測量學第一章 緒論

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電子課件院系：建工學院土木系主講：謝勝華工程測量工程測量課程教材：現(xiàn)代普通測量學（第2版），清華大學出版社，2009.主編：王儂，過靜珺主編

主講：謝勝華聯(lián)系方式：；

本網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站：學習本課程的目的本課程是研究地球表面形狀和大小及其確定空間點位的科學。本課程主要內(nèi)容包括測量基本工作、地形測量和施工測量。測量基本工作主要介紹高程、角度和距離測量的原理方法。地形測量主要介紹小地區(qū)控制測量的分類與施測方法，大比例尺地形圖的測繪，地形圖的使用。施工測量主要介紹施工測量的基本工作、基本方法，土木工程施工過程中的軸線測設(shè)、曲線測設(shè)和變形觀測。通過學習使學生獲得測量學基本理論知識，了解現(xiàn)代測量技術(shù)發(fā)展的趨勢，通過測量實踐使學生熟練掌握測量儀器的操作技能。對學生今后從事土木工程的勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理中使用測量資料、測量儀器，解決有關(guān)工程問題均有實際意義。課程概況和教學要求測量學是工程類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是一門實踐性較強的課程，按著課程內(nèi)容體系可劃分為理論教學與實踐教學兩部分內(nèi)容。測量學的理論課時為32學時，主要課程內(nèi)容有：測量學的基本知識；水準儀及高差測量；光學經(jīng)緯儀及角度測量；小區(qū)域控制測量；地形圖的測繪；常規(guī)光學測繪儀器的操作、使用、維護、檢校；記錄和計算測量成果的整理；簡要介紹幾種工程測量。課程概況和教學要求教學內(nèi)容以應(yīng)用為目的，突出針對性補充新內(nèi)容，削弱部分過時內(nèi)容傳統(tǒng)的測量學教材在某些方面已經(jīng)落后，為了使同學們能夠了解到最新的前沿知識，我們首先在儀器操作方面除了介紹常規(guī)光學儀器外，還補充以下新內(nèi)容：全站儀原理與使用；電子水準儀(條碼水準儀)原理與使用；在新理論中加入了GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)；數(shù)字化成圖等簡介。以測距儀導線或全站儀導線作為小地區(qū)控制測量中的核心內(nèi)容，鋼尺導線可作一般介紹。采用多種形式進行教學

在《測量學》的教學方式上有課堂講授、習題課、實習等，各種教學方式之間既有聯(lián)系又有區(qū)別。每種教學方式都發(fā)揮著各自的作用。加強課程教學管理。課堂、實驗課嚴格要求，按時完成作業(yè)，不要曠課早退。

考核：平時30％，期末考核70％四次課間實習安排第四周：水準儀認識第五周：普通水準測量第七周:經(jīng)緯儀認識第八周：經(jīng)緯儀的使用、測回法測水平角、豎直角的觀測地點：土木系測量儀器室建工南三樓301教室實習小組：共分14組,7-9人一組（班長把組分好,下課后交給老師一份）實習指導書加習題冊:（要求每人必須有）注意事項:1.事先預(yù)習；

2.早點去，及時還(押卡領(lǐng)儀器)； 3.愛惜儀器，注意人與儀器的安全；

4.多動腦筋，多問問題。

教學內(nèi)容普通測量學測量工作的基本任務(wù)（1）（2）（3）（4）測量誤差的基本知識（5）小區(qū)域控制測量（6）（7）工程測量學建筑工程測量（9）（10）道橋工程測量（11）測繪新技術(shù)（12）第一章緒論

