东南大学土木工程测量1绪论zm.ppt

土木工程测量,教材：土木工程测量 东南大学出版社 主编：胡伍生 潘庆林,前 言,1.土木工程测量是专业基础课 ,前提和保障。 增加大家对地球，地图的认识、了解。 2.随着社会对测量工作要求的提高,测绘学科发展很快（工程测量、3S）。 3.课程简单，只要认真，细心，多动手可以学好。 4.一门技术，服务于社会。,课程概况和教学要求,土木工程测量是一门实践性较强的课程，按着课程内容体系可划分为理论教学与实践教学两部分内容。 1.补充新内容，削弱部分过时内容。 2.采用多种形式进行教学。 3.加强课程教学管理。 课堂严格要求，按时完成作业，不要旷课早退。,1 绪论,1.1 测绘工作的任务及其应用 测绘科学：研究如何确定地球的形状和大小及地面、地下和空间各种物体的几何形态及其空间位置的科学，目的是为人类了解自然、认识自然和能动地改造自然的能力。 主要内容： 测定 测设,1.1 测绘工作的任务及其应用(1),主要分支学科 大地测量学: Geodesy (Geodetic Surveying) 地形测量学(普通测量学):Topographic surveying 摄影测量学: Photogrammetry 工程测量学: Engineering Surveying 地图制图学:cartography,1.1 测绘工作的任务及其应用(2),1.1 测绘工作的任务及其应用(3),测绘学科发展史: 远古年代:有着辉煌的历史,1.1 测绘工作的任务及其应用(4),现代:工程方面,以特大型建筑对工程测量的精 度,准度进一步提高。,1.1 测绘工作的任务及其应用(5),GPS (Global Positioning System):导航,授时,定位,1.1 测绘工作的任务及其应用(6),1.1 测绘工作的任务及其应用(7),GIS(Geographical Information System):地理信息系统,1.1 测绘工作的任务及其应用(8),RS(Remote Sensing): 遥感,1.1 测绘工作的任务及其应用(9),1 地球自然表面 是最自然的面，包括海洋底部、高山高原在内的固体地球表面。难以用一个简洁的数学表达式描述出来，所以不适合于数学建模。 陆地：29.2% 海洋 70.8% 最高：8844.43m 最低：-11022m 地球半径：平均6371km,1.2地球的形状与大小(1),2 水准面与大地水准面 铅垂线：重力的作用线，是测量工作的基准线。 水准面：静止海水面向陆地延伸形成的封闭曲面所包围的地球实体,这个闭合曲面称之为水准面。 大地水准面：通过平均海水面的水准面即海水静止时的水准面。是测绘工作的基准面。 参考椭球体面：是测量计算和制图基准。,1.2地球的形状与大小(2),1.3地面点位的确定,1.3.1坐标系统,1、地理坐标 真子午线或经线：通过地轴和地球上任 意一点P的平面与地球表面的交线。 首子午线：通过英国格林尼治天文台的子午线。 纬线：垂直于地轴的各平面与地球表面的交线。 赤道面：过地心且与地轴垂直的平面。 赤道：赤道面与地球表面的交线。 经度：从首子午线起算，向东为东经(0-180)，向西为西经(0-180)，经度通常用符号表示； 纬度：从赤道起算，向北为北纬(0-90)，向南为南纬(0-90)，纬度通常用符号表示。,1.3.1坐标系统(1),2 高斯平面直角坐标 地图投影：将球面上的坐标转换到平面 三种投影变形：长度变形、角度变形和面积变形三种。对于地形图的测绘来说，要求投影后的角度保持不变形，同时长度变化也要尽可能小，只有采用正形投影，才能满足上述要求。 分带:,1.3.1坐标系统(2),6带：自起始子午面起，自西向东每6为一带，全球共分60带。带号n与其中央子午线的经度(L6）有下列关系：,已知经度L求带号n： 我国境内有11个6带（13带到23带）,南京中心区的经度118046，则：,1.3.1坐标系统(3),3带：自东经130开始每隔经差3划分，全球共分120带。带号n与其中央子午线的经度(L3）有下列关系： 已知经度L求带号n： 我国境内21个3带（25带到45带）,1.3.1坐标系统(4),高斯投影:,假想横圆柱面套在椭球外面并且: 1.圆柱轴心 在赤道平面 2.中央子午线与圆柱相切。,1.3.1坐标系统(5),高斯投影:,为了使横坐标y不出现负值，则无论3或6带，每带的纵坐标轴要西移500 km，即在每带的横坐标上加500 km。 为了指明该点属于何带，还规定在横坐标y值之前,要写上带号。未加500km和带号的横坐标值称为自然值，加上500 km和带号的横坐标值称为通用值。,自然值：YA = +106210.140m , YB = -141613.070m 通用值：YA=20 606210.140m , YB=20 358386.930m 自然值和通用值之间：X不变；Y加500，再加带号。,高斯投影的规律是： (1) 中央子午线的投影为一条直线，且投影之后的长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大； (2) 赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴； (3) 经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形； (4) 中央子午线和赤道的投影相互垂直。,1.3.1坐标系统(6),1.3.1坐标系统(7),3 独立平面直角坐标系 南北方向为纵轴：x轴 东西方向为横轴：y轴 测量坐标系的、象限为顺时针方向编号。 测量工作中所采用的平面直角坐标系与数学中所介绍的相似，只是坐标轴互易 。,1.3.4高程系统(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(elevation)或海拔。 核心：高程起算面的建立 中国：1985年黄海高程系 水准原点：72.2604m,(2)相对高程 在局部地区或某项工程建设中，当引测绝对高程有困难时，可以任意假定一个水准面为高程起算面。从某点到假定水准面的垂直距离，称为该点的假定高程或相对高程。 （3）两点间的高程差，称为高差(difference in elevation)。 h=H2-H1,1.3.4高程系统(2),1.4水平面代替水准面的限度,1.5测量工作概述(1),1.5.1 测量工作的基本原则,(1)在测量布局上，“由整体到局部”； 在测量精度上，“由高级到低级”； 在测量程序上，“先控制后碎部”； 作用：a.保证精度，减少误差积累；b.加快进度。 (2)在测量过程中，“随时检查，杜绝错误”。 作用：防止错、漏的发生，以免影响后续工作。,1.5测量工作概述(2),1.5.2控制测量 遵循“先控制后碎部”的测量原则，就是先进行控制测量，测定测区内若干具有控制意义的控制点的平面位置（坐标）和高程，作为测绘地形图或施工放样的依据。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。 平面控制测量 高程控制测量,1.5测量工作概述(3),1.5.3碎部测量 碎部点：表示地物形态变化的地物特征点 测定碎部