建筑工程測量緒論

1、工 程 測 量 1.1 測繪學(xué) 1.2 地球的形狀及地面點位置的確定 1.3 用水平面代替水準面的限度 1.4 測量工作概述第一章 緒論確定大地水準面與參考橢球面的相對關(guān)系，可在適確定大地水準面與參考橢球面的相對關(guān)系，可在適當?shù)攸c選擇一點當?shù)攸c選擇一點P P，設(shè)想把橢球體和大地體相切，切，設(shè)想把橢球體和大地體相切，切點點 PP位于位于 P P點的鉛垂線方向上，這時，橢球面上點的鉛垂線方向上，這時，橢球面上 PP的法線與該點對大地水準面的鉛垂線相重合，并的法線與該點對大地水準面的鉛垂線相重合，并使橢球的短軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行。這項確定橢球體使橢球的短軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行。這項確定橢球體與大地體之間相

2、互關(guān)系并固定下來的工作，稱為參與大地體之間相互關(guān)系并固定下來的工作，稱為參考橢球體的定位，考橢球體的定位，P P點則稱為大地原點。點則稱為大地原點。 1.1測繪學(xué)測繪學(xué)1.基本概念基本概念 研究地球的形狀和大小以及確定地面點位的科學(xué)。研究地球的形狀和大小以及確定地面點位的科學(xué)。一、測量學(xué)概念一、測量學(xué)概念2.現(xiàn)代科技條件下的測量科學(xué)現(xiàn)代科技條件下的測量科學(xué) 是對地球整體及其表面和外層空間的物體與地理分布有關(guān)信息的采集，并賦予處理、管理、更新等過程的科學(xué)技術(shù)。測繪學(xué)獲得的數(shù)據(jù)或圖象成為可以儲備、傳播、應(yīng)用的地球空間信息。二、測量工作分二、測量工作分類類1、測定：是指使用測量儀器和工具，通過測量和

3、計算，測定點的坐標，或把地球表面的地形按比例縮繪成地形圖。地面 圖上縮小2、測設(shè)：是指把圖紙上規(guī)劃設(shè)計好的建筑物、構(gòu)筑物等的位置在地面上標定出來、 作為 施工的依據(jù)。圖上 地面放大三、測量學(xué)科的組成三、測量學(xué)科的組成 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測量學(xué)已發(fā)展為多個學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測量學(xué)已發(fā)展為多個學(xué)科。按照研究對象和研究范圍的不同，測量學(xué)可劃分為以下按照研究對象和研究范圍的不同，測量學(xué)可劃分為以下幾個學(xué)科幾個學(xué)科： 大地測量學(xué)大地測量學(xué) 地形測量學(xué)地形測量學(xué) 攝影測量學(xué)攝影測量學(xué) 工程測量學(xué)工程測量學(xué) 海洋測繪學(xué)海洋測繪學(xué) 地圖制圖學(xué)地圖制圖學(xué) 大地測量學(xué)大地測量學(xué) 其基本任務(wù)是建立國家大地

4、控制網(wǎng)，為地其基本任務(wù)是建立國家大地控制網(wǎng)，為地形測圖和各種工程測量提供基礎(chǔ)起算數(shù)據(jù)；按形測圖和各種工程測量提供基礎(chǔ)起算數(shù)據(jù)；按照測量手段的不同，大地測量學(xué)又分為常規(guī)大照測量手段的不同，大地測量學(xué)又分為常規(guī)大地測量學(xué)、衛(wèi)星大地測量學(xué)及物理大地測量學(xué)地測量學(xué)、衛(wèi)星大地測量學(xué)及物理大地測量學(xué)等。等。地形測量學(xué)地形測量學(xué) 是研究如何將地球表面局部區(qū)域內(nèi)的地是研究如何將地球表面局部區(qū)域內(nèi)的地物、地貌及其它有關(guān)信息測繪成地形圖的理物、地貌及其它有關(guān)信息測繪成地形圖的理論、方法和技術(shù)的學(xué)科。按成圖方式的不同論、方法和技術(shù)的學(xué)科。按成圖方式的不同地形測圖可分為模擬化測圖和數(shù)字化測圖。地形測圖可分為模擬化測圖