本章主要內(nèi)容測繪工作的任務(wù)及其作用地球的形狀和大小地面坐標系的建立測量工作的內(nèi)容與原則測繪榜工作棵的任昨務(wù)及血其作爐用測量猴學的躬基本哨概念駐和研代究內(nèi)魄容測繪鉤科學積：研究滴如何青確定稍地球睡的形倡狀和浸大小規(guī)及地賢面、腫地下豆和空擺間各貝種物點體的伴幾何溜形態(tài)撲及其帖空間氧位置勇的科惠學，事目的掘是為拜人類狠了解納自然或、認凡識自敗然和璃能動炒地改昂造自耳然的斬能力揚。主要鞠任務(wù)精確架地測沉定地嶼面點朝的位販置及塑地球網(wǎng)的形非狀和帶大小將地霞球表蜘面的蹈形態(tài)障及其咬他相啞關(guān)信子息測硬繪成奏圖建筑響物的幫放樣趟（測納設(shè)）測繪肝學科釋的主蠢要分俘支大地派測量果學:洋Ge材od貢es祖y它(G逮eo慌de爆ti甜c呢Su槐rv遞ey姓in環(huán)g)它是溪以地情球表絕面大臺區(qū)域紗為研宋究對凱象，謎研究弱和測訓定地化球形綠狀、瓶大小裹和地幫球辨重力杏場，破以及舊測定古地面黃點幾垮何位虹置的把學科存?，F(xiàn)褲代大完地測羅量學磚包括殊幾何叨大地彩測量猜學、給物理凡大地涼測量計學和句衛(wèi)星程大地眾測量跌學三趨個主貫要部帝分。測繪味學科俘的主齊要分辟支地形朽測量級學(普通蓋測量盼學):To帆po苗gr仗ap為hi尼c拍su抖rv僻ey較in墳g是研爭究測銅繪地村形圖勢的基峽本理史論、提技術(shù)沒和方使法的務(wù)學科晨。測繪鵝學科勺的主穗要分錄支攝影籃測量戲?qū)W：Ph閱ot巾og交ra斤mm解et歡ry攝影嗎測量申學是籃利用界攝影疊或遙狗感的父手段膜獲取公被測瓣物體鞭的信想息(影像修的或穩(wěn)數(shù)字觀式的)，經(jīng)蔽過對朋圖像佳的處刮理、喘量測觸、判娛釋和誓研究欺，以開確定稅被測花物體豈的形煙狀、留大小糟和位喊置，么并判澤斷其蹄性顧質(zhì)的惡一門只學科規(guī)。按怒獲取撥像片耽的方峰法不溜同，掀分為叔地面揮立體較攝影賴測量響學和鏡航空逢攝影桶測量宵學。測繪歐學科扁的主吸要分屑支Go篩og絲式le慶e嘉ar首th測繪全學科瘋的主宮要分匹支工程罷測量鑰學：En游gi前ne內(nèi)er濾in夕g京Su霜rv霞ey薦in固g定義元一：貧工程菌測量陡學是食研究塘各項鬧工程罪在規(guī)甚劃設(shè)漿計、居施工道建設(shè)竊和運傳營管再理階雁段所咳進行翻的各柏種測裕量工膠作的掌學科連。各肌項工有程包當括：建工業(yè)車建設(shè)犯、鐵輩路、須公路券、橋攀梁、震隧道姐、水嘴利工詠程、東地下價工程找、管努線（賤輸電痛線、載輸油炒管）準工程被、礦住山和乖城市回建設(shè)航等。饒一般洲的工嶼程建單設(shè)分嚴為規(guī)團劃設(shè)帝計、詢施工敗建設(shè)封和運供營管椒理三浸個階西段。開工程溉測量配學是脫研究傳這三線階段泡所進焰行的噸各種恒測量吊工作膝。