建筑工程測(cè)量1緒論

1、建筑工程測(cè)量 姓名：蔣文慧 教研室：工程測(cè)量教研室 學(xué)校：南京工程高等職業(yè)學(xué)校 本章要點(diǎn) 1、測(cè)量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線、測(cè)量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線 2、高程系統(tǒng)、高程系統(tǒng) 3、數(shù)學(xué)直角坐標(biāo)系和測(cè)量平面直角坐標(biāo)系的區(qū)別、數(shù)學(xué)直角坐標(biāo)系和測(cè)量平面直角坐標(biāo)系的區(qū)別 4、點(diǎn)的平面位置的確定、點(diǎn)的平面位置的確定 5、測(cè)量工作的原則、測(cè)量工作的原則 6、高斯平面直角坐標(biāo)系（書上沒有，但屬于考點(diǎn)）、高斯平面直角坐標(biāo)系（書上沒有，但屬于考點(diǎn)） 7、誤差（偶然誤差和系統(tǒng)誤差）、誤差（偶然誤差和系統(tǒng)誤差） 1.1 1.1 建筑工程建筑工程測(cè)量的任務(wù)測(cè)量的任務(wù) 1.1.1 測(cè)量學(xué)的概念測(cè)量學(xué)的概念 測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué): :

2、是指研究地球的形狀、大小和地球表面幾何是指研究地球的形狀、大小和地球表面幾何 形狀及空間位置形狀及空間位置, ,并對(duì)物體的空間位置信息進(jìn)行處理、并對(duì)物體的空間位置信息進(jìn)行處理、 儲(chǔ)存、管理和應(yīng)用的一門學(xué)科。儲(chǔ)存、管理和應(yīng)用的一門學(xué)科。 測(cè)量學(xué)包括的兩大內(nèi)容測(cè)量學(xué)包括的兩大內(nèi)容: :測(cè)定和測(cè)設(shè)。測(cè)定和測(cè)設(shè)。 測(cè)定：測(cè)定：指利用測(cè)量儀器、工具，通過測(cè)量和計(jì)算，指利用測(cè)量儀器、工具，通過測(cè)量和計(jì)算， 得出我們所需要的數(shù)據(jù)或把它繪制成圖，為規(guī)劃設(shè)得出我們所需要的數(shù)據(jù)或把它繪制成圖，為規(guī)劃設(shè) 計(jì)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)及科學(xué)研究提供服務(wù)。計(jì)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)及科學(xué)研究提供服務(wù)。 測(cè)設(shè)：測(cè)設(shè)：利用測(cè)量儀器、

3、技術(shù)把圖上設(shè)計(jì)、規(guī)劃好利用測(cè)量儀器、技術(shù)把圖上設(shè)計(jì)、規(guī)劃好 的建（構(gòu)）筑物的位置在施工場地上標(biāo)定出的建（構(gòu)）筑物的位置在施工場地上標(biāo)定出 來，作為施工的依據(jù)。來，作為施工的依據(jù)。 測(cè)定與測(cè)設(shè)測(cè)定與測(cè)設(shè) 測(cè)定測(cè)定 測(cè)設(shè)測(cè)設(shè) 工程測(cè)量學(xué)工程測(cè)量學(xué) :：專門研究在各種工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、專門研究在各種工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、 施工及管理中的測(cè)量理論和方法。施工及管理中的測(cè)量理論和方法。 是專門為工程建設(shè)提供服務(wù)的。是專門為工程建設(shè)提供服務(wù)的。 工程測(cè)量又可以分為：工程測(cè)量又可以分為： 土木建筑工程測(cè)量土木建筑工程測(cè)量 航道工程測(cè)量航道工程測(cè)量 礦山工程測(cè)量礦山工程測(cè)量 等等等等 工程測(cè)量工程測(cè)量 1.1.21.

