工程测量01绪论

,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master text styles,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.1,建筑工程测量的任务,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,第一章 绪论,一、测量学的概念,测量学是,研究地球的形状、大小以及地表,(,包括地,面上各种物体）的,几何形状,及其,空间位置,的科学。,测量工作的基本任务,：,确定地面点在规定坐标系中的坐标值（,X,，,Y,，,Z,）。,二、建筑工程测量的任务,建筑工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各类建筑工程服务。,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,三、测量工作分类,测量工作,包括测定和测设两部分。,测定,是指使用测量仪器和工具，通过测量,和计算，测定点的坐标，或把地球表,面的地形按比例缩绘成地形图。,测设,是指把图纸上规划设计好的建筑物、,构筑物等的位置在地面上标定出来，,作为 施工的依据。,返回,一,.,地球的形状和大小,1,地球自然形体,：是一个,不规则的几何体,，,海洋面积约占地球表面的,71%,。,高山,陆地,丘陵,海洋,大地体：,大地水准面所包围的代表地球形状和大小,的形体。,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。,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。,该几何体必须满足两个条件：,形状接近地球自然形体,；,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,参考椭球面,参考椭球体外表面，,是球面坐标系的基准面。,旋转椭球体由长半轴,a,（或短半轴,b,）和扁率,决定。,我国目前采用的,参考,椭球体,的,参数,为：,长半轴,a=6378140m,短半轴,b=6356755.3m,扁 率,=,测量精度要求不高时，可把地球看作,圆球,，其平均半径,R=6371km,二、测量工作的基准线和基准面,测量工作的基准线,铅垂线,。,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,。,测量内业计算的基准面,参考椭球面,。,O,G,大地水 准面,铅垂线,返回,一、确定地面点位的方法,地面点的空间位置可以用点在水准面或水平面上的,位置（,X,，,Y,）,及点到大地水准面的,铅垂距离（,H,）,来确定。,如地面点：,A,（,X,，,Y,，,H,）,C,Y,A,B,a,b,c,X,二、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：,H,A,=166.780m,H,B,=-136.680m,A,大地水准面,H,A,B,H,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：,H,A,、,H,C,。,相对高程：,某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。,如：,H,A,、,H,C,。,高差：,地面上两点高程之差。,如：,h,AC,=H,C,H,A,h,AC,=H,C,H,A,当,h,AC,为正时，,C,点高于,A,点；,当,h,AC,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,。,水准原点,H,0,验潮站,大地水准面,三、地面点的坐标,地面点的坐标常用地理坐标、平面直角坐标或 空间直角坐标表示。,（一）地理坐标,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,地理坐标，,可表示为,A(L,B),。,如：北京 东经,11628,北纬,3954,S,纬线,N,O,地 轴：,地球的自转轴,(NS),，,N,为北极，,S,为南极。,子午面：,过地球某点与地轴所组成的平面。,子午线：,子午面与地球面的交线，,又叫经线。,起始子午面：,通过英国格林尼治天文台,的子午面,NGS,。,纬 线：,垂直于地轴的平面与地,球面的交线。,赤道平面：,垂直于地轴并通过,地球中心的平面,WME,。,赤 道：,赤道平面与地球面,的交线。,W,E,赤道,赤道平面,起始子午面,起始子午线,G,椭球上的基本概念,大地经度：,过,P,点的子午面,NPS,与首子午面,NMS,所构成,的二面角叫做,P,点的大地经度，用,L,表示。,大地纬度：,过,P,点的法线,Pn,与赤道面的夹角叫做,P,点,的大地纬度，用,B,表示。,赤道平面,O,P,M,大地经度,L,大地纬度,B,n,L,B,起始子午面（首子午面）,S,N,L,取值范围：,东经,0180,西经,0180,B,取值范围：,北纬,090,南纬,090,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,年国家坐标系,”,。