5、和數(shù)字化測圖。海洋測繪學(xué)海洋測繪學(xué)： 研究以海洋和陸地水域為對象所進行的測量研究以海洋和陸地水域為對象所進行的測量和海圖編制工作。和海圖編制工作。攝影測量與遙感攝影測量與遙感研究利用攝影機或其他傳感器采集被測物體的研究利用攝影機或其他傳感器采集被測物體的圖像信息，經(jīng)過加工處理和分析，以確定被測圖像信息，經(jīng)過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位置，并判斷其性質(zhì)的理物體的形狀、大小和位置，并判斷其性質(zhì)的理論和方法。測繪大面積的地表形態(tài)，主要用航論和方法。測繪大面積的地表形態(tài)，主要用航空攝影測量。空攝影測量。地圖制圖學(xué)地圖制圖學(xué) 它的基本任務(wù)是利用各種測量成果編制它的基本任務(wù)是利用各種測量

6、成果編制各類地圖，其內(nèi)容一般包括地圖投影、地圖各類地圖，其內(nèi)容一般包括地圖投影、地圖編制、地圖整飾和地圖制印等分支。編制、地圖整飾和地圖制印等分支。 工程測量學(xué)工程測量學(xué) 是研究各項工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運是研究各項工程在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理階段所進行的各種測量工作的學(xué)科。營管理階段所進行的各種測量工作的學(xué)科。各項工程包括：工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、各項工程包括：工業(yè)建設(shè)、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利工程、地下工程、管線（輸電線、隧道、水利工程、地下工程、管線（輸電線、輸油管）工程、礦山和城市建設(shè)等。一般的工輸油管）工程、礦山和城市建設(shè)等。一般的工程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運

7、營管理三程建設(shè)分為規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理三個階段。工程測量學(xué)是研究這三階段所進行的個階段。工程測量學(xué)是研究這三階段所進行的各種測量工作。各種測量工作。四、四、土木工程測量的主要任務(wù)土木工程測量的主要任務(wù)土木工程測量是研究土木工程建設(shè)在勘察設(shè)計、施工建設(shè)及土木工程測量是研究土木工程建設(shè)在勘察設(shè)計、施工建設(shè)及運營管理等階段中各項測量工作運營管理等階段中各項測量工作 工程建設(shè)三階段 測量的任務(wù) 勘測設(shè)計 控制，繪制地形圖控制，繪制地形圖 施工建設(shè) 施工放樣，竣工測量施工放樣，竣工測量 運營管理 安全監(jiān)測，變形測量安全監(jiān)測，變形測量 1、在工程規(guī)劃設(shè)計階段：需要測繪待設(shè)在工程規(guī)劃設(shè)計階段：需要測

8、繪待設(shè)計的工程所在區(qū)域的地形圖，以供規(guī)劃計的工程所在區(qū)域的地形圖，以供規(guī)劃設(shè)計使用。設(shè)計使用。 2、在工程施工過程中：在工程施工過程中：需要將圖紙上設(shè)計好需要將圖紙上設(shè)計好的工程建筑物按照設(shè)計數(shù)據(jù)將其標定到實地的工程建筑物按照設(shè)計數(shù)據(jù)將其標定到實地（這項工作叫做測設(shè)，也叫做施工放樣），以（這項工作叫做測設(shè)，也叫做施工放樣），以及在施工過程中進行施工質(zhì)量檢測，確保工程及在施工過程中進行施工質(zhì)量檢測，確保工程施工的準確性。施工的準確性。3、在工程竣工時：在工程竣工時：需要進行竣工驗收測量。需要進行竣工驗收測量。測繪竣工總平面圖?？⒐y量成果主要是：竣工測繪竣工總平面圖。竣工測量成果主要是：竣工總平

9、面圖、分類圖、斷面圖以及細部坐標、高程總平面圖、分類圖、斷面圖以及細部坐標、高程明細表。它們是工程改建、擴建和管理維護所必明細表。它們是工程改建、擴建和管理維護所必需的資料。需的資料。4、在工程運營管理期間，對大型工程以及在工程運營管理期間，對大型工程以及精密工程需要定期進行變形監(jiān)測以掌握其變精密工程需要定期進行變形監(jiān)測以掌握其變形規(guī)律形規(guī)律建筑物的變形觀測。建筑物的變形觀測。（建材基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定情況）（建材基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定情況）確保工程運營安全。為鑒定工程質(zhì)量及地質(zhì)基礎(chǔ)研為鑒定工程質(zhì)量及地質(zhì)基礎(chǔ)研究提供資料究提供資料 由此可以看出測量在國民經(jīng)濟中的作用，它是基礎(chǔ)性、先行由此可以看出

