工程测量学绪论

接近，该椭球面称为参考椭球面。我国大地原点选在我国中部陕西
省泾阳县永乐镇。
N
P 地球表面
P0
垂线与法线 重合
W
E
大地水准面
S
参考椭球体
总地球椭球与参考椭球的区别
1.2.2 地面点位的确定
需或3个参数：X（纵坐标）,Y（横坐标）,H （高程） λ（经度）,Φ（纬度）,H （高程）
从整个地球考虑点的位置，通常是用经纬度表示。用经纬 度表示点的位置，称为地理坐标。
如下图红色表示旋转椭球面，它所包围的球体称为地球椭球 体。大地水准面它所包围的形体称为大地体。
地球椭球的参数可用a(长半径)、b（短半径）及α（扁率）表示。扁率α为
1979年国际大地测量与地球物理联合会推荐的地球椭球参数a=6378140m，
b=6356755.3m, α=1:298.257。
旋转椭球面是数学表面，可用如下的公式表示：
经度 ： M点的子午面PMM′P1
与首子午面所组成的二面角。
勇于开始，才能找到成 功的路
纬度 ：过M点的铅垂线与赤道面
EG′M′E1的夹角
经度 ：东经： 0° 180°
西经： 0° 180
纬度 ：南纬： 0° 90° 北纬： 0° 90°
(1)独立平面直角坐标系（假定平面直角坐标 系）
测量上
数学上
为了能够正常运营或日后改进与扩建的需要，应进行竣工测 量。对于大型或特殊的建筑物，还需进行周期性的重复观测， 观测建筑物的沉降、倾斜、位移等，即变形观测，从而判断建 筑物的稳定性，防止灾害事故的发生。
用经纬仪进行长江水文观测
勇于开始，才能找到成 功的路
用水准仪进行地面平整测量
用全站仪进行公路施工测量
、工民建施工测量，公路工程、管道工程测量等。
1.1.3 测量在工程各阶段建设中的作用
1.在工程规划设计阶段 首先需要规划区的地形图，有精确的地形图和测绘成果，
才能保证工程的选址、选线、设计得出经济合理的方案。 2.在工程施工阶段
工程的施工，主要目的是把工程的设计精确地在地面上标定 出来，这就需要使用测量的仪器，按一定的方法进行施工测量 。 3.在工程运营与管理阶段
青藏高原测量
☆施工 测量☆
用光电测距仪进行武 汉长江大桥变形观测
勇于开始，才能找到成 功的路
勇于开始，才能找到成 功的路
航摄照片 地形图
勇于开始，才能找到成 功的路
GPS卫星定位测量
使用GPS接收机
☆GPS全球定位系统☆
勇于开始，才能找到成 功的路
☆测量珠穆朗玛峰高程☆
1975年在海拔6120m处，测 量珠穆朗玛峰高程。 珠峰高程为8848.13m
工程测量学绪论
2020/8/6
1.1 测量学与土建工程测量
1.1.1 测量学定义、任务与分科
定义：测量学是研究地面点空间位置的测定、采集、数
据处理、存储与管理的一门应用科学。其核心问
题是研究如何测定点的勇空于开间始位，才置能找。到成
任务：
功的路
1.测绘：地面的地物地貌→测量绘制成 图
2.测设（放样）：将图上设计建（构）筑物的图 形和位置在实地标定，作为施工或定界的依据
水准面与大地水准面概 念
水准面：处处与铅垂线相垂直的曲面。
大地水准面：与平均均海水面重合的水准面。
勇于开始，才能找到成 功的路
大地水准面是有微小起伏的复杂曲面，其原因是地 球内部质量分布不均匀，看下图：
地球表面上的图形投影到不规则的大地水准面曲面上计算很 困难。为此，选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大地水准面，这个规则曲面就是旋转椭球面 （由椭圆NWSE绕短轴NS旋转而得） 。
3. 工程测量学: 研究各种工程在规划设计、施工放样和运营中测量的理论
和方法。
4. 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，以确定物
体的形状、大小和空间位置等信息的理论和方法。
5. 地图制图学: 研究各种地图的制作理论、原理、工艺技术和应用的一门
学科。
1.1.2 土建工程测量
它包括普通测量学，以及土建工程相关的土地整理测量
图上的设计→实地
分科：
1. 大地测量学: 研究大范围地区的控制测量和地形测量。由于人造卫星科
学技术的发展，大地测量学又分为常规大地测量学与卫星大地 测量学，后者是研究观测卫星确定地面点位，即GPS全球定位 。
2. 普通测量学: 研究地球表面局部区域的测绘工作，主要包括小区域控制
测量、地形图测绘和一般工程测设。通常称测量学就是指普通 测量学。
2005年5月重测珠峰高 程 ，用GPS全球卫星定 位技术和传统的测量方 法相结合重测珠峰高程 为8844.43m
1.2 地面点位的测定
1.2.1测量的基准线与基准面
1.基准线：
地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重作用，这 两个力的合力称重力，重力的方向线称为铅垂线。测量仪器悬 挂垂球，指向重力方向，铅垂线就勇功是于的测开路量始，的才基能准找到线成。
测量的计算要求投影到地球的椭球面上进行处理，椭球面上 各点的曲率半径方向就是该点的法线，法线在Fra Baidu bibliotek据处理时用到 ，因此，法线又是测量的另一种基准线。
2. 基准面：
空间任何一点都有水准面，处处和重力方向相垂 直的曲面均称水准面，水准面就是测量的基准面。
由于水准面的高度不同，水准面有无穷多个，其 中一个和平均的海水面重合，我们称之为大地水准面 ，它是高程测量的基准面。
按一定的规则将旋转椭球与大地体套合在一起，这项工作 称椭球定位。定位时采用椭球中心与地球质心重合，椭球短轴 与地球短轴重合，椭球与全球大地水准面差距的平方和最小， 这样的椭球称总地球椭球。
参考椭球面与我国大地原点
地面上选一点P，由P点投影到大地水准面P0点,使P0上的椭球 面与大地水准面相切， 此时过P0点的铅垂线与P0点的椭球面法线 重合，切点P0称为大地原点。同时要使旋转椭球短轴与地球短轴相 平行（不要求重合），达到本国范围内的大地水准面与椭球面十分
Xy
xα
O
m测(x,区y)
Y
Y
m(x,y)
Ⅱ
ⅠY
α
OX
X
Ⅲ
Ⅳ
X轴为南北方向，Y轴为垂直于南北的东西方向，坐标原点在测 区西南角
X轴可采用：(1)真子午线方向； (2)磁子午线方向；
(3)建筑物主轴线方向。
测量直角坐标系与数学直角坐标系不同点 有：
(1) 过坐标原点的南北方向为纵轴，即X轴，垂直于 南北方向（东西方向）为横轴，即Y轴。数学直 角坐标系横坐标为X轴，纵坐标为Y轴。