测量学基本知识

1.3 地面点位的确定
由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表 述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。
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。
1.3 地面点位的确定
• 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。
1.3.3 地面点的高程系
高程和高差的表示
地面点到大地水准面的高铅程垂距和离高，差称的为绝表对示高程，又称海拔。如：HA、HB
地面点到任意水准面的铅垂距离，称为相对高程。 在同一个高程系统中，两个地面点间高程之差称为高差。
1.3 地面点位的确定
1.3.4 水平面代替水准面的限度
1）用水平面代替水准面对距离的影响
（1）大地测量学 是研究和确定地球形状、大小、重
力场、整体与局部运动和地表面点的 几何位置以及它们的变化的理论和技 术的学科。
1.1 测量学概论
1.1 测量学概论
（2）摄 影 测 量 学 摄影测量学是利用摄影相片来研究和测定物体的
形状、大小和位置的学科。
1.1 测量学概论
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误
差，也称随机误差。观测时的照准误差、读数时
差
的估读误差等都属于偶然误差。
偶然误差是测量误差研究的主要对象。
思考与练习
简答题
1.建筑测量工作的基本任务是什么？ 2.什么是水准面、大地水准面和参考椭球面？ 3.测量工作的基准面和基准线是什么？ 4.测量中的平面直角坐标系和数学上的平面直角坐 标系有哪些不同？ 5.什么是绝对高程(海拔)、相对高程和高差？
测量的基本知识
1.1 测量学概论
31
测量学定义
研究如何测定地面点的平面位置 和高程，将地球表面的地形及其他 信息测绘成图，以及确定地球的形 状和大小等的一门学科。
1.1 测量学概论
2 测量学按学科分类
大地测量学、摄影测量学、地形 测量学（海洋测量）、工程测量 学以及地图制图学等。
1.1 测量学概论
1.2 建筑工程测量的任务
2 建筑工程测量的任务
（1） 建筑工程场地大比例尺地形图测绘。 （2） 建筑物的施工测量。 （3） 建筑物的变形观测。
1.3 地面点位的确定
1.3.1 测量工作的基准面
1）水准面 任何一个静止的液体表面都
叫做水准面。
水准面是受地球重力影响形成的， 水准面处处与重力方向垂直，重力方向 称为铅垂线。水准面和铅垂线是测量工 作所依据的基准面和基准线。
结论： 在半径为10km的圆面积内进行长度的测量时，可以不必考虑地 球曲率的影响，即可把水准面当作水平面看待。
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2）用水平面代替水准面对高程的影响
结论: 地球曲率的影响对高差而言，即 使在很短的距离也必须加以考虑。
1.4 测量工作概述
1.34.1 测量的基本工作
如图1-6所示，若地面点A 为已知点，欲确定地面点B、C、 D、E在某一坐标系的位置，应 先测定各点组成的多边形各边 长度和邻边所夹水平角β，以 及AB边与北向的夹角α，根据 A点的坐标计算出B、C、D、E 各点的坐标。
误
这种误差就称为系统误差。例如，水准尺的刻划
差
不准、水准仪的视准轴误差、温度对钢尺量距的
误差、尺长误差等均属于系统误差。
1.5 测量误差的基本知识
1.35.3 测量误差的分类
2.
在相同的观测条件下进行一系列的观测，如
偶
果误差在大小和符号上都表现出偶然性，即从表
然
面看没有任何规律性，那么这种误差称为偶然误
1.3 地面点位的确定
从首子午线起向东0°~180°称为东经， 向西0°~180°称为西经。P点的纬度就 是该点的法线与赤道面的交角，以B表
0° 90°称为北纬， 向南0°～90°称为南纬，如北京的地理 坐标为东经116°28′，北纬39°54′ 。
大地地理坐标系用大地经度L和大地纬 度B表示地面点投影在地球椭球面上的 位置。
• 参考椭球面：参考椭球体外表面，是球面坐标系的基准面。
1.3 地面点位的确定
1.33.2 地面点的坐标系
1）大地坐标系
过地心O且垂直于地轴的平面称为赤 道面，它与球面的交线称为赤道。通过 英国格林尼治天文台（用G点表示）的 子午线称为起始子午线（首子午线）， 而包括该子午线的子午面称为首子午面。 地面上任一点P的地理坐标是以该点的 经度来表示的。经度是过该点的子午线 与首子午面的夹角，以L表示。
测量平面直角坐标系
1.3 地面点位的确定
其与数学中平面直角坐标系相比
Ⅳx
Ⅰ
αp
D
x=Dcosα
y=Dsinα
x=Dcosα
y=Dsinα
y
Ⅱ
o
Ⅲ
y
Ⅱ 高斯平面直角坐标系
o
Ⅲ
p
DⅠ
α
x
Ⅳ 数学坐标系
不同点： x，y轴互异；坐标象限不同； 表示直线方向的方位角定义 不同。
相同点： 数学计算公式相同。
1.3 地面点位的确定
思考与练习
简答题
6.确定地面点的位置必须进行的三项基本测量工作是什么？ 7.测量误差研究的对象是什么? 8.什么是东经及北纬。 9.在半径为多少km的圆面积内进行长度的测量时，可以不 必考虑地球曲率的影响，即可把水准面当作水平面看待。 10.测量工作的基本原则是什么?
