煤礦測量學(xué)測量學(xué)基本知識-課件

§1.1緒論§1.2地面點(diǎn)位的確定§1.3測量工作概述§1.4直線定向§1.5測量誤差的概念第一章:測量學(xué)基本知識1ppt課件測設(shè):圖紙地面測定:地面圖紙第一章:測量學(xué)基本知識§1.1緒論

一．測量學(xué)定義及學(xué)科分類1．測量學(xué)(surveying)的定義

根據(jù)它的任務(wù)與作用，包括兩個(gè)方面：◆測定（測繪）(location)◆測設(shè)（放樣）(seting-out)2ppt課件2．測量學(xué)科的分類◆大地測量學(xué)◆普通測量學(xué)（地形測量學(xué)）◆攝影測量學(xué)◆

海洋測繪學(xué)◆工程測量學(xué)◆制圖學(xué)3ppt課件三．測量學(xué)的發(fā)展概況

1．我國古代測量學(xué)的成就

◆長沙馬王堆三號墓出土的西漢時(shí)期長沙國地圖——世界上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的最早的軍用地圖注：世界上現(xiàn)存最古老的地圖是在古巴比倫北部的加蘇古巴城（今伊拉克境內(nèi)）發(fā)掘的刻在陶片上的地圖。

4ppt課件◆北宋時(shí)沈括的《夢溪筆談》中記載了磁偏角的發(fā)現(xiàn)?！羟宄滴跄觊g，1718年完成了世界上最早的地形圖之一《皇興全圖》。

5ppt課件2．目前測量學(xué)發(fā)展?fàn)顩r及展望◆測量室內(nèi)外一體化?！鬐PS（Globalpositioningsystem）◆RS（Remotesense）◆GIS(Geographicinformationsystem)◆3S技術(shù)的結(jié)合◆數(shù)字地球(DigitalEarth)的概念。

6ppt課件三．學(xué)習(xí)本課程的意義及要求

1．學(xué)習(xí)本課程的意義。◆采礦工程的建設(shè)、生產(chǎn)階段、擴(kuò)建維修及變形監(jiān)測、地面建筑物的保護(hù)等均要進(jìn)行測量工作?！魪母呗殞I(yè)的特點(diǎn)看，更要學(xué)好測量學(xué)。7ppt課件２．學(xué)習(xí)好本課程的要求。

◆認(rèn)真聽課；

◆做好筆記；

◆獨(dú)立完成作業(yè)；

◆實(shí)驗(yàn)課認(rèn)真對待。8ppt課件§1.2

地面點(diǎn)位的確定

確定地面點(diǎn)的空間位置需要用三個(gè)量，在測量工作中一般用:某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上投影位置（x,y）該點(diǎn)離基準(zhǔn)面高度（H）9ppt課件一．測量工作的基準(zhǔn)面1.地球的形狀1）天圓地方2）天如斗笠，地如覆盤3）麥哲倫環(huán)球航行證實(shí)地球是球體西班牙大西洋南美洲太平洋好望角印度洋菲律賓群島4）被靜止的海水面所包圍的球體。10ppt課件2．測量工作基準(zhǔn)面——大地水準(zhǔn)面?！羲疁?zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉曲面。◆大地水準(zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面，即測量工作基準(zhǔn)面11ppt課件圖形：水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面圖◆水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。◆測量工作的基準(zhǔn)線——鉛垂線12ppt課件3．測量計(jì)算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球

由橢圓（長半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。可用數(shù)學(xué)式表示的光滑曲面。13ppt課件二．地面點(diǎn)位置的表示方法(一)平面坐標(biāo)1.地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）適用于：在地球橢球面上確定點(diǎn)位。分為：1）天文地理坐標(biāo)(天文經(jīng)度

，天文緯度

)2）大地地理坐標(biāo)(大地經(jīng)度B，大地緯度L)14ppt課件15ppt課件2.平面直角坐標(biāo)系

適用于：研究范圍較小。數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系

16ppt課件不同點(diǎn)：

1．測量上北方向?yàn)閄軸正向，東方向?yàn)閅軸正向。

2．角度方向順時(shí)針度量；象限順時(shí)針編號。相同點(diǎn):