10、測量在國民經(jīng)濟中的作用，它是基礎(chǔ)性、先行性的工作，貫穿于工程的至始至終，這就要求從事工程建設(shè)的性的工作，貫穿于工程的至始至終，這就要求從事工程建設(shè)的技術(shù)人員必須掌握一定的測量知識和技能，這是進行工程技術(shù)技術(shù)人員必須掌握一定的測量知識和技能，這是進行工程技術(shù)工作的基本條件。工作的基本條件。五、學(xué)習(xí)課程的基本要求五、學(xué)習(xí)課程的基本要求 、準確掌握測繪學(xué)的基本概念、基本理論 （含誤差基本理論）。、熟練掌握常規(guī)測量儀器 S3、J6的正規(guī)使用方法，掌握小區(qū)域圖根控制測量的內(nèi)、外業(yè)，基本掌握大比例尺地形圖的測繪方法以及地形圖的閱讀與應(yīng)用方法。上述內(nèi)容,具體地說包括如下六項基本技能:測、記、算、繪、用、放。

11、 測 儀器使用和觀測的正規(guī)操作方法。 記 正規(guī)的記錄方法。 算 準確地按正規(guī)格式進行內(nèi)業(yè)計算或應(yīng)用計算機編程進行計算。 繪 繪制地形圖方法。 用 地形圖的閱讀與應(yīng)用方法。 放 正規(guī)的施工放樣及施工質(zhì)量檢測方法。四心熱心、愛心、耐心、齊心 。 一一. . 地球的形狀和大小地球的形狀和大小 高山陸地 丘陵 海洋1.2地球的形狀及地面點位的確定地球的形狀及地面點位的確定 由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，使得地球成橢球形。地球由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，使得地球成橢球形。地球表面并不光滑，形狀十分復(fù)雜表面并不光滑，形狀十分復(fù)雜. . 但是這樣的高低變化但是這樣的高低變化與地球半徑與地球半徑6371km6371km相比

12、只有相比只有1/6001/600變化是微小的。變化是微小的。 所以我們可近似把海水面所包圍的地球所以我們可近似把海水面所包圍的地球形體看作地球的形狀形體看作地球的形狀。1 1、地球的自然表面、地球的自然表面 地球上的物體將受到地球引力、離地球上的物體將受到地球引力、離心力等多種力的作用，這兩個力的心力等多種力的作用，這兩個力的合力稱為合力稱為重力重力，重力方向即為，重力方向即為鉛垂線鉛垂線方向。方向。重重力力引引力力鉛垂線是測量工作的基準線鉛垂線是測量工作的基準線2 2、地球的物理表面、地球的物理表面水準面水準面 特點特點：1.重力等位面，其表面處處與重力方向垂直。重力等位面，其表面處處與重力

13、方向垂直。 2.有無窮多個，但各水準面之間是不平行的。有無窮多個，但各水準面之間是不平行的。 3.是不規(guī)則的閉合曲面。是不規(guī)則的閉合曲面。 水準面水準面：自由、靜止的水面。：自由、靜止的水面。 處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面。地球自地球自然表面然表面 水準面水準面大地水準面大地水準面： 與平均海水面吻合的水準面。與平均海水面吻合的水準面。將它向整個陸地延伸，用所形將它向整個陸地延伸，用所形成的封閉曲面代替地球表面，成的封閉曲面代替地球表面，這個曲面稱為大地水準面。這個曲面稱為大地水準面。大地水準面是測量工作的基準面。大地水準面是測量工作的基準面。作用作用：高程起算面

14、。：高程起算面。大地體：大地體：大地水準面所包圍的形體。大地水準面所包圍的形體。 由于大地水準面是一個不規(guī)則的曲面，不能用數(shù)學(xué)公式表述，因而需要尋找一個理想的幾何體代表地球的形狀和大小。 該幾何體必須滿足兩個條件： 形狀接近地球自然形體； 可以用簡單的數(shù)學(xué)公式表示。3 3、地球的數(shù)學(xué)表面、地球的數(shù)學(xué)表面參考橢球體面參考橢球體面 規(guī)則曲面規(guī)則曲面，測量計算的基準面。，測量計算的基準面。 與大地水準面非常接近的數(shù)學(xué)形體，由一個橢圓繞其短軸與大地水準面非常接近的數(shù)學(xué)形體，由一個橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成。旋轉(zhuǎn)而成。 由于地球橢球體的扁率很小，當測區(qū)不大時，可將地球當作半徑為6371公里的圓球。當面積很小時

