工程測量第一章緒論

工程測量

主講：孟森松

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第一章工程測量基礎(chǔ)知識

內(nèi)容提要地球的形狀和大小地面點(diǎn)的表示方法用水平面代替水準(zhǔn)面的限度測量工作的基本原則第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章工程測量基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小一、地球形狀和大小1.

地球是一個表面起伏較大的橢球地球表面最高峰：8844.43m

海洋底部最深處:11022.00m

地球表面最大高差近20km2.地球又是一個近似光滑的水球大陸面積:占29%海洋面積:占71%3.地球平均半徑:6371km

測量工作是在地球表面進(jìn)行的。地球表面雖然很不規(guī)則，有高山、平原、丘陵、海洋等。但這些起伏相對于地球本身十分微小。抽象一、地球的形狀實(shí)際積地球地球績表面大地勿體旋轉(zhuǎn)楊橢球傅體大地既水準(zhǔn)汽面旋轉(zhuǎn)特橢球音面一、強(qiáng)地球際的形烈狀大地父體旋轉(zhuǎn)車橢球噴體大地刺水準(zhǔn)斯面參考倦橢球末面？為什么需要抽象出兩個‘橢球’一、端地球賠的形獸狀§1.盼1食地舞球的漁形狀肆和大車小二、護(hù)基本粒概念1、幼鉛垂組線：跟重力耀方向水線，是測拘量工騾作的吼基準(zhǔn)斑線2、水鋤平線覽：與野鉛垂江線正吼交的豪直線斗。3、水賺平面祖：與愉鉛垂右線垂嫂直的安平面4、詢水準(zhǔn)攜面：笛自由棗靜止味的水涌面;劃是等道位面好,現(xiàn)有無谷數(shù)個地心O離心濟(jì)力地心堤引力重力G重力的方向線稱為鉛垂線設(shè)想增當(dāng)海督洋處員于靜碌止均碧衡狀怨態(tài)時違，將預(yù)它延學(xué)伸到歡陸地棄內(nèi)部故所形研成的侮封閉賊曲面。大地來水準(zhǔn)吼面靜止曾海水襲面陸地大地榜水準(zhǔn)寺面地球表面低密度礦體高密度礦體大地奪水準(zhǔn)類面大地芝水準(zhǔn)仿面和導(dǎo)鉛垂胡線示絮意圖地心OOG格林尼治天文臺G地球自轉(zhuǎn)軸起始天文子午面地球自然表面大地境水準(zhǔn)牌面E§1.皮1歇地木球的語形狀是和大軋小二、牲基本暈概念3.配大直地水怎準(zhǔn)面靜止除平衡獻(xiàn)狀態(tài)辯下的便平均鞭海水暖面,射向大迎陸島改嶼延攜伸而培形成但的閉結(jié)合水槳準(zhǔn)面特性巴:安唯一很性、針等位輔面、男不疑規(guī)則扒曲面作用牲：測哄量野統(tǒng)外工朽作的槽基準(zhǔn)平面4.況大男地體由大話地水島準(zhǔn)面宰包圍化的地漠球形餓體，男是不株規(guī)則知球體扣。長半鞋徑：a=音63沉78躍14艦0m短半捐徑：b=霧63球56意75學(xué)5m扁率:（a-飽b）/a靈=1符/2使98旱.2雀57二、占基本繳概念5.膜旋疤轉(zhuǎn)橢描球與大樓地體尖非常倆接近襪的數(shù)學(xué)哪橢球長半擠徑為a，短半合徑為b扁率數(shù)學(xué)康模型蜂地詳球平經(jīng)均半勾徑R=謙63拍71罪km§1.闊1息地桐球的頂形狀形和大捷小ZYX§1.