华北水利大水利工程测量课件01绪论

项目一绪论主要内容地面点位的确定用水平面代替水准面的限度测量工作概述一、地球的形状和大小1.1地面点位的确定地面点位的确定，需要就全球建立参照系。要确定全球的参照系，就需要研究全球的形状和大小。我们的地球大地水准面

水准面：静止海水面向大陆延伸所形成的封闭曲面称为水准面。水准面特点：同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面正交；是不规则的封闭曲面。铅垂线：重力方向线称为铅垂线。铅垂线是测量工作的基准线。大地水准面：与平均静止的海水面相重合、并延伸通过陆地而形成的封闭曲面称为大地水准面。大地水准面的作用：测量工作的基准面大地体：大地水准面所包围的形体。它是一个不规则的形体。大地水准面ab旋转椭球体

由于大地水准面是不规则曲面，无法准确描述和计算，也难以在其面上处理测量成果。用一非常接近大地水准面的数学曲面------旋转椭球面代替大地水准面，用旋转椭球体描述地球。又称参考椭球体。参数：长半径a=6378140m

短半径b=6356755m

扁率f=(a-b)/a=1/298.257在测量精度要求不高的情况下，可以把地球看作是圆球，半径为6371km.参考椭球面是测量计算和投影制图所依据的面。

P

P参考椭球体的定位根据一定的条件，确定参考椭球面与大地水准面的相对位置，所做的测量工作，称为参考椭球体的定位。在一个国家适当地点选一点P，设想大地水准面与参考椭球面相切，切点P’的法线与位于P点的铅垂线重合，且椭球面与这个国家范围内的大地水准面差距尽量地小，从而确定了参考椭球面与大地水准面的相对位置关系，这就是椭球的定位工作。P点称为大地原点，我国选择陕西泾阳县永乐镇某点为大地原点，进行了大地定位。由此而建立起来全国统一坐标系，即“1980年国家大地坐标系”。参考椭球体的定位1.2地面点位置的表示方法

采用地心坐标系时，表示为空间三维直角坐标X、Y、Z。1、地心空间直角坐标系2、大地坐标系

大地坐标系是建立在地球椭球面上的坐标系椭球面和法线是大地坐标系的主要面和线地面点的大地坐标是它沿法线在地球椭球面上投影点的经度L和纬度B3、高斯平面直角坐标系高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是正形投影。所谓，正形投影，就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。即投影后角度不变形。高斯投影示意图

中央子午线与圆柱体相切，投影时其长度不变，展开后为X轴；赤道与中央子午线正交，展开后为Y轴。其它经线投影成为凹向中央子午线，且以中央子午线为对称轴的曲线。全部经线的投影收敛于两极。6度、3度分带投影图

λ=6N-3

λ’=3N

为了避免Y坐标出现负值，把原点向西平移500公里。为了区分不同投影带中的点，在点的Y坐标值上加带号N如某点在第20带，y=+136780m,

则y=500000+136780=636780m

最终y=20636780m在高斯平面直角坐标系中的坐标值4、平面直角坐标系当测区的范围较小（半径<=10km时），可把该部分的球面视为水平面，将地面点直接沿铅垂线方向投影于水平面上。平面直角坐标系是以x轴为纵轴，与南北方向一致，以向北为正。以y袖为横铀，与东西方向一致，以向东为正；象限按顺时针编号。为了不使坐标出现负值，对于独立测区，往往把坐标原点选在测区西南角适当位置。坐标系原点可以是假定坐标值，也可以采用高斯平面直角坐标值。平面直角坐标系我国目前常用的坐标系1954年北京坐标系我国建国初期采用克拉索夫斯基椭球（a=6378245,α=1：298.3)建立的坐标系。大地原点在原苏联的普尔科沃1980年国家大地坐标系

1980年选用IUGG—75地球椭球(a=6378140,α=1：298.257)，大地原点选在陕西泾阳县永乐镇。WGS—84坐标系它是世界大地坐标系，坐标原点在地球的质心，采用WGS—84椭球（a=6378137,α=1：298.257)。5、地面点的高程

高程（绝对高程、海拔）-----地面点到大地水准面的铅垂距离。假定（相对）高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。高差-----两点间的高程之差。高差与高程起算面无关。水准原点1985国家高程基准，72.2604米大地水准面——黄海海面1952-1979年平均海水面为0米我国在青岛建立验潮站，测得1950—1979年黄海平均海水面作为我国的大地水准面，并在青岛市观象山设立水准原点，作为我国高程测量的依据，该点高程为72.260m，我们将其称为“1985国家高程基准”。对距离的影响第三节用水平面代替水准面的限度d在半径为10km的区域，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计，即可以用水平面代替大地水准面。

对高差的影响（R+Δh)2=R2+t2

Δh=t2/2R即使距离很短，也不能忽视地球曲率对高程的影响。对角度的影响在小区域内进行地形测量可以不考虑角度误差的影响1.3测量工作概述基本工作：高程测量、角度测量、距离测量基本原则：从整体到局部，先控制后碎部基本观测量（三要素）