數(shù)學(xué)中的三角公式在測量中可直接應(yīng)用。坐標(biāo)系的異同：17ppt課件適用于：研究范圍較大。（1）高斯投影方法：目的是將橢球面投影到平面上。使投影帶的中央子午線與橫置圓柱體相切，展開后為X軸，向北為正；赤道投影展開后為Y軸，向東為正。3.高斯平面直角坐標(biāo)系18ppt課件圖形：高斯投影方法圖一19ppt課件圖形：高斯投影方法圖二投影剪開展平20ppt課件（2）高斯平面直角坐標(biāo)6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大的缺點(diǎn)，從經(jīng)度0°開始，將整個(gè)地球分成60個(gè)帶，6°為一帶。計(jì)算公式：λ=6N-3λ——中央子午線經(jīng)度

N——投影帶號。21ppt課件22ppt課件3°帶的劃分若仍不能滿足精度要求,可進(jìn)行3°帶（或1.5°帶）的劃分。3°帶計(jì)算公式：

λ=3N

λ——中央子午線經(jīng)度

N——投影帶號。23ppt課件24ppt課件方法：

1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500000米；

2）再在新的橫坐標(biāo)Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號。

(3)我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示方法25ppt課件例：國家高斯平面點(diǎn)P（2633586.693，38514366.157）所表示的意義:(1)表示點(diǎn)P在高斯平面上至赤道的距離;X=2633586.693m(2)其投影帶的帶號為38、P點(diǎn)離38帶的縱軸X軸的實(shí)際坐標(biāo)Y=514366.157-500000=14366.157m26ppt課件（二）地面點(diǎn)的高程

1.絕對高程H——到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

2.假定（相對）高程H’——到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。

3.高差——hAB=HB-HA=H’B-H’A27ppt課件主要有：（1）1985國家高程系統(tǒng)（2）1956黃海高程系統(tǒng)（3）地方高程系統(tǒng)。注：水準(zhǔn)原點(diǎn)：青島市觀象山H0=72.260m（85黃海系）

=72.289m（56黃海系）4.我國的高程系統(tǒng)28ppt課件

§1.3測量工作概述一．測量的基本工作

——測角、量邊、測高差二．測量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度1．對水平角、距離的影響——兩點(diǎn)距離10Km內(nèi)，可用水平面代替水準(zhǔn)面。2．對高程的影響——即使距離很短也要顧及地球曲率的影響。29ppt課件A~E點(diǎn)控制點(diǎn)．

1~16點(diǎn)地物特征點(diǎn)、即碎部點(diǎn)。三．測量工作的基本原則30ppt課件（一）控制測量平面控制測量、高程控制測量（二）碎部測量碎部點(diǎn)：表示地物形態(tài)變化的地物特征點(diǎn)測定碎部點(diǎn)的坐標(biāo)31ppt課件(三）．測量工作的基本原則布局上：由整體到局部精度上：由高級到低級次序上：先控制后碎部測量工作的又一原則:“前一步工作未作檢核，不進(jìn)行下一步工作”。32ppt課件四.角度與弧度的換算關(guān)系33ppt課件§1.4直線定向直線定向:確定一直線與標(biāo)準(zhǔn)方向間角度關(guān)系一、標(biāo)準(zhǔn)方向的種類1真子午線方向(真北方向)

地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向2磁子午線方向(磁北方向)

地球表面某點(diǎn)上磁針?biāo)傅姆较驗(yàn)樵擖c(diǎn)的磁子午線方向。3坐標(biāo)縱線方向(坐標(biāo)北方向)

測量工作中采用高斯直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)縱線北端所指的方向?yàn)樽鴺?biāo)北方向。

34ppt課件磁偏角：某點(diǎn)的磁子午線方向和真子午線方向間的夾角。子午線收斂角：地表某點(diǎn)的真子午線方向與該點(diǎn)坐標(biāo)縱線之間的夾角。35ppt課件二、表示直線方向的方法1.方位角定義：由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端順時(shí)針方向量到某直線的夾角，稱為該直線的方位角真方位角磁方位角坐標(biāo)方位角36ppt課件三種方位角的關(guān)系：A=Am+δA=α+γ正、反坐標(biāo)方位角關(guān)系：αAB=α

