高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)課件

《公路工程施工測量》課程教學(xué)課件《公路工程施工測量》

測量科學(xué)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以及國防建設(shè)中的重要地位不斷提高，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

----寧津生課程的性質(zhì)公路工程施工測量。專業(yè)課；路橋?qū)I(yè)的基本技術(shù)；公路工程建設(shè)的主要導(dǎo)向技術(shù)。學(xué)習(xí)課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)。根據(jù)課堂教學(xué)需要開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，完成必要的作業(yè)；實(shí)習(xí)教學(xué)將作為獨(dú)立課程在課堂教學(xué)之后進(jìn)行。通過課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)達(dá)到掌握公路工程施工測量技術(shù)的目的。希望努力學(xué)習(xí)，刻苦訓(xùn)練，真正掌握公路工程施工測量技術(shù)，為公路工程建設(shè)服務(wù)。測量科學(xué)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以學(xué)習(xí)情景一

公路工程施工進(jìn)場準(zhǔn)備階段的施工測量單元1公路工程施工測量的概述一、本單元重點(diǎn)公路工程測量的任務(wù)和作用。二、本單元難點(diǎn)地面點(diǎn)位的表示方法。三、課時(shí)分配講授2學(xué)時(shí)。學(xué)習(xí)情景一

公路工程施工進(jìn)場準(zhǔn)備階段的施工測量單元1公路1.1介紹公路

測量在公路工程建設(shè)中占有非常重要的地位，從公路與橋梁的勘測設(shè)計(jì)，到施工放樣、竣工檢測無不用到測繪技術(shù)。例如公路在建設(shè)之前，為了確定一條經(jīng)濟(jì)合理的路線，必須進(jìn)行路線勘測，繪制帶狀地形圖和縱、橫斷面圖，并在圖上進(jìn)行路線設(shè)計(jì)，然后將設(shè)計(jì)路線的位置標(biāo)定在地形圖上，以便進(jìn)行施工。當(dāng)路線跨越河流時(shí)，必須建造橋梁，在建橋之前，測繪橋址河流兩岸的地形圖，測量河床斷面、水位、流速、流量和橋梁軸線的長度，以便設(shè)計(jì)橋臺(tái)橋墩的位置，最后將設(shè)計(jì)位置測設(shè)到實(shí)地。當(dāng)路線跨越高山時(shí)，為了降低路線的坡度，減少路線的長度，多采用隧道穿越高山。在隧道修建之前，應(yīng)測繪隧址大比例尺地形圖，測定隧道軸線、洞口、豎井等位置，為隧道設(shè)計(jì)提供必要的數(shù)據(jù)。在隧道施工過程中還需要不斷地進(jìn)行貫通測量以保證隧道構(gòu)造物的平面位置和高程正確貫通。

測量學(xué)是測定地面點(diǎn)的空間位置，將地球表面地形和其他地理信息1.1介紹公路

測量在公路工程建設(shè)中占有非常重要的地位，從公

測繪成圖，研究并確定地球形狀和大小的科學(xué)。

工程測量學(xué)——研究工程建設(shè)在勘測設(shè)計(jì)、施工過程和管理階段所進(jìn)行的各種測量工作的學(xué)科。主要內(nèi)容有：工程控制網(wǎng)的建立、地形測繪、施工放樣、設(shè)備安裝測量、竣工測量、變形觀測和維修養(yǎng)護(hù)測量等。工程測量學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)。它是在數(shù)學(xué)、物理學(xué)等有關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)上應(yīng)用各種測量技術(shù)解決工程建設(shè)中實(shí)際測量問題的學(xué)科。隨著激光技術(shù)、光電測距技術(shù)、工程攝影測量技術(shù)、快速高精度空間定位技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，工程測量學(xué)的服務(wù)面愈來愈廣，特別是現(xiàn)代大型工程的建設(shè)，大大促進(jìn)了工程測量學(xué)的發(fā)展。

