1绪论(工程测量)

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自东经1.5°度开始,每隔3°度为一带,
全球共120带。
/ L 任意带的中央子午线经度 0与投影带号n的关系
/ L 计算公式: λ 0 =3N
L ——中央子午线经度, n——投影带号
/ 0
3º 带 ——1 : 10000 或更大比例尺测图精度(长度 变形小于该测图允许误差)
3、水平面→测量工作中用水平面代替水 准面的限度
• 公制单位:
公里、米、分米、厘米、毫米
单位换算
1km=1000m;1m=10dm=100cm=1000mm 1英里=1.6093公里;1码=3英尺; 1英尺=12英寸=30.48厘米; 1英寸=2.54厘米; 1公里 =1000米; 1里=500米;
(2)角度单位
• 60进制单位:
度(d)、分(m)、秒(s)


极轴 南极(S)
—纬度
—经度
2、平面坐标:
(1)高斯平面坐标
表示方法:
① 先将自然值的横坐标
Y加上500Km; ② 再在新的横坐标Y之
前标以2位数的带号。
坐标原点向西移动500Km, x 横坐标值会变化
x
x
--500Km---我国领土全部位于赤道以北,故 X 值均为正。为了避免横坐标值 Y出现负值, 特别规定: A A B B ①将每一投影带的纵坐标轴西移 500公里 y ;O O O ②在 Y 坐标值前面加一所在投影带的号 数。(这是为了读坐标值时直观地反映其点 所属的投影带)。
数学平面直角坐标系
测量平面直角坐标系
不同点:
1、X轴与Y轴和数学上规定的相反 2、角度方向顺时针度量;象限顺时针编号。
相同点:
数学中的三角公式在测量中可直接应用。
3、空间点在三维直角坐标系中的坐标
1.4 测量工作概述
一、测量的基本任务
•任务 它的任务包括两部分测定 和 测设
测定 (普通测量学):将局部区域的地貌和地物,
② 水平面坐标 大地水准面是一个曲面,其曲率半径很大,当
测区范围较小(如半径小于10Km)时,可以用测区
中心点P的切平面(水平面)来代替曲面。
切平面作为投影平面,建立一个平面直角坐标系
纵轴:南北方向,记为X轴,向北为正
横轴:东西方向,记为Y轴,向东为正 坐标原点取在测区的西南角上
③ 测量平面坐标与数学平面坐标系的异同
一、传统测量学科:
根据研究范围、研究对象的不同,分若干分支
大地测量学 普通测量学 摄影测量学 工程测量学 地图测量学
几 何 大 地 测 量 学
物 理 大 地 测 量 学
卫 星 大 地 测 量 学
海 洋 大 地 测 量 学
建 筑 工 程 测 量
线 路 测 量
桥 梁 测 量
城 市 测 量
矿 山 测 量
一、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,称为该点的绝对高程或海拔,用H表示。
72.260m
1985年国家高程基准:黄海高程系统的水准原点 在青岛的观象山上,H=72.260m
72.260m
2、假定高程:地面点到假定水准面的铅垂 距离。假定高程用HA′、HB′表示。
假定水准面
① 对水平距离的影响
——在半径约约10km的圆形区域内,可忽略不计。
② 对高程的影响
——即使距离很短也要顾及地球曲率的影响。
提问问题: 1、测绘的基准线和基准面如何定义?
2、上次课介绍的投影面有几类?是平面还是曲面?
3、6°带和3°带分别怎样划分的?带号和中央子午线 经度的关系式是什么样的? 为什么?
土建工程



