水准测量-地面点位确定（建筑工程测量）

测量基准面

地面点（x，y，z）如何确定？(1)地球1)

地球是南北极稍扁，赤道稍长，平均半径约为6371km的椭球。2)

地球的自然表面高低起伏，并不平坦。3)

其中海洋面积约占71%，陆地面积约占29%。(2)

地球的物理特性1)

重力与铅垂线重力——地球上质点所受万有引力与离心力的合力。铅垂线方向即重力方向。2)水准面假想静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成的封闭曲面称水准面。绪论水准面与水平面。水准面是处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。水准面不唯一。3)大地水准面与平均海水面相吻合的水准面称大地水准面。由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。大地水准面是唯一的。（大地水准面作为测量的基准面）绪论(3)参考椭球

1)大地水准面——微小起伏、不规则、很难用数学方程表示。

2)将地表地形投影到大地水准面上计算非常困难。3)通常选择一个与大地水准面非常接近、能用数学方程表示的椭球面作为投影基准面，它由椭圆NESW绕其短轴NS旋转而成的旋转椭球，称参考椭球，其表面称参考椭球面绪论

地面点的高程

1)绝对高程

地面点沿铅垂线到大地水准面的距离称该点的绝对高程或海拔，简称绝对高程；通常用加点名作下标表示,如HA、HB；

2）相对高程地面点到假定水准面的铅垂线长为该点的相对高程，通常用加点名作下标表示,如、。3）高差

地面两点之间的高程差为高差，用h表示。

A、B两点的高差为：=HB-

HA=-B、A两点的高差为：=HA-

HB

=-

可见：=-绪论(2)国家高程系统我国有两个国家高程系统。1)1956年黄海高程系以青岛大港验潮站历年观测的黄海平均海水面为基准面。于1954年在青岛市观象山建立了水准原点，通过水准测量的方法将验潮站确定的高程零点引测到水准原点，求出水准原点的高程。1956年我国采用青岛大港验潮站1950年~1956年7年的潮汐记录资料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m；以这个大地水准面为高程基准建立的高程系称为“1956年黄海高程系”；简称“56黄海系”。2)“1985国家高程基准”80年代，我国又采用青岛验潮站1953年~1977年25年的潮汐记录资料推算出的大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.260m；以这个大地水准面为高程基准建立的高程系称为“1985国家高程基准”；简称“85高程基准”。在水准原点，85高程基准使用的大地水准面比56黄海系使用的大地水准面高出0.029m。如2005年10月9日发布的珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43m，是85高程基准。绪论我国的水准原点水准零点不是水准原点地面点的坐标

1)地理坐标系地理坐标系常用经度λ和纬度φ两个参数来表示地面点在球面上的位置；地轴：连接南极S与北极N轴；子午面：包含地轴的平面；子午线：子午面与地球表面的交线；首子午面：过英国格林尼治天文台的子午面；经度：地面上任意一点P的子午面与首子午面的夹角λ。由首子午面向东量称为东经；

由首子午面向西量称为西经；

其取值范围为0°～180°。绪论NSMLP大地经度、纬度格林尼日天文台B纬度：P点铅垂线与赤道面的夹角，自赤道起向南或向北计算，取值范围为0°～90°。由赤道面向北量称为北纬；由赤道面向南量称为南纬；北京市地理坐标为东经108°55′，北纬34°32′。绪论2)高斯平面坐标系用于大面积地形测绘中高斯投影根据投影的经度范围与中央子午线的位置不同可分为：①统一6°带高斯投影投影带从首子午线起，每隔经度6°划分为一带(称统一6°带)，自西向东将整个地球划分为60个带；每个带建立独立坐标系。带号N从首子午线开始，用阿拉伯数字表示；位于各带中央的子午线称本带中央子午线；第一个6°带中央子午线的经度为3°；任意一带的中央子午线：λ=6°N—3°绪论②统一3°带高斯投影带号n与中央子午线经度l0的关系为我国大陆所处的经度范围是东经73°27′~东经135°09′统一6°带投影与统一3°带投影的带号范围分别为13~23，25~45绪论3)独立（假定）平面直角坐标系在小地区的工程测量中，可将这个小区域（一般半径不大于10km的范围内）的水准面近似看作水平面，并在该面上建立独立平面直角坐标系，用平