公路工程測量是工程測量學(xué)的一個(gè)分支。測繪成圖，研究并確定地球形狀和大小的科學(xué)。

工程測量學(xué)——1.2目前公路工程施工測量的內(nèi)容及其應(yīng)用1．完成外業(yè)測量準(zhǔn)備工作；2．用水準(zhǔn)儀測量高程；3．用光學(xué)經(jīng)緯儀測量角度；4．用視距法進(jìn)行地形測量；5．操作、使用、維護(hù)、檢校常規(guī)測繪儀器；6．操作和使用全站儀；7．記錄和計(jì)算測量成果；8．實(shí)施大比例尺地形圖的測繪和公路中線與縱、橫斷面測量；9．計(jì)算并設(shè)置圓曲線和緩和曲線；10．進(jìn)行工程施工放樣。1.2目前公路工程施工測量的內(nèi)容及其應(yīng)用1．完成外業(yè)測量準(zhǔn)備一、測量的基本工作測量工作的基本內(nèi)容是確定地面點(diǎn)的位置。它有兩方面的含義，一方面是將地面點(diǎn)的實(shí)際位置用坐標(biāo)和高程表示出來；另一方面是根據(jù)點(diǎn)位的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和高程將其在實(shí)地上的位置標(biāo)定出來。要完成上述任務(wù)，必須用測量儀器通過一定的觀測方法和手段測出已知點(diǎn)與未知點(diǎn)之間所構(gòu)成的幾何元素，才能由已知點(diǎn)導(dǎo)出未知點(diǎn)的位置。點(diǎn)與點(diǎn)之間構(gòu)成的幾何元素有：距離、角度和高差，這三個(gè)基本元素稱之為測量三要素。一、測量的基本工作二、測量工作的原則和方法在進(jìn)行某項(xiàng)測量工作時(shí)，往往需要確定許多地面點(diǎn)的位置。假如從一個(gè)已知點(diǎn)出發(fā)，逐點(diǎn)進(jìn)行測量和推導(dǎo)，最后雖可得到欲測各點(diǎn)的位置，但這些點(diǎn)很可能是不正確的，因?yàn)榍耙稽c(diǎn)的測量誤差將會(huì)傳遞到下一點(diǎn)。這樣積累起來，最后可能達(dá)到不可允許的程度。因此測量工作必須依照一定的原則和方法來防止測量誤差的積累。在實(shí)際測量工作中應(yīng)遵循的原則是：在測量布局上要“從整體到局部”；在測量精度上要“由高級到低級”；在測量程序上要“先控制后碎部”，也就是在測區(qū)整體范圍內(nèi)選擇一些有“控制”意義的點(diǎn)，首先把它們的坐標(biāo)和高程精確地測定出來，然后以這些點(diǎn)作為已知點(diǎn)來確定其他地面點(diǎn)的位置。這些有控制意義的點(diǎn)子組成了測區(qū)的測量骨干，稱之為控制點(diǎn)。采用上述原則和方法進(jìn)行測量，可以有效的控制誤差的傳遞和積累，使整個(gè)測區(qū)的精度較為均勻和統(tǒng)一。二、測量工作的原則和方法在進(jìn)行某項(xiàng)測量工作時(shí)，往往需要確定許三、控制測量的概念為了測定控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程所進(jìn)行的測量工作稱之為控制測量。它包括平面控制測量和高程控制測量。控制測量是整個(gè)測量過程中的重要環(huán)節(jié)，它起著控制全局的作用。