4、1.2工程測(cè)量的任務(wù)工程測(cè)量的任務(wù) 工程建設(shè)從立項(xiàng)到完工一般要經(jīng)歷：工程建設(shè)從立項(xiàng)到完工一般要經(jīng)歷： 立項(xiàng)審批立項(xiàng)審批勘測(cè)勘測(cè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)施工施工竣工驗(yàn)收竣工驗(yàn)收 1.1.勘測(cè)階段勘測(cè)階段 測(cè)繪大比例尺地形圖測(cè)繪大比例尺地形圖 2.2.規(guī)劃設(shè)計(jì)階段規(guī)劃設(shè)計(jì)階段 用圖用圖 3.3.施工階段施工階段 場地平整、建立施工控制網(wǎng)、場地平整、建立施工控制網(wǎng)、 放樣、變形監(jiān)測(cè)放樣、變形監(jiān)測(cè) 4.4.竣工階段竣工階段竣工驗(yàn)收測(cè)量、編繪竣工總圖竣工驗(yàn)收測(cè)量、編繪竣工總圖 1.2 地面點(diǎn)位的確定地面點(diǎn)位的確定 無論是測(cè)定還是測(cè)設(shè)，無論是測(cè)定還是測(cè)設(shè)，測(cè)量學(xué)的基本問題都是測(cè)量學(xué)的基本問題都是 確定點(diǎn)位。確定點(diǎn)位。包括

5、點(diǎn)的平面位置和高程，包括點(diǎn)的平面位置和高程， 而點(diǎn)的位而點(diǎn)的位 置是相對(duì)而言的，必須用坐標(biāo)來表示的。如平面位置是相對(duì)而言的，必須用坐標(biāo)來表示的。如平面位 置可以用平面直角坐標(biāo)（置可以用平面直角坐標(biāo)（X X、Y Y）來表示，空間位置）來表示，空間位置 可以用空間坐標(biāo)來表示?？梢杂每臻g坐標(biāo)來表示。 關(guān)鍵是這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)怎樣建立？這些坐標(biāo)值怎關(guān)鍵是這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)怎樣建立？這些坐標(biāo)值怎 樣確定？樣確定？ 要建立坐標(biāo)，就必須有參照面（線），以什要建立坐標(biāo)，就必須有參照面（線），以什 么樣的面（線）作為么樣的面（線）作為基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線最為合適？最為合適？ 這些都是測(cè)量學(xué)首先要解決的問題。這些都是

6、測(cè)量學(xué)首先要解決的問題。 形狀：形狀：橢球體，近似圓球。橢球體，近似圓球。 1.2.1 1.2.1 地球的形狀、大小及表面地球的形狀、大小及表面 長半軸長半軸 6378.140 km6378.140 km 短半軸短半軸 6356.755km6356.755km 表面：表面：高低不平，有山有水，高低不平，有山有水， 千變?nèi)f化，形態(tài)各異千變?nèi)f化，形態(tài)各異 最高珠峰最高珠峰 8844.43m8844.43m 最低馬里亞納海溝最低馬里亞納海溝 海洋占海洋占71% 71% 陸地占陸地占29% 2、水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面 72.260m72.260m 大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面: :通過平均海水

7、面并延伸穿過陸地所通過平均海水面并延伸穿過陸地所 形成的水準(zhǔn)面。形成的水準(zhǔn)面。 （即靜止的平均海水面向內(nèi)陸延伸包圍整個(gè)地球所（即靜止的平均海水面向內(nèi)陸延伸包圍整個(gè)地球所 形成的閉合曲面稱大地水準(zhǔn)面）形成的閉合曲面稱大地水準(zhǔn)面） 水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面: :自由靜止的水面。自由靜止的水面。 即重力等位面，即重力等位面， 處處與重力方向線垂直。處處與重力方向線垂直。 （有無數(shù)個(gè)）（有無數(shù)個(gè)） 水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面的定義水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面的定義 大地體大地體:大地水準(zhǔn)面所包圍的實(shí)體。最接近地球大地水準(zhǔn)面所包圍的實(shí)體。最接近地球 的形狀、大小。的形狀、大小。 測(cè)量的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線測(cè)量的基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)線 參考橢球面符

8、合兩個(gè)基本條件，因而可以作為參考橢球面符合兩個(gè)基本條件，因而可以作為 測(cè)量的基準(zhǔn)面。測(cè)量的基準(zhǔn)面。 大地測(cè)量的基準(zhǔn)面是參考橢球面，基準(zhǔn)線是橢大地測(cè)量的基準(zhǔn)面是參考橢球面，基準(zhǔn)線是橢 球面的法線。球面的法線。 由于在一定范圍內(nèi)大地水準(zhǔn)面可看成是光滑曲由于在一定范圍內(nèi)大地水準(zhǔn)面可看成是光滑曲 面，因此，面，因此，地形測(cè)量、工程測(cè)量通常是以鉛垂地形測(cè)量、工程測(cè)量通常是以鉛垂 線作為基準(zhǔn)線，大地水準(zhǔn)面、任意水準(zhǔn)面或平線作為基準(zhǔn)線，大地水準(zhǔn)面、任意水準(zhǔn)面或平 面為基準(zhǔn)面。面為基準(zhǔn)面。 1.2.2 確定地面點(diǎn)位的方法確定地面點(diǎn)位的方法 表示點(diǎn)的空間位置一般有兩種方法：表示點(diǎn)的空間位置一般有兩種方法： 表示

