第一章测量学课件

2023/7/271

(普通测量学)测量学2023/7/272第一章绪论每学一门新课首先应了解它的“定义”搞清楚本门课在今后的学习和工作中应解决的是”什么问题，将起到什么作用“。所以绪论课的重要性是不言而喻的。……2023/7/273第一章绪论

（几何线形）

公路几何线形：是路基路面、桥梁、隧道涵洞等平面、纵断面和横断面的统称。2023/7/274第一章绪论勘测、设计、施工1、勘测：测图

（平、纵、横）、水文、地质调查

2、设计：用图3、施工：放样秘密一食堂二宿舍三宿舍蓝球场蓝球场运动场结构实验楼变电所锅炉房车库楼青年公寓培训中心西配楼东配楼交通学院11号楼号楼号楼4号楼号楼号楼号楼号楼号楼号楼号楼2004年全站仪测图,AUTOCAD成图54年黄海高程系哈尔滨工业大学平面直角坐标系成教院D1D2

D3

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D10D11D12D13D14D15D16BM0BM5BM6BM9BM8BM7BM4BM2BM3号楼15号究生公寓123五宿舍六宿舍七宿舍四宿舍土木工程学院风动实验室足球场网球场主楼图书馆软件学院二食堂D19D20D21市政环境工程学院号楼2023/7/275第一章绪论几点说明测量学是一门技术基础课,实践性比较强。要求必须认真做好实验课（验证性）。这对整个测量学课程的理解会起到良好的效果。本课程共给出两个独立成绩：一、结业考试；（累加式考试成绩共分三方面）

1、实验课35%2、作业15%3、笔试50%2023/7/276第一章绪论2、教学实习教学实习以抽签

口试为主。

根据以下四种情况评定成绩：

①出席情况；②平时表现；③仪器操作；④口试情况。2023/7/277第一章绪论测量学可用一句话来定义（概括）：测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中和地下）点位的科学。土建类专业的学生主要是后半句话，它包括两个内容，即测量学的任务。（一）、任务1、测定(测图、测绘)2、测设（设置、放样）（二）、测量学的分类（三）、测量学在建筑工程中的作用2023/7/278第一章绪论一、测量学的任务及其在建筑工程中的作用测量学的重点：无论是测图，还是放样都是有关:地面点位的确定。一般土建工程分三个阶段:2023/7/279第一章绪论二、地面点位的确定（一）、地球的形状和大小几个基本概念：大地水准面地球自然表面地球椭球面2023/7/2710第一章绪论二、地面点位的确定基准面：水准面；大地水准面；大地体；铅垂线；水准面的特性：水准面处处于铅垂线正交，是不规则的物理面。2023/7/2711第一章绪论二、地面点位的确定a

b

地球自然表面大地水准面参考椭球面：拟合一个区域的旋转椭球面称为~。2023/7/2712第一章绪论二、地面点位的确定a

b

旋转椭球体2023/7/2713第一章绪论二、地面点位的确定(二)确定地面点位的方法1、高程绝对高程：以黄海的平均海水面～大地水准面（基准面）

作为地面高程的起算面。（水准原点高程为72.260米,在青岛附近的一个山洞里。）例如：珠穆朗玛峰的绝对高程为。

8844.43米2023/7/2714第一章绪论二、地面点位的确定参数：a、珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度

±0.21米；

b、峰顶冰雪深度3.50米。（原1975年公布的珠峰高程数据停止使用）

相对高程：一假定水准面为地面高程起算面。高差：青岛大港1号码头验潮站青岛大港1号码头验潮站青岛大港1号码头验潮站青岛大港1号码头验潮站标牌验潮站内的潮汐自动记录仪验潮站内的潮汐自动记录仪验潮站内的潮汐自动记录仪验潮站内的潮汐自动记录仪青岛观象山水准原点打开水准原点旱井盖水准原点旱井水准原点玛瑙石标志水准原点标牌备用水准原点备用水准原点备用水准原点精密水准测量观测水准原点的稳定性水准原点至1956年黄海高程系0海平面的高程水准原点至1985国家高程基准0海平面的高程精密水准测量观测用德国蔡司Ni002精密水准仪观测精密水准测量观测精密水准测量观测青岛水准零点青岛水准零点2001台湾高程基准——基隆水准原点2001台湾高程基准——基隆水准原点2001台湾高程基准——基隆水准原点2023/7/2746第一章绪论二、地面点位的确定HA

HB

A

BhAB

大地水准面假定水准面高程的确定水准面水准面绝对高程绝对高程相对高程相对高程H'AH'B2023/7/2747第一章绪论二、地面点位的确定2、地理坐标

(旋转椭球面上的坐标)大面积考虑地球曲率的影响.大地原点结构投影台投影原理在投影台安置经纬仪进行投影观测投影台模型2023/7/2762第一章绪论二、地面点位的确定与前苏联1942年普尔科沃坐标系联测，经苏联西伯尼亚从我国东北入境，传算过来的坐标系——1954北京坐标系。大地原点——前苏联列宁格勒普尔科沃天文台中央2023/7/2763第一章绪论二、地面点位的确定

