测量基本知识 PPT

3、测量学的任务
（1）测绘（地形测量） 地面(地物地貌） → 地形图
（2） 测设（施工放样） — 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。
图纸（设计位置） → 地面 宿舍楼
建筑定位与放线
l
l
a
b
c
4、测量学的分类
（1）大地测量学
（GPS）
（2）摄影测量与遥感
（3）大地水准面
与平均海水面相吻合的水准面， 称为大地水准面。大地水准面是测量
工作的基准面。
（4）大地体
由大地水准面所包围的地球形体 称为大地体 。
（５）旋转椭球体和旋转椭球面 由于地球内部物质质量分布不均匀，引起铅垂线方向不规
则变化，致使大地水准面是一个不规则曲面，进行测量计算和 绘图比较困难。
1、测量工作的基准线、基准面
（1）铅垂线
由于地球的自转运动，地球上任 一点都要受到离心力和地球引力的双 重作用，这两个力的合力称为重力。
重力的方向线称为铅垂线。 铅垂线是测量工作的基准线。
（2）水准面
1）定义：设想一个静止的海水面向陆地延伸，通过大 陆和岛屿形成的一个包围地球的封闭曲面
2）特征： ①处处与重力方向垂直的连续曲面； ②重力等势面； ③无数多个（潮汐）。
原点标石及观测标志
2）高程系统
1956年黄海高程系
(Huanghai Vertical Datum 1956 ) 验潮资料：1950~1956年（7年） 水准原点高程：72.2893m 但验潮资料时间短而且含有粗差，因此有必 要重新确定新的国家高程基准。
1985国家高程基准
(National Height Datum 1985 ) 验潮资料：1952~1979年（19年） 水准原点高程：72.2604m 。 1987年5月，经国务院批准，国家测绘局发 布，从1988年1月1日启用1985国家高程基准。
两点间的高差与高程起算面无关。
（3）我国的高程系统
1）水准原点 水准原点网：主点、参考点和附点 6点 测量方法：用精密水准测量方法与验潮站的水准 标尺进行联测，从而求出水准原点的高程，作为全国 各地推算高程的依据。
我国水准原点网设在青岛观象山，建于1955年。 用精密水准测量测其高程，作为全国的起算高程。
高斯平面直角坐标系
（4）独立平面直角坐标系
数学上的坐标系
测量上的坐标系
2、地面点的高程
（1）绝对高程 地面点到大地水准面
的铅垂距离，也称为海 拔，用Hi表示。
高程和高差
（2）高差
高差：地面上两个点之间 的高程之差。常用hij表示。
如图地面点A与B之间的 高差为hAB ，有
hAB = HB – HA = HB′ - HA′
（RS）
（3）地图制图学与地理信息工程 （GIS）
（4）海洋测量学
（5）工程测量学
二、地球的形状与大小
测量工作是在地球的表面进行的，而地球自然表面很 不规则，有高山、丘陵、平原盆地和海洋。
海洋面积：71%， 陆地面积： 29% 最高的珠穆朗玛峰：+（8844.43±0.21）m， 最低的马里亚纳海沟：低于海水面达11022m。 地球半径R=6371km。
旋转椭球体：用一个非常接近于大地水准面，并可用数学 式表示的几何形体来代替地球。
旋转椭球面：包围旋转椭球体的面，是测量计算工作的基 准面。
法线：过椭球面上一点与椭球面正交的直线。是测量计算工作的
基准线。
长半轴: a
短半轴: b
扁率: a b
a
三、地面点位的表示方法
1、测量坐标系
（1）大地坐标系
解：据题意，其高斯投影6 带的带号为：
Ｎ = INT(116 24/6) +1 = 20
(INT——取整数) 中央子午线经度为：
L0 = 20 6 - 3 = 117
习题：L =130 26 ，计算该点6 带、3 带的带号及中央子午线经度。
3)高斯投影的特点
①椭球面上的角度投影后保持不变。 ②中央子午线投影后为一直线，且其长度保持不变。 ③赤道投影后是一条与中央子午线正交的直线。 ④其余子午线投影后均向中央子午线弯曲，并向两 极收敛。 ⑤平行圈投影后成为对称的曲线，它与子午线的投 影正交，并凹向两极。 ⑥距中央子午线越远，长度变形越大。
4）高斯—克吕格平面直角坐标系的建立
坐标原点：中央子午线与赤道交点； 纵坐标轴(x轴)：中央子午线的投影； 横坐标轴(y轴)：赤道的投影
例如：大地坐标：(LA，BA)， 高斯平面直角坐标：(XA，YA)。
中国位于北半球，y有正有 负,为避免y出现负值，将x轴 向西平移500km，前面加带号。
例：YB = -134 240.69ｍ YB = 20 365 759.31ｍ
《测量基本知识》
2016年4月
项目一：测量学基本知识
一、测量学及其任务 二、地球的形状与大小 三、地面点位的表示方法 四、用水平面代替基准面的限度 五、测量工作的程序与原则
一、测量学及其任务
1、定义 研究地球的形状和大小以及确定地面点的空间位置
的一门学科。 2、 研究对象
地球和地球表面上的各种物体 (1)地物:地面上天然的或人工形成的物体。 (2)地貌：地球表面上高低起伏的形态。
(CGCS2000)
2008年8月1日实施
（3）高斯—克吕格平面直角坐标系
1)投影与变形 ①地图投影: 将椭球面各元素按一定的数学法则归算 （投影）到平面上。 ②投影变形：椭球面上的元素投影到平面上所发生的 变化。 ③投影变形形式：角度变形、长度变形、面积变形
④投影方式: 等角投影、等距投影、等积投影
2）高斯投影
横轴椭圆柱正形投影
6°带：
N

L 6
1
3°带：
n


L
1.5 3


1
L0 6 N 3 L0 3 n
13～23 24～45
例1：某城市中心的经度为116 24 ，求其所在高斯投影6
带的中央子午线经度L0和投影带号N。
P(xA, yA, H Aபைடு நூலகம் D(LD, BD , HD )
1）1954年北京坐标系 原点：前苏联普尔科沃 2）1980年西安坐标系 原点：陕西省泾阳
中华人民共和国大地原点
（2）地心（空间直角）坐标系——卫星定位测量
D(X D,YD, ZD )
美国：WGS-84坐标系 中国：2000国家大地坐标系