第一章 绪 论
• 1.1 测量学概述 • 1.2 测量工作的基准面和基准线 • 1.3 地面点位的确定
• 1.4 测量工作概述
1.1 测量学概述
测量学的定义:
•定义: 测量学是研究如何确定地面(包括空
中、地下和海底)点的空间位置、测绘地球
表面的自然形态与人工设施的几何分布图形、
确定地球形状和大小的科学。
控制网 控制点
测区的实际情况
B A
控制点
C
D
E
控制点:通过高精密度的仪器,采用严密的方法,
在测区内精确测定出坐标和高程的点。
控制网
测区的地形图
控制网
控制网:按一定的规律连接相邻控
制点的几何图形。
控制测量: 测定控制点的平面位置(坐标)和高程
位置(标高)所进行的工作。
控制测量之后,反映在图纸上的是区域内分布较 有规律的一些点。
大地水准面
3、高差:两个地面点位的高程之差称为两点 位之间的高差,以h表示。 即表示为:
又:
hAB = HB -HA
hAB = HB -HA = HB′-HA′
h AB =H B - H A =H' B - H' A
所以有:两点间的高差与高程起算面无关。
1、绝对高程(海拔)
2、相对高程(假定高程)
2、距离测量:
1.水平距离 ——两点投影到水平面上的距离。 2.倾斜距离 ——两点连线的直接距离。
3、高差测量:同前续
水准仪 测量高差
经纬仪测竖直角+距离测量
测量水 平角
经纬仪
竹尺,皮尺,链尺,钢尺
测量距离
光学测距仪 电磁波测距仪
注:测量的单位
(1)长度单位
• 英制单位:
海里、码、 英尺、英寸
测 设
将规划、设计好的总平面图中各建(构) 筑物的位置,标定到地面上
测 设
将规划、设计好的总平面图中各建(构)筑物 的位置,标定到地面上
测量的外业和内业工作
•外业:为了确定地面点的位置,必须在室外进行测角、
量距和测高程等工作,称为外业;
•内业:在室内进行计算和绘图等工作,称为内业。
•点位关系是测量上要研究的基本关系。
大地水准面是一个有微小起伏、 不能用简单的几何形体和数学 公式表达的不规则曲面
大地水准面 与参考椭球 面极为相似
三、投影面
1、参考椭球面 ① 大地体:设想有一个不受风 浪和潮汐影响的静止的海水面, 向陆地和岛屿延伸,形成一个 封闭的形体,此封闭的形体称 为大地体。 大地体即可近似代表地球的 形状和大小
方法:设想用一个平面 卷 成一个空心椭圆柱, 使它横套 在旋转椭球(地球椭球)外面;椭 圆柱的中心轴位于赤道面内并通过球心;使 旋转椭球面上一条子午线和椭圆柱面相切 (这一条子午线称为中央子午线)
图形:高斯投影方法图一
图形:高斯投影方法图一
图形:高斯投影方法图二
投影
剪开
展平
高斯投影的规律:
4、用平面代替椭球面对水平距离和高差分别有何影响?
5、高斯投影面如何形成?
1.3 地面点位的确定
确定地面点位的方法
表示地面点在某个空间中的位置需要三个参数 :
测量上将空间坐标系分解成确定点的球面位置的坐 标系(二维)和高程系(一维)。
坐标(Coordinate): 地面点投影到基准面后在基准面上的位置。 高程(Elevation): 地面点沿铅垂线到基准面上的距离。
3、高差
高差
假定水准面
大地水准面
二、地面点的坐标1、球来自大地坐标(地理坐标) 2、平面坐标 3、空间直角坐标
1、球面大地坐标: 球面大地坐标:地面点 在球面上的位置常采用 经度( )和纬度( ) 来表示,称为球面大地 坐标,也称地理坐标。
北极(N)
p ( , , H )

大 地 坐 标 系
1、重力: 万有引力和离心力的合力。 2、铅垂线:(基准线) 重力的方向线。 3、水平线: 与铅垂线正交的直线。 4、水平面: 与铅垂线正交的平面。
5、水准面: 水在静止时的表面,水准 面是一个处处与铅垂线垂直 的连续封闭曲面,水准面的 切平面就是水平面。 6、大地水准面:(基准面) 与平均海水面相吻合的水 准面。
碎部点
碎部点:决定地物或地貌的形状 和大小的特征点称为碎部点。
主要就是测 定这些碎部 点的平面位 置和高程
E
D C B
A
9 8 7 1 2 3 6 5
4
山顶点 山脊走向变化点
墙角点
河流转折点
均 9 为等图 地均中 貌为 1 特地、 征物 2 点特、 征 3 点、 , 4 、、 5 、、 、 6 、 、 7 、 等 8 、 A B C D E
按一定的比例尺和特定的符号缩小绘制成地形图。
测设 :将图纸上规划设计好各建(构)筑物的位
置,标定到地面上,作为施工的依据。工程上也叫放样
测定:地面
图纸
测设:图纸
地面
二、测量的基本要素
——测角、量边、测高差
1、角度测量: 2、距离测量:
3、高差测量:
1、角度测量:
1.水平角 ——在同一水平面内两条直线的夹角。 2.竖直角 ——在同一竖直平面内一水平线与倾斜线的夹 角。
•测角、量距和测高程是测量的基本工作;
•测、算、绘是测量的基本技能。
本章内容小结
• 1、测量工作的基准面和基准线。 • 2、点位的表示方法。 • 3、重力、铅垂线、水平线、水平面、水准 面、大地水准面、绝对高程、相对高程、高 差、经度、纬度的含义。 • 4、 测量的基本工作与基本原则。 • 5、建筑工程测量的任务。
(1)6°投影带

