《工程测量绪论》PPT演示课件
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高斯投影是一种等角投影。它是由德国数 学家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后经德 国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923) 加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”， 简称“高斯投影”。
2、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 6º带自首子午线开始，按6º的经差自西向东 分成60个带（我国：13—23）。
1.1.4为什么学习该课程
• 实际工作需要 • 专业毕业要求
1.1.5 学习目标和要求
1.知识要求：掌握工程测量的基本原理和方法。 2.能力要求： （1）能够应用测量学基本原理、较熟练使用测
量仪器进行一般工程的测绘和施工放样。 （2）能够正确使用图、表等技术语言，进行表
达和沟通。 （3）能够正确理解工程管理与相关专业之间的
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1.2 测量工作的基准线和基准面
1.大地体与水准面
水准面：自由静止的水面，为曲面。特点：曲面上 任一点的铅垂线都垂于该曲面，且水准面有无数个。 大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向 陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面。
大地体：大地水准 面所包围的代表地 球形状和大小的形 体。
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。
3º带自1.5 º开始，按3º的经差自西向东 分成120个带（我国：25—45）。
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带 子午线重合，减少了换带计算。
按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经 度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系 是： L。=6ºN－3º （N为6º带的带号）
A
HA 大地水准面
HB
B
绝对高程（海拔） ：某点沿铅垂线方向到 大地水准面的距离。如：HA、HC。
相对高程： 某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。 如：HA′、HC ′。
高差： 地面上两点高程之差。 如：hAC = HC – HA hAC = HC′– HA′
当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；
我国的高程系统：
水准原点 全国高程的起算点。
1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。 （青岛）
水准原点 H0
验潮站
大地水 准面
1.3.2 地面点的坐标
地面点的坐标常用大地地理坐标、平面直 角坐标或 空间直角坐标表示。 （一）大地地理坐标
参考椭球面
旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁 率α决定。
我国目前采用的参考
椭球体的参数为：16届“国际大地 测量与地球物理 联合会”推荐
长半轴 a= 6378140m
短半轴 b= 6356755m
扁率
α= a b
a
=
1 298.257
测量精度要求不高时，可把地球看作 圆球，其平均半径 R =6371km
关系，具有良好的沟通与合作能力。
1.1.5 学习目标和要求
3.素质要求： （1）具有严谨求实的科学态度和进取精神。 （2）具有不断学习和寻找解决问题的欲望，
具有推广新技术的进取精神；具有面对挑 战和挫折的乐观主义态度。
1.1.6 如何学好这门课程
1.端正态度 2.明确目标 3.讲究方法 4.活学活用
测量工作的基准线和基准面：
测量工作的基准线—铅垂线 （对应于大地水准面)。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线（对应于参考椭球面) 。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
大地水
准面
G
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§1.3 确定地面点位的方法
空间是三维的，确定地面点位的实质是确定其在某个 空间坐标系中的三维坐标。
第一章 绪论
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4
工程测量的相关概念 测量工作的基准面和基准线 地面点位的确定 测量工作的基本原则
§1.1 工程测量的相关概念
1.1.1工程测量定义
研究工程建设在勘察设计、施工放样和运营管 理等各阶段中进行测量工作的理论和方法的学科。 主要包括测绘、施工放样和建筑物的变形观测等。
测量上将空间三维坐标系分
解成确定点的二维坐标系（地面
C
点沿基准线投影到基准面上，在
A
B
基准面上的位置。基准线可以是
X
铅垂线或法线，基准面是大地水
c
准面、平面或是椭球体面）和一
维高程系（地面点沿基准线到基
a
b
准面的距离）。
Y
1.3.1 地面点的高程
地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到
大地水准面的距离。 注：地面点在大地水 准面以上，H为正； 地面点在大地水准 面以下，H为负。 如图：HA= 166.780m HB= - 136.680m
1.1.2 工程测量的任务
工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各 类工程建设服务。
工程建设三阶段
测量的任务
勘测设计
控制，测绘地形图
施工建设
施工放样，竣工测量
运营管理
安全监测，变形观测
1.1.3课程内容结构
• 第一部分 测量学的基本原理和方法 • 第二部分 大比例尺地形图的测绘和应用 • 第三部分 土木工程施工测量
以参考椭球面为基准面，以椭球面法线为 基准线建立的坐标系。 地球表面任意一点的经度和纬度，称为该 点的大地坐标，可表示为 A(L,B) 。 如：北京 东经116º28′北纬39º54′
大地原点：全国统一坐标的起算点。
我国大地原点位于 陕省泾阳县永乐镇。
我国统一采用的坐 标系为“1980年国 家大地坐标系”。
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。
2．参考椭球体及参考椭球面
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。
