工程测量绪论-114页PPT文档资料
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建筑工程测量绪论课件
决定地球椭球 体形状和大小的 参数为椭圆的长 半径a，短半径b W 及扁率α。
N
b
a
O
a E
S
建筑工程测量绪论
长半径a，短半径b及扁率α，其关系式为：
ab
a
我国目前采用的地球椭球体的参数值为：
a63781m37b63567m52
1 298.257
由于地球椭球体的扁率α很小，当测量的 区域不大时，可将地球看作半径为6371km的
大地水准面
n 用途：大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考
面，也是海拔高程系统的起算面。（珠峰高度？地面点位 （X,Y,Z）)
建筑工程测量绪论
铅垂线
重力的方向线称为铅垂线。
铅垂线是测量工作的基准线。
建筑工程测量绪论
与水准面相切的平面，称为水平面。
在半径为10KM的面积范围内进行测量时值，可以用水平面
1．从整体到局部、先控制后碎部。 2．前一步工作未作检核不进行下一步 工作。
建筑工程测量绪论
三、测量工作的基本要求
1．“质量第一”的观点。 2．严肃认真的工作态度。 3．保持测量成果的真实、客观和原始 性。 4．要爱护测量仪器与工具。
建筑工程测量绪论
四、测量的计量单位
1．长度单位
1km=1000m， 1m=10dm=100cm=1000mm
n 教学方法：
以项目教学法为主，偏重房屋建筑测量
n 教学手段：
多媒体教学法学习理论知识，采用教师演示法和学生自主 操作法学习测量仪器的操作和检修。
学习要求：重视理论知识的学习，在实践操作过程中
要爱护仪器。
建筑工程测量绪论
绪论
建筑工程测量绪论
一、建筑工程测量的任务与要求
《工程测量课件》PPT课件
◆摄影测量学：研究利用摄影和遥感技术获取被
测物体的信息，以确定物体的形状、大小和空间 位置的的理论和技术。
◆海洋测量学：研究海洋定位，测定海洋大地水
准面、海底和海洋地形、海洋重力、磁力及 编制各种海图的理论和技术。
◆工程测量学：为某项工程项目所进行的专门测
量，包括勘探阶段、设计阶段、 施工阶 段、和管理阶段所进行的各种测量(地形测 绘、施工测量、变形测量等)。
测量学是研究地球形状、大小及确定地球表面 （包括空中、地表、地下和海洋）物体空间位置, 以及对这些空间位置信息进行处理、储存、管理 的科学。
2．测量学科的分类 ◆大地测量学 ：研究地球的形状、大小和重力场
及其变化。解决大范围地区的控制测量和地球重 力场问题。（分常规大地测量学、空间大地测量 学、卫星大地测量学）
◆地图制图学 ：研究各种地图的制作理论、方法
及应用的科学。如地图编绘、投影、整饰、 印刷及建立地图数据库等。
储运工程测量属工程测量学范畴。面向储运 工程项目在各个阶段所进行的测量工作。 3、主要任务：
◆测绘地形图（勘探阶段）
◆使用地形图（设计阶段）
◆建（构）筑物施工放样、建筑质量检验 （施工阶段）
1、大地坐标系
（以参考椭球体面为基准面）：经度L、维度B、高程H 1954北京坐标系（克拉索夫斯基椭球） （原点在前苏联列宁格勒天文台中心） 1980西安坐标系（IUGG-75椭球) （原点在陕西省泾阳县永乐镇)
34°32′27.00″N108°55′25.00″E
2.空间直角坐标系 (地心坐标系)
L N INT [ 60 1]
n
INT
[
L
1030 30
1]
6 0
6N-3
测物体的信息，以确定物体的形状、大小和空间 位置的的理论和技术。
◆海洋测量学：研究海洋定位，测定海洋大地水
准面、海底和海洋地形、海洋重力、磁力及 编制各种海图的理论和技术。
◆工程测量学：为某项工程项目所进行的专门测
量，包括勘探阶段、设计阶段、 施工阶 段、和管理阶段所进行的各种测量(地形测 绘、施工测量、变形测量等)。
测量学是研究地球形状、大小及确定地球表面 （包括空中、地表、地下和海洋）物体空间位置, 以及对这些空间位置信息进行处理、储存、管理 的科学。
2．测量学科的分类 ◆大地测量学 ：研究地球的形状、大小和重力场
及其变化。解决大范围地区的控制测量和地球重 力场问题。（分常规大地测量学、空间大地测量 学、卫星大地测量学）
◆地图制图学 ：研究各种地图的制作理论、方法
及应用的科学。如地图编绘、投影、整饰、 印刷及建立地图数据库等。
储运工程测量属工程测量学范畴。面向储运 工程项目在各个阶段所进行的测量工作。 3、主要任务：
◆测绘地形图（勘探阶段）
◆使用地形图（设计阶段）
◆建（构）筑物施工放样、建筑质量检验 （施工阶段）
1、大地坐标系
（以参考椭球体面为基准面）：经度L、维度B、高程H 1954北京坐标系（克拉索夫斯基椭球） （原点在前苏联列宁格勒天文台中心） 1980西安坐标系（IUGG-75椭球) （原点在陕西省泾阳县永乐镇)
34°32′27.00″N108°55′25.00″E
