行3°带的划分。自东经1°30′开始每隔经差3°划分，全球共分120带。投影带的划分

工程测量采用3º带，特殊工程可采用1.5º带或任意带。我国境内21个3°带（25带到45带）我国境内有11个6°带（13带到23带）中央子午线均由经度75°起分别每隔差6°及3°至经度135°止，3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带子午线重合，减少了换带计算。

3°带与6°带的划分图

按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：

L。=6ºN－3º

（N为6º带的带号）例：6º带第20带中央子午线的经度为

L。＝6º×20－3º＝117º

按照3º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：

L。=3ºn

（n为3º带的带号）例：3º带120带中央子午线的经度为

L。＝3º×120＝360º中央子午线与带号关系高斯平面直角坐标系坐标系的建立：x轴

—中央子午线的投影y轴

—赤道的投影原点O

—两轴的交点OxyP（X，Y）高斯自然坐标注：X轴向北为正，

y轴向东为正。赤道中央子午线由于我国的位于北半球，东西横跨12个6º带，各带又独自构成直角坐标系。

故：X值均为正，而Y值则有正有负。世界地图赤道方法：

1）先将自然值的横坐标Y加上500km；优点：不会出现负的横坐标值且为使横坐标未加带号为六位数）

2）再在新的横坐标Y之前标以2位数的带号。（便于识别位于何带）我国高斯平面直角坐标的表示方法xyo500km

=500000+=+636780.360m

=

500000+=+227559.720m国家统一坐标（通用值）：（带号）（带号）例：国家高斯平面点P（2633586.693，38514366.157）3º带坐标所表示的意义:(1)表示点在高斯平面上至赤道的距离为2633586.693米(2)其投影带的带号为38、P点离38带的纵轴X轴的实际坐标Y=514366.157-500000=14366.157m例：有一国家控制点的坐标:x=3102467.280m,y=19367622．380m，（1）该点位于6˚带的第几带？（2）该带中央子午线经度是多少？（3）该点在中央子午线的哪一侧？（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？（第19带）

（L。=6º×19-3º=111˚）（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）（二）地面点的高程

地面点的高程：地面点沿铅垂方向到大地水准面的距离。

注：地面点在大地水准面以上，H为正；地面点在大地水准面以下，H为负。如图：HA=166.780mHB=-136.680mA

大地水准面HABHB绝对高程（海拔）

：某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。如：HA、HC。相对高程：某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。如：HA′、HC′。高差：地面上两点高程之差。如：hAC=HC–HA

hAC=HC′–HA′当hAC为正时，C点高于A点；当hAC为负时，C点低于A点；高程基准：黄海平均海水面

1）1956年黄海高程系水准原点设在观象山，采用1950～1956年7年的验潮结果计算的黄海平均海水面，推得水准原点高程为72.289m。

2）1985国家高程基准水准原点同1956年黄海高程系，采用1952～1979年共