工程测量绪论-114页精选文档

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。
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：
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）。
➢ 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。
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）
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
➢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
– 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
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。
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 遥感正射影像图
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
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
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
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
➢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
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
GPS0的2.04原.2020理：测距交会
A
B
12
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