課件第一章測(cè)量學(xué)緒論

1、測(cè)量學(xué)主講:陳影第一章 緒論第二章 水準(zhǔn)測(cè)量第三章 角度測(cè)量第四章 距離測(cè)量與直線定向第五章 小地區(qū)控制測(cè)量第六章 地形圖測(cè)繪第七章 地形圖的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容測(cè)量?jī)x器水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀求積儀教學(xué)目標(biāo)、掌握測(cè)量相應(yīng)的基本原理，具有常規(guī)測(cè) 量?jī)x器的操作技能。、掌握先進(jìn)測(cè)繪儀器的功能、基本構(gòu)造和 使用方法。 、掌握測(cè)量在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、竣工 各階段的具體運(yùn)用。 1.1 測(cè)量學(xué)的任務(wù) 1.2 地面點(diǎn)位的確定 1.3 測(cè)量工作概述第一章 緒論本章學(xué)習(xí)指導(dǎo):一、牢記： 測(cè)量學(xué)的任務(wù)、水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面、絕對(duì)高 程、相對(duì)高程、高差、控制測(cè)量、碎部測(cè)量、 測(cè)量工作的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面二、了解： 高斯

2、投影、地面點(diǎn)位確定的方法三、應(yīng)用： 測(cè)量工作的基本內(nèi)容、基本要求、基本原則 一、測(cè)量學(xué)的定義 測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀、大小以及測(cè)定具體位置并將地表的地形及各種信息測(cè)繪成圖的科學(xué)。二、測(cè)量學(xué)的任務(wù)測(cè)量工作包括測(cè)定和測(cè)設(shè)兩部分。測(cè)定 是指使用測(cè)量?jī)x器和工具，通過測(cè)量和計(jì)算,把地面的地物和地形按比例縮繪成地形圖。測(cè)設(shè) 是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物等的位置在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。返回一、與地球形狀相關(guān)概念1、地球自然形體：是一個(gè)不規(guī)則的幾何體，海洋面積約占地 球表面的71%。2、水準(zhǔn)面：靜止的水面。3、大地水準(zhǔn)面：設(shè)想處于完全靜止的平均海水面向陸地和島 嶼延伸所形成的閉合曲面。 4

3、、大地體：大地水準(zhǔn)面所包圍的代表地球形狀和大小的形 體。5、參考橢球體：一個(gè)非常接近大地體，并可用數(shù)學(xué)式表示 幾何形體，作為地球的參考形狀和大小。二、測(cè)量工作的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面 測(cè)量工作的基準(zhǔn)線鉛垂線。 測(cè)量工作的基準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面。 測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的基準(zhǔn)面參考橢球面。OG 大地水 準(zhǔn)面鉛垂線三、地面點(diǎn)位的確定（X Y H）地面點(diǎn)位的確定高程坐標(biāo)地理坐標(biāo)平面直角坐標(biāo)空間直角坐標(biāo)天文坐標(biāo)大地坐標(biāo)高斯平面直角坐標(biāo)獨(dú)立平面直角坐標(biāo)絕對(duì)高程: 地面上任意一點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程，也稱海拔。相對(duì)高程: 地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離稱為該點(diǎn)的相對(duì)高程。高差: 兩個(gè)地面點(diǎn)之間的高程之差稱為高

4、差。注：地面點(diǎn)在大地水 準(zhǔn)面以上，H為正； 地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn) 面以下，H為負(fù)。 如圖：HA= 166.780m HB= - 136.680mA 大地水準(zhǔn)面HABHB我國的高程系統(tǒng)：水準(zhǔn)原點(diǎn) 全國高程的起算點(diǎn)。1985年國家高程基準(zhǔn) 1956年黃海高程系 目前我國統(tǒng)一采用1985年國家高程基準(zhǔn) 。水準(zhǔn)原點(diǎn)H0驗(yàn)潮站大地水準(zhǔn)面 地理坐標(biāo)：用經(jīng)度和緯度表示地面點(diǎn)球面位置的坐標(biāo)稱為地理坐標(biāo)。天文坐標(biāo) 大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是天文地理坐標(biāo)系的主要面和線。 地面點(diǎn)的坐標(biāo)是它沿鉛垂線在大地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)的經(jīng)度和緯度。大地坐標(biāo) 大地坐標(biāo)系是建立在地球橢球面上的坐標(biāo)系, 地球橢球面和法線是大地坐標(biāo)系的主要面和線 。

5、 地面點(diǎn)的大地坐標(biāo)是它沿法線在地球橢球面上投影點(diǎn)的經(jīng)度L和緯度B。高斯平面直角坐標(biāo)系1、高斯投影的概念 高斯投影是一種等角投影。它是由德國數(shù)學(xué)家高斯(Gauss，17771855)提出，后經(jīng)德國大地測(cè)量學(xué)家克呂格(Kruger，18571923)加以補(bǔ)充完善，故又稱“高斯克呂格投影”，簡(jiǎn)稱“高斯投影”。 NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線2、高斯投影的原理 高斯投影采用分帶投影。將橢球面按一定經(jīng)差分帶，分別進(jìn)行投影。3、高斯投影的特性（1）中央子午線投影后為直線， 且長度不變。（2）除中央子午線外，其余子午 線的投影均為凹向中央子午 線的曲線，并以中央子午線 為對(duì)稱軸。離中央子午線