9、點(diǎn)在投影面上的位置即平面直角坐標(biāo)，以表示點(diǎn)在投影面上的位置即平面直角坐標(biāo)，以 及點(diǎn)到投影面的垂直距離即高程。及點(diǎn)到投影面的垂直距離即高程。 表示點(diǎn)的球面位置即經(jīng)緯度，及點(diǎn)到投影面的表示點(diǎn)的球面位置即經(jīng)緯度，及點(diǎn)到投影面的 垂直距離即高程。垂直距離即高程。 A A X X Y Y H HA A 投影面投影面 X XA A Y YA A P P 高程高程 絕對(duì)高程絕對(duì)高程（海拔高）：地面點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距（海拔高）：地面點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距 離，用離，用H H表示。表示。 相對(duì)高程：相對(duì)高程：地面點(diǎn)沿鉛垂線到任意水準(zhǔn)面的距離，用地面點(diǎn)沿鉛垂線到任意水準(zhǔn)面的距離，用H H 表示 表示

10、（也稱假定高程）。（也稱假定高程）。 1. 地面點(diǎn)的高程地面點(diǎn)的高程 高高 程：程：地面點(diǎn)到高程基準(zhǔn)面的高度地面點(diǎn)到高程基準(zhǔn)面的高度 ( (垂直距離垂直距離) )。 高高 差：差：兩點(diǎn)高程之差。兩點(diǎn)高程之差。h hAB AB=H =HB B-H-HA A = H = HB B - H - HA A （注意高差有方向性）（注意高差有方向性） h hAB AB= - h = - hBA BA 我國的高程系統(tǒng)我國的高程系統(tǒng) 5656年高程系統(tǒng)年高程系統(tǒng) 原點(diǎn)高程：原點(diǎn)高程：72.289 M72.289 M 8585年高程系統(tǒng)年高程系統(tǒng) 原點(diǎn)高程：原點(diǎn)高程：72.260 M72.260 M 如如:A:

11、A點(diǎn)的高程為點(diǎn)的高程為78.56m,B78.56m,B點(diǎn)的高程為點(diǎn)的高程為89.78m,89.78m,則則A A到到B B的高的高 差是差是+11.22m,B+11.22m,B到到A A的高程是的高程是-11.22m.-11.22m. 72.260m72.260m 2.平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)平面直角坐標(biāo)系統(tǒng) （1）獨(dú)立平面直角坐標(biāo)）獨(dú)立平面直角坐標(biāo) （適用于小范圍，不方便連測(cè)國家坐標(biāo)時(shí)）（適用于小范圍，不方便連測(cè)國家坐標(biāo)時(shí)） 測(cè)量平面直角坐標(biāo)與數(shù)測(cè)量平面直角坐標(biāo)與數(shù) 學(xué)坐標(biāo)的學(xué)坐標(biāo)的區(qū)別區(qū)別： A.A.軸名互換，縱軸為軸名互換，縱軸為X X軸，軸， 橫軸為橫軸為Y Y軸。軸。 B.B.角度起算方向角

12、度起算方向X X軸的北方軸的北方 向順時(shí)針轉(zhuǎn)。向順時(shí)針轉(zhuǎn)。 C.C.象限與數(shù)學(xué)相反。象限與數(shù)學(xué)相反。 北 南 西 東 測(cè)量圖紙的坐標(biāo)測(cè)量圖紙的坐標(biāo) 1.3測(cè)量工作概述測(cè)量工作概述 1.3.1 1.3.1 測(cè)量工作的基本內(nèi)容測(cè)量工作的基本內(nèi)容 l測(cè)量的基本問題測(cè)量的基本問題就是確定點(diǎn)位。就是確定點(diǎn)位。 即確定點(diǎn)的即確定點(diǎn)的平面平面( (或球面或球面) )位置位置和高程。和高程。 （X X，Y Y，H H）或）或(L,B,H)(L,B,H) l點(diǎn)位確定三要素：點(diǎn)位確定三要素：水平距離、水平角、高程水平距離、水平角、高程 （水平距離、水平角確定點(diǎn)的平面位置（水平距離、水平角確定點(diǎn)的平面位置) ) 測(cè)

