测量学第1章-绪论

第一章绪论,1-1测量学简介,1-2测量学的任务与作用,1-3测量学的基础知识,1-4测量工作的基本概念,测量学的特点与要求,特点:实践性强，责任性要求高，必须遵照测量的规范和规则。学习要求:1.学会和掌握测量的基本原理和作业方法2.学会控制测量、地形测量、施工放样的基本作业方法3.建立测量误差的基本概念4.其他要求:野外作业:严格按照规定的作业和操作程序。记录：字迹清晰、端正，不得任意涂改计算：按平差规则、作计算检核、保证计算精度（小数取位）,1-1测量学简介,远古代：“准、绳、规、矩”，漏壶，计里鼓车，观测“日、月、五星”定一年长短；古代：望筒，指南针，丈杆，水平（今称水准仪）；近代：光学水准仪，光学经纬仪，钢尺，光电测距仪；现代：电子水准仪，电子经纬仪，电磁波测距仪，全站仪，RS（遥感测量），GIS（地理信息系统），GPS（全球定位系统）。,测量学是一门历史悠久的学科，是人类在生活、生产中长期与自然界斗争的智慧结晶。随着社会科学经济的发展，测绘科技也迅速发展。,Home,漏壶,return,down,up,记里鼓车,return,down,up,1-2测量学的任务与作用,1.2.1测量学的定义,1.2.2测量学的任务,1.2.3测量学的分类,1.2.4测量学的应用,Home,1.2.1测量学的定义,定义：研究地球形状大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）点位的科学。解释：测量学是一门科学（学科），而不是一项纯粹的技术，因为它有自己作为一门学科的独特的理论体系。,return,down,up,1.2.2测量学的任务,测绘：也称“测定”，使用测量仪器将地表物体（地物和地貌）的平面位置及高程测定出来，并按一定比例尺，采用规定的符号绘制成图，以供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。成果:数据与图形测设：也称“施工放样”，将图纸上设计的建、构筑物的平面位置及高程在实地标定出来，作为施工的依据。成果:体现设计的平面位置和高程的现场标志。,return,down,up,1.2.3测量学的分类,大地测量学研究地球表面大区域的点位确定以及整个地球的形状大小和地球重力场,考虑地球曲率和重力,分常规大地测量和卫星大地测量普通测量学研究地球表面小范围内的点位确定摄影测量与遥感学研究利用摄影和遥感技术来获取被测物体的信息进行分析处理，绘制成图海洋测绘学以海洋和陆地水域为对象进行测量和海图编绘工作工程测量学研究工程建设在规划、设计、施工、运行管理各阶段所进行的测量工作制图学研究地球表面点、线经投影变换后绘制成满足各种不同需要的地图,return,down,up,1.2.4测量学的应用,地形图的测绘（图纸规划、设计）施工测量（施工放样）竣工测量（安装测量、检测）变形监测,测量学在国民经济建设、国防建设以及科学实验当中有着广泛的应用，其应用贯穿工程建设的全过程，主要有以下几个方面：,return,down,up,1-3测量学的基础知识,Home,1.3.1地球的形状与大小,1.3.2测量坐标系统,1.3.3水平面代替水准面的限度,1.3.1地球的形状与大小,铅垂线,从地球的自然表面到水准面（大地水准面）,down,up,1.3.1地球的形状与大小,从大地水准面到参考椭球面,down,up,1.3.1地球的形状与大小,return,down,up,通过大地原点的铅垂线与法线重合椭球短轴与地球自转轴平行椭球面与这个国家范围上的大地水准面的差距最小,参考椭球的参数,长半经A：6378137M短半经B：6356752M扁率:=a-b/a=1/298.257因为参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时可以反地球视为圆球。R=（2a+b）/3=6371Km,1.3.2测量坐标系统,测量工作的基准面大地水准面参考椭球体面水平面测量工作的基准线铅垂线法线,1.3.2测量坐标系统,坐标:地面点沿基准线投影在基准面上的位置高程:地面点沿基准线到基准面的距离,1.3.2测量坐标系统,一、球面坐标系天文地理坐标系基准面：大地水准面基准线：铅垂线坐标表示：天文经度（）天文纬度（）,down,up,1.3.2测量坐标系统,一、球面坐标系大地地理坐标系基准面：参考椭球面基准线：法线坐标表示：大地经度（L）大地纬度（B）,down,up,1.3.2测量坐标系统,二、平面坐标系统空间直角坐标系以地心为坐标原点，地球的北极方向为Z轴正方向，根据右手法则得到如右图所示的直角坐标系。,down,up,1.3.2测量坐标系统,二、平面坐标系统独立直角坐标系不同之处：坐标轴互换象限顺序相反目的：便于计算，可将数学中的三角公式直接在测量中应用,down,up,1.3.2测量坐标系统,二、平面坐标系统高斯直角坐标系方法原理:高斯投影（横轴椭圆柱投影、保角投影）分带投影:将整个地球划分为若干小区域进行投影坐标系建立坐标表示:国家统一坐标（通用坐标),return,down,up,高斯投影的原理和方法,return,分带投影,在高斯投影当中，除中央子午线外，其余子午线都存在不同程度的长度变形，且距中央子午线越远，变形越大。为了控制这种变形在允许范围内，就将整个参考椭球面进行分带投影。,分带投影,6带：,3带：,return,坐标系的建立,X轴：每带的中央子午线的投影（向北为正）Y轴：赤道的投影（向东为正）,return,坐标的表示,带号,500km+实际坐标,return,1.3.2测量坐标系统,三、高程坐标系统大地高:地面点沿法线到参考椭球体面的距离绝对高程(海拔高):地面点沿铅垂线到大地水准面的铅垂距离。相对高程:地面点沿铅垂线到假定水准面的铅垂距离。,1.3.2测量坐标系统,三、高程坐标系统高程的定义：地面点沿铅垂线到大地水准面的距离高程基准：1956年黄海高程系1985国家高程基准独立高程系高差的表示：,return,down,up,1.2.3水平面代替水准面的限度,一、水准面曲率对水平距离的影响,down,up,1.2.3水平面代替水准面的限度,h,二、水准面曲率对高差的影响,return,down,up,1-4测量工作的基本概念,1.4.1测量工作的基本原则,1.4.2控制测量的概念,1.4.3测量的基本工作,1.4.1测量工作的基本原则,原则：布局上从整体到局部次序上先控制后碎部精度上由高级到低级原因：,防止误差的逐渐传递,累积增大到不能允许的程度便于分工合作，提高工作效率使精度分布均匀,return,down,up,1.4.2控制测量的概念,一、平面控制测量：三角测量导线测量GPS测量,二、高程控制测量：水准测量三角高程测量GPS高程测量,return,down,up,1.4.3测量的基