6、越 遠(yuǎn)，變形越大。（3）赤道線投影后為直線。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy（4）除赤道外的其余緯線，投影 后為凸向赤道的曲線，并以 赤道為對(duì)稱軸。（5）經(jīng)線與緯線投影后仍然保持 正交。 （6）離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變 形愈大。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy4、投影帶的劃分 我國規(guī)定按經(jīng)差6和3進(jìn)行投影分帶。 6帶自首子午線開始，按6的經(jīng)差自西向東分成60個(gè)帶。 3帶自1.5 開始，按3的經(jīng)差自西向東分成120個(gè)帶。高斯投影帶劃分 6帶與3帶中央子午線之間的關(guān)系如圖: 3帶的中央子午線與6帶中央子午線重合，減少 了換帶計(jì)算。 工程測(cè)量采用3帶。按照6帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3，

7、其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是： L。=6N3（N為6帶的帶號(hào)）例：20帶中央子午線的經(jīng)度為 L。6 203117 按照3帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是： L。=3n（n為3帶的帶號(hào)）例：120帶中央子午線的經(jīng)度為 L。3 120360 若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L，則該點(diǎn)的6帶的帶號(hào)N由下式計(jì)算： N （取整）+1 若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L，則該點(diǎn)所在3帶的帶號(hào)按下式計(jì)算： n （四舍五入）5、高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：x軸 中央子午線的投影y軸 赤道的投影原點(diǎn)O 兩軸的交點(diǎn)OxyP（X，Y）高斯自然坐標(biāo)注：X軸向北為正， y軸向東為正。赤道中

8、央子午線 由于我國的位于北半球，東西橫跨12個(gè)6帶，各帶又獨(dú)自構(gòu)成直角坐標(biāo)系。故：X值均為正， 而Y值則有正有負(fù)。世界地圖赤 道 點(diǎn)的X坐標(biāo)是點(diǎn)至赤道的距離；點(diǎn) 的Y坐標(biāo)是點(diǎn)至中央子午線的距 離，設(shè)為y；y有正有負(fù)。 為了避免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，把原點(diǎn) 向西平移500千米。 為了區(qū)分不同投影帶中的點(diǎn)，在點(diǎn) 的Y坐標(biāo)值上加帶號(hào)N 所以點(diǎn)的橫坐標(biāo)通用值為： y=N*1000000 +y在高斯平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 例： 有一國家控制點(diǎn)的坐標(biāo): x=3102467.280m ,y=19367622380m，（1）該點(diǎn)位于6 帶的第幾帶？（2）該帶中央子午線經(jīng)度是多少？（3）該點(diǎn)在中央子午線的哪一側(cè)？（

9、第19帶） （L。=619-3=111）（先去掉帶號(hào)，原來橫坐標(biāo)y367622.380500000-132377.620m，在西側(cè)）（距中央子午線132377.620m，距赤道3102467.280m）獨(dú)立平面直角坐標(biāo)當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小時(shí)，可將大地水準(zhǔn)面看作平面，并在平面上建立獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系；地面點(diǎn)的位置可用平面直角坐標(biāo)確定；坐標(biāo)系原點(diǎn)一般 選在測(cè)區(qū)西南角因?yàn)椋海y(cè)區(qū)內(nèi)X、Y均為正值）；原點(diǎn)坐標(biāo)值可以假定。 規(guī)定：X 軸向北為正， Y 軸向東為正。OXY 測(cè)區(qū)北不同點(diǎn)：1、 x，y軸互異。2、 坐標(biāo)象限不同。3、表示直線方向的方位角 定義不同。相同點(diǎn)： 數(shù)學(xué)計(jì)算公式相同。 ？ 高斯平面直角坐標(biāo)

10、系 與數(shù)學(xué)上的笛卡爾平面直角坐標(biāo)系的異同點(diǎn) ：高斯平面直角坐標(biāo)系笛卡爾坐標(biāo)系ooyyxxppx=Dcosy=Dsinx=Dcosy=DsinDD空間直角坐標(biāo)如圖所示：原點(diǎn)O地球質(zhì)心Z軸指向地球北極X軸指向首子午面 與赤道的交點(diǎn)Y軸過O點(diǎn)與XOZ面垂直如：A（XA，YA，ZA）XZYO一、測(cè)量工作的基本內(nèi)容（即測(cè)量三要素）： 高程測(cè)量 角度測(cè)量 距離測(cè)量 二、測(cè)量工作的基本原則 從整體到局部； 先控制后碎部 ； 從高級(jí)到低級(jí)。 控制測(cè)量:以較精確的儀器和方法測(cè)定各控制點(diǎn)之間的距離、各控制邊之間的水平夾角，某一條邊的方位角，設(shè)某點(diǎn)的坐標(biāo)已知，則可計(jì)算出其它控制點(diǎn)的坐標(biāo)，以確定其平面位置。同時(shí)還要測(cè)出各控制點(diǎn)之間