對于任何一項(xiàng)測量任務(wù)，必須先進(jìn)行整體性的控制測量，然后以控制點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行局部的碎部測量。例如大橋的施工測量，首先建立施工控制網(wǎng)，進(jìn)行符合精度要求的控制測量，然后在控制點(diǎn)上安置儀器進(jìn)行橋梁細(xì)部構(gòu)造的放樣。在國家廣大的區(qū)域內(nèi)，測繪部門已布設(shè)了高精度的國家平面控制網(wǎng)和國家高程控制網(wǎng)。國家基本的平面和高程控制按照精度的不同，分為一、二、三、四等，由高級到低級逐級布設(shè)。由于國家基本的平面和高程控制點(diǎn)的密度(如四等平面控制點(diǎn)的平均間距為4km)遠(yuǎn)不能滿足地形測圖和工程建設(shè)的需要，因此，在國家基本控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上還須進(jìn)行小區(qū)域的平面和高程控制測量。本書在后續(xù)章節(jié)中將詳細(xì)講述小區(qū)域控制測量(即平面控制測量——導(dǎo)線和小三角測量；高程控制測量——水準(zhǔn)測量)的布網(wǎng)形式和測量與計(jì)算方法。三、控制測量的概念為了測定控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程所進(jìn)行的測量工作1.3地面點(diǎn)的表示方法我們知道，地面點(diǎn)是相對于地球定位的。如果選擇一個(gè)能代表地球形狀和大小且相對固定的理想曲面作為測量的基準(zhǔn)面，就可以用地面點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影位置和高度來確定地面點(diǎn)空間位置。1.3地面點(diǎn)的表示方法我們知道，地面點(diǎn)是相對于地球定位的。如一測量的基準(zhǔn)面實(shí)際測量工作是在地球的自然表面上進(jìn)行的，而地球自然表面是很不規(guī)則的，有陸地、海洋、高山和平原，通過長期的測繪工作和科學(xué)調(diào)查了解到，地球表面上海洋面積約占71%，陸地面積占29%。人們把地球總的形狀看作是被海水包圍的球體，也就是設(shè)想有一個(gè)自由平靜的海水面，向陸地延伸而形成一個(gè)封閉的曲面，我們把這個(gè)自由平靜的海水面稱為水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面是一個(gè)處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。水準(zhǔn)面在小范圍內(nèi)近似一個(gè)平面，而完整的水準(zhǔn)面是被海水包圍的封閉曲面。因?yàn)榉仙鲜鏊疁?zhǔn)面特性的水準(zhǔn)面有無數(shù)個(gè)，其中最接近地球形狀和大小的是通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面，這個(gè)惟一而確定的水準(zhǔn)面叫大地水準(zhǔn)面，大地水準(zhǔn)面就是測量的基準(zhǔn)面。一測量的基準(zhǔn)面實(shí)際測量工作是在地球的自然表面上進(jìn)行的，而