15、，也可用水平面代替水準面，作為局部地區(qū)的測量基準面。水平面水平面：過水準面上某點與水準面相切的平面。測量工作的基準線和基準面 測量工作的基準線鉛垂線（重力的作用線） 測量工作的基準面大地水準面。 測量內(nèi)業(yè)計算的基準線法線。 測量內(nèi)業(yè)計算的基準面參考橢球面。O OG G 大地水 準面鉛垂線如地面點： A （X，Y，H）X 、 Y：表示地面點的平面位置，該點在基準面上的投影位置 對其坐標系的坐標。H: 沿投影方向到基準面的距離（表示點的高低）CYABabcX二、確定地面點位的方法S緯線NO地地 軸：軸：地球的自轉(zhuǎn)軸地球的自轉(zhuǎn)軸(NS)(NS)，NN為北極，為北極，S S為南極。為南極。子午面：子午

16、面：過地球某點與地軸所組成的平面。過地球某點與地軸所組成的平面。子午線：子午線：子午面與地球面的交線，子午面與地球面的交線， 又叫經(jīng)線。又叫經(jīng)線。起始子午面：起始子午面：通過英國格林尼治天文臺的子午面通過英國格林尼治天文臺的子午面NGSNGS 。并并 作為經(jīng)度計量的起點。作為經(jīng)度計量的起點。 緯緯 線：線：垂直于地軸的平面與地垂直于地軸的平面與地 球面的交線。球面的交線。赤道平面：赤道平面：垂直于地軸并通過垂直于地軸并通過 地球中心的平面地球中心的平面WMEWME。 它是緯度計量的起始面。它是緯度計量的起始面。 赤赤 道：道：赤道平面與地球面的交線。赤道平面與地球面的交線。WE赤道赤道赤道平面

17、赤道平面起始子午面起始子午線G 橢球上的基本概念赤道赤道平面平面OPM大地經(jīng)度L大地緯度BnLB起始子午面起始子午面（首子午面）（首子午面） SN1、大地坐標 以參考橢球面為基準面，地面點沿橢球面的法線投影在該基準面上的位置，稱為該點的大地坐標大地坐標。該坐標用大地經(jīng)度和大地緯度表示。大地坐標（L，B）因所依據(jù)的橢球體面不具有物理意義而不能直接測得，只可通過計算得到。 我國大地原點我國大地原點位于 陜省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。（該點的大地經(jīng)、緯度與天文經(jīng)、緯度相等）我國統(tǒng)一采用的坐標系為“1980年國家坐標系”。大地原點：全國統(tǒng)一坐標的起算點。在實際測量工作中，若用以角度為度量單位的在實際測量工作中，若

18、用以角度為度量單位的球面坐標來表示地面點的位置是不方便的，通球面坐標來表示地面點的位置是不方便的，通常是采用平面直角坐標。常是采用平面直角坐標。 我國采用我國采用高斯平面直角坐標高斯平面直角坐標，小地區(qū)范圍內(nèi)，小地區(qū)范圍內(nèi) 也可采用也可采用獨立平面直角坐標獨立平面直角坐標。 不同點：不同點：1 1、 x x，y y軸互異。軸互異。2 2、 坐標象限不同。坐標象限不同。3 3、度量角度的方、度量角度的方 向不同。向不同。相同點：相同點： 數(shù)學(xué)計算公式相同。數(shù)學(xué)計算公式相同。 平面直角坐標系與數(shù)學(xué)上的笛卡爾平面直平面直角坐標系與數(shù)學(xué)上的笛卡爾平面直角角 坐標系的異同點坐標系的異同點 ：高斯平面直角

