第一讲课 测量学基础知识

水准测量原理主讲教师：刘

莎联系电话：1392342730测量学基础知识陕西铁路工程职业技术学院CONTENTS01课程介绍02测量的基础知识目录01课程介绍010203课程性质:专业基础课程学

分:3.5课

时:60课程设计思路:

本课程依据完整的工作过程设计了4个并行关系的学习项目。目的在于通过具体的工作过程，加深学生对理论知识的理解，使学生在做中学，学中做，并培养学生独立思考、大胆创新的能力和组织管理、与人相处的社会能力。044课程介绍课程性质课程介绍课程内容组织与安排课程介绍专业能力目标3、利用全站仪进行角度测量和距离测量4、根据项目的具体要求进行小区域控制测量5、能够进行地形图的识读与应用2、利用水准仪或全站仪进行高程测量1、能够操作水准仪、全站仪等常规测量仪器课程介绍考核方案课程总评（100%）平时成绩（20%）考勤（4%）作业成绩（6%）MOOC作业(3%)书面作业（3%）MOOC学习进度（4%）课堂表现（6%）参与活动（3%）表现得分（3%）过程性考核（50%）支水准路线测量（15%）测回法观测水平角（15%）计算能力考核（20%）期末考核（30%）

工程测量基础凡有工程建设的地方就需要开展测量，凡参与工程建设的人员都应具备相关的测量知识和技能，它在整个工程建设中起着先导性、关键性的作用。学习本课程的意义（1）土木工程（包括公路、建筑、市政）的设计、施工、竣工、扩建维修及变形监测均要进行测量工作。（2）从高职专业的特点，更要学好测量。高职教育是培养高等级专门应用性人才，高职专业更加注重动手能力的培养，而测量课程是培养动手能力的重要途径之一。掌握好本课程的要求认真听课，做好笔记；独立完成作业；实验课认真对待。课程介绍本课程的意义及要求课程介绍探讨接触过的测量工作？学习测量的意义？课程介绍工程测量的主要任务测绘大比例尺地形图建筑物或结构物的施工放样绘制竣工总平面图对建筑物的安全性进行位移和变形监测

02测量的基础知识一、测量学的发展概况

1、我国古代测量学的成就

1长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——世界上发现的最早的军用地图2北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。3清朝康熙年间，1718年完成了世界上最早的地形图之一《皇与全图》。2、目前测量学发展状况及展望

一、测量学的发展概况

（1）全站仪的测量室内外一体化（2）全球定位系统GPS的发展2、目前测量学发展状况及展望一、测量学的发展概况

（3）

遥感RS的发展（4）地理信息系统GIS的发展。（5）3S技术的结合,和数字地球（digitalearth）的概念。一、测量学的发展概况

三测量学的定义及分类1测量学的定义：测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包含空中、地下和海底）点位的科学。根据它的任务与作用，包括两个部分：

测定（测绘）——由地面到图形。指使用测量仪器，通过测量和计算，得一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图。

测设（放样）——由图形到地面。指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。2测量学科的分类：

测量学科按照研究范围和对象的不同，产生了许多分支科学。一般分为：普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学和制图学。

工程测量是指工程建设和资源开发的勘测设计、施工、竣工、变形观测和运营管理各阶段中进行的各种测量工作的总称。三测量学的定义及分类四测量工作的基准面和基准线水准面和大地水准面图1、测量工作基准面——水准面、大地水准面。测量工作是在地球表面进行的，而海洋占整个地球表面的71%，故最能代表地球表面的是海水面，人们将海水面所包围的地球形体看作地球的形状。测量工作基准面自然选择海水面。

水准面

——静止海水面所形成的封闭的曲面。

大地水准面

——其中通过平均海水面的那个水准面。

水准面的特性——处处与铅垂线正交、封闭的重力等位曲面。

铅垂线——测量工作的基准线。地球自然表面A大地水准面椭球面平均海洋面向陆地无限延伸所形成的封闭曲面铅垂线大地水准面四测量工作的基准面和基准线2、测量计算基准面——参考椭球参考椭球：由一椭圆（长半轴a，短半轴b）绕其短半轴b旋转而成的椭球体。测量内业的基准面：参考椭球面测量内业的基准线：法线大地水准面参考椭球面ba五地面点位的确定---坐标系1、平面直角坐标——用坐标（x，y）来表示。适用于：测区范围较小，可将测区曲面当作平面看待。数学上的平面直角坐标

测量上的平面直角坐标1、地理坐标（属于球面坐标系统）——用经度和纬度来表示。

五地面点位的确定---坐标系适用于：在地球椭球面上确定点位。五地面点位的确定---坐标系

当测区范围较大时，不可忽略地球曲率的影响，就通过“投影”的办法把原本球面上的问题转化到平面上来解决。高斯坐标系测量的基础知识高斯投影是等角横切椭圆柱投影。高斯投影是一种等角投影。它是由德国数学家高斯(Gauss，1777～1855)提出，后经德国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923)加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”，简称“高斯投影”。五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系测量的基础知识NSc中央子午线赤道高斯投影平面赤道中央子午线

高斯投影采用分带投影。将椭球面按一定经差分带，分别进行投影。五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系

我国规定按经差6º和3º进行投影分带。

6º带自首子午线开始，按6º的经差自西向东分成60个带。

3º带自1.5º开始，按3º的经差自西向东分成120个带。高斯投影带划分五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系测量的基础知识高斯平面直角坐标系的建立：x轴—中央子午线的投影y轴—赤道的投影原点O—两轴的交点OxyP（X，Y）高斯自然坐标注：X轴向北为正，

y轴向东为正。赤道中央子午线五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系

由于我国的位于北半球，东西横跨11个6º带，各带又独自构成直角坐标系。

故：X值均为正，而Y值则有正有负。世界地图赤道五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系（1）先将自然值的横坐标加上500000米；（2）再在新的横坐标Y之前标以2位数的带号。五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系xyo500km

=500000+=636780.360m=500000+=227559.720m国家统一坐标：

（带号）=（带号）五地面点位的确定---坐标系高斯坐标系

我国的水准原点建在青岛市观象山，在1985年国家高程系统中，其高程为72.260米。五地面点位的确定---高程青岛市观象山地面点的高程ABhABHAHBHA′HB′大地水准面黄海平均海水面铅垂线铅垂线假定高程起算面绝对高程：地面点沿铅垂线到大地水准面的距离，用H表示。相对高程：地面点沿铅垂线到假定水准面的距离，用H’表示。高差：同一高程系中，地面两点高程之差，用h表示。五地面点位的确定---高程六测量工作概述测量工作的基本原则为了限制误差传递和误差积累，提高测量精度，测量工作必须遵循“先整体后局部，先控制后碎部，由高级到低级”的原则来组织实施。先整体后局部—布局上先控制后碎部—程序上由高级到低级—精度上六测量工作概述测量的三项基本工作高程测量，水平角测量，水平距离测量是测量的三项基本工作。从事测量工作的要求a、测量成果质量的优劣，直接影响到工程质量，无论是测量误差超限或产生错误，都会使工程质量降低或造成经济损失，因此从事测量的工作人员，应