由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，導(dǎo)致地面上各點(diǎn)的重力方向即鉛垂線方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，因而大地水準(zhǔn)面實(shí)際上是一個(gè)有微小起伏的不規(guī)則曲面。如果將地面上的圖形投影到這個(gè)不規(guī)則的曲面上，將無法進(jìn)行測量計(jì)算和繪圖，為此必須用一個(gè)和大地水準(zhǔn)面的形狀非常接近的可用數(shù)學(xué)公式表達(dá)的幾何形體來代替大地水準(zhǔn)面。在測量上是選用橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的參考旋轉(zhuǎn)橢球體面，作為測量計(jì)算的基準(zhǔn)面。

由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，導(dǎo)致地面上各點(diǎn)的重力方向即鉛垂二、參考橢球體的參數(shù)1．1980年以后IAG-75參數(shù):R=6378140米，α=1/298.257，推算值b=6356755.288米。2．1954年北京坐標(biāo)系參數(shù):前蘇聯(lián)克拉索夫斯基參數(shù)，R=6378245米，α=1/298.3，推算值b=6356863.019米。3．平均參數(shù):R=6371000米。二、參考橢球體的參數(shù)1．1980年以后IAG-75參數(shù):三、大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系統(tǒng)是以參考橢球體面為基準(zhǔn)面的球面坐標(biāo)系，通常以大地經(jīng)度和大地緯度表示，簡稱經(jīng)度(L)，緯度(B)。L、B或稱為大地坐標(biāo)。B:29°33′45.″8036L:119°51′28.″7441三、大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系統(tǒng)是以參考橢球體面為基準(zhǔn)面的球面坐四、高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)表示地面點(diǎn)的球面坐標(biāo)，工程設(shè)計(jì)上需要點(diǎn)位平面位置。工程建設(shè)在地球曲面上完成，工程設(shè)計(jì)均在平面上進(jìn)行。“平面”與“曲面”必然有矛盾。高斯平面直角坐標(biāo)系是一種應(yīng)用廣泛的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以解決這類問題。高斯投影的幾何意義：1)沿N、S兩極在參考橢球面均勻標(biāo)出子午線(經(jīng)線)和分帶。2)假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上。3)地球表面投影到橫橢圓柱面上。4)展開成高斯平面。四、高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)表示地面點(diǎn)的球面坐標(biāo)，工程設(shè)沿N、S兩極在參考橢球面均勻標(biāo)出子午線(經(jīng)線)和分帶。按經(jīng)差L分帶邊緣子午線中央子午線沿N、S兩極在參考橢球面均勻標(biāo)出子午線(經(jīng)線)和分帶。按經(jīng)差假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上地球表面投影到橫橢圓柱面上地球的投影紅線是投影線

取出地球的投影---剪開---壓平后地球表面投影到橫橢圓柱面上高斯平面的特點(diǎn)1)投影后的中央子午線NBS是直線，長度不變。2)投影后的赤道ABC是直線，保持ABC⊥NBS。3)離開中央子午線的子午線投影是以二極為終點(diǎn)的弧線，離中央子午線越遠(yuǎn)，弧線的曲率越大，說明離中央子午線越遠(yuǎn)投影變形越大。高斯平面的特點(diǎn)1)投影后的中央子午線NBS是直線，長度不變。高斯平面直角坐標(biāo)系的建立建立規(guī)則:①X軸是中央子午線NBS的投影，北方為正方向；②Y軸是赤道ABC的投影，東方為正方向；③原點(diǎn)，即中央子午線與赤道交點(diǎn)用O表示；④四象限按順時(shí)針順序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ排列高斯平面直角坐標(biāo)系的建立建立規(guī)則:高斯平面直角坐標(biāo)表示地面點(diǎn)位置如x=2433586.693m，y=38514366.157m。表示的意義:(1)表示點(diǎn)在高斯平面上至赤道的距離;

2433586.693m(2)包括有投影帶的帶號、附加值500km

和實(shí)際坐標(biāo)Y三個(gè)參數(shù)，即

y=帶號N(或n)+500km+Yp

38+500+14366.157m高斯平面直角坐標(biāo)表示地面點(diǎn)位置如x=2433586.693m全球高斯投影帶

高斯投影根據(jù)Δ逐帶連續(xù)進(jìn)行，全球連續(xù)

逐帶高斯投影展開成如下圖的高斯平面。L=6六度帶中央子午線經(jīng)度Lo=6N-3L=3三度帶中央子午線經(jīng)度Lo=3n全球高斯投影帶

高斯投影根據(jù)Δ逐帶連續(xù)進(jìn)行，全球連續(xù)投影帶的中央子午線與編號L=6六度帶中央子午線經(jīng)度Lo=6N-3L=3三度帶中央子午線經(jīng)度Lo=3n我國在大地坐標(biāo)系中的經(jīng)度位置74°～135°六度帶編號N在我國:在13～23之間。三度帶編號n在我國:在25～45之間。投影帶的中央子午線與編號L=6六度帶中央子午線經(jīng)度Lo=五、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系

獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系建立沒有高斯平面直角坐標(biāo)系那樣嚴(yán)格的規(guī)則，主要表現(xiàn)在:1.坐標(biāo)系X軸所在的中央子午線的經(jīng)度不一定滿足式，可按不同要求采用其他的經(jīng)度，具有一定的隨意性；