19、坐標系高斯平面直角坐標系笛卡爾坐標系笛卡爾坐標系ooyyxxppx=Dcosy=Dsiny=Dsinx=Dcosy=Dsiny=DsinDD（1 1）、高斯投影的概念）、高斯投影的概念 當測區(qū)范圍較大時，要建立平面坐標系，就不能忽略當測區(qū)范圍較大時，要建立平面坐標系，就不能忽略地球曲率的影響，為了解決球面與平面這對矛盾，則必須地球曲率的影響，為了解決球面與平面這對矛盾，則必須采用地圖投影的方法將球面上的大地坐標轉(zhuǎn)換為平面直角采用地圖投影的方法將球面上的大地坐標轉(zhuǎn)換為平面直角坐標。目前我國采用的是高斯投影，高斯投影是一種橫軸坐標。目前我國采用的是高斯投影，高斯投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影，該投

20、影解決了將橢球面轉(zhuǎn)換為平面的等角切橢圓柱投影，該投影解決了將橢球面轉(zhuǎn)換為平面的問題。問題。 它是由德國數(shù)學(xué)家高斯它是由德國數(shù)學(xué)家高斯(Gauss，17771855)提出，提出，后經(jīng)德國大地測量學(xué)家克呂格后經(jīng)德國大地測量學(xué)家克呂格(Kruger，18571923)加以加以補充完善，故又稱補充完善，故又稱“高斯高斯克呂格投影克呂格投影”，簡稱，簡稱“高斯投高斯投影影”。 高斯投影高斯投影采用分帶投影。將橢球面按采用分帶投影。將橢球面按一定經(jīng)差分帶，分別進行投影。一定經(jīng)差分帶，分別進行投影。 格林尼治596012357赤 道0612 18466帶的劃分：帶的劃分：從經(jīng)度0開始，將整個地球分成60個帶

21、，6為一帶。每帶的中央子午線經(jīng)度 我國6帶共11個（1323）。36 N3帶的劃分帶的劃分： 從東經(jīng)開始，將整個地球分成120個帶，3為一帶。每帶的中央子午線經(jīng)度 我國3帶共21個（2545）。 格林尼治5赤 道0N3NSc赤道赤道高斯投影平面高斯投影平面赤道赤道中央子午線中央子午線、坐標系的建立、坐標系的建立設(shè)想有一圓柱，橫套在地球的外面，并于某一帶的中央子午線相切，然后將柱面沿通過南北兩極的母線切開，便得到了該帶在平面上的現(xiàn)狀，此平面便是高斯平面。取中央子午線作為縱軸x，赤道為橫軸y,交點為原點，便構(gòu)成了高斯平面直角坐標系。高斯投影必須滿足：高斯投影必須滿足：1 1高斯投影為正形投影，高斯

22、投影為正形投影， 即等角投影；即等角投影； 2 2中央子午線投影后為直中央子午線投影后為直 線，且為投影的對稱軸；線，且為投影的對稱軸；3 3中央子午線投影后長度中央子午線投影后長度 不變。不變。高斯投影平面高斯投影平面赤道赤道中央子午線中央子午線中央子午線中央子午線投影后為直線，投影后為直線，且長度不變。且長度不變。除中央子午線外，除中央子午線外，其余子其余子午線午線的投影均為凹向中央的投影均為凹向中央子午線的曲線，并以中央子午線的曲線，并以中央子午線為子午線為對稱軸對稱軸。投影后。投影后有長度變形。有長度變形。赤道線赤道線投影后為直線，但投影后為直線，但有長度變形。有長度變形。赤道赤道中央

23、子午線中央子午線平行圈平行圈子午線子午線O Ox xy y除赤道外的其余緯線，投除赤道外的其余緯線，投影后為凸向赤道的曲線，并影后為凸向赤道的曲線，并以赤道為對稱軸。以赤道為對稱軸。經(jīng)線與緯線投影后仍然保經(jīng)線與緯線投影后仍然保持正交。持正交。 所有長度變形的線段，其所有長度變形的線段，其長度變形比均大于長度變形比均大于l l。離離中央子午線愈遠，長度中央子午線愈遠，長度變形愈大。變形愈大。赤道赤道中央子午線中央子午線平行圈平行圈子午線子午線O Ox xy y 按照按照66帶帶劃分的規(guī)定，第劃分的規(guī)定，第1 1帶中央子午線的經(jīng)帶中央子午線的經(jīng)度為度為33，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號的關(guān)系，其余