2.空间直角坐标系 (地心坐标系)
L N INT [ 60 1]
n
INT
[
L
1030 30
1]
6 0
6N-3
工程测量经典课件
海洋 71% 陆地 29% 建筑工程测量中， 建筑工程测量中，地球可以看作是一 个圆球。 个圆球。半径 R=6371km 我国选择陕西泾阳县永乐镇某点为大 地原点，进行了大地定位。 地原点，进行了大地定位。由此而 建立起来全国统一坐示系，就是现 建立起来全国统一坐示系， 在使用的“1980年国家大地坐标 在使用的“1980年国家大地坐标 系”。
重点难点
1.1 建筑工程测量的任务
一.测量学的概念：测量学是一门研究地球表面的形状和大小、 测量学的概念：测量学是一门研究地球表面的形状和大小、 确定地面点之间相对位置的科学。 确定地面点之间相对位置的科学。 二.主要内容: 主要内容: 1.测定 就是用各种测量仪器和工具， 1.测定: 就是用各种测量仪器和工具，通过实地测量和计 测定: 将地表的地物地藐位置按一定比例尺缩绘成地形图， 算，将地表的地物地藐位置按一定比例尺缩绘成地形图， 作为规划设计、经济建设、 作为规划设计、经济建设、国防建设和科学研究应用的依 据。 2.测设：将设计图上的建( 2.测设：将设计图上的建(构)筑物位置按设计要求在地面 测设 上标定出来作为施工的依据。 上标定出来作为施工的依据。
2 地面点的坐标 （1）地理坐标 当研究整个地球的形状或进行大区域范围的测 量工作时，常采用地理坐标来确定点的位置， 量工作时，常采用地理坐标来确定点的位置，点的坐 标可用经度λ和纬度ψ表示。经度λ和纬度φ 标可用经度λ和纬度ψ表示。经度λ和纬度φ称为点 的地理坐标。地理坐标是用天文测量方法测定的。 的地理坐标。地理坐标是用天文测量方法测定的。例 北京某点P的地理坐标为东经116 28′，北纬39 116° 如，北京某点P的地理坐标为东经116°28′，北纬39 54′。 °54′。
YA = YA ′+500，000=400，000.000m +500，000=400，
工程测量1绪论
三、点的平面坐标
1、地图投影平面坐标系
• 为了简化计算，要将（椭）球面上的元素归算
（投影）到平面上。
• 投影就是建立起（椭）球面上的点与平面上的
点一一对应的数学关系。地图投影学就是研究 这个问题的学科，是数学也是地理学的一个分 支学科。基本类型有：圆锥投影，圆柱投影， 平面投影，任意投影等。
高斯-克吕格投影（高斯投影）
起算面不能用切平面代替，最好使用大地 水准面。
1.5 测量工作概述
• 测量工作的基本原则：
“从整体到局部，先控制后碎部” 在布局上，从整体到局部。 在程序上，先控制后碎部 在精度上，由高级到低级。
测量工作的又一原则: “前一步工作未作检核，不进行下一步工作”。
控制测量
• 地物、地貌的特征点又称碎部点； • 测量碎部点坐标的方法与过程称为碎步测量。
教学实习-------GPS控制测量
教学实习-------全站仪测图
要求
一.基本理论，基本概念，基本技能。 二.常用测量仪器的构造及使用方法。
（水准仪，经纬仪，全站仪，GPS接收机等） 三.小地区大比例尺测图过程及方法。 四.地形图的阅读与应用。 五.基本放样工作。
1.1 测量学的任务与作用
S
参考椭球
a=6378140m b=6356752m
=(a-b)/a
=1/298.257
当测区面积不大时， 可以将地球当作圆球看待：
R
R=（2a+b)/3 =6371km
二、确定地面点位的方法
• 地物特征点
1
2
4
3
数学中：
z A
0
x
y
A（x,y,z)
• 地貌特征点
“工程测量”课程教学PPT课件
.
15
假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上
.
16
地球表面投影到横椭圆柱面上
• 地球的投影
• 红线是投影线
•
取出地球的投 影---剪开---压 平后
.
17
2.高斯平面的特点
• 1)投影后的中央子午线NBS是直线， 长度不变。
• 2)投影后的赤道ABC是直线，保持 ABC⊥NBS。
• 3)离开中央子午线的子午线投影是 以二极为终点的弧线，离中央子午 线越远，弧线的曲率越大，说明离 中央子午线越远投影变形越大。
.
18
3.高斯平面直角坐标系的建立
• 建立规则: • ①X轴是中央子午线NBS的投影，
北方为正方向； • ②Y轴是赤道ABC的投影，东方
为正方向； • ③原点，即中央子午线与赤道交
点用O表示； • ④四象限按顺时针顺序Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ排列
.
19
高斯平面直角坐标表示地面点位置
• 如x=2433586.693m， y=38514366.157m。
.
24
第四节 高程系统的概念
• 一、高程系统的一般概念 • 二、实际应用中的地面点高程的概念
.