搖2醒地北球橢卵球——參考密橢球庸體旋轉(zhuǎn)連橢球紛理論形上是品唯一哈的數(shù)概學(xué)球仗體旋轉(zhuǎn)織橢球押參數(shù)紅，難耕以全稱球統(tǒng)爸一確疑定；厚各國尚自己床測定掩并采緊用的辮旋轉(zhuǎn)子橢球腎稱為照參考阻橢球同時萌顧及蠶地球鋤幾何炕參數(shù)付和物數(shù)理參農(nóng)數(shù)的閑旋轉(zhuǎn)司橢球傷稱為令地球堵橢球噸體，梁又稱堵為參相考橢轟球體參考贏橢球她面是誰測量剃計算憐和制眠圖的屬基準(zhǔn)過面§1.聯(lián)3嚼地乒面點(diǎn)受位的銹確定地球畝表面眨所有語地理盟空間基信息益總稱尸為地參形。地形詠包括地物和地貌兩大已部分§1.忘3匆地塑面點(diǎn)救位的趴確定地物犯：地刮面上濱人造吐和天藏然的右固定欠物體將地挖物特刺征點(diǎn)禍按比識例縮睜小在稈圖紙戲上，昨并用輸一定測的地醋物符敏號繪比制在彼地形櫻圖上嘉?！?.大3旋地佛面點(diǎn)榮位的退確定地貌醫(yī)：地陰面高茫低起裳伏的歲形態(tài)在地候形圖衫上通罩常用踏等高竊線來避表示帆地貌§1.鼠3囑地氣面點(diǎn)建位的頸確定地面蔥點(diǎn)的懷空間啞位置陡由三需維坐菠標(biāo)確遇定，師包括地理捆坐標(biāo)何（L，暢B，所H）或（X，波Y，忠Z）平面菌坐標(biāo)雹(x,忌y)和高障程H，可寫驚為(x,跑y，倒H)大地湖經(jīng)度L大地銜緯度BP（L柔B舅H）OSNEKBL大地司高H1、般確定交橢球瞇的形逗狀和抬大小2、魂橢球神的定瞞位和劣定向起始原大地嘉子午頁面赤道富面§1.倉4詠測雕量中百常用爛的坐憶標(biāo)系緣瑞統(tǒng)地面烏點(diǎn)位藏的坐嘗標(biāo)與裙選用芬的地還球橢各球和里坐標(biāo)映系統(tǒng)鼠有關(guān)唇，測絞量中咱常用構(gòu)的坐神標(biāo)系跟統(tǒng)有筍：天污文坐忍標(biāo)系叨、大厲地坐范標(biāo)系負(fù)、高度斯平把面直斃角坐膝標(biāo)系屯、獨(dú)佩立平技面直魯角坐惠標(biāo)系一、樸天文煌坐標(biāo)蜂系球面劉坐標(biāo)扶，稱杯為地寫理坐翅標(biāo)基準(zhǔn)毒面：峽大地難水準(zhǔn)刷面基準(zhǔn)巧線：銀鉛垂傲線地面鬼點(diǎn)位惠用天井文經(jīng)村度和需天文薪緯度損來表新示二、寸大地海坐標(biāo)門系基準(zhǔn)益面：靠參考債橢球金面基準(zhǔn)逐線：遺法線地面逆點(diǎn)位盟用大茫地經(jīng)為度和振大地調(diào)緯度很來表獎示1.四19塌54燒年北貪京坐攝標(biāo)系2.號19釣80帶國家匯大地文坐標(biāo)贊系3.WG奮S-游84世界璃大地準(zhǔn)坐標(biāo)慘系§1.辯4餅測求量中忠常用攏的坐逢標(biāo)系倒統(tǒng)三、空間虛直角薯坐標(biāo)暫系三維樂坐標(biāo)石(X,瘡Y,岔Z)19幫80求國家宇大地朗坐標(biāo)削系大地駐原點(diǎn)——位于照陜西洞省涇踏陽縣廳永樂蘇鎮(zhèn)§1.讀4螞測兔量中蠻常用揉的坐犯標(biāo)系挽統(tǒng)四、崗大地朵坐標(biāo)押和空省間直北角坐目標(biāo)的獄轉(zhuǎn)換五、炕高斯找投影燦和高漠斯平見面直楊角坐里標(biāo)系1.仁高斯綢投影?！M切剪橢圓狹柱正翠形投館影。授又稱哈為高場斯—蔽克呂但格投雅影。次同時畏滿足果等角顛和高碗斯投車影條宗件。目的周：將志球面逃坐標(biāo)挺轉(zhuǎn)換為平龍面坐眾標(biāo)。OSN赤道面中央病子午相線M高斯叔投影王的概稻念1.考高斯模投影中央扇子午方線和春赤道授投影鞭后成斑相互萍垂直師的直卡線。中央羽子午問線長腳度不妥變，棍離中層央子標(biāo)午線旱越遠(yuǎn)走變形牧越大聾。為保擺證投戶影精佩度，秒必須墨采用分帶戶投影。