2.坐標(biāo)軸X軸的正方向不一定指向北極，可根據(jù)工作需要自行確定，具有某種實(shí)用性；

3.坐標(biāo)系原點(diǎn)不一定設(shè)在赤道上，一般設(shè)在有利于工作的范圍內(nèi)，具有相應(yīng)的區(qū)域性。五、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系建立沒有高斯平面數(shù)學(xué)上的三角公式適用于測量平面坐標(biāo)系

x=s×cosαy=s×sinα數(shù)學(xué)上的三角公式適用于測量平面坐標(biāo)系實(shí)際應(yīng)用中的地面點(diǎn)高程的概念絕對高程：地面點(diǎn)沿其垂線到似大地水準(zhǔn)面的垂直距離。相對高程：地面點(diǎn)沿其垂線到假定的似大地水準(zhǔn)面的垂直距離。高差：二個(gè)地面點(diǎn)的高程之差，用h表示。實(shí)際應(yīng)用中的地面點(diǎn)高程的概念絕對高程：地面點(diǎn)沿其垂線到似大地地面點(diǎn)定位元素角度測量、距離測量、高差測量是地面點(diǎn)定位的測量基本技術(shù)工作。測量得到的角度(β)

、距離(D)

、高差(h)是地面點(diǎn)定位的基本元素，稱為定位元素。這些定位元素具有獨(dú)立性(即某一元素與其它同類元素之間不存在函數(shù)關(guān)系)和直接可量性(即可利用測量儀器直接測量其大小)

，故稱之為直接觀測量，或稱為直接定位元素。地面點(diǎn)定位元素角度測量、距離測量、高差測量是地面點(diǎn)定位的測量《公路工程施工測量》課程教學(xué)課件《公路工程施工測量》

測量科學(xué)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以及國防建設(shè)中的重要地位不斷提高，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

----寧津生課程的性質(zhì)公路工程施工測量。專業(yè)課；路橋?qū)I(yè)的基本技術(shù)；公路工程建設(shè)的主要導(dǎo)向技術(shù)。學(xué)習(xí)課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)。根據(jù)課堂教學(xué)需要開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，完成必要的作業(yè)；實(shí)習(xí)教學(xué)將作為獨(dú)立課程在課堂教學(xué)之后進(jìn)行。通過課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)達(dá)到掌握公路工程施工測量技術(shù)的目的。希望努力學(xué)習(xí)，刻苦訓(xùn)練，真正掌握公路工程施工測量技術(shù)，為公路工程建設(shè)服務(wù)。測量科學(xué)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以學(xué)習(xí)情景一

公路工程施工進(jìn)場準(zhǔn)備階段的施工測量單元1公路工程施工測量的概述一、本單元重點(diǎn)公路工程測量的任務(wù)和作用。二、本單元難點(diǎn)地面點(diǎn)位的表示方法。三、課時(shí)分配講授2學(xué)時(shí)。學(xué)習(xí)情景一

公路工程施工進(jìn)場準(zhǔn)備階段的施工測量單元1公路1.1介紹公路

測量在公路工程建設(shè)中占有非常重要的地位，從公路與橋梁的勘測設(shè)計(jì)，到施工放樣、竣工檢測無不用到測繪技術(shù)。例如公路在建設(shè)之前，為了確定一條經(jīng)濟(jì)合理的路線，必須進(jìn)行路線勘測，繪制帶狀地形圖和縱、橫斷面圖，并在圖上進(jìn)行路線設(shè)計(jì)，然后將設(shè)計(jì)路線的位置標(biāo)定在地形圖上，以便進(jìn)行施工。當(dāng)路線跨越河流時(shí)，必須建造橋梁，在建橋之前，測繪橋址河流兩岸的地形圖，測量河床斷面、水位、流速、流量和橋梁軸線的長度，以便設(shè)計(jì)橋臺(tái)橋墩的位置，最后將設(shè)計(jì)位置測設(shè)到實(shí)地。當(dāng)路線跨越高山時(shí)，為了降低路線的坡度，減少路線的長度，多采用隧道穿越高山。在隧道修建之前，應(yīng)測繪隧址大比例尺地形圖，測定隧道軸線、洞口、豎井等位置，為隧道設(shè)計(jì)提供必要的數(shù)據(jù)。在隧道施工過程中還需要不斷地進(jìn)行貫通測量以保證隧道構(gòu)造物的平面位置和高程正確貫通。