思考与练习
计算分析题
1.已知A点的高程为72.334 m，B点到A点的高差为－ 23.118 m，那么B点的高程为多少？
Δ=L－X
1.5 测量误差的基本知识
1.35.2 测量误差产生的原因
1）仪器误差的影响 2）观测者的影响 3）外界环境的影响
1.5 测量误差的基本知识
1.35.3 测量误差的分类
1.
在相同的观测条件下进行一系列的观测，如
系
果误差在大小、符号上表现出系统性，即在观测
统
过程中按一定的规律变化，或者为一常数，那么，
1.3 地面点位的确定
高斯投影的分带
1.3 地面点位的确定
由于我国的位于北半球，东 西横跨12个6º带，各带又独自 构成直角坐标系。
故：X值均为正， 而Y值则有正有负。
赤道
世界地图
1.3 地面点位的确定
3）平面直角坐标系
当测量的范围较小时，可 以把该测区的球面作为平面看 待，直接将地面点沿铅垂线投 影到水平面上，用平面直角坐 标来表示它的投影位置。将坐 标原点选在测区西南角，使测 区全部在第一象限内，并以该 地的子午线为x轴，向北为正， y轴向东为正。
2.某地面点的相对高程为－15.32 m，其对应的假定水准 面的绝对高程为72.65 m，则该点的绝对高程是多少？请绘出 示意图。
谢谢！
1.3 地面点位的确定
2）大地水准面 人们设想有一个静止的海水
面向陆地延伸，由此形成一个包围 地球的封闭的曲面，这个曲面称为 大地水准面。
1.3 地面点位的确定
3）参考椭球
由于地球内部质量分布不均匀， 导致地面上各点的重力方向即铅 垂线方向产生不规则的变化，因 而大地水准面实际上是一个有微 小起伏的不规则曲面。
1.4 测量工作概述
基 本 原 则
先控制后碎部、从整体到局部、从高级到低级
1.4 测量工作概述
1.4.3 工程测量常用仪器
测量高差
测量角度
水平仪 全站仪
经纬仪 全站仪
钢尺、皮尺
测量距离 光学测距仪
全站仪
1.5 测量误差的基本知识
1.35.1 测量误差的定义
若用L表示观测值，X表示真值，则真误 差Δ为
1.3 地面点位的确定
2）高斯平面直角坐标系
高斯投影就是设想将截面为椭圆的一个圆柱面横套在旋转椭球外面，并与旋 转椭球面上的某一条子午线相切，同时使圆柱的轴位于赤道面内，并通过椭球中 心，相切的子午线称为中央子午线。然后将中央子午线附近的旋转椭球面上的点、 线投影到横圆柱面上，再顺着过极点的母线将圆柱面剪开，并展开为平面，这个 平面称为高斯投影平面。
（5） 工 程 测 量 学 研究工程建设在勘测设计、施工和管理阶段所进
行的各种测量工作的学科。 总结
测量学各分支学科之间互相渗透、相互补充、相辅相成。
1.2 建筑工程测量的任务
31
建筑工程测量学定义
建筑工程测量属于工程测量一部分，是研究利用 测量仪器和工具，对建筑工程场地上地面点的位置进 行测量和确定的学科。
1.1 测量学概论
1.1 测量学概论
（3）地 形 测 量 学 研究如何将地球表面局部区域内的地物、地貌及其他
有关信息测绘成地形图的理论、方法和技术的学科。
1.1 测量学概论
（4）地图制图学 利用测量所得的资料，研究如何编绘成图以及
地图制作的理论，方法和应用等方面的学科。
1.1 测量学概论
1.1 测量学概论
1.4 测量工作概述
测量的三项基本工作
1）角度测量； 2）距离测量； 3）高程测量。
1.4 测量工作概述
1.4.2 测量工作的基本原则
如图1-7所示，在A点只能测 绘A点附近的房屋、道路、地面 起伏等地物、地貌，对于山的另 一面或较远的地方就观测不到， 因此必须先在整个测区范围内均 匀选定若干数量的点作为控制点， 如图中的A、B、C、D、E、F诸点， 以控制整个测区。