25
一、高程系统的一般概念
• 地面点高程：地面点到某一高程基准面的垂直距离。
• 大地高系统：以参考椭球体面为基准面的高程系统。大地高，表示地面点到参考 椭球体面的垂直距离。
• 正高系统：以大地水准面为基准面的高程系统。正高，表示地面点到大地水准面 的垂直距离。
• 2.坐标轴X轴的正方向不一定指向北极，可根据 工作需要自行确定，具有某种实用性；
• 3.坐标系原点不一定设在赤道上，一般设在有 利于工作的范围内，具有相应的区域性。
工程测量第一章绪论
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运营管理阶段测量
在工程运营管理阶段，进行变形 监测、安全检测等测量工作，确 保工程安全运营和预防性维护。
按照工作内容分类
地形测量
通过实地勘测和测量，获取地形地貌数据，制作 地形图和地籍图。
施工放样
根据设计图纸和施工要求，将设计参数转化为实 地施工的坐标和高程数据。
工程监测与检测
对已建成的工程结构进行变形监测、安全检测和 可靠性评估，以确保工程安全和正常使用。
选用高精度的测量工具和设备， 采用合适的测量方法和程序，对 测量结果进行校准和修正等。
测量误差
误差来源
可能是测量工具、测量环 境、测量人员等因素引起 的误差。
误差分类
系统误差、偶然误差和粗 大误差等。
误差处理
对误差进行识别、分类和 修正，以提高测量精度。
03 水准测量
水准测量的定义
总结词
水准测量是一种高程测量方法，通过使用水准仪和水准尺测量地面点之间的高 差，以确定地面点的高程。
工程测量第一章绪论
目录
• 绪论 • 测量的基本要素 • 水准测量 • 小区域控制测量 • 工程测量的分类
01 绪论
测量学的定义
01
测量学是研究地球形状、大小、 地球重力场、地面点几何位置以 及它们的测定和表示方法的科学 。
02
它主要应用于工程建设和土地测 量等方面，为各种工程建设提供 基础数据和信息。
05 工程测量的分类
按照服务对象分类
建筑工程测量
为满足建筑工程规划、设计、施工等 方面的测量需求，包括地形测量、施 工放样、变形监测等。
水利工程测量
为水利水电工程提供测量服务，包括 水文测量、水库地形测量、水利枢纽 工程测量等。
工程测量PPT 第一章 绪论
期，秦、汉过渡到私田制。
隋唐实行均田制，建立户籍册。
宋朝按乡登记和清丈土地，出现地块图。
到了明朝洪武四年，全国进行土地大清查和勘丈，编制的鱼鳞
图册，是世界最早的地籍图册。
军事、交通运输的需要
中国战国时期修筑的午道，古罗马时期构筑的兵道，在修建 中都应用了测量工具进行地形勘测、定线测量和隧道定向开 挖测量。
光学经纬仪
全站仪
1.2 工程测量学的概念
测量学的定义:
测量学是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种
自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处 理、管理、更新和利用的科学和技术。
它的主要任务有三个方面：
一是研究确定地球的形状和大小，为地球科学提供必要的 数据和资料； 二是将地球表面的地物地貌测绘成图； 三是将图纸上的设计成果测设至现场。
工程测量学的发展
工程测量学在很长的一段时间内是非常缓慢的。直到二十世
纪初，由于工程建设规模的不断扩大，工程测量学才受到人 们的重视，并发展成为测绘学的一个重要分支。
电子技术和空间技术的进步推动工程测量学快速发展。
20世纪50年代，世界各国在建设大型水工建筑物、长隧道、
城市地铁中，对工程测量提出了一系列要求；
第六章 高程测量
第七章 大比例尺数字地图的测量和应用 第八章 基本的测设工作 第九章 水利水电工程测量
第一章 绪论
学习目标：
1.1 测量学的产生与发展。
1.2 工程测量学的概念。 1.3 测量技术在水利水电工程 中的应用。 1.4 地面点定位。
1.5 测量工作原则。
1.1 测量学的产生与发展
工程测量第一章绪论
工程测量学的应用领域
交通工程
建筑工程
包括道路、桥梁、隧道等的设计、施工和 运营维护，需要工程测量提供准确的测量 数据和地形图。
从建筑设计、施工到竣工验收，工程测量 贯穿始终，为建筑物的位置、高程和角度 等提供精确的测量数据。
资源开发
军事应用
工程测量在资源开发领域中起到关键作用 ，如矿山的测量、森林的调查等，为资源 开发和利用提供基础数据。
在纵横断面测量阶段，需要确定道路的标高、坡度等参 数，为道路设计提供依据。
水利工程测量
水利工程测量涉及到水利水电 工程的设计、施工和运营管理 等方面，包括大坝、水库、水
电站等工程的测量工作。
在设计阶段，需要进行地形测 量、水下测量等工作，为水利
工程设计提供基础数据。
在施工阶段，需要进行施工放 样、变形监测等，确保施工质 量与安全。
在运营管理阶段，需要进行大 坝、水库的变形监测、水位监 测等，确保水利工程的安全与 正常运行。
矿山工程测量
矿山工程测量是矿山资源开发的重要环 节之一，涉及到矿山的勘探、设计、施 工和运营管理等方面。
在运营管理阶段，需要进行矿山的变形 监测、安全监测等，确保矿山的安全与 正常运行。
在施工阶段，需要进行矿山施工过程中 的测量工作，确保施工质量与安全。
测量单位
用于表示测量结果的量值单位，如米 、厘米、毫米等。
精度要求
对测量结果误差的限制，通常以量的基本原则与方法
基本原则
准确、可靠、经济、合理地完成工程测量任务。
方法
根据测量任务和要求选择合适的测量方法和技术手段，包括直接测量和间接测量 、控制测量和碎部测量等。
