第一章測量學(xué)基礎(chǔ)ppt課件

CUG 測量學(xué)基礎(chǔ) 第一章緒論 第一節(jié)測量學(xué)的定義及分類一 定義是一門研究測定地面點(diǎn)的空間位置 確定地球形狀和大小 將地球表面的形狀和其他信息以圖表的形式表達(dá)的科學(xué)二 主要任務(wù) 精確地測定地面點(diǎn)的位置 確定地球的形狀和大小 將地球表面的形態(tài)及其他相關(guān)信息測繪成圖 二 測量學(xué)的分類 二 測量學(xué)的分類 學(xué)習(xí)本課程要求 掌握普通測量學(xué)的基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論 能正確使用工程水準(zhǔn)儀 工程經(jīng)緯儀等儀器和工具 了解大比例尺地形圖的成圖原理和方法 在工程設(shè)計(jì)和施工中 要求具有應(yīng)用地形圖和有關(guān)測量資料的能力和進(jìn)行一般工程施工測設(shè)的能力 以便能靈活應(yīng)用所學(xué)的測量知識(shí)為專業(yè)工作服務(wù) 簡而言之 通過學(xué)習(xí)本課程之后 要求大家1 會(huì)測地形圖2 會(huì)用地形圖3 會(huì)工程放樣 第二節(jié)測量工作的基準(zhǔn)面 一 地球的形狀和大小天圓地方 最早 球形 古希臘畢達(dá)哥拉斯公元前6世紀(jì) 200年后亞里士多德證明地圓說 公元前3世紀(jì)埃拉托色尼推算出地球子午圈的周長 公元8世紀(jì)一行實(shí)地測量子午弧長 17世紀(jì)末牛頓 英國 和惠更斯 荷蘭 應(yīng)用力學(xué)原理提出地扁說 1873利斯廷 德國 提出大地水準(zhǔn)面 1945莫洛堅(jiān)斯基創(chuàng)立用地面重力測量數(shù)據(jù)研究真實(shí)地球自然表面陸地 29 2 海洋 70 8 最高 8844 43m 最低 11022m地球平均半徑 6371km 第一章緒論 一 水準(zhǔn)面和鉛垂線處于自由靜止?fàn)顟B(tài)的水面水平面 與水準(zhǔn)面相切的平面水平線 水平面上的直線鉛垂線和水準(zhǔn)面是測量工作中野外觀測的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面 第三節(jié)測量工作的基準(zhǔn)面 尋找基準(zhǔn)面 二 大地水準(zhǔn)面1 水準(zhǔn)面 Geoidalsurface 水準(zhǔn)面的特性 是一個(gè)重力等位面 處處與鉛垂線方向相垂直 是一個(gè)有微小起伏的不規(guī)則的曲面大地水準(zhǔn)面 自由靜止的平均海水面無限穿過大陸島嶼而形成的自行封閉曲面大地體 2 旋轉(zhuǎn)橢球體旋轉(zhuǎn)橢球體表面是測量計(jì)算和制圖基準(zhǔn)面 我國目前采用的是1975年 國際大地測量與地球物理聯(lián)合會(huì) 推薦的橢球參數(shù) IAG 75 稱為 1980年國家大地坐標(biāo)系 三元素 長半徑a 6378140m 短半徑b 6356755m扁率 1 298 257 參考橢球 與某國或某一地區(qū)局部大地水準(zhǔn)面符合最佳的旋轉(zhuǎn)橢球地球橢球 與整個(gè)大地水準(zhǔn)面符合最佳的旋轉(zhuǎn)橢球 第三節(jié)確定地面點(diǎn)位的坐標(biāo)系 1 大地坐標(biāo)系 L B 地軸 NS子午面 包括橢球旋轉(zhuǎn)軸NS的平面起始子午面 通過格林尼治平均天文臺(tái)的子午面子午線或經(jīng)線 經(jīng)圈 子午面與橢球面的交線緯圈 垂直于旋轉(zhuǎn)軸NS的平面與橢球面的交線赤道面 通過橢球中心且垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面赤道 赤道面與橢球面的交線 基準(zhǔn)線 法線基準(zhǔn)面 旋轉(zhuǎn)橢球面 大地經(jīng)度L longitude 