01-01绪论(测绘学)

1、工程工程 测测 量量 主讲： 张书毕 中国矿业大学 邮箱： QQ ： 1336072804 课程考核方式课程考核方式: 工程测量工程测量课程考核方式方案课程考核方式方案 总学时总学时 32 总学分总学分 2 课堂学时课堂学时 24 实验学时实验学时 8 一、课程过程考核方式、考核次数：一、课程过程考核方式、考核次数： 1在讲授完小地区控制测量后，进行在讲授完小地区控制测量后，进行1次期中考试；次期中考试； 2完成完成4-5作业；作业； 3在讲授所有规定内容后，期终考试在讲授所有规定内容后，期终考试1次。次。 二、课程结课方式：二、课程结课方式： 闭卷考核方式闭卷考核方式 三、课程成绩构成三、课

2、程成绩构成（百分制或等级制，各项成绩比例分配）（百分制或等级制，各项成绩比例分配） 期中考试占期中考试占20%，作业占，作业占20%，期终考试占，期终考试占60%。 四、说明四、说明 适用土木工程专业适用土木工程专业 1.1 测量学的任务和作用 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）。 1.1 测量学的任务和作用 二、测量工作内容 测量工作包括测定和测设两部分。

3、 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。 1.1 测量学的任务和作用 二、测量工作内容 测定 测设 （ 图纸图纸地面地面 ） （ 地面地面图纸图纸 ） 1.1 测量学的任务和作用 三、测量学科分类 （1）大地测量学大地测量学：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

4、的。 1.1 测量学的任务和作用 三、测量学科分类 （4）海洋测绘学海洋测绘学：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 1.1 测量学的任务和作用 四、工程测量的任务四、工程测量的任务 工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各 类工程建设生产服务。 工程建设三阶段 测量的任务 勘测设计 控制，测绘地形图控制，测绘地形图 施工建设 施工

5、测量，竣工测量施工测量，竣工测量 运营管理 安全监测，变形观测安全监测，变形观测 返回 1.1 测量学的任务和作用 一一. . 地球的形状和大小地球的形状和大小 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 1.2 测量工作的基准面和基准线 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。 1.2 测量工作的基准面和基准线 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

6、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。 1.2 测量工作的基准面和基准线 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 参考椭球面 参考椭球体外表面，是球 面坐标系的基准面。 1.2 测量工作的基准面和基准线 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

7、，其平均半径R =6371km 257.298 1 a ba 1.2 测量工作的基准面和基准线 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 O G G 大地水 准面 铅垂线 返回 1.2 测量工作的基准面和基准线 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 A B ab c X 1.3 地面点位的确定 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

8、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= 166.780m HB= - 136.680m A 大地水准面 HA B HB 1.3 地面点位的确定 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 HA hAC = HC HA 当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点； 1.3 地面点位的确定 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 （7

9、2.260m ） 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 1.3 地面点位的确定 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 1.3 地面点位的确定 S 纬线 N O 地地 轴：轴：地球的自转轴地球的自转轴(NS)(NS)，NN为北极，为北极，S S为南极。为南极。 子午面：子午面：

10、过地球某点与地轴所组成的平面。过地球某点与地轴所组成的平面。 子午线：子午线：子午面与地球面的交线，子午面与地球面的交线， 又叫经线。又叫经线。 起始子午面：起始子午面：通过英国格林尼治天文台通过英国格林尼治天文台 的子午面的子午面NGSNGS 。 纬纬 线：线：垂直于地轴的平面与地垂直于地轴的平面与地 球面的交线。球面的交线。 赤道平面：赤道平面：垂直于地轴并通过垂直于地轴并通过 地球中心的平面地球中心的平面WMEWME。 赤赤 道：道：赤道平面与地球面赤道平面与地球面 的交线。的交线。 W E 赤道赤道 赤道平面赤道平面 起始子午面 起 始 子 午 线 G 椭球上的基本概念 1.3 地面点

11、位的确定 大地经度：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：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。 赤道赤道 平面平面 O P M 大地经度L 大地纬度B n L B 起始子午面起始子午面 （首子午面）（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 1.3 地面点位的确定 我国大地原点我国大地原点位于 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。 1.3 地面点位的确定 我国大

12、地原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。 1.3 地面点位的确定 （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。 西 y (东) x (北) 南 A yA xA o 1.3 地面点位的确定 （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 返回 1.3 地面点位的确定 基本内容： 高差测量（h） 角度测量（、） 距离测量（S、D） 测量的任务： 外业工作：测定和测设。 内业工作：观测数据处理和绘图。 一、测量工作的基本内容一、测量工作的基本内容 测量工作