在军事领域，工程测量同样具有重要地位 ，如炮兵阵地、导弹发射基地等的选址和 定位。
工程测量ppt精选课件
1.高斯投影（横切椭圆柱正形投影） ★方法： 将地球划分成若干带，然后将每带投影到平面上。 ★ 特点：投影后角度保持不变，中央子午线投影后一条直
线，且长度不变。 P
m
Q
Q′
E
E′
赤道
中央子午线
完整编辑ppt
26
P′
E 赤
高斯投 影平面
P m
道
E′
P′
完整编辑ppt
中央 子午线
27
★高斯投影六度带和三度带投影示意图
A
③ 测高差 h
B hab
HB
大地水准面
C hbc HC
北
b
P
（方位角）
Dbc c
α
β
a
D 完整编辑ppatb
36
完整编辑ppt
37
三、卫星定位方法
利用卫星信号接受机，同时接受多颗定位卫 星发射的信号进行定位，称为卫星定位。
GPS卫星
P
GPS接受机
完整编辑ppt
38
§1.5 用水平面代替水准面的限度
工程测 量学
完整编辑ppt
1
第一章 绪 论
任务及在国民经济建设中的作用
地球的形状和大小
测量中常用的坐标系统
确定地面点位的原理
用水平面代替水准面的限度
测量的基本工作
完整编辑ppt
2
§1.1 任务及意义
◆ 测绘学 是研究地球形状和大小以及
确定地球表面（包括空中、地表、 地下和海洋）物体的空间位置，以 及对于这些空间位置信息进行处理、 存储、管理的科学。
交点 Y 轴 方 向： 垂直于X完O整编Z辑平ppt 面，构成右手坐标系。 22
例如：地面上任意点P的空间直角坐标（X、Y、Z）
线，且长度不变。 P
m
Q
Q′
E
E′
赤道
中央子午线
完整编辑ppt
26
P′
E 赤
高斯投 影平面
P m
道
E′
P′
完整编辑ppt
中央 子午线
27
★高斯投影六度带和三度带投影示意图
A
③ 测高差 h
B hab
HB
大地水准面
C hbc HC
北
b
P
（方位角）
Dbc c
α
β
a
D 完整编辑ppatb
36
完整编辑ppt
37
三、卫星定位方法
利用卫星信号接受机，同时接受多颗定位卫 星发射的信号进行定位，称为卫星定位。
GPS卫星
P
GPS接受机
完整编辑ppt
38
§1.5 用水平面代替水准面的限度
工程测 量学
完整编辑ppt
1
第一章 绪 论
任务及在国民经济建设中的作用
地球的形状和大小
测量中常用的坐标系统
确定地面点位的原理
用水平面代替水准面的限度
测量的基本工作
完整编辑ppt
2
§1.1 任务及意义
◆ 测绘学 是研究地球形状和大小以及
确定地球表面（包括空中、地表、 地下和海洋）物体的空间位置，以 及对于这些空间位置信息进行处理、 存储、管理的科学。
交点 Y 轴 方 向： 垂直于X完O整编Z辑平ppt 面，构成右手坐标系。 22
例如：地面上任意点P的空间直角坐标（X、Y、Z）
《工程测量课件完整版PPT》
基于激光测距的测量技术
激光测距技术利用高频脉冲激光束测量物体与测量仪之间的距离，具有高精 度、非接触等优点，广泛应用于建筑、工程和地形测量等领域。
精密测量技术与应用
精密测量技术通过使用高精度仪器和方法，可以达到亚毫米级甚至亚微米级的测量精度，适用于需要高 度准确性的工程和科学研究。
工程测量在建筑、土木、采矿 等领域的具体应用
工程测量在建筑、土木、采矿等领域中的具体应用包括地形测量、建筑物定 位、施工监测和资源调查等，为这些领域的工作提供必要的测量支持。
工程测量中的法律法规及遵守 措施
工程测量涉及诸如土地权属、安全规定和数据保护等法律法规，测量人员需 严格遵守相关规定，确保测量工作的合法性和准确性。
工程测量的未来发展趋势
工程测量的应用领域和意义
1 应用领域多样
2 提高工程效率
3 保障环境可持续发
展
工程测量广泛应用于建
通过精确的测量数据，
筑、土木、采矿等领域，
能够优化设计和施工流
工程测量可以确保环境
确保工程质量和安全。
程，节约成本并减少风
资源的合理利用和保护，
险。
促进可持续发展。
测量基本概念和术语
1 基准点
参考点或参考系，用于确定其他测量 点的位置。
随着科技的不断进步，工程测量将继续发展，应用更先进的仪器和技术，提高测量精度和效率，推动工 程领域的创新与发展。
平面测量
用于测量地表平面位置和距离。
高程测量
用于测量点的垂直高度和地形的起伏。
三角测量
通过观测和计算三角形的边长和角度来测量距离和位置。
GPS测量原理和技术
全球卫星定位系统（GPS）借助卫星信号实现位置定位和导航，广泛应用于工程测量、导航和地理信息 系统等领域。
工程测量(上)ppt
1.2 地球的形状和大小
离心力和地球引力的双重作用，这两个力的合力称为重力，重 力的方向线称 【铅垂线】。铅垂线是测量工作的基准线。
水准面是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重 力场的等位面。与水准面相切的平面称为 水平面。
水准面有无数多个，其中与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内 延伸而形成的闭合曲面，称为【大地水准面】。大地水准面是 测量工作的基准面。
工程测量（上）
第一章 绪论 第二章 水准测量 第三章 角度测量 第四章 距离测量与直线定向 第五章 测量误差的基本知识 第六章 小地区控制测量 第七章 地形图的基本知识 第八章 大比例尺地形图测绘 第九章 地形图的应用 第十章 施工测量的基本工作 第十一章 工业与民用建筑中的施工测量 第十二章 公路中线测量 第十三章 建筑物变形和俊工总平面图编绘