6度腫投影徹帶：中央?yún)沧游缬喚€經(jīng)惡度為2.腐高斯主投影戒分帶（1投）6影度投傍影帶古：中央依子午揪線經(jīng)趙度為（2負(fù)）3驚度投銜影帶騰：中央株子午杯線經(jīng)傭度為五、堵高斯針投影炭和高料斯平席面直爽角坐奇標(biāo)系3.亂高斯異平面警直角是坐標(biāo)轉(zhuǎn)系x坐標(biāo)：中薯央子緊午線啟向西讀平移扁50桿0km袖，向北愧為正以。y坐標(biāo)：赤園道，固向東往為正榨。為區(qū)氏分點(diǎn)卡位所患在的柴高斯駱投影撞帶，薪在Y坐標(biāo)捏前必挖須加姑兩位概數(shù)的帶號。如：我國群六度裂帶帶調(diào)號N=泄13瘦~2美3，三度野帶帶毒號n=易25漠~4濤5xⅣαⅠyⅢ僑Ⅱ高斯平面弄直角粗坐標(biāo)招系yⅡ戲ⅠαxⅢ向Ⅳ笛卡毅爾平面菠直角聰坐標(biāo)湖系3.損測穴量高張斯平良面直糾角坐炎標(biāo)系把與數(shù)學(xué)慈笛卡舍爾平唯面直陳角坐陶標(biāo)系跨的區(qū)企別六、屯墨卡演托投尊影——等角聰正圓盯柱投撈影七、假獨(dú)立則平面鉛直角撕坐標(biāo)掛系在半嚷徑R<液10棚km的范針圍內(nèi)阻，可要用水容平面錘代替卡大地中水準(zhǔn)番面作秤為基穗準(zhǔn)面醋。以磁英子午舍線的個方向厚作為X軸，眨向北精為正利；其拌垂直煩方向間為Y軸，挺向東駁為正躍。坐標(biāo)口原點(diǎn)猛選在彩測區(qū)低西南閃角。x測區(qū)oy§1.茄5瞎地悅面點(diǎn)求的高飼程一、高程地面屠點(diǎn)沿供鉛垂請線方露向到利高程旋基準(zhǔn)著面的藍(lán)距離絕對犁高程H（海拔圈）：交地面黨點(diǎn)沿私鉛垂顏線方慘向到償大地野水準(zhǔn)才面的去距離相對襖高程H'：地面解點(diǎn)沿監(jiān)鉛垂商線方隆向到旺任意病水準(zhǔn)版面的煤距離高差h：地面烘兩點(diǎn)莊高程斜之差二、逢我國抗的高畫程系旬統(tǒng)國家警水準(zhǔn)嚷原點(diǎn)糖（高濤程零女點(diǎn)H。晉）位于癥青島執(zhí)觀象苗山，黃海孕平均筆海水詳面為鞠高程納基準(zhǔn)毒面19拍56杜黃海勻高程墨系：H。簡=7離2.啄28純9m19賄85國家不高程獸基準(zhǔn)斜：H。嗽=7脾2.元26哥0m叛，相差原29mm某市莖目前擠仍采鞠用上集海吳撐淞高煙程系如某叼點(diǎn):吳淞盟高程哄—1因.8太56m=頂85黃海甜高程§1.閘6呀用淘水平罩面代便替水落準(zhǔn)面童的限增度一、艦對距止離的怒影響大地著水準(zhǔn)型面上欣：在水侵平面育上：誤差冤值：相對大誤差宏：結(jié)論汁：當(dāng)測屯區(qū)半敏徑r<宇10提km時,住誤桿差僅練為1建/1恥20溉萬，濕可用差水平悅面代替搏大地春水準(zhǔn)隱面二、諸對水燒平角撓的影醬響球面漠三角唇形內(nèi)角楊和球面?zhèn)鹘浅琍—球面歐三角辰形面捏積R—地球徹半徑震，結(jié)論族：當(dāng)測默區(qū)范惕圍在梨10糊0km2，用水毛平面亮代替賠水準(zhǔn)泊面時唯，對辦角度美影響鑰僅為狼0.守51真″，提在普刊通測痰量工籍作中咬可以李忽略趴不計三、缺對高尖程的芒影響用水甘平面蓋代替作水準(zhǔn)浮面對戴高程特的影彼響就嚼是地毒球曲熊率對療高程余的影最響結(jié)論靠:必須羊顧及節(jié)其影倆響,坡進(jìn)行云改正§1雨.7測量何誤差蜘基本鄰知識1.滴7.酒1叢測量譽(yù)誤差掠概述一、晝測量帶與觀軌測值二、征測量宿誤差后及其王來源1.永測量款誤差休定義測量膊中的振被觀膠測量樓，客侍觀上臺都存出在著授一個范真實(shí)衰值，沈簡科稱真茂值。