定義乞二：鵝工程覽測量足學主牧要研芬究在牲工程海、工傭業(yè)和氧城市突建設(shè)裝以及惡資源逮開發(fā)著各個套階段餐所進逃行的鄉(xiāng)豐地形樸和有默關(guān)信征息的惡采集遼和處膜理，份施工愈放樣昌、設(shè)倦備安耕裝、務(wù)變形咬監(jiān)測袍分析謊和預(yù)蘆報等鈔的理點論、必方法做和技盆術(shù)，話以及竄研究艘對測利量和貞工程顯有關(guān)閱的信烏息進陸行管治理和嘉使用躬的學按科，跡它是裕測繪臟學在桿國民固經(jīng)濟抹和國麥防建松設(shè)中達的直止接應(yīng)桶用。定義丈三：弊工程峰測量資學是汁研究棗地球買空間所（包果括地銜面、敲地下艇、水娛下、媽空中霞）中殼具體累幾何巴實體遲的測慎量描破繪和方抽象飯幾何薯實體結(jié)的測原設(shè)實受現(xiàn)的膚理論滅、方頂法和促技術(shù)鏟的一鞭門應(yīng)齊用性目學科滔。它趙主要享以建愿筑工懇程、崇機器眉和設(shè)部備為牢研究劣服務(wù)胡對象祥。測繪告學科當?shù)闹鞯∫稚抑Чこ烫敎y量餓學：En辟gi哪ne密er方in紫g億Su腰rv劈燕ey酒in斃g測繪婆學科煎的主秒要分糞支地圖巾制圖壯學：Ca尚rt牢og暖ra遍ph寒y地圖鼠制圖本學是啟以地協(xié)圖信湯息傳毅輸為枕中心給，探嚷討地買圖及銷其制鉆作的驅(qū)理論易、工哥藝技轉(zhuǎn)術(shù)和淡使用泄方法蠶的一炒門榆綜合懲性學群科。測繪扔工作偽的作某用規(guī)劃提供拍基礎(chǔ)餐數(shù)據(jù)提供陳地圖行政裂勘界圾與權(quán)潛屬定扔界提供控各種喬工程幼需要東的測柄量技魔術(shù)軍事峽測繪測繪蝴學科靈的發(fā)潮展現(xiàn)代:工程盲方面,以特熱大型雞建筑擋對工知程測串量的陡精度,準度跪進一謙步提扁高。測繪躲學科霞的發(fā)眠展3S技術(shù)RS段:冠Re損mo捆te祝S狹en否si壇ngGI免S:甘G炎eo哲gr還ap挎hi眼ca妄l親In康fo廣rm羅at稠io形n召Sy圓st虹emGP恭S:外G蘆lo僻ba諸l鋪Po框si鐵ti頁on唉in疼g革Sy該st繞em測繪著學科派的發(fā)遣展GP銳S吸(G好lo祥ba揉l(xiāng)啊Po跳si癢ti灰on鵝in款g抄Sy各st刪em反):導航,授時,定位…測繪棚學科購的發(fā)刮展測繪洲學科蝕的發(fā)落展GI輔S(務(wù)Ge逐og奴ra疫ph雪ic矮al炕I辰nf咐or僻ma含ti但on倉S晨ys扮te徑m)眼:地理遼信息扁系統(tǒng)測繪癥學科書的發(fā)徹展RS以(鐘Re雅mo雅te態(tài)S件en者si匆ng烘):遙感測繪昆學科嚴的發(fā)當展地球聚的形緞狀和伍大小地球盆自然冊表面是最枝自然厲的面福，包勝括海何洋底穴部、侄高山非高原獻在內(nèi)怒的固淺體地栗球表烈面。糕難以寸用一織個簡圍潔的物數(shù)學蜘表達保式描殖述出畏來，才所以欺不適蒸合于里數(shù)學迅建模蔽。陸輕地：29真.2權(quán)%海洋動：70磚.8需%最高岔：88絡(luò)44繭.4攤3m最低婚：-1燈10用22云m，地瞧球半例徑：投平均63破71墻km填.地球但的形愿狀和配大小水準閱面：重力榮位相弓同時確，受顫重力菠作用范的海盞水分藏子呈翻靜止圈狀態(tài)渠而形輝成的寬重力叫等位配面。特點言：處鑒處與取重力墻方向權(quán)垂直西。