13、量的基本工作就是確定點(diǎn)位所必須進(jìn)行的工作。測(cè)量的基本工作就是確定點(diǎn)位所必須進(jìn)行的工作。 點(diǎn)的坐標(biāo)通常不是直接測(cè)出點(diǎn)的坐標(biāo)通常不是直接測(cè)出, ,而是通過測(cè)定待定點(diǎn)與而是通過測(cè)定待定點(diǎn)與 已知點(diǎn)之間的幾何關(guān)系要素已知點(diǎn)之間的幾何關(guān)系要素( (即距離、角度、高程即距離、角度、高程) ) 來推算出來的。來推算出來的。 所以測(cè)量的基本工作就是所以測(cè)量的基本工作就是: :距離測(cè)量、角度測(cè)量和高距離測(cè)量、角度測(cè)量和高 程測(cè)量三項(xiàng)。程測(cè)量三項(xiàng)。 A A H H 測(cè)量的基本工作測(cè)量的基本工作( (內(nèi)容內(nèi)容) ) h h B B C C 為了減少誤差的累積，提高結(jié)果的精度，并且為了減少誤差的累積，提高結(jié)果的精度，

14、并且 能夠統(tǒng)一測(cè)區(qū)的坐標(biāo)，分區(qū)作業(yè)，加快進(jìn)度，能夠統(tǒng)一測(cè)區(qū)的坐標(biāo)，分區(qū)作業(yè)，加快進(jìn)度， 因此，測(cè)量工作必須遵循一定的因此，測(cè)量工作必須遵循一定的工作原則。工作原則。 1. 從整體到局部，由高級(jí)到低級(jí)，先控制后碎從整體到局部，由高級(jí)到低級(jí)，先控制后碎 部的原則。部的原則。 2. 2. 上一步工作未經(jīng)檢查合格不得進(jìn)行下一步工上一步工作未經(jīng)檢查合格不得進(jìn)行下一步工 作的原則。作的原則。 1.3.2 測(cè)量工作的基本原則測(cè)量工作的基本原則 先控制后碎部先控制后碎部 先控制后碎部 （2）高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng) v高斯平面直角坐標(biāo)的提出高斯平面直角坐標(biāo)的提出 用圖紙來表示地球表面的形狀和大

15、小，涉及投用圖紙來表示地球表面的形狀和大小，涉及投 影的問題。影的問題。 在在小范圍小范圍，如地形測(cè)量、工程測(cè)量，我們可以，如地形測(cè)量、工程測(cè)量，我們可以 將將投影面當(dāng)作水平面投影面當(dāng)作水平面看待，把地球表面上的物體垂看待，把地球表面上的物體垂 直投影到水平面上繪制成圖。而當(dāng)直投影到水平面上繪制成圖。而當(dāng)范圍大范圍大的時(shí)候，的時(shí)候， 如大地測(cè)量，它研究的是大范圍的測(cè)量，如果我們?nèi)绱蟮販y(cè)量，它研究的是大范圍的測(cè)量，如果我們 也把投影面也把投影面參考橢球面投影到一個(gè)平面上，這參考橢球面投影到一個(gè)平面上，這 樣就會(huì)產(chǎn)生投影誤差。樣就會(huì)產(chǎn)生投影誤差。范圍越大，誤差就越大范圍越大，誤差就越大。 大范圍的

16、投影變形問題大范圍的投影變形問題 v曲面展開成平面，就會(huì)產(chǎn)生變形，范圍越大變形就曲面展開成平面，就會(huì)產(chǎn)生變形，范圍越大變形就 越大。越大。怎樣投影才能使誤差最??？怎樣投影才能使誤差最小？ 必須采取一定的投影方法，來保證投影誤必須采取一定的投影方法，來保證投影誤 差遠(yuǎn)小于測(cè)量誤差差遠(yuǎn)小于測(cè)量誤差 ，這樣才可以忽略不計(jì)。，這樣才可以忽略不計(jì)。 測(cè)量上一般采用等角投影（又稱保角投影，測(cè)量上一般采用等角投影（又稱保角投影， 正形投影正形投影 ，正射投影）的方法進(jìn)行投影，正射投影）的方法進(jìn)行投影，即即 形狀不變，長度或面積按比例縮小。形狀不變，長度或面積按比例縮小。 目前世界上公認(rèn)、通用的是高斯投影。目

