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1、,测 量 学,第一章 绪 论 11测量学的任务和作用 一定义：研究地球形状、大小及地面点的位置 内容： 1.测定(测绘):使用测绘仪器、测量、计算、获 取数据,把地球表面形体依比例绘制成图, 供研究、设计用（物图） 2.测设:把在图纸上规划、设计好的建筑物.构筑 物标定在地面，作施工依据（图物） 3.监测:对沉降、滑动、位移、地震及高层建筑 物进行精密、定期、动态监测,分支:大地测量、普通测量、摄影测量、工程 测量.地图制图、海洋测量 二任务 1宏观 国家控制网、大型工程、研究地球形状 2微观 各种比例尺图、土地开发、放样、安装 三作用 经济建设尖兵 四. 学习方法 技术基础课.实践性强.实验
2、与实习. 大作业,1.2 测量学的发展现状 古代 73年发掘长沙马王堆汉墓,发现公元前二世 纪的地图,驻军图,使用水平尺,罗盘仪进行测量,比欧洲早700年. 公元724年,唐代高僧测量子午线200公里 北宋发展制图理论,应用比例尺,磁偏角. 1794年德国高斯提出最小二乘原理 横圆柱正形投影 古人测量地球方法 近代 自动安平水准仪.数字水准仪.数字经纬仪. 全站仪.3S技术,13测量学的基础知识 一地球形状和大小 水准面：静止海水面延伸穿过陆地形成的闭合曲面（代 替地球的自然表面） 水平面: 与水准面相切的平面 大地水准面：平均海水面延伸穿过陆地形成的闭合曲面 （大地体. 是测量工作基准面）
3、水准面特点：不规则曲面 与重力方向垂直的曲面，重力方向（铅垂 方向）测量工作基准线,地球椭球体（参考椭球、旋转椭球）： 长轴a=6378140米 短轴b=6356755米 扁率=（ab ）/ a =1/ 298.257 地球近似半径 R=1/3（aab）=6371公里,二确定地面点位的方法 1高程：地面点到基准面的铅垂距离 海拔高程（绝对高程）:地面点到大地水准面的铅垂 距离 HA . HB 假定高程（相对高程）：地面点到任一水准面的铅 垂距离 HA . HB 国家水准原点:1956年黄海高程系H=72.289米(50-56) 1985高程基准:H=72.260米(52-79) 高差：两点间的
4、高程之差 hAB=HBHA=HBHA,HA,HB,A,B,hAB,大地水准面,假定水准面,hAB=HBHA=HBHA,2.坐标： (1)大地坐标系： 表示地面点在球面上的位置(参考椭球面为基准面) 经度(L)：过地面点的子午面与首子午面的夹角 纬度(B)：过地面点的法线与赤道平面的夹角 大地地理坐标：以法线和参考椭球为基准 L、B 天文地理坐标:以铅垂线和大地水准面为基准 . 两个坐标原点一致，称80国家大地坐标系，在陕西泾阳永乐,(2)空间直角坐标系 以椭球体中心0为原点,起始子午面与赤道平面交线为X轴,赤道平面上与X轴正交的方向为Y轴,椭球体的旋转轴为Z轴.P点位置用0P在三个坐标轴的投影
5、X. Y. Z表示.,Z,p,Y,X,O,z,y,x,(3)独立平面直角坐标系 测区范围小于100平方公里,平面代替曲面 原点假设,测区在第象限,0,X,Y,中央子午线,N,S,x,y,o,高斯平面直角坐标系 横圆柱正形投影,(a) 平移前坐标系,(b) 平移后坐标系,x,y,o,x,y,o,A,B,yA,xA,yB,xB,A,B,yA,xA,yB,xB,高斯平面直角坐标系：横圆柱正形投影,(4)高斯平面直角坐标系：横圆柱正形投影 规律： 中央子午线投影后成直线，即X 轴，长度不变， 其余子午线投影后是凹向主子午线的曲线，离中 央子午线越远，长度变形越大。 赤道投影为直线，即Y 轴，平行赤道的
6、纬线投 影后是凸向赤道的曲线，以赤道为对称。,6带： 自首子午线开始，自西向东把整个地球分成60带 （经差 6）任意带中央子午线经度 LO=6N3 （我国1323） 我国在北半球，X为、Y有、，原点西移500 公里 例： 一点横坐标自然值-269583.00米，加500公里 为 230417.00米，通用值20230417.00米,6带投影 LO=6N3,117,15,1,2,12,13,14,16,17,18,19,20,69,75,81,87,93,99,105,111,3,9,21,22,23,123,129,135,3带:自东经130起，自西向东，经差3、分成120带 任意带中央子午线
7、经度 LO=3n（我国2545),A,B,D,D,b,b,R,a,R,三.用水平面代替水准面的限度 1对距离测量影响 D=D-D=D3/3R2 相对误差K=D/D =D2/3R2 当 R=6371km 若 D=10km D=8mm K=1/122万 D=20km D=66 K=1/30万 D=50km D=1026 K=1/4.9万 （可忽略）,A,B,D,D,b,b,R,a,R,2.对高程测量影响 h=Ob- Ob=D/2R 当 R=6371km 若 D=10km h=8m D=1km h=78mm D=100m h=0.78mm （不可忽略）,h,3对水平角测量的影响 =P/R（ P为球面
8、多边形面积） 当 R =6371公里 P =10平方公 有=0.05 R =6371公里 P =100平方公里 =0.51 R =6371公里 P =400平方公里 =2.03 （可忽略）,14测量工作的基本概念 一.测量工作的原则 从整体到局部测量布局 先控制后碎部工作程序 从高级到低级精度要求 1. 地形图的测绘 分区测绘,拼接成图_从控制到碎部 2. 施工放样 由控制点测水平角.距离.高程_从整体到局部,二.控制测量的概念 1.平面控制测量 三角测量: 控制点连成三角形,形成锁状和网状,测量三角形的内 角和一些边长 (基线),推算各点坐标. 一等点:锁段长200公里,基线长5公里,边长20-25公里. 二等点:边长13公里. 三等点:边长8公里. 四等点:边长2-6公里 导线测量: 控制点连成折线或多边形,测量转角和边长,推算各点 坐标.(分精密导线和图根导线) 2.高程控制测量 水准测量(一.二.三.四等)和三角高程测量,三.测量的基本工作 测量的三项基本工作：测角.量距.测高差（高程） 测量工作： 外业测角、量距、测高差 内业计算、绘图 土木工程专业:测图.放样.用图,