工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩 绘成地形图。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在 地面上标定出来，作为施工的依据。
大地测量学：研究测定地球的形状和大小及地球的重力场的测 量方法、分布情况及其应用的学科。
普通测量学：研究小区域控制测量和 地球重力场问题。
第一章 绪论
1.1测量学的任务及其作用
【测量学的定义】
1.早期的定义：研究地球的形状和大小，确定地面点的坐标的学科。
2.当前的定义： 测量学是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各
种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集、处理、管理 、更新和利用的科学和技术。
测量学的内容包括测定和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和
中央经线投影后长度不变。
其它经纬线投影后均变长，离中央经线越远其 长度变形越大。
工程测量基础知识PPT课件
4、测量的基本工作和使用的仪器
❖ 距离测量(平距、斜距)
❖ 角度测量（水平角、竖直角） ❖ 高程测量（ hPA hAB ） A hPA
E
大地水准面
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
3、地面上点位的表示方法
▪ 坐标
▪ 高程
➢地理坐标(N,E)
➢绝对高程
➢高斯平面直角坐标(x,y) ➢相对高程
3、2000国家大地坐标系
CGCS2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的 整个地球的质量中心，属于地心坐标系。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
x A（315.6，269.8）
(269.8) A
Ⅳ
Ⅰ
o
Ⅲ
Ⅱ
(315.6)
y
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
我国目前使用的坐标系
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
我国常用的高程系统：
工程测量 PPT课件
Z2 b2
1
(1-1)
式中a、b为参考椭球体几何参数。a为长半径，b为短半径。参考 椭球体扁率α应满足下式：
ab
(1-2)
a
我国目前采用的元素值为：
长半径
a=6378140m
扁率
α=1:298.275
由于α很小，在精度要求不高时，可近似将地球当作圆 球体，其半径为平均值6371km。
地面点位的表示方法 N S
3.高斯平面直角坐标系的建立：
1）建立规则: • ①X轴是中央子午线NBS的投影，
北方为正方向； • ②Y轴是赤道ABC的投影，东方为
正方向； • ③原点，即中央子午线与赤道交
点用O表示； • ④四象限按顺时针顺序Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ排列
高斯-克吕格平面直角坐标系
3.高斯平面直角坐标系的建立：
• 2）坐标规定: • ①为避免横坐标Y出现负值，规定
问题：测量中的坐标象限顺 序为何与数学中的相反？
答：以便数学上的三角公式直 接适用于测量平面坐标系。
x=s×cosα y=s统
“1985年国家高程基准”，青岛市观家山水准原点高程为72.260m。
1987年后启用此基准。
• 大地高：以参考椭球体面为高程基准面。大地高是地面点沿法线到椭球体 面的距离，用H大表示。
• 2)假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。 • 3)地球表面投影到横椭圆柱面上并展开成高斯平面。
高斯-克吕格平面直角坐标系
Step1：沿N、S两极在参考椭球面均匀标出子午线(经线)和分带。
高斯-克吕格平面直角坐标系
Step2：假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。
高斯-克吕格平面直角坐标系
Step3：地球表面投影到横椭圆柱面上
《工程测量绪论》PPT演示课件
坐标系原点一般 选在测区西南角
北
（测区内X、Y均为正值）；
X
原点坐标值可以假定，也可
以采用高斯平面直角坐标；
规定：X 轴向北为正，
测区
Y轴向东为正。
O
Y
返回
§1.4 测量工作的基本原则
布局上：由整体到局部 精度上：由高级到低级 次序上：先控制后细部 检核上：复测复算、步步检核。
“前一步工作未作检核，不进行下一步工作”。
返回
例：测绘如下区域地形图
测绘过程
测绘成果
返回
（二）平面直角坐标 由于大地坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
高斯平面直角坐标系
1、高斯投影的概念
该几何体必须满足两个条件： ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。
2．参考椭球体及参考椭球面
参考椭球体 一个非常接近大地体，并可用数学式表 示几何形体，作为地球的参考形状和大 小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成 的形体，故又称旋转椭球体。
