第01章绪论资料课件

土木工程测量土木工程测量课程介绍：课程介绍：n学时：60学时（包括30学时实验）n实习：1周（第17周）n特点：实践环节较强n教材：土木工程测量（第一版）第第1 1章章 绪绪 论论n本章要求：1.了解测量学是门什么样的科学？2.了解土木工程专业为什么要学测量学？3.掌握地面点位置的确定方法；4.初步了解测量原则和方法。章节目录章节目录n1.1 测量学的任务及作用n1.2 1.2 地球的形状和大小地球的形状和大小n1.3 1.3 地面点位的确定地面点位的确定n1.4 水平面代替水准面的限度（略）n1.5 1.5 测量工作概述测量工作概述1.11.1测量学的任务及作用测量学的任务及作用n一、测量学定义n二、测量学的内容n三、测量学的分类n四、测量学的应用n五、学习要求一、测量学定义一、测量学定义n（什么样的科学）n 是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学。n1、测定n2、测设二、测量学的内容：二、测量学的内容：1 1、测定测定：n指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。n 地面 地形图，测量数据2 2、测设：测设：n指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。n 设计图 地面n按研究范围和对象不同分：n 1、大地测量学n 2、普通测量学n 3、摄影测量学n 4、工程测量学n 5、制图学三、测量学的分类：三、测量学的分类：1 1、大地测量学：、大地测量学：n研究整个地球的形状和大小以及大范围地区的测量问题。常规大地测量卫星GPS(全球定位系统)测量图例：图例：GPSGPS接收机接收机2 2、普通测量学：、普通测量学：n小范围，将地球表面当成平面看。(测区半径10KM)3 3、摄影测量学：、摄影测量学：n利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间位置。n 航空：高400800米n 遥感(RS)：n 地理信息系统(GIS):n 近景：4 4、工程测量学：、工程测量学：n工程建设中所进行的各种测量工作。如：u道路规划定线；u土木工程勘察测量；u建筑物沉降、位移、倾斜等变形观测。n研究如何投影编绘和制印各种地图的工作。n目前已广泛采用计算机辅助数字成图系统，逐步取代手工制图。n与GIS结合形成测绘学科的一个新的分支。5 5、制图学：、制图学：四、应用四、应用n1、国防n2、经济建设n3、工农业建设n4、科学实验n5、建筑工程中建筑工程中为什么要学？建筑工程中为什么要学？n规划设计阶段：测图n施工阶段：测设n施工后：验收、检查、测竣工图n使用阶段：变形观测、监控图例图例1 1图例图例4 4五、课程学习要求五、课程学习要求n1、掌握测量基本知识、基本理论；n2、正确使用常规仪器和工具；n3、了解大比例尺地形图测绘的工作程序；n4、能看懂地形图，并使用地形图做规划设计；n5、具有一般施工放样的能力。1.2 1.2 地球的形状和大小地球的形状和大小n介绍几个基本概念：（定量分析地球形状、大小）n1.重力n2.铅垂线n3.水准面n4.水平面n5.5.大地水准面大地水准面n6.大地体n7.地球椭球体1.1.重力重力n地球引力和离心力的合力。2.2.铅垂线铅垂线n重力的作用线（测量的基准线）。3.3.水准面水准面:n任何一点都与重力方向相垂直的面。或水在静止时的表面。4.4.水平面：水平面：n与水准面相切的平面。5.5.大地水准面大地水准面n与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面。（测量基准面）6.6.大地体大地体由大地水准面所包围的形体。7.7.地球椭球体地球椭球体n用一近似大地水准面的椭圆绕其短轴旋转一周所形成的形体，用来定量分析地球形状、大小。n长半径：a=6378.254km bo a图例图例1.3 1.3 地面点位的确定地面点位的确定n一、坐标系统n二、高程系统一、坐标系统：一、坐标系统：n作用：用来确定地面点在地球椭球面或投影在水平面上的位置。1.地理坐标2.