水叼準面跪有無惑窮個認。大地筍水準己面：通過沃平均棵海水帽面的哭水準減面即腸海水規(guī)靜止華時的購水準扣面。雞是測繪番工作桂的基療準面銹。大地舉體：靜止足海水額面向王陸地種延伸附形成續(xù)的封頑閉曲熱面所駱包圍克的地種球?qū)嵉Ⅲw。四代表紡了地含球的歡形狀雜和大悔小鉛垂炊線：重力臉的作傘用線析，是測量牌工作蘇的基奮準線咬。鉛垂線鉛垂線鉛垂線水準面地球劍的形鳴狀和限大小地球碗橢球洗體橢圓NW莊SE繞其撓短軸NS旋轉(zhuǎn)駝而成腎的旋主轉(zhuǎn)橢跳球體錘，又紋稱地喪球橢來球體蛇。NSEWOaba決定跨地球靠橢球禽體形顫狀和孩大小緣瑞的參漲數(shù)為膏橢圓他的長舊半徑a，短委半徑b及扁枝率α。地球僑的形啦狀和幟大小長半錘徑a，短爸半徑b及扁兔率α，其亡關(guān)系悲式為燙：我國腰目前絨采用翻的地壇球橢苦球體攀的參缸數(shù)值頑為：由于牌地球筒橢球匪體的劍扁率α很小揮，當塑測量假的區(qū)滾域不糕大時定，可燭將地轟球看鄙作半邪徑為63疲71跌km的圓它球。地球購的形更狀和坐大小橢球債定位孔：確定放大地搭水準致面與態(tài)橢球提面之巡壽間的構(gòu)相對喂關(guān)系擋以使款橢球墊體與河大地測體間異達到丘最好喚密合剃。大地殲原點燒：橢球丑定位見中選儲取的邪相切纏點NSWE地球橢球體大地水準面地球路的形事狀和隱大小我國灑目前貫采用冠的是19稿75年“背國際級大地綱測量靈與地尖球物暴理聯(lián)扎合會宋”推哨薦的識橢球葵參數(shù)顯，稱屋為“19恒80年國災(zāi)家大逗地坐渡標系紙”（苦簡稱80系）仔，大核地原血點位輸于陜飯西省扭涇陽旋縣永圍樂鎮(zhèn)約。地面辦點位員的確漫定地面歇點的零空間產(chǎn)位置聚須由趴三個的參數(shù)沈來確財定，童即該陷點在槐大地院水準拳面上篇的投集影位核置（諒兩個唯參數(shù)紛）和理該點耀的高役程。AA′地面失點位恐的確造定?地理愿坐標地面澤點在博大地筆水準摟面上還的投妙影位痕置，偷可用裁地理剖坐標悄和平裹面直絞角坐繳標表民示。地理蓋坐標曬：地廳面點閣在球古面（伴水準禿面）懲上的疲位置請用經(jīng)弊度和部緯度臥表示挑。由在于地到理坐婆標是張球面烤坐標擴，不攔便于蚊直接嶄進行憲各種收計算池。地面洗點位嘆的確到定?高斯尚平面汪直角皂坐標地圖策投影庭：將照球面楚上的山坐標犁轉(zhuǎn)換回到平先面。三種童投影才變形出：長鋒度變炊形、柔角度磁變形毅和面逼積變悲形三乳種。去對于槐地形芽圖的臘測繪纖來說存，要咱求投洲影后貼的角傘度保喚持不億變形羞，同第時長減度變差化也令要盡寧可能愧小，惕只有懸采用正形奴投影，才族能滿砌足上損述要弄求。利用累高斯蜜投影建法建競立的榜平面律直角店坐標團系，你稱為勞高斯請平面合直角庫坐標嘩系。在廣開大區(qū)奧域內(nèi)囑確定產(chǎn)點的勸平面拖位置叉，一浴般采圓用高竿斯平掘面直嶄角坐絨標。地面課點位埋的確圈定?高斯旬平面揪直角歪坐標高斯犧平面蜘直角伏坐標量系的筍建立NSO中央振子午揀線KK′LL′母線母線地面穩(wěn)點位校的確穩(wěn)定?高斯冷平面音直角腫坐標y(E)赤道

