工程测量01-01绪论.ppt

1 1测量学的任务及其在工程中的作用 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 测量学的定义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 测量工作内容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 二 测量工作内容测定 测设 三 测量学科分类 1 大地测量学 研究整个地球的形状和大小以及大地区控制测量问题 2 地形测量学 研究测绘小地区地形图 把地球表面看做平面而不考虑地球曲率影响 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 三 测量学科分类 4 海洋测绘学 以海洋和陆地水域为对象进行的测量工作 5 工程测量学 为满足工程建设的需要 结合各种工程建设的特点而进行的测量工作 6 矿山测量学 研究如何确保矿产资源的合理开发 安全生产和矿区环境治理的测量工作 7 制图学 研究利用所获得的测量成果资料 编绘和制印各种地图的工作 四 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 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 陆地面积约占29 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 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 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 HA 166 780mHB 136 680m A 大地水准面 HA B HB 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 HAhAC 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 水准原点 H0 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116 28 北纬39 54 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0 180 西经0 180 B取值范围 北纬0 90 南纬0 90 我国大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇 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 平面直角坐标系 规定南北方向为纵轴 记为x轴 x轴向北为正 向南为负 以东西方向为横轴 记为y轴 y轴向东为正 向西为负 测量坐标系的 象限为顺时针方向编号 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 三 空间直角坐标如图所示 原点O 地球质心Z轴 指向地球北极X轴 指向首子午面与赤道的交点Y轴 过O点与XOZ面垂直 如 A XA YA ZA X Z Y O 基本内容 高差测量 h 角度测量 距离测量 S D 测量的任务 外业工