測量學(xué)是測定地面點(diǎn)的空間位置，將地球表面地形和其他地理信息1.1介紹公路

測量在公路工程建設(shè)中占有非常重要的地位，從公

測繪成圖，研究并確定地球形狀和大小的科學(xué)。

工程測量學(xué)——研究工程建設(shè)在勘測設(shè)計(jì)、施工過程和管理階段所進(jìn)行的各種測量工作的學(xué)科。主要內(nèi)容有：工程控制網(wǎng)的建立、地形測繪、施工放樣、設(shè)備安裝測量、竣工測量、變形觀測和維修養(yǎng)護(hù)測量等。工程測量學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)。它是在數(shù)學(xué)、物理學(xué)等有關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)上應(yīng)用各種測量技術(shù)解決工程建設(shè)中實(shí)際測量問題的學(xué)科。隨著激光技術(shù)、光電測距技術(shù)、工程攝影測量技術(shù)、快速高精度空間定位技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，工程測量學(xué)的服務(wù)面愈來愈廣，特別是現(xiàn)代大型工程的建設(shè)，大大促進(jìn)了工程測量學(xué)的發(fā)展。

公路工程測量是工程測量學(xué)的一個(gè)分支。測繪成圖，研究并確定地球形狀和大小的科學(xué)。

工程測量學(xué)——1.2目前公路工程施工測量的內(nèi)容及其應(yīng)用1．完成外業(yè)測量準(zhǔn)備工作；2．用水準(zhǔn)儀測量高程；3．用光學(xué)經(jīng)緯儀測量角度；4．用視距法進(jìn)行地形測量；5．操作、使用、維護(hù)、檢校常規(guī)測繪儀器；6．操作和使用全站儀；7．記錄和計(jì)算測量成果；8．實(shí)施大比例尺地形圖的測繪和公路中線與縱、橫斷面測量；9．計(jì)算并設(shè)置圓曲線和緩和曲線；10．進(jìn)行工程施工放樣。1.2目前公路工程施工測量的內(nèi)容及其應(yīng)用1．完成外業(yè)測量準(zhǔn)備一、測量的基本工作測量工作的基本內(nèi)容是確定地面點(diǎn)的位置。它有兩方面的含義，一方面是將地面點(diǎn)的實(shí)際位置用坐標(biāo)和高程表示出來；另一方面是根據(jù)點(diǎn)位的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和高程將其在實(shí)地上的位置標(biāo)定出來。要完成上述任務(wù)，必須用測量儀器通過一定的觀測方法和手段測出已知點(diǎn)與未知點(diǎn)之間所構(gòu)成的幾何元素，才能由已知點(diǎn)導(dǎo)出未知點(diǎn)的位置。點(diǎn)與點(diǎn)之間構(gòu)成的幾何元素有：距離、角度和高差，這三個(gè)基本元素稱之為測量三要素。一、測量的基本工作二、測量工作的原則和方法在進(jìn)行某項(xiàng)測量工作時(shí)，往往需要確定許多地面點(diǎn)的位置。假如從一個(gè)已知點(diǎn)出發(fā)，逐點(diǎn)進(jìn)行測量和推導(dǎo)，最后雖可得到欲測各點(diǎn)的位置，但這些點(diǎn)很可能是不正確的，因?yàn)榍耙稽c(diǎn)的測量誤差將會(huì)傳遞到下一點(diǎn)。這樣積累起來，最后可能達(dá)到不可允許的程度。因此測量工作必須依照一定的原則和方法來防止測量誤差的積累。在實(shí)際測量工作中應(yīng)遵循的原則是：在測量布局上要“從整體到局部”；在測量精度上要“由高級到低級”；在測量程序上要“先控制后碎部”，也就是在測區(qū)整體范圍內(nèi)選擇一些有“控制”意義的點(diǎn)，首先把它們的坐標(biāo)和高程精確地測定出來，然后以這些點(diǎn)作為已知點(diǎn)來確定其他地面點(diǎn)的位置。