参考椭球面 参考椭球体外表面，
是球面坐标系的基准面。
（二）平面直角坐标 由于大地坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
高斯平面直角坐标系
1、高斯投影的概念
2、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 6º带自首子午线开始，按6º的经差自西向东 分成60个带（我国：13—23）。
1.1.4为什么学习该课程
• 实际工作需要 • 专业毕业要求
1.1.5 学习目标和要求
1.知识要求：掌握工程测量的基本原理和方法。 2.能力要求： （1）能够应用测量学基本原理、较熟练使用测
量仪器进行一般工程的测绘和施工放样。 （2）能够正确使用图、表等技术语言，进行表
达和沟通。 （3）能够正确理解工程管理与相关专业之间的
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1.2 测量工作的基准线和基准面
1.大地体与水准面
水准面：自由静止的水面，为曲面。特点：曲面上 任一点的铅垂线都垂于该曲面，且水准面有无数个。 大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向 陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面。
大地体：大地水准 面所包围的代表地 球形状和大小的形 体。
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。
3º带自1.5 º开始，按3º的经差自西向东 分成120个带（我国：25—45）。
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带 子午线重合，减少了换带计算。
按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经 度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系 是： L。=6ºN－3º （N为6º带的带号）
A
HA 大地水准面
HB
B
绝对高程（海拔） ：某点沿铅垂线方向到 大地水准面的距离。如：HA、HC。
相对高程： 某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。 如：HA′、HC ′。
高差： 地面上两点高程之差。 如：hAC = HC – HA hAC = HC′– HA′
当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；
我国的高程系统：
水准原点 全国高程的起算点。
1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。 （青岛）
水准原点 H0
验潮站
大地水 准面
1.3.2 地面点的坐标
地面点的坐标常用大地地理坐标、平面直 角坐标或 空间直角坐标表示。 （一）大地地理坐标
参考椭球面
旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁 率α决定。
我国目前采用的参考
椭球体的参数为：16届“国际大地 测量与地球物理 联合会”推荐
长半轴 a= 6378140m
短半轴 b= 6356755m
扁率
α= a b
a
=
1 298.257
测量精度要求不高时，可把地球看作 圆球，其平均半径 R =6371km
关系，具有良好的沟通与合作能力。
1.1.5 学习目标和要求
3.素质要求： （1）具有严谨求实的科学态度和进取精神。 （2）具有不断学习和寻找解决问题的欲望，
具有推广新技术的进取精神；具有面对挑 战和挫折的乐观主义态度。
1.1.6 如何学好这门课程
1.端正态度 2.明确目标 3.讲究方法 4.活学活用
测量工作的基准线和基准面：
测量工作的基准线—铅垂线 （对应于大地水准面)。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准线—法线（对应于参考椭球面) 。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
大地水
准面
G
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§1.3 确定地面点位的方法
空间是三维的，确定地面点位的实质是确定其在某个 空间坐标系中的三维坐标。
第一章 绪论
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4
工程测量的相关概念 测量工作的基准面和基准线 地面点位的确定 测量工作的基本原则
§1.1 工程测量的相关概念
1.1.1工程测量定义
研究工程建设在勘察设计、施工放样和运营管 理等各阶段中进行测量工作的理论和方法的学科。 主要包括测绘、施工放样和建筑物的变形观测等。
测量上将空间三维坐标系分
解成确定点的二维坐标系（地面
C
点沿基准线投影到基准面上，在
A
B
基准面上的位置。基准线可以是
X
铅垂线或法线，基准面是大地水
c
准面、平面或是椭球体面）和一
维高程系（地面点沿基准线到基
a
b
准面的距离）。
Y
1.3.1 地面点的高程
地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到
大地水准面的距离。 注：地面点在大地水 准面以上，H为正； 地面点在大地水准 面以下，H为负。 如图：HA= 166.780m HB= - 136.680m
1.1.2 工程测量的任务
工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各 类工程建设服务。
工程建设三阶段
测量的任务
勘测设计
控制，测绘地形图
施工建设
施工放样，竣工测量
运营管理
安全监测，变形观测
1.1.3课程内容结构
• 第一部分 测量学的基本原理和方法 • 第二部分 大比例尺地形图的测绘和应用 • 第三部分 土木工程施工测量
以参考椭球面为基准面，以椭球面法线为 基准线建立的坐标系。 地球表面任意一点的经度和纬度，称为该 点的大地坐标，可表示为 A(L,B) 。 如：北京 东经116º28′北纬39º54′
大地原点：全国统一坐标的起算点。
我国大地原点位于 陕省泾阳县永乐镇。
我国统一采用的坐 标系为“1980年国 家大地坐标系”。
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。
2．参考椭球体及参考椭球面
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。
参考椭球面 参考椭球体外表面，
是球面坐标系的基准面。
（二）平面直角坐标 由于大地坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
高斯平面直角坐标系
1、高斯投影的概念