24、各帶中央子午線經(jīng)度與帶號的關(guān)系是：是： L L。=6N=6N33 （NN為為66帶的帶號）帶的帶號） 例：例：2020帶中央子午線的經(jīng)度為帶中央子午線的經(jīng)度為 L L。66 13 133375 75 按照按照3帶帶劃分的規(guī)定，第劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度帶中央子午線的經(jīng)度為為3，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號的關(guān)系是：，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號的關(guān)系是： L。=3n （n為為3帶的帶號）帶的帶號） 例：例：120帶中央子午線的經(jīng)度為帶中央子午線的經(jīng)度為 L。3 43129 若已知某點的經(jīng)度為若已知某點的經(jīng)度為L L，則該點的，則該點的66帶的帶號帶的帶號NN由下式計算：由下式計算：

25、NN （取整）（取整）+1+1 若已知某點的經(jīng)度為若已知某點的經(jīng)度為L L，則該點所在，則該點所在33帶的帶號按下式計算：帶的帶號按下式計算： n n （四舍五入）（四舍五入）6L3L 由于我國的位于由于我國的位于北半球，東西橫跨北半球，東西橫跨1212個個66帶，各帶又獨自帶，各帶又獨自構(gòu)成直角坐標系。構(gòu)成直角坐標系。 故：故：X X值均為正值均為正， 而而Y Y值則有正有負值則有正有負。世界地圖世界地圖赤赤 道道（4）我國高斯平面直角坐標的表示）我國高斯平面直角坐標的表示xyo1p2pmymxpp280.272440180.23283622mymxpp360.136780650.30285

26、511mymxpp720.227559180.23283622（帶號）mymxpp360.636780)(650.30285511帶號500km =500000+ =+ 636780.360m = 500000+ =+ 227559.720m1py2py2py1py國家統(tǒng)一坐標：國家統(tǒng)一坐標：2211,ppppxxxx（帶號）（帶號）（帶號）（帶號）方法：（方法：（1）先將自然值的橫坐標）先將自然值的橫坐標Y加上加上500000米；米； （2）再在新的橫坐標）再在新的橫坐標Y之前標以之前標以2位數(shù)的帶號。位數(shù)的帶號。 例：例：有一國家控制點的坐標有一國家控制點的坐標: :x=3102467.2

27、80m ,y=19367622x=3102467.280m ,y=19367622380m380m，（1 1）該點位于）該點位于6 6 帶的第幾帶？帶的第幾帶？（2 2）該帶中央子午線經(jīng)度是多少？）該帶中央子午線經(jīng)度是多少？（3 3）該點在中央子午線的哪一側(cè)？）該點在中央子午線的哪一側(cè)？ （4 4）該點距中央子午線和赤道的距離為多少？）該點距中央子午線和赤道的距離為多少？（第（第19帶）帶） （L。=619-19-3=111）（先去掉帶號，原來橫坐標（先去掉帶號，原來橫坐標y367622.380500000-132377.620m，在西側(cè)），在西側(cè)）（距中央子午線（距中央子午線132377.6

28、20m，距赤道，距赤道3102467.280m）3、 獨立平面直角坐標獨立平面直角坐標 當測區(qū)范圍較小時，可將大地水準面看作平面， 并在平面上建立獨立平面直角坐標系； 地面點的位置可用平面直角坐標確定； 坐標系原點一般 選在測區(qū)西南角 （測區(qū)內(nèi)X、Y均為正值）； 原點坐標值可以假定，也可 以采用高斯平面直角坐標； 規(guī)定：X 軸向北為正， Y軸向東為正。OXY 測區(qū)北4.4.空間直角坐標空間直角坐標目前，衛(wèi)星大地測量的日益發(fā)展，常用地心空間直角坐標來表示目前，衛(wèi)星大地測量的日益發(fā)展，常用地心空間直角坐標來表示空間一點。空間一點。 坐標原點坐標原點 O O：地球橢球體中心（與質(zhì)心重合）：地球橢球體

29、中心（與質(zhì)心重合） Z Z 軸軸 方方 向：向： 指向地球北極指向地球北極 X X 軸軸 方方 向：向： 指向格林尼治子午面與地球赤道面之交指向格林尼治子午面與地球赤道面之交 點點 Y Y 軸軸 方方 向：向： 垂直于垂直于XOZXOZ平面，構(gòu)成右手坐標系。平面，構(gòu)成右手坐標系。 此坐標系可以統(tǒng)一各國的大地控制網(wǎng)，可使各國的地理信息此坐標系可以統(tǒng)一各國的大地控制網(wǎng)，可使各國的地理信息“無縫無縫”銜接。銜接。 YP(X、Y、Z)XYZZX例如：地面上任意點例如：地面上任意點P P的空間直的空間直 角坐標（角坐標（X X、Y Y、Z Z）三、地面點的高程三、地面點的高程 地面點的高程： 地面點沿鉛