這些有控制意義的點(diǎn)子組成了測區(qū)的測量骨干，稱之為控制點(diǎn)。采用上述原則和方法進(jìn)行測量，可以有效的控制誤差的傳遞和積累，使整個(gè)測區(qū)的精度較為均勻和統(tǒng)一。二、測量工作的原則和方法在進(jìn)行某項(xiàng)測量工作時(shí)，往往需要確定許三、控制測量的概念為了測定控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程所進(jìn)行的測量工作稱之為控制測量。它包括平面控制測量和高程控制測量?？刂茰y量是整個(gè)測量過程中的重要環(huán)節(jié)，它起著控制全局的作用。對于任何一項(xiàng)測量任務(wù)，必須先進(jìn)行整體性的控制測量，然后以控制點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行局部的碎部測量。例如大橋的施工測量，首先建立施工控制網(wǎng)，進(jìn)行符合精度要求的控制測量，然后在控制點(diǎn)上安置儀器進(jìn)行橋梁細(xì)部構(gòu)造的放樣。在國家廣大的區(qū)域內(nèi)，測繪部門已布設(shè)了高精度的國家平面控制網(wǎng)和國家高程控制網(wǎng)。國家基本的平面和高程控制按照精度的不同，分為一、二、三、四等，由高級到低級逐級布設(shè)。由于國家基本的平面和高程控制點(diǎn)的密度(如四等平面控制點(diǎn)的平均間距為4km)遠(yuǎn)不能滿足地形測圖和工程建設(shè)的需要，因此，在國家基本控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上還須進(jìn)行小區(qū)域的平面和高程控制測量。本書在后續(xù)章節(jié)中將詳細(xì)講述小區(qū)域控制測量(即平面控制測量——導(dǎo)線和小三角測量；高程控制測量——水準(zhǔn)測量)的布網(wǎng)形式和測量與計(jì)算方法。三、控制測量的概念為了測定控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程所進(jìn)行的測量工作1.3地面點(diǎn)的表示方法我們知道，地面點(diǎn)是相對于地球定位的。如果選擇一個(gè)能代表地球形狀和大小且相對固定的理想曲面作為測量的基準(zhǔn)面，就可以用地面點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影位置和高度來確定地面點(diǎn)空間位置。1.3地面點(diǎn)的表示方法我們知道，地面點(diǎn)是相對于地球定位的。如一測量的基準(zhǔn)面實(shí)際測量工作是在地球的自然表面上進(jìn)行的，而地球自然表面是很不規(guī)則的，有陸地、海洋、高山和平原，通過長期的測繪工作和科學(xué)調(diào)查了解到，地球表面上海洋面積約占71%，陸地面積占29%。人們把地球總的形狀看作是被海水包圍的球體，也就是設(shè)想有一個(gè)自由平靜的海水面，向陸地延伸而形成一個(gè)封閉的曲面，我們把這個(gè)自由平靜的海水面稱為水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面是一個(gè)處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。水準(zhǔn)面在小范圍內(nèi)近似一個(gè)平面，而完整的水準(zhǔn)面是被海水包圍的封閉曲面。因?yàn)榉仙鲜鏊疁?zhǔn)面特性的水準(zhǔn)面有無數(shù)個(gè)，其中最接近地球形狀和大小的是通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面，這個(gè)惟一而確定的水準(zhǔn)面叫大地水準(zhǔn)面，大地水準(zhǔn)面就是測量的基準(zhǔn)面。一測量的基準(zhǔn)面實(shí)際測量工作是在地球的自然表面上進(jìn)行的，而