AB±180°37ppt課件圖形：正反方位角關(guān)系圖及例題例1已知:AB=88°20′24″

JK=316°12′3

″

求BA

，KJ解：BA=268°20′24

″KJ=136°12′3

″XYABABBAAB38ppt課件2、象限角定義：直線與標(biāo)準(zhǔn)方向線所夾的銳角稱為象限角。象限角的取值范圍為0°-90°39ppt課件象限名稱由方位角α求象限角R由象限角R求方位角αⅠ北東（NE） R=α α=R Ⅱ南東（SE）R=180°-αα=180°-RⅢ南西（SW）R=α-180°α=180°+RⅣ北西（NW）R=360°-α α=360°-R40ppt課件

§1.5測量誤差的概念

一、測量誤差的來源(1)外界條件：主要指觀測環(huán)境中氣溫、氣壓、空氣濕度和清晰度、風(fēng)力以及大氣折光等因素的不斷變化，導(dǎo)致測量結(jié)果中帶有誤差。

(2)儀器條件：儀器在加工和裝配等工藝過程中，不能保證儀器的結(jié)構(gòu)能滿足各種幾何關(guān)系，這樣的儀器必然會給測量帶來誤差。

(3)觀測者的自身?xiàng)l件：由于觀測者感官鑒別能力所限以及技術(shù)熟練程度不同，也會在儀器對中、整平和瞄準(zhǔn)等方面產(chǎn)生誤差。41ppt課件二、測量誤差的分類

測量誤差按其對測量結(jié)果影響的性質(zhì)，可分為：系統(tǒng)誤差和偶然誤差。一）系統(tǒng)誤差(systemerror)1．定義：在相同觀測條件下，對某量進(jìn)行一系列觀測，如誤差出現(xiàn)符號和大小均相同或按一定的規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。42ppt課件2．特點(diǎn)：具有積累性，對測量結(jié)果的影響大，但可通過一般的改正或用一定的觀測方法加以消除。

例如：鋼尺尺長誤差、鋼尺溫度誤差、水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸誤差、經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸誤差。43ppt課件二）偶然誤差

(accidenterror)1、定義：在相同觀測條件下，對某量進(jìn)行一系列觀測，如誤差出現(xiàn)符號和大小均不一定，這種誤差稱為偶然誤差。但具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。44ppt課件2、特征：（見圖）（1）具有一定的范圍。（2）絕對值小的誤差出現(xiàn)概率大。（3）絕對值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會多.

（4）偶然誤差的算術(shù)平均值隨觀測次數(shù)的無限增大而趨于零,即：此外，在測量工作中還要注意避免粗差(grosserror)（即：錯誤）的出現(xiàn)。

45ppt課件圖形：偶然誤差分布頻率直方圖正態(tài)分布曲線四個(gè)特性即有界性，趨向性，對稱性，抵償性。

-21-15-9-3+3+9+15+21-24-18-12-60+6+12+18+24x=

y誤差分布頻率直方圖46ppt課件三、衡量精度的指標(biāo)

一)中誤差(meansquareerror)

1.用真誤差（trueerror）計(jì)算中誤差的公式真誤差：中誤差公式為：舉例47ppt課件2.用改正數(shù)計(jì)算中誤差的公式當(dāng)觀測值的真值未知時(shí)：設(shè)某未知量的觀測值為：則該量的算術(shù)平均值為：

則該量的改正數(shù)：計(jì)算得：觀測值的中誤差舉例48ppt課件二)相對誤差(relativeerror)

1、相對中誤差K2、往返測較差率K三)極限誤差(limiterror)或容許誤差(tolerance）

常以兩倍或三倍中誤差作為偶然誤差的容許值。49ppt課件四、誤差傳播定律

設(shè)函數(shù)為獨(dú)立觀測值，則有全微分轉(zhuǎn)換成中誤差關(guān)系式即誤差傳播定律：（誤差傳播定律應(yīng)用舉例）50ppt課件