地面點(diǎn)在橢球面上投影點(diǎn)所在的子午面與起始子午面間的平角 從首子午線起算 向東為東經(jīng) 0 180 向西為西經(jīng) 0 180 我國的經(jīng)度全部為東經(jīng) 大地緯度B latitude 過某點(diǎn)的法線與赤道面的交角 由赤道面起算 向北為北緯 0 90 向南為南緯 0 90 我國的緯度全部是北緯 2 天文坐標(biāo)系 天文經(jīng)度 天文緯度 經(jīng)緯度表示方法同大地坐標(biāo)系 基準(zhǔn)線 鉛垂線基準(zhǔn)面 大地水準(zhǔn)面 天文經(jīng)緯度由天文測量方法直接測定 大地原點(diǎn) 推算大地經(jīng)緯度大地原點(diǎn) 在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)選擇一點(diǎn)P 設(shè)想把橢球體與大地體相切 即此時(shí)鉛垂線與法線相重合 相切點(diǎn)P稱為大地原點(diǎn) 大地原點(diǎn) 建于 年 月 坐落在西安市北60km處涇陽縣永樂鎮(zhèn)北洪流村 坐標(biāo)為東經(jīng) 北緯 海拔 米 占地 公頃 由主體建筑 中心標(biāo)志 測量儀器臺(tái)和投影亭等組成 主體建筑為六方體圓柱狀 塔樓高 米 原點(diǎn)在主體建筑的地下室 為紅色瑪瑙石制成 直徑 公分 標(biāo)志中部凸起的半球上鐫刻的精密 字 3 高斯平面直角坐標(biāo)系南北方向?yàn)榭v軸 x軸東西方向?yàn)闄M軸 y軸測量坐標(biāo)系的 象限為順時(shí)針方向編號(hào) 4 高程高程某點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離 又稱為絕對(duì)高程 海拔我國的大地水準(zhǔn)面以黃海平均海水面高為準(zhǔn) 并在青島建立了水準(zhǔn)原點(diǎn)1956年黃海高程系水準(zhǔn)原點(diǎn) 72 289m1985年國家高程基準(zhǔn)水準(zhǔn)原點(diǎn) 72 260m高差兩點(diǎn)的高程之差 如hAB hBAhAB HB HA hBA HA HB 相對(duì)高程從某點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的垂直距離 在青島觀象山上 有一個(gè)神秘的 由花崗巖建造的小屋 外面有兩層高柵欄 石屋子內(nèi)還有三道鐵將軍把門 在石屋子里面 有一口旱井 井底巖石板上鑲嵌著一顆直徑約4 7cm的黃色瑪瑙球 瑪瑙上一個(gè)紅色小點(diǎn) 上面標(biāo)出 此處海拔高度72 260米 這就是我國的 水準(zhǔn)原點(diǎn) 第四節(jié)用水平面代替水準(zhǔn)面的限度 一 地球曲率對(duì)水平距離的影響當(dāng)S 3 16km時(shí) s s 1 12194000當(dāng)S 10km時(shí) s s 1 1217700當(dāng)S 20km時(shí) s s 1 304400所以 在進(jìn)行距離測量時(shí)可用水平面代替水準(zhǔn)面 二 地球曲率對(duì)水平角度的影響下式中P為水平面上三角形面積 R 6371km當(dāng)P 10平方公里時(shí) 0 05 當(dāng)P 100平方公里時(shí) 0 51 當(dāng)P 400平方公里時(shí) 2 03 當(dāng)P 2500平方公里時(shí) 12 71 所以 地球曲率對(duì)水平角度的影響很小 可不予考慮 三 地球曲率對(duì)高差的影響例 當(dāng)t 10km時(shí) h 7 8m當(dāng)t 100m時(shí) h 0 78mm所以 測量高差時(shí)必須考慮地球曲率的影響 結(jié)論 在半徑R小于10KM的圓面積范圍內(nèi)進(jìn)行距離測量和角度測量時(shí)可用水平面代替水準(zhǔn)面 而在進(jìn)行高差測量時(shí)