参考椭球面Байду номын сангаас参考椭球体外表面，
是球面坐标系的基准面。
N Int L1或 NIntL30.5
6
6
若已知某点的经度为L/，则该点所在 3º带的带号按下式计算：
n
L3（四舍五入）或
nInt L 0.5 3
3、高斯投影的原理
高斯投影采用分带投影。将椭球面按 高斯投影平面
一定经差分带，分别进行投影。
工程测量-精品课件.ppt
工程测量期末复习
四川大学水电学院 项霞
第一章 绪论
➢ 本章重点： 1、基本概念（测量学、测绘学、铅垂线、大地
水准面、绝对高程、相对高程等）； 2、确定地面点位的三个基本要素，测量工作的
三个基本内容； 3、测量工作的基本原则及采用该原则的原因； 4、高斯平面直角坐标系的建立以及该坐标系中
投影带号与中央子午线的换算。
• 测量误差有哪些？
• 测量中衡量精度的指标有哪些？
• 测量中衡量精度的最主要的指标是什么？ 其计算公式是什么？
• 会用误差传播定律进行简单的计算。会 计算同精度观测值的最或是值。
• 如：已知一测回中一个方向的中误差， 求n个测回所得水平角值的中误差？
• D12=59.200±0.021m， D23=86.800±0.028m
• 测绘学的定义：是研究地球整体及其表面和外 层空间中的各种自然物体和人造物体的有关信 息，并对这些与地理空间有关的信息进行采集、 处理、管理、更新和利用的理论和技术。
• 测量学：是研究测定地面点的几何位置、地球 形状、地球重力场，以及地球表面自然形态和 人工设施的几何形态的理论和技术。其内容包 括测定和测设两部分。
• 地形图的概念。地物的概念？比例尺精度的概念。 • 大、中、小比例尺各是哪些？ • 地形图的符号有哪些？地物符号又分为哪几类？
• 等高线的概念、分类、特性。能绘出典型地物的等 高线。（试用六条等高线绘出某地貌）
• 等高距和等高线平距的概念。
• 大比例尺地形图分幅编号的方法以及图外注记（如 比例尺应标在何处）。
4、直线定向的概念，测量中的三种标准方向及其相应的 方位角。
5、方位角的概念，三种方位角之间的关系。各种方位角 的正反方位角之间的关系（是否相差180度）。
四川大学水电学院 项霞
第一章 绪论
➢ 本章重点： 1、基本概念（测量学、测绘学、铅垂线、大地
水准面、绝对高程、相对高程等）； 2、确定地面点位的三个基本要素，测量工作的
三个基本内容； 3、测量工作的基本原则及采用该原则的原因； 4、高斯平面直角坐标系的建立以及该坐标系中
投影带号与中央子午线的换算。
• 测量误差有哪些？
• 测量中衡量精度的指标有哪些？
• 测量中衡量精度的最主要的指标是什么？ 其计算公式是什么？
• 会用误差传播定律进行简单的计算。会 计算同精度观测值的最或是值。
• 如：已知一测回中一个方向的中误差， 求n个测回所得水平角值的中误差？
• D12=59.200±0.021m， D23=86.800±0.028m
• 测绘学的定义：是研究地球整体及其表面和外 层空间中的各种自然物体和人造物体的有关信 息，并对这些与地理空间有关的信息进行采集、 处理、管理、更新和利用的理论和技术。
• 测量学：是研究测定地面点的几何位置、地球 形状、地球重力场，以及地球表面自然形态和 人工设施的几何形态的理论和技术。其内容包 括测定和测设两部分。
• 地形图的概念。地物的概念？比例尺精度的概念。 • 大、中、小比例尺各是哪些？ • 地形图的符号有哪些？地物符号又分为哪几类？
• 等高线的概念、分类、特性。能绘出典型地物的等 高线。（试用六条等高线绘出某地貌）
• 等高距和等高线平距的概念。
• 大比例尺地形图分幅编号的方法以及图外注记（如 比例尺应标在何处）。
4、直线定向的概念，测量中的三种标准方向及其相应的 方位角。
5、方位角的概念，三种方位角之间的关系。各种方位角 的正反方位角之间的关系（是否相差180度）。
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形监测意义
举例说明：
1. 勘测设计阶段: 测绘各种比例 尺的地 形图, 供规划、设计使用 2. 施工阶段: 施工测量、测设(施 工放样)、竣工测量和变形观测 3. 运营管理阶段: 建（构）筑物 变形观测和安全监测预报、扩建改 建
§1.2 坐标系统与高程系统
1.2.1 地球的形状和大小
地球的自然表面 —— 为了了解地球的形状，让我们 由远及近地观察一下地球的自然表面。
每班由班长或课代表负责分组， 5人一组，选一名组长负责本组。
课程教学内容：
绪论 测量的基本工作：水准测量、角
度测量、距离测量 测量误差基本知识 小地区控制测量 地形图基本知识、测图及应用 施工测量的基本工作 工业与民用建筑施工测量 线路测量与桥梁、隧道施工测量
第一章绪论
本章教学基本内容：
– 测量学的任务 – 测量学在工程建设中的作用 – 地面点位的确定 – 水准面和大地水准面 – 独立平面直角坐标系的确定 – 绝对高程和相对高程 – 直线定向，坐标正反算 – 测量工作的组织原则
重点、难点：
– 测定、测设的概念与区别 – 水准面和大地水准面的概念 – 绝对高程和相对高程的概念 – 平面直角坐标系、高斯平面直角
定义：选用一个大小和形状接近大地体的旋转
椭球体作为地球的参考形状和大小，这个
旋转椭球体即称为参考椭球，是一个规则
的曲面体。
X2 a2
Ya22
Zb22
1
地球的数学表面
大地球体是一个有起 伏的复杂曲面,不规则， 无法建立数学模型。
数学表面：椭圆绕其 短轴旋转而成的椭球体, 称之为地球椭球体.