6度投影带是从首子午线起,每隔经度
6 划

分为一带,自西向东将整个地球划分为60个带
。带号从首子午线开始,用阿拉伯数字表示。
位于各带中央的子午线称为该带的中央子午线
任意带的中央子午线经度 L 0 与投影带号N的关系
计算公式:L λ 0
=6N-3
L 0 ——中央子午线经度, N——投影带号
等组成。
二、现代测绘科技及其发展:
•1、纸质图过渡为计算机数字地形图
• 2、仪器由机械、光学型转化为光电一体
•3、手工白纸测图转化为全自动数字测图
•4、小范围、长周期测图转化为大范围、
短周期测图
•5、地面观测、航空摄影转化为航天遥感
对地观测
三、应用
1 、获取点的空间位置,包括点的坐标、点和点之间的 高差、角度、距离等。 2、绘制地形图和建立地理信息系统。 3、具体到施工的各个阶段:
水 利 工 程 测 量
1、大地测量学→研究整个地球的形状和大小,解决大
地区控制测量和地球重力场问题。常规大地测量和卫
星大地测量。 2、普通测量学→地形图的测绘、图根控制网的建立、 一般工程的施工测量。 3、摄影测量学→利用摄影像片来测定物体的形状、大
小和空间位置的工作,属于摄影测量学的范畴。由于
获得像片的方式不同,可分为地面、航空、水下和航 天摄影测量学。 4、工程测量学→房建、道桥、隧道、水利、市政等。 5、地图测量学→地图学总论、地图投影、整饰、印刷
大地体 配合最佳的 参考椭球体
② 参考椭球体: 我国采用的参数为:
长半径:a=6378.14km
短半径:b=6356.755km 扁率:a=1/298.257
当在局部地区测量时可将地球看成是一个圆球, 平均半径为6371km。
2、高斯投影面:
适用于:研究范围较大的测量工作。 高斯投影法:目的是将椭球面投影到平 面上。
1. 中央子午线的投影是一条直线,投影后长度没有 改变;其余经线是凹向中央子午线的对称曲线。
2. 赤道的投影也是一条直线,其余纬线的投影是 凸向赤道 的对称曲线。
3. 经纬线投影后,仍然保持相互垂直的关系,也 就是说投影后角度没有改变。
4. 中央子午线和赤道的投影为互相垂直的直线,以 此建立平面直角坐标,中央子午线的投影直线为纵 轴——定为X轴;赤道的投影直线为横轴——定为Y 轴;其交点为坐标原点。X轴向北为正,南为负;Y 轴向东为正,西为负。
• 弧度单位:
1圆周 = 2弧度
1弧度 = 57.3 = 3434 = 206265〞
三.测量工作的基本原则
布局上:由整体到局部 精度上:由高级到低级 次序上:先控制后细部
测量工作的又一原则:
“前一步工作未作检核,不进行下一步 工作”。
三.测量工作过程
控制点
通过高精密度 的仪器,采用严 密的方法,在测 区内精确测定出 坐 标和高 程 的点 。
6º 带 —— 适用于小比例尺,如 1 : 25000 或 更小比例尺测图(长度变形误差≤允许值)
例:已知某6度带带号为N=21,问此带 的范围是多少?
解: 由: L0 6 N 3 123
知:往东移 3 ,往西移 3 , 范围为 120 ~ 126
(2)3度投影带
① 勘测设计阶段:控制和测绘地形图
② 施工建设阶段:标定设计建筑物的位置 ,竣工测量
③ 运营管理阶段:安全检测、变形观测
1.2 测绘基准面和基准线
一、地球自然表面
高低起伏的不规则曲面,约有71%的面积为 海洋,29%的面积为陆地,地球是一个近似 于被海水面包围的、形如梨状的椭球体。
二、水准面与大地水准面
y
横坐标通用值 == 带号 + 500Km + 自然坐标值
(2)独立平面坐标
① 高斯平面:如前所述建立平面坐标系,横 轴( Y 轴)代表赤道,纵轴( X 轴)代表中央 子午线,值得注意的是,当所测区域处于投影 带边缘或所测区域跨越两个投影带时,采取平
移中央子午线(X轴)的方法,减小测量误差
以及不同坐标表示带来的不便。
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