工程测量-绪论.ppt

1、广州大学市政技术学院,市政工程测量,第一章 绪论,广州大学市政技术学院,目 录,第一节 市政工程测量的任务与作用 第二节 地面点位的确定 第三节 测量工作的原则和程序,广州大学市政技术学院,第一节 市政工程测量的任务与作用,工程测量学的定义 工程测量学是一门研究在工程建设和自然资源开发各个阶段中所进行的控制测量、地形测绘、施工放样、变形监测及建立相应信息系统的理论和技术的学科。 规划设计:提供各种比例尺地形图以及对特定地物的标注 施工建设:将设计图纸上的建筑物在实地进行测设 运营管理:对建筑物的安全性进行连续、适时的监测,广州大学市政技术学院,按服务对象分 工程测量学按服务对象可分为： 建筑工

2、程测量、水利工程测量、线路工程测量、桥隧工程测量、地下工程的测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量，以及矿山测量、城市测量等。个性、共性；特殊和一般的关系。,广州大学市政技术学院,线路工程测量,水利工程测量,桥梁工程测量,隧道工程测量,建筑工程测量,矿山测量,海洋测量,军事工程测量,工业测量,广州大学市政技术学院,一、市政工程测量的任务 任务：测定、测设,l 测定( location ) ：是指按照一定方法，使用测量仪器和工具，通过测量和计算确定地面点的位置（三维坐标），或把地球表面的形状测绘成地形图（数字或纸质地形图）。 这些资料可供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用，是认识

3、自然的过程。 测设( setting-out ) （又称放样）是指通过测量把图纸上设计好的建筑物或构筑物（数据）标定于实地。 作为施工的依据; 这是改造自然的过程。 测定 地面图纸（数据） 测设,广州大学市政技术学院,二、市政工程测量的作用 工程勘测阶段：为规划设计提供各种比例尺的地形图和测绘资料； 工程设计阶段：应用地形图进行总体规划和设计 工程施工阶段：将图纸上的设计内容测设于实地； 施工竣工后:进行竣工测量,绘制竣工图 工程管理阶段:进行变形观测,广州大学市政技术学院,第二节 地面点位的确定,测量工作基本任务(即实质):确定地面点的位置 地面点的空间坐标:x、y、H,广州大学市政技术学院

4、,一、地面点平面位置的确定 地球 (1) 地球是南北极稍扁，赤道稍长，平均半径约为6371km的椭球. (2) 地球的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等，呈现高低起伏的形态， (3)珠峰8844.43m，马里亚那海沟11022m 其中海洋面积约占71%，陆地面积约占29%.,广州大学市政技术学院,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,广州大学市政技术学院,大地地理坐标系 表示地面点在参考椭球面上的位置 基准参考椭球面和法线 用大地经度L，大地纬度B表示 P点大地经度LP点大地子午面与首子午面的两面角

5、 P点大地纬度BP点的法线与赤道面的夹角,广州大学市政技术学院,大地经、纬度是根据起始大地点的大地坐标 按大地测量所得数据推算得到 起始大地点大地原点 该点大地经纬度与天文经纬度一致 我国以陕西省-泾阳县-永乐镇-石际寺村大地原点 建立的大地坐标系1980西安坐标系 大地原点的地理坐标约为 东经10855，北纬3432，海拔417.2m,广州大学市政技术学院,独立平面直角坐标 由于大地坐标是球面坐标，在工程建设规划、设计 、施工 中，测量和计算十分不便。 适用于：测区范围较小（半径不大与10km的面积内），可将测区曲面当作平面看待。 投影面：用测区中心点 a 的切平面作为投影平面 地面点的位置

6、可用平面直角坐标确定；,广州大学市政技术学院,测量上的平面直角坐标系以南北方向的纵轴为x轴，自原点向北为正，向南为负；以东西方向的横轴为y轴，自原点向东为正，向西为负；象限按顺时针方向编号。,广州大学市政技术学院,二、地面点高程位置的确定,(1) 重力与铅垂线 重力地球上质点所受万有引力与离心力的合力。 铅垂线方向重力方向（测量工作的基准线）。 (2) 水准面 自由静止的水面，称为水准面。理想的静止的封闭曲面 水准面的性质： 水准面处处与其相应的垂线垂直。 潮汐影响，时刻不同水准面高度不同。水准面有无穷个。 同一水准面上各点重力位能相等。 大地水准面：平均高度的静止的海水面基准面 水平面: 与

7、水准面相切的平面,广州大学市政技术学院,国家高程基准,1） 1956年黄海高程系统 （1959年全国统一采用） 我国以青岛验潮站1950年至1956年7年间的验潮资料推求的黄海平均海水面作为我国的高程基准面叫“1956年黄海平均高程面”。 以此建立的高程系叫“1956黄海高程系”。 其水准原点高程为：72.289m；,2）1985国家高程基准：88年开始采用(目前我国统一采用) 海洋潮汐长期变化周期为18.6年， 根据青岛验潮站19521979年中取19年的验潮资料推求的黄海平均海水面作为全国高程基准面称为。 水准原点的高程为： 72.260m。,广州大学市政技术学院,水准原点：为了维护平均海

8、水面的高程，必须设立与验潮站相联系的水准点作为高程起算点，这个水准点叫。 水准原点是全国高程的起算点; 建在青岛市观象山.,广州大学市政技术学院,珠穆朗玛峰的高程测量,2005年5月我国再次对珠穆朗玛峰的高程进行了精确测定,算得从我国 以1985年黄海平均海面起算的珠峰峰顶岩石面的高程为：8844.43米, 误差正负0.21米, 雪层厚度3.51米。,广州大学市政技术学院,地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到 基准面的距离。 注：地面点在基 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,基准面,HA,B,HB,广州大学市政技术

9、学院,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：hCA = H A HC hCA = HA HC 当hCA为正时， C点低于A点； 当hCA为负时， C点高于A点； 两点的绝对高程之差与相对高程之差相等。,广州大学市政技术学院,一、对距离的影响 当测区范围较小时，可以将大地水准面近似当作水平面看待。,结论：在半径为10km的圆内的距离，可用切平面代替大地 水准面。,图1 - 12,三 水平面代替水准面的限度,tan=+3/3+取前两项，代入上式，考虑=D/R

10、，则 用水平面代替水准面所引起的距离差异：,设A.B 两点在水准面上的距离为D 在水平面上的距离为D,广州大学市政技术学院,二、对高程的影响,图1 - 12,从表中可以看出，用水平面代替水准面对高程的影响是很大的： 距离为1km时, 就有80mm的高程误差，这是不能允许的。距离为100m,有8mm的高程误差.,普通工程水准仪DS3测量高差的误差为3mm/km 结论：对高程而言，大地水准面不能用切平面代替。,广州大学市政技术学院,四、 确定地面点位的三要素 （常规测量）： 待定点的坐标和高程一般不是直接测定的。,如图：1、2 为已知点即： （x1、y1、H1）；（x2 、y2、 H2 ）已知； M 为待定点，求（xM, yM, HM）,确定地面点位的三要素为：水平角 水平距离 高程（高差）,广州大学市政技术学院,高差（高程）测量（h） 角度测量（、） 距离测量（D 、 S ）,3、测量内业工作： 观测数据处理和绘图。,2、测量学的三项基本工作： （常规测量）, 测量的外业工作,广州大学市政技术学院,因为测定、测设都是在控制点上进行的 l测量工作程序： “从整体到局部， 先控制后碎部” （可以减少误差积累，保证测图精度，还可以分幅测绘，加快测图进度） l测量规范规定： 测量控制网必须“由高