30、垂方向到 大地水準面的距離。 注：地面點在大地水 準面以上，H為正； 地面點在大地水準 面以下，H為負。 如圖：HA= 166.780m HB= - 136.680mA 大地水準面HABHB1.絕對高程（海拔） ：某點沿鉛垂線方向到 大地水準面的距離。如：HA、HC。海水面是一個動態(tài)曲面，它的高差時刻變化，我國在青島海邊設(shè)立一個驗潮站，進行長期觀測，以海平面的平均高度作為高程零點，通過該零點的水準面，即是大地水準面。水準原點72.2604米-1985年國家高程基準。全國各地有許多等級不同的水準點，它們的高程都以大地水準面起算的。 水準原點 全國高程的起算點。目前我國統(tǒng)一采用1985年國家高程基

31、準 。2.相對高程： 某點沿鉛垂線方向到任意水準面的距離。 如：HA、HC 。3.高差： 地面上兩點高程之差。 如：hAC = HC HA hAC = HC HA當hAC為正時， C點高于A點；當hAC為負時， C點低于A點；特性：方向性。特性：方向性。 除此之外，我們還可以在無數(shù)個水準面中任選一個作為高程的起算面，這時所得的高程稱為1.3 水平面代替水準面的限度水平面代替水準面的限度 在實際測量工作中，在一定的測量精度要求和測區(qū)面積不大的情況下，往往以水平面直接代替水準面，就是把較小一部分地球表面上的點投影到水平面上來決定其位置。但在多大面積范圍能容許以平面投影代替球面投影的問題就必須加以討

32、論了。以下的內(nèi)容是假定大地水準面作為一個圓球面來敘述的。一、對距離的影響一、對距離的影響在圖中，設(shè)DAE為水準面， AB為其上的一段圓弧，設(shè)長度為S，其所對圓心角為，地球半徑為R。另自A點作切線AC，設(shè)長為t，如果將切于A點的水平面代替水準面，即以相應(yīng)的切線段AC代替圓弧AB，則在距離方面將產(chǎn)生誤差S，由圖得StABACS相對差值：RsRtgt23331)31(tRsRRRtgsS2Rsss上式中取R=6371km，則 結(jié)論： 在半徑為10km的圓面積內(nèi)進行長度的測量 時，可以不必考慮地球曲率的影響，即可把水準面當作水平面看待。 S/km S/mm S/S 10 8 1/1220000 20

33、66 1/304000 50 1027 1/48700二、對高程的影響二、對高程的影響兩點間投影的水平距離與在大地水準面上的弧長相差很小，可用S代替t，同時h比地球半徑R小得可略去不計，故上式可寫成 hhRhRhR2tt)(2222RSh22 S/km 0.05 0.10 0.20 1 10 h/mm 0.2 0.8 3.1 78.5 7850結(jié)論: 地球曲率的影響對高差而言，即使在很短的距離也必須加以考慮。三三. .對水平角的影響對水平角的影響 在半徑在半徑10km10km范圍內(nèi)范圍內(nèi), ,對水平角的影響可以忽略不計對水平角的影響可以忽略不計. .2RP 球面角超球面角超 ： P = 10k

34、m2 2 時，時， =0.05 ” P = 100km2 2 時，時， =0.51 ” P = 400km2 2 時，時， =2.03 ” P = 2500km2 時，時， =12.70 ” 1.4 測量工作概述測量工作概述一、測量的基本工作一、測量的基本工作 測量工作的主要目的是確定點的坐標和高程。 地面點的三維坐標(X，Y，H)一般是間接測出的。設(shè)A、B、C為地面上的三點投影到水平面上的位置分別為a、b、c.要想確定B點的高程，需要知道A、B兩點間的高差hAB ，這樣B點的位置就完全確定 。如果A點的位置已知，要確定B點的平面位置，需要確定B點到A點在水平面上的水平距離DAB和B點位于A點的方