(3)平面直角坐标系球面坐标对局部测量不方便，工程测量一般在平面直角坐标系进行。地球是一个不可展的曲面，通过投影将地球表面物体化算到平面上，一定存在变形。案例——切橙子。2023/7/2764第一章绪论二、地面点位的确定3、高斯平面直角坐标系曲面变平面投影共有三种变形:a、长度;b、面积;c、角度;高斯投影是保角变换(正形投影)，既保证角度不变，而长度和面积可以在允许范围内变化。2023/7/2765第一章绪论二、地面点位的确定地球是一个不可展曲面演示2023/7/2766第一章绪论二、地面点位的确定高斯投影:

按经差6度自西向东分60个投影带。中央子午线经度为：Lo=6°n-3°2023/7/2767第一章绪论二、地面点位的确定“保角”横圆柱体投影中央子午线N

S赤道xyo图1.8横圆柱体投影图1.9高斯平面直角坐标系2023/7/2768第一章绪论二、地面点位的确定135°

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图1.76°带投影2023/7/2769第一章绪论二、地面点位的确定图1.113°带投影2325272931333537391233°9°69°75°81°87°93°99°105°111°117°414345123°129°135°2023/7/2770第一章绪论二、地面点位的确定高斯投影特性特点：赤道投影为直线，X轴处处处平行，高斯投影是等角投影的一种。每带中央子午线与赤道投影相互垂直的直线；除中央子午线外，投影带的其他子午线凹向中央子午线；除赤道外，其他纬线凸向赤道；投影前与投影后角度保持不变，但长度产生变形，平面上长度大于曲面上长度2023/7/2771第一章绪论二、地面点位的确定yx

oxByByAxxAA

B666千米500千米(b)(平移后)通用坐标系

为避免横坐标出现负值，将每投影带的坐标原点向西移500千米。为判断点位所在投影带，其横坐标前应加投影带号。通用坐标（横坐标值）2023/7/2772第一章绪论二、地面点位的确定高斯平面直角坐标系和数学坐标系的两个区别和共同点：区别：1、坐标轴不同2、象限不同共同点：确定点位的函数表达式相同（角度从x轴正方向顺时针计算，象限也一样设定，所以数学中的计算方法也适用于该坐标系。）三角测量观测觇标西藏高原三角测量2023/7/2775第一章绪论二、地面点位的确定4、假定（独立）平面直角坐标

当测量区域较小（半径小于10km）时，可以过测区中心点在大地水准面上的投影点作一个切平面。如图所示:用切平面作为测量区域的投影面。在平面上建立一个平面直角坐标系。测量计算中。平面直角坐标系的原点一般选在测区的西南角，使测区内各点的坐标均为正值。2023/7/2776第一章绪论因此，在半径为的范围内进行距离测量时可以不考虑地球曲率对距离的影响，用水平面代替水准面。在半径为10千米的范围内进行水平距离测量时可以不考虑地球曲率队水平距离的影响。用水平面代替水准面。（一）对水平距离的影响2023/7/2777第一章绪论将按级数展开为;

代入得ABD′Db′baθRR2023/7/2778第一章绪论223RDDD=D8（一）对水平距离的影响2023/7/2779第一章绪论（二）、对高程的影响

高程测量时，应顾及地球曲率对高程的影响。ABD′Db′baθRRh地面点的高程为Bb，如果用水平面代替大地水准面，则点的高程为Bb́，两者之差，即为用水平面代替大地水准面对高程的影响。将按级数展开为，)1(secsec-=-=qqRRR-¢=¢-=DobbobBBbh2023/7/27第一章绪论

从表中可知，用水平面代替大地水准面对高程的影响很大，当时，，已经超出了高程测量的误差要求。因此，在高程测量时，应顾及地球曲率对高程的影响。mD200=mmh3=D2023/7/2781第一章绪论四、测量工作概述（一）、测量的三项基本工作测量工作的基本任务是确定地面点的位置，即地面点的坐标和高程。通常并不是直接测量出地面点的坐标和高程，而是通过测量待测边与已知边之间的水平角、待定点与已知点之间的水平距离和高差，然后经过计算得出地面点的坐标和高程。因此，水平角、水平距离和高差是确定地面点位置的三个基本要素。水平角测量、水平距离测量和高差测量（或高程测量）是测量的三项基本工作。2023/7/2782第一章绪论四、测量工作概述为了防止测量误差的积累，提高测量成果的精度，所以在测量工作中必须遵循的原则之一是；在测量布局方面要“由整体到局部”；在测量工作程序上要“先控制后碎部”；在测量精度控制方面要“由高级到低级”。即先建立控制网，进行高精度的控制测量，在以控制点为基础，进行较低精度的碎部测量。（二）、测量工作的原则和程序2023/7/2783第一章绪论四、测量工作概述（二）、测量工作的原则和程序测量工作中必须遵循的原则之二是；上一步工作没做检核不能做下一步工作。2023/7/2784第一章绪论

学习重点：1、水准测量的原理。

2、外业水准测量的三项检核和内业计算的方法。

3、水准仪的使用和检验。学习要求和方法：精读2-1、2-4节，并结合实际操作切实掌握。这部分内容对初学者来说虽然不难理解，但它是最基本和常用的测量工作。掌握微倾式水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪的构造和使用，了解检验和校正的原理和方法，即本章中2-2、2-3、2-7及2-5的内容。这部分的内容自学比较困难，必须结合仪器在实验课中学习，才能学