a=6378140m
研究地球的形状和大小 确定地球表面物体的空间位置（包
括空中、地表、地下和海洋） 对所得空间位置信息进行处理、储
存、管理
地球内 部构造
2.测绘学科的组成
按照研究对象及采用技术的不同分类 大地测量学： 普通测量学 摄影测量与遥感学： 地图制图与地理信息工程学 工程测量学 海洋测量学
工程测量
测量学课程概述
课程性质：专业基础课 总学时数：48学时（2学分）
其中：课堂理论教学32学时 实验16学时
相关课程：测量教学实习（2周，1学分） 公共邮箱：celiangwxs163
密码：celiang
教学基本要求：
课堂纪律： 考核方法：平时成绩占30%，结课
考试占70%。 课堂实验：不许缺勤。
军事目标跟踪 隐形飞机、定位轰炸
军 事 应 用
高空实测成图
航天遥感
The image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavor, Feb., 2000
IKONOS影像
大地水准面：将静止的平均海水面向整个 陆地延伸，形成封闭的曲面代替地球表面， 这个曲面称为大地水准面（测量工作的基 准面）
大地体：由大地水准面包围的地球形体
重力：地心引力和离心力的合力
铅垂线：重力的作用线 （测量工作的基 准线）
水平面：与水准面相切的平面
3.参考椭球面
通常用一个非常接近于大地水准面，并可 用数学式表示的几何形体(即地球椭球)来 代替地球的形状，作为测量计算工作的基 准面。
地球的物理表面
当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成 正交，这个面叫水准面。
在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并 假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准面。 它实际是一个起伏不平的重力等位面——地球物理表面。它所包 围的形体称为大地体。
水准面：静止的水面（无数个）。
QuIKicOkNBOiSrd
卫星 图像
网络数字地图
三维仿真技术（虚拟现实）
河降流水植等、量被高道线路
美国 Mount Hood
4.工程测量的主要任务
研究测绘地形图的理论和方法 研究在地形图上进行规划、设计的基
本原理和和方法 研究建（构）筑物施工放样、建筑质
量检验的技术和方法 对大型建筑物的安全性进行位移和变
浩瀚宇宙中 : 地球是一个表面光滑、蓝色美丽的正球体。
机舱窗口俯视大地 : 地表是一个有些微起伏、极其复杂的 表面。
—— 珠穆朗玛峰与太平洋的马里亚纳海沟之间高差近20km。
地球的大小和形状
地球的形状近似 于一个两级略扁 平,赤道略鼓,北 极略长,南极略 短的象倒放的梨. 称“梨状体”。
武汉大学现代地球动力学部重点 实验室构造的地球模型
坐标系 – 直线定向，坐标正反算 – 测量工作基本原则
卫星定位
C
GPS2的0.09原.2019理：测距交会
A
B
13
GPS（Global Position System）
3D地图与GPS技术配合，实现了3D导航应用
北斗卫星定位导航系统
§1.1测绘学科与工程测量的任务
1.测量学的研究范畴
b=6356755m
e=1:289.257
它是一个规则的数学表面 ，所以人们视其为 地球体的 数学表面，也是对地球形体 的二级综合，用于测量计算 的基准面。
N
b o
a
S
由于国际上在推求年代、方法及测定的地区不 同，故地球椭球体的元素值有很多种。
确定地面点位的方法
1.大地坐标系
（大地测量的基本坐标系）
3.测绘学的内容
测定：指使用测量仪器和工具，通
过测量和计算，得到一系列测量数 据，或把地球表面的地形缩绘成地 形图的工作
测设：指把图纸上规划设计好的建
筑物、构筑物的位置在地面上标定 出来，作为施工的依据（工程建设 中称放样或放线）
某 城 市 地 图
某学校所在地的卫星图像
航测或遥感正射影像图
2.空间直角坐标系
已逐渐为军事及国民经济建设各部门采用作为实用坐标
1、 坐标原点O选参考椭 球体中心，原点与地球质 心重合
适用范围：用于大地问题的解算，研究地 球形状和大小，编制地图，火箭和卫星发 射及军事方面的定位及运算。
基准面：参考椭球面 基准线：过地面某点的法线（即：在椭球
面上某点做一与椭球体相切的平面，过该 点垂直于此平面的直线） 表示方法：P(L,B,H)
L-大地经度 B-大地纬度 H-大地高 坐标系中心：大地椭球体球心
举例说明：
1. 勘测设计阶段: 测绘各种比例 尺的地 形图, 供规划、设计使用 2. 施工阶段: 施工测量、测设(施 工放样)、竣工测量和变形观测 3. 运营管理阶段: 建（构）筑物 变形观测和安全监测预报、扩建改 建
§1.2 坐标系统与高程系统
1.2.1 地球的形状和大小
地球的自然表面 —— 为了了解地球的形状，让我们 由远及近地观察一下地球的自然表面。
每班由班长或课代表负责分组， 5人一组，选一名组长负责本组。
课程教学内容：
绪论 测量的基本工作：水准测量、角
度测量、距离测量 测量误差基本知识 小地区控制测量 地形图基本知识、测图及应用 施工测量的基本工作 工业与民用建筑施工测量 线路测量与桥梁、隧道施工测量
第一章绪论
本章教学基本内容：
– 测量学的任务 – 测量学在工程建设中的作用 – 地面点位的确定 – 水准面和大地水准面 – 独立平面直角坐标系的确定 – 绝对高程和相对高程 – 直线定向，坐标正反算 – 测量工作的组织原则
重点、难点：
– 测定、测设的概念与区别 – 水准面和大地水准面的概念 – 绝对高程和相对高程的概念 – 平面直角坐标系、高斯平面直角
定义：选用一个大小和形状接近大地体的旋转
椭球体作为地球的参考形状和大小，这个
旋转椭球体即称为参考椭球，是一个规则
的曲面体。
X2 a2
Ya22
Zb22
1
地球的数学表面
大地球体是一个有起 伏的复杂曲面,不规则， 无法建立数学模型。
数学表面：椭圆绕其 短轴旋转而成的椭球体, 称之为地球椭球体.
