测量学第一章绪论资料

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三、测量学的主要任务——测定和测设
测定：是指按照一定方法，使用测量仪器和工具，通过测量 和计算确定地面点的位置（三维坐标），或把地球表面的形状测 绘成地形图。这些资料可供经济建设、规划设计、科学研究和国 防建设使用，是认识自然的过程。
测设（又称放样）是指通过测量把图纸上设计好的建筑物或
工程测量学：研究工程建设在设计、施工和管理各阶段进 行测量工作的理论、技术和方法的学科。
地图制图学：利用测量、采集和计算所得的成果资料，研 究各种地图的制图理论、原理、工艺技术和应用的学科。研 究内容包括地图编制、地图投影学、地图整饰、印刷等。
本课程所介绍的内容：大地测量、普通测量、工程测量
各一部分，后两者为重点。
3. 大地体：由大地水准面所包围的地球形体。由于其 不规则，无法用数学公式表达。(见图1-1 )
4. 旋转椭球： 用一个非常接近于大地水准面，并可
用数学公式表达的几何形体（即地球椭球）来代替地
球的形状 。地球椭球是一个椭圆绕其短轴旋转而成的
形体，故地球椭球又称旋转椭球。 （图1-2）
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（a）
（b）
图1-1 地球自然表面、大地水准面
图1-2 旋转椭球体
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参考椭球面：旋转椭球的表面，测量的投影面之一。
旋转椭球元素：长半径a（或短半径b）和扁率。
我国目前采用的元素值为：长半径 a =6378137m ； 短半径 b = 6356752m ，扁率 =1 298.257。
构筑物标定于实地。这是改造自然的过程。
测定
地面
图纸
测设
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四、测量在工程建设中的作用
在勘测设计阶段：为工程设计提供详细的地面资料 （地形图和纵、横断面图）；
在施工阶段： 将设计好的建筑物测设标定于实地并指 导施工和变形监测；
在峻工阶段： 进行竣工测量，为工程的扩建、改建提 供竣工图；
5. 圆球 ：
当测区范围不大时，可近似地把地球椭球作为圆球， 其半径R按下式计算： R=（2a+b）/3，其近似值为 6 371km。
6. 1980年国家大地坐标系：
选择陕西泾阳县永乐镇某点为大地原点，进行了
大地定位。由此而建立起来全国统一坐标系。
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7. 测量工作的基准线——铅垂线（地面点所受离心力 和引力的合力）
8. 测量工作的基准面——大地水准面
二、地面点位的确定
测量工作的实质：确定地面点的空间位置
点的空间位置（三维）
该点在投影面上坐标（二维）
二维球面坐标或二维平面坐标
该点到大地水准面的铅垂距离（一维）
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（一）地面点在投影面上的位置（三种坐标系统） 1. 地理坐标
地面点在球面上的位置用经纬度表示，称为地理坐标。地理 坐标又按坐标所依据的基准线和基准面的不同以及求坐标的方法 不同，分为天文坐标和大地坐标两种。
第 四 水节 准水 面平 的面 范代 围替
第 三 节 地 表面 示点 方位 法的
第 一 节 测 务量 及学 作的 用任
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§1-1 测量学的任务及作用
一、测量学的定义
测量学是研究地球形状和大小以及如何测定地面点的空间 位置，或将地球表面的地形及其它信息测绘成图的科学。
二、分类
大地测量学：研究和测定地球形状、大小和地球重力场， 以及建立广大区域控制网的理论、技术和方法的学科。又 分为常规大地测量学和卫星大地测量学，在研究中考虑地 球曲率的影响。
测量学课件
第一分类； 2、测量学的主要任务在工程建设中的作用； 3、地面点位的表示方法；(难点) 4、测量的基本工作和工作原则。
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目
录
第 六 节
的 计 量 单 位
测 量 中 常 用
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第 五 节 程测 序量 和工 原作 则的
普通测量学：研究地球局部表面的形状和大小的学科，不 顾及地球曲率的影响。
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摄影测量学：研究利用摄影或遥感技术获取被测物体的信 息，以确定其形状、大小和空间位置的学科。又分为地面摄 影测量学、航空摄影测量学、水下摄影测量学和航天摄影测 量学
海洋测量学：：研究以海洋和陆地水域为对象所进行的测 量和海图编制工作的学科。
在运营阶段： 进行维护测量，以便对工程进行维护保 养，确保运营安全。
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§1-3 地面点位的表示方法
一、地球的形状与大小
1. 水准面：自由静止的水面，其特性是它处处与铅垂 线相垂直。水准面有无数个。
2. 大地水准面： 将平均静止的海水面穿过岛屿、陆地 而形成的闭合曲面。大地水准面是唯一的。
图1-4
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中央子午线：位于各投影带中央的子午线，称为 各带的中央子午线（见图1-4） 。第一个六度带的中央 子午线的经度为3°。 任何六度带的中央子午线经度
L0 :
L0=6 N-3
（1-1）
例如：某点经度为东经118 °，其带号为20，其所 在六度带的中央子午线经度 L= 117 °。
高斯投影的方法：
大地经度 L：P点所在子
午面与起始子午
面的二面角；
大地纬度 B：P点法线
与赤道面的夹角。
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图1-3 加
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地面上同一点的天文坐标和大地坐标之所以不同， 是因为各自根据的基准面和基准线不同，天文坐标依 据的是大地水准面和铅垂线，大地坐标依据的是旋转 椭球面和法线。
2. 高斯平面直角坐标 六度带：投影带是从首子 午线(通过英国格林尼治天文 台的子午线)起,每经差6°划 一带（称为六度带），自西向 东将整个地球划分成经差相等 的60个带（见图1-4）。带号从 首子午线起自西向东编，用阿 拉伯2020数/10/7字1、2、3、…60表示。
先将地面上各点归算到参考椭球面上，再将椭球
由子午面划分成若干投影带，将每投影带投影到椭球
柱面上，然后，将柱面沿母线剪开、展平，得到各点
天文坐标——天文经纬度 是用天文测量的方法直接 测定的，又叫天文地理坐标。 天文经度 ：F点所在子午面 与本初子午面的二面角； 天文纬度 ：F点的铅垂线与 赤道202面0/10的/7 夹角。
图1-3 12
大地坐标——是按大地测量所得的数据推算而得 的，又叫大地地理坐标。 （见图1-3加）。