17、前世界上公認(rèn)、通用的是高斯投影。 離中央子午線越近變形越小，可以離中央子午線越近變形越小，可以 通過控制帶幅，減小投影誤差。目通過控制帶幅，減小投影誤差。目 前常用的分帶有前常用的分帶有60、30、1.50三種。三種。 L0=6N3 X（中央子午線） （赤道） X Y 60帶帶 30帶帶 坐標(biāo)的建立坐標(biāo)的建立 離中央子午線越近變形越小，可以離中央子午線越近變形越小，可以 通過控制帶幅，減小投影誤差。目通過控制帶幅，減小投影誤差。目 前常用的分帶有前常用的分帶有60、30、1.50三種。三種。 L0=6N3 經(jīng)度與帶號(hào)的換算經(jīng)度與帶號(hào)的換算 6 6度帶：經(jīng)差度帶：經(jīng)差6 6度為一帶，把地球分成度

18、為一帶，把地球分成6060個(gè)帶。個(gè)帶。 帶號(hào)帶號(hào)N = = L/6 +1L/6 +1（有余數(shù)時(shí)加（有余數(shù)時(shí)加1 1） 該帶中央子午線經(jīng)度該帶中央子午線經(jīng)度 : : L L0 0= 6= 6N-3N-3 L L某點(diǎn)的經(jīng)度某點(diǎn)的經(jīng)度 如如: :已知北京的經(jīng)度為已知北京的經(jīng)度為11711735,35,求該點(diǎn)位求該點(diǎn)位 于于6 6帶的第幾帶帶的第幾帶? ? 解解: :帶號(hào)帶號(hào)N=N= 11711735/35/6 = 20(帶) ( (有余數(shù)有余數(shù)3 33535要要+1)+1) 3 帶：經(jīng)差帶：經(jīng)差3度為一帶，把地球分成度為一帶，把地球分成120個(gè)帶。個(gè)帶。 帶號(hào)帶號(hào)N= L/3 +1（余數(shù)（余數(shù)1.5

19、度時(shí)）度時(shí)） 該帶中央子午線經(jīng)度該帶中央子午線經(jīng)度 L0 = 3N L某點(diǎn)的經(jīng)度某點(diǎn)的經(jīng)度 如如: :已知某點(diǎn)的經(jīng)度為已知某點(diǎn)的經(jīng)度為11211215,15,求該點(diǎn)位求該點(diǎn)位 于于3 3帶的第幾帶帶的第幾帶? ?該帶的中央子午線經(jīng)度是該帶的中央子午線經(jīng)度是 多少？多少？ 解解:帶號(hào)帶號(hào)N= 11215/3 = 37(帶) (余數(shù)為余數(shù)為1 15 1.5度，不要度，不要+1) 經(jīng)度與帶號(hào)的換算經(jīng)度與帶號(hào)的換算 橫坐標(biāo)自然值與通用值橫坐標(biāo)自然值與通用值 我國位于北半球，我國位于北半球，X X值全部值全部 為正，為正，Y Y值有正有負(fù)，為了值有正有負(fù)，為了 計(jì)算方便，不出現(xiàn)負(fù)的計(jì)算方便，不出現(xiàn)負(fù)的Y

20、 Y坐坐 標(biāo)值，標(biāo)值，將將X X軸向西移動(dòng)軸向西移動(dòng)500500 公里，公里，并在橫坐標(biāo)前加上并在橫坐標(biāo)前加上 所在帶號(hào)，稱通用值。所在帶號(hào)，稱通用值。 如如: :19 19358768.25m 358768.25m Y X X O O A.A.若第若第2020帶某點(diǎn)的橫坐標(biāo)自然值為：帶某點(diǎn)的橫坐標(biāo)自然值為：-34567.8m-34567.8m， 則通用值為：則通用值為：- 34567.8+500000 =465432.2m - 34567.8+500000 =465432.2m 寫為：寫為：20 20465432.2m 465432.2m B.B.若第若第1919帶某點(diǎn)橫坐標(biāo)自然值為：帶某點(diǎn)橫坐標(biāo)自然值為：+234567.5m+234567.5m，則，則 通用值為：通用值為：234567.5+500000=734567.5m 234567.5+500000=734567.5m 寫為：寫為： 1919734567.5m 734567.5m A B 自然值與通用值的換算：自然值與通用值的換算： C.假如知道通用值，求在中央子午線的哪一側(cè)？假如知道通用值