a=6378140m
研究地球的形状和大小 确定地球表面物体的空间位置（包
括空中、地表、地下和海洋） 对所得空间位置信息进行处理、储
存、管理
地球内 部构造
2.测绘学科的组成
按照研究对象及采用技术的不同分类 大地测量学： 普通测量学 摄影测量与遥感学： 地图制图与地理信息工程学 工程测量学 海洋测量学
工程测量
测量学课程概述
课程性质：专业基础课 总学时数：48学时（2学分）
其中：课堂理论教学32学时 实验16学时
相关课程：测量教学实习（2周，1学分） 公共邮箱：celiangwxs163
密码：celiang
教学基本要求：
课堂纪律： 考核方法：平时成绩占30%，结课
考试占70%。 课堂实验：不许缺勤。
军事目标跟踪 隐形飞机、定位轰炸
军 事 应 用
高空实测成图
航天遥感
The image were acquired by the Shuttle Radar Topography Mission aboard the Space Shuttle Endeavor, Feb., 2000
IKONOS影像
大地水准面：将静止的平均海水面向整个 陆地延伸，形成封闭的曲面代替地球表面， 这个曲面称为大地水准面（测量工作的基 准面）
大地体：由大地水准面包围的地球形体
重力：地心引力和离心力的合力
铅垂线：重力的作用线 （测量工作的基 准线）
水平面：与水准面相切的平面
3.参考椭球面
通常用一个非常接近于大地水准面，并可 用数学式表示的几何形体(即地球椭球)来 代替地球的形状，作为测量计算工作的基 准面。
地球的物理表面
当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成 正交，这个面叫水准面。
在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并 假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准面。 它实际是一个起伏不平的重力等位面——地球物理表面。它所包 围的形体称为大地体。
水准面：静止的水面（无数个）。
QuIKicOkNBOiSrd
卫星 图像
网络数字地图
三维仿真技术（虚拟现实）
河降流水植等、量被高道线路
美国 Mount Hood
4.工程测量的主要任务
研究测绘地形图的理论和方法 研究在地形图上进行规划、设计的基
本原理和和方法 研究建（构）筑物施工放样、建筑质
量检验的技术和方法 对大型建筑物的安全性进行位移和变
浩瀚宇宙中 : 地球是一个表面光滑、蓝色美丽的正球体。
机舱窗口俯视大地 : 地表是一个有些微起伏、极其复杂的 表面。
—— 珠穆朗玛峰与太平洋的马里亚纳海沟之间高差近20km。
地球的大小和形状
地球的形状近似 于一个两级略扁 平,赤道略鼓,北 极略长,南极略 短的象倒放的梨. 称“梨状体”。
武汉大学现代地球动力学部重点 实验室构造的地球模型
坐标系 – 直线定向，坐标正反算 – 测量工作基本原则
卫星定位
C
GPS2的0.09原.2019理：测距交会
A
B
13
GPS（Global Position System）
3D地图与GPS技术配合，实现了3D导航应用
北斗卫星定位导航系统
§1.1测绘学科与工程测量的任务
1.测量学的研究范畴
b=6356755m
e=1:289.257
它是一个规则的数学表面 ，所以人们视其为 地球体的 数学表面，也是对地球形体 的二级综合，用于测量计算 的基准面。
N
b o
a
S
由于国际上在推求年代、方法及测定的地区不 同，故地球椭球体的元素值有很多种。
确定地面点位的方法
1.大地坐标系
（大地测量的基本坐标系）
3.测绘学的内容
测定：指使用测量仪器和工具，通
过测量和计算，得到一系列测量数 据，或把地球表面的地形缩绘成地 形图的工作
测设：指把图纸上规划设计好的建
筑物、构筑物的位置在地面上标定 出来，作为施工的依据（工程建设 中称放样或放线）
某 城 市 地 图
某学校所在地的卫星图像
航测或遥感正射影像图
2.空间直角坐标系
已逐渐为军事及国民经济建设各部门采用作为实用坐标
1、 坐标原点O选参考椭 球体中心，原点与地球质 心重合
适用范围：用于大地问题的解算，研究地 球形状和大小，编制地图，火箭和卫星发 射及军事方面的定位及运算。
基准面：参考椭球面 基准线：过地面某点的法线（即：在椭球
面上某点做一与椭球体相切的平面，过该 点垂直于此平面的直线） 表示方法：P(L,B,H)
L-大地经度 B-大地纬度 H-大地高 坐标系中心：大地椭球体球心