,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,年国家坐标系,”,。,大地原点：全国统一坐标的起算点。,（二）平面直角坐标,由于,地理坐标,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,高斯投影是一种,等角投影,。它是由德国数学家高斯,(Gauss,，,17771855),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,”,。,测量中大量的角度观测元素，在投影前后保持不变，这样,免除了大量投影计算,工作；,保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上原形保持相似，,给识图用图带来很大方便,。,投影能方便的按分带进行，并能用简单的、统一的计算公式把各带连成整体。,测量对地图投影的要求：,N,S,c,中央,子,午线,赤道,高斯投影平面,赤道,中央子午线,2,、高斯投影的原理,高斯投影,采用分带投影。将椭球面按,一定经差分带，分别进行投影。,高斯投影必须满足：,1,高斯投影为正形投影，,即等角投影；,2,中央子午线投影后为直,线，且为投影的对称轴；,3,中央子午线投影后长度,不变。,高斯投影平面,赤道,中央子午线,3,、高斯投影的特性,（,1,）,中央子午线,投影后为直线，且长度不变。,（,2,）除中央子午线外，,其余子午线,的投影均为凹向中央子午线的曲线，并以中央子午线为,对称轴,。投影后有长度变形。,（,3,）,赤道线,投影后为直线，但有长度变形。,赤道,中央子午线,平行圈,子午线,O,x,y,（,4,）除赤道外的其余纬线，投影后为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴。,（,5,）经线与纬线投影后仍然保持正交。,（,6,）所有长度变形的线段，其长度变形比均大于,l,。,（,7,）,离中央子午线愈远，长度变形愈大。,赤道,中央子午线,平行圈,子午线,O,x,y,4,、投影带的划分,我国规定按经差,6,和,3,进行投影分带。,6,带,自,首子午线,开始，按,6,的经差自西向东分成,60,个带,。,3,带,自,1.5,开始，按,3,的经差自西向东分成,120,个带,。,高斯投影带划分,6,带与,3,带中央子午线之间的关系如图,:,3,带的中央子午线与,6,带中央子午线及分带,子午线重合，减少了换带计算。,工程测量采用,3,带，特殊工程可采用,1.5,带,或任意带。,按照,6,带,划分的规定，第,1,带中央子午线的经度为,3,，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：,L,。,=6,N,3,（,N,为,6,带的带号）,例：,20,带中央子午线的经度为,L,。,6,20,3,117,按照,3,带,划分的规定，第,1,带中央子午线的经度为,3,，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：,L,。,=3n,（,n,为,3,带的带号）,例：,120,带中央子午线的经度为,L,。,3 120,360,若已知某点的经度为,L,，则该点的,6,带的带号,N,由下式计算：,N,（取整）,+1,若已知某点的经度为,L,，则该点所在,3,带的带号按下式计算：,n,（四舍五入）,5,、高斯平面直角坐标系,坐标系的建立：,x,轴,中央子午线的投影,y,轴,赤道的投影,原点,O,两轴的交点,O,x,y,P,（,X,，,Y,）,高斯自然坐标,注：,X,轴向,北,为,正,，,y,轴向,东,为,正,。,赤道,中央子午线,由于我国的位于北半球，东西横跨,12,个,6,带，各带又独自构成直角坐标系。,故：,X,值均为正,，,而,Y,值则有正有负,。,世界地图,赤 道,x,y,o,500km,=500000+,=+636780.360m,=,500000+,=+227559.720m,国家统一坐标：,（带号）,（带号）,例：,有一国家控制点的坐标,:,x=3102467.280m,y=19367622,380m,，,（,1,）该点位于,6,带的第几带？,（,2,）该带中央子午线经度是多少？,（,3,）该点在中央子午线的哪一侧？,（,4,）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？,（第,19,带）,（,L,。,=6,19-,3=111,）,（先去掉带号，原来横坐标,y,367622.380500000,-132377.620m,，在西侧）,（距中央子午线,132377.620m,，距赤道,3102467.280m,）,不同点：,1,、,x,，,y,轴互异。,2,、坐标象限不同。,3,、表示直线方向的方位角,定义不同。,相同点：,数学计算公式相同。,高斯平面直角坐标系,与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点：,高斯平面直角坐标系,笛卡尔坐标系,o,o,y,y,x,x,p,p,x=,Dc