濁對該拉量進(jìn)慌行觀協(xié)測得愿到觀犯測值獎。觀測謙值與私真值御之差驕，稱劍為真免誤差侍?！骱?l-X真誤準(zhǔn)差＝息觀測瓣值－展真值儀器油設(shè)備喝不盡離完善人的攻感官索不穩(wěn)氏定自然蹈環(huán)境傳的影閱響2.毀誤差蜘來源誤差談分類一、切粗差二、怕系統(tǒng)尼誤差三、永偶然束誤差1.羊7.舟2佳測量召誤差虛的種陣類一、艷偶然汪誤差奮的四垃個特盼性舉例悠：abc△i=ai+bi+ci-1耗80評°（i=矮1,駁2,··悠··援··會··步35它8）1.堪7.財3毀偶然爬誤差避的特著性結(jié)迫論1.在一夜定的并條件俘下，學(xué)偶然漆誤差桂的絕臭對值蹲不會寺超過圖一定自的限您度；2.悄絕對讀值小棄的誤盒差比麗絕對歲值大賞的誤糊差出救現(xiàn)的技機(jī)會趁多；3.趙絕對賞值相聽等的蔬正負(fù)迅誤差央出現(xiàn)灣的機(jī)育會相擴(kuò)等；4.砌偶然敲誤差元的算證術(shù)平黨均值襲趨近沙于零撥，即二、竿誤差孫概率小分布鮮曲線三、味分析畜標(biāo)準(zhǔn)給差σ1.σ與觀宴測誤廁差△醉及偶香然誤個差概淺率密昆度f(△)的關(guān)恩系2.σ與誤諒差分烏布曲理線拐厭點(diǎn)的班關(guān)系－△y=f(△)y-+3.縣標(biāo)準(zhǔn)皆差σ的概略率值P（－σ耀＜△薪＜辦＋σ）+△－△y=f(△)y-+1.餅7.攜4當(dāng)衡量姐精度云的標(biāo)不準(zhǔn)一、四用絕歇對誤烘差來功衡量鏡精度1.賢方暖差和蹤蝶中誤鞋差方差中誤拋差（朵用m表示神）就黃是標(biāo)塌準(zhǔn)差σ標(biāo)準(zhǔn)覺差σ的計溫算公方式中誤骨差的罪估算惹值的貍計算夕公式2.惕平均討誤差3.搏極限隔誤差燥（容賤許誤萍差）m容許=3｜m｜~互2｜m｜m容許的概質(zhì)率含馳義二、早用相隙對誤督差來振衡量菌精度1.老7.餓5語誤差幻玉傳播歐定律一、喪倍乘二、惠和或麗差三、訊一般賢函數(shù)1.某7.衛(wèi)6補(bǔ)等精建度觀賞測的云平差一、且求最莊可靠盼值（析最或捕是值惱）§5二、嘉評定榴精度1.鄰求觀全測值衫的中協(xié)誤差△i=諒li－X用最受或是速值誤倦差求晨觀測飛值的秤中誤逐差vi=辮li-接x用真狠誤差魂求觀峽測值事的中螺誤差2.愛求最械可靠魚值中雪誤差1.朝7.腔7氣不梁等精符度觀蠶測的津平差例：ABCS=4kmS=2kmS=2.5kmE已知垃：HA、航HB、HC裝，求：HE一、籠權(quán)（軍用p表示催）權(quán)是期表示卸觀測鎮(zhèn)值可搜靠程拌度的司一個然相對棉性數(shù)刺值權(quán)的呆特性權(quán)愈楚大表學(xué)示觀乞測值鉤愈可救靠權(quán)是迎相對絨數(shù)值顏，故隸單獨(dú)桐一個呼值無豬意義權(quán)始催終取群正號權(quán)可意以用鐮一數(shù)孤乘除過其意糊義不烘變怎樣目定權(quán)取中拋誤差稱定權(quán)從實(shí)芬際出浴發(fā)測角迫取測奸回數(shù)二、深求不外同精這度觀芽測值白的最郵可靠愿值(后最或迷是值臺)——加權(quán)船算術(shù)捏平均盈值加權(quán)翠算術(shù)銅平均單值三、挑最可性靠值熔（最脊或是占值）擊的精慮度評敗定（一避）最篇或是例值的魔中誤脅差加權(quán)平均止值的圍中誤兄差（二夾）單創(chuàng)位權(quán)虜觀測顆值中吧誤差μ用觀款測值厘的最陵或是惹值誤忙差來鴿計算單位串權(quán)中哈誤差助的公呼式：用最奧或是總值誤船差來計外算不