由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，導(dǎo)致地面上各點(diǎn)的重力方向即鉛垂線方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，因而大地水準(zhǔn)面實(shí)際上是一個(gè)有微小起伏的不規(guī)則曲面。如果將地面上的圖形投影到這個(gè)不規(guī)則的曲面上，將無法進(jìn)行測量計(jì)算和繪圖，為此必須用一個(gè)和大地水準(zhǔn)面的形狀非常接近的可用數(shù)學(xué)公式表達(dá)的幾何形體來代替大地水準(zhǔn)面。在測量上是選用橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的參考旋轉(zhuǎn)橢球體面，作為測量計(jì)算的基準(zhǔn)面。

由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，導(dǎo)致地面上各點(diǎn)的重力方向即鉛垂二、參考橢球體的參數(shù)1．1980年以后IAG-75參數(shù):R=6378140米，α=1/298.257，推算值b=6356755.288米。2．1954年北京坐標(biāo)系參數(shù):前蘇聯(lián)克拉索夫斯基參數(shù)，R=6378245米，α=1/298.3，推算值b=6356863.019米。3．平均參數(shù):R=6371000米。二、參考橢球體的參數(shù)1．1980年以后IAG-75參數(shù):三、大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系統(tǒng)是以參考橢球體面為基準(zhǔn)面的球面坐標(biāo)系，通常以大地經(jīng)度和大地緯度表示，簡稱經(jīng)度(L)，緯度(B)。L、B或稱為大地坐標(biāo)。B:29°33′45.″8036L:119°51′28.″7441三、大地坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)系統(tǒng)是以參考橢球體面為基準(zhǔn)面的球面坐四、高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)表示地面點(diǎn)的球面坐標(biāo)，工程設(shè)計(jì)上需要點(diǎn)位平面位置。工程建設(shè)在地球曲面上完成，工程設(shè)計(jì)均在平面上進(jìn)行?！捌矫妗迸c“曲面”必然有矛盾。高斯平面直角坐標(biāo)系是一種應(yīng)用廣泛的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以解決這類問題。高斯投影的幾何意義：1)沿N、S兩極在參考橢球面均勻標(biāo)出子午線(經(jīng)線)和分帶。2)假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上。3)地球表面投影到橫橢圓柱面上。4)展開成高斯平面。四、高斯平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)大地坐標(biāo)表示地面點(diǎn)的球面坐標(biāo)，工程設(shè)沿N、S兩極在參考橢球面均勻標(biāo)出子午線(經(jīng)線)和分帶。按經(jīng)差L分帶邊緣子午線中央子午線沿N、S兩極在參考橢球面均勻標(biāo)出子午線(經(jīng)線)和分帶。按經(jīng)差假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上地球表面投影到橫橢圓柱面上地球的投影紅線是投影線

取出地球的投影---剪開---壓平后地球表面投影到橫橢圓柱面上高斯平面的特點(diǎn)1)投影后的中央子午線NBS是直線，長度不變。2)投影后的赤道ABC是直線，保持ABC⊥NBS。3)離開中央子午線的子午線投影是以二極為終點(diǎn)的弧線，離中央子午線越遠(yuǎn)，弧線的曲率越大，說明離中央子午線越遠(yuǎn)投影變形越大。高斯平面的特點(diǎn)1)投影后的中央子午線NBS是直線，長度不變。高斯平面直角坐標(biāo)系的建立建立規(guī)則:①X軸是中央子午線NBS的投影，北方為正方向；②Y軸是赤道ABC的投影，東方為正方向；③原點(diǎn)，即中央子午線與赤道交點(diǎn)用O表示；④四象限按順時(shí)針順序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ排列高斯平面直角坐標(biāo)系的建立建立規(guī)則:高斯平面直角坐標(biāo)表示地面點(diǎn)位置如x=2433586.693m，y=38514366.157m。表示的意義:(1)表示點(diǎn)在高斯平面上至赤道的距離;

2433586.693m(2)包括有投影帶的帶號、附加值500