高斯平面直角坐标3.独立平面直角坐标4.城市坐标系5.WGS-84坐标系6.施工坐标系1 1）地理坐标：）地理坐标：经度 L纬度 B经度经度L Ln过该点的子午面与首子午面间的夹角。n向东0180为东经。n向西0180为西经。纬度纬度B Bn过该点的铅垂线与赤道面间的夹角。n自赤道向北090为北纬。n自赤道向南090为南纬。2 2）高斯平面直角坐标系）高斯平面直角坐标系高斯投影原理赤道x yNS展开后中央子午线为纵轴（x轴），赤道为横轴（y轴）x高斯投影分带高斯投影分带 6 6带带3 3）独立平面直角坐标系）独立平面直角坐标系APOxyaxAyA大地水准面测量坐标系与数学坐标测量坐标系与数学坐标系的区别：系的区别：n坐标轴不同n象限旋转顺序不同 xo y 大地原点大地原点二、高程系统：二、高程系统：n我国以青岛验潮站多年观测资料求得黄海平均海水面作为我国的大地水准面（高程基准面）。n目前采用“1985国家高程基准”n水准基点高程H=72.260m水准原点水准原点基本概念：基本概念：n绝对高程：地面点到大地水准面的 铅垂距离（海拔）HA。n相对高程：地面点到任意假定水准 面的铅垂距离HA。AHAa大地水准面绝对高程：绝对高程：绝对高程与相对高程：绝对高程与相对高程：AB大地水准面假定水准面HAHBHAHBn地面上两点间的高程差hAB。AB大地水准面假定水准面HAHBHAHBhABhAB=HB-HA =HB-HA注意：有方向和正负。高差：高差：小结：小结：n确定地面点位的方法是用三个坐标值x、y、H来表示:平面坐标（x,y）高程坐标（H）1.41.4水平面代替水准面的水平面代替水准面的限度（略）限度（略）n一、对距离的影响：n二、对高差的影响：一、对距离的影响：一、对距离的影响：大地水准面水平面DDh A BRaD=D-D=R（tg-)tg展开并取前两项代入上式得：用水平面代替水准面对距离的影响用水平面代替水准面对距离的影响n半径10km的范围内，可用水平面代替水准面D(km)D(cm)D/D1020501000.86.6102.6821.21:12000001:3000001:490001:12000n（R+h)2=R2+D2 ABHBHBabbhRODD因为 DD 2R+h2R二、对高差的影响：二、对高差的影响：大地水准面地球曲率对高差的影响地球曲率对高差的影响n当距离超过200m即需考虑地球曲率的影响。D（km)0.20.512345h(cm)0.312831 71 1251961.5 1.5 测量工作概述测量工作概述n一.测量工作的程序n二二.测量工作的原则测量工作的原则n三.施工放样的概念n四四.测量的基本工作测量的基本工作n五.测量的角度单位 一、一、测测 量量 工工 作作 的的 程程 序序1 1、控制测量：、控制测量：n建立控制点n建立控制网n平面控制测量n高程控制测量2 2、碎部测量：、碎部测量：n测定地物、地貌特征点位置n测图（缩绘地形图）二、测量工作的原则：二、测量工作的原则：n1、从整体到局部，由高级到低级，先控制后碎部；n2、步步有校核。三、施工放样的概念三、施工放样的概念n指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。放样方法：放样方法：n平面位置放样方法：1.极坐标法 2.直角坐标法3.角度交会法4.距离交会法n高程放样方法：水准测量四、测量的基本工作四、测量的基本工作平面位置：PxyAB测角度、测距离HB=HA+hABABHBHAhAB大地水准面测高差竖直方向：竖直方向：五、测量的角度单位五、测量的角度单位n1、度分秒制 1圆周=360，1=60，1=60n2、弧度制 1圆周=2弧度n3、弧度与度分秒关系：小结：小结：1.测量工作原则：从整体到局部，由高级到低级，先控制后碎部；步步有校核。2.测量基本工作：测距离、角度、高差；3.测量三要素：距离、水平角、高差；4.测量工作基本技能：观测、计算、绘图。附录：测量实验及分组附录：测量实验及分组1.每班6个组，每组67人，每组设组长一名；2.分组名单由课代表下次课上课前交给老师；人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。