x(E)規(guī)定敘：①中央都子午羅線的禿投影言為該陡坐標順系的丟縱軸x，向任北為狼正。②赤道變的投壘影為欲橫軸y，向糾東為遭正。③兩軸卸的交砌點為已坐標犁原點O。地面烏點位哄的確昆定?高斯廚平面剛直角高坐標高斯倦投影疤的特涉點：中央曲子午郊線的芝投影呢為一旺條直天線，柳且投啦影之贊后的貿(mào)長度貧無變廣形；粒其余尼子午計線的絮投影筆均為架凹向流中央敬子午墨線的珍曲線講，且謝以中旗央子追午線關(guān)為對勒稱軸縣，離攔對稱淡軸越打遠，剛其長搜度變關(guān)形也押就越遼大；赤道扣的投巡壽影為狠直線檢，其竟余緯濫線的星投影奴為凸童向赤賠道的扛曲線避，并底以赤非道為扎對稱何軸；經(jīng)緯艙線投縫影后真仍保戰(zhàn)持相緞互正坊交的遇關(guān)系章，即纏投影植后無俱角度受變形廟；中央趴子午網(wǎng)線和問赤道掏的投熱影相算互垂扯直。地面助點位彼的確紫定?高斯嗚平面玩直角寨坐標Y●●yBBxAyAxBAXO500kmyAyB地面納點位擋的確高定?高斯支平面著直角凈坐標高斯矛分帶低投影投影嘴帶寬熄度：相鄰的子午溉面間甘的經(jīng)固度差膠來劃潮分首子午線第1帶0°12°6°央子中午線赤道NS地面汽點位限的確欺定?高斯掘平面抹直角遮坐標投影祖帶的外劃分3°9°0°6°117°111°105°120°114°108°102°99°93°87°81°96°90°84°78°201918171615141帶2帶393735333129273211°30′4°30′6°帶3°帶Nn地面發(fā)點位紐奉的確裁定?高斯羅平面界直角湯坐標6°帶：妄自中聲央子緩午面枝起，偏自西桂向東仔每6°為一線帶，屠全球局共分60帶。吃帶號n與其陸中央蟻子午采線的陡經(jīng)度(L6）有誰下列近關(guān)系吸：已知扮經(jīng)度L求帶撇號n：我國垂境內(nèi)蝕有11個6°帶（13帶到23帶）南京隔中心絡(luò)區(qū)的呢經(jīng)度11倆8046‘，則尸：地面外點位亡的確舞定?高斯永平面掠直角革坐標3°帶：異自東鋤經(jīng)1°蘭30飛′開始薄每隔微經(jīng)差3°劃分厘，全連球共變分12坦0帶。冰帶號n與其循中央率子午挺線的巷經(jīng)度(L3）有承下列威關(guān)系皂：已知嫂經(jīng)度L求帶勉號n：我國腸境內(nèi)21個3°帶（24帶到46帶）地面器點位尤的確睛定?獨立員平面薪直角倘坐標當測偉區(qū)范土圍較齒小時誘，可孔以用馳測區(qū)投中心立點a的水秒平面腥來代嶼替大帖地水率準面螺。在給這個血平面奧上建拿立的斥測區(qū)躲平面沙直角渡坐標巨系，輸稱為孤獨立作平面導直角堆坐標鞋系。xyAA′OxAyA規(guī)定如：①南北們方向地為縱堂坐標榜軸，破記作x軸，閥向北判為正暫；②以東泳西方敗向為尸橫坐碼標軸究，記傘作y軸，慌向東贊為正嗓；③坐標籍原點O一般映選在桐測區(qū)叛的西毛南角砌，使斃測區(qū)僵內(nèi)各點點的x、y坐標戀均為杏正值霜；④坐標謊象限飾按順棄時針者方向恢編號毀。地面興點位叔的確貸定?獨立襪平面恨直角旦坐標測量風坐標縫系的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限絲式為順抵時針裁方向穗編號新。測饒量工替作中盟所采腹用的柔平面予直角羽坐標材系與工數(shù)學萄中所林介紹砍的相哈似，栗只是箭坐標祝軸互趣易垮。地面雜點位鍵的確陪定?地面協(xié)點的軍高程絕對貼高程偏：地面寶點到購大地齊水準差面的踢鉛垂懇距離飲，稱負為該衡點的步絕對翁高程豎，簡捐稱高拉程，伶用H表示母。地亭面點A、B的高甜程分價別為HA、HB。相對起高程：地面柏點到賺假定齊水準鄭面的乞鉛垂信距離脹，稱興為該艘點的囑相對灶高程軍或假無定高沫程。A、B兩點接的相慎對高璃程為HA′、HB′。ABhABHAHBHA′HB′大地水準面黃海平均海水面鉛垂線鉛垂線假定高程起算面地面純點位鬼的確握定?地面黑點的帥高程高差:地面郊兩點妹間的縫高程博之差康，稱登為高例差，米用h表示鍵。高智差有虜方向洗和正器負。A、B兩點熟的高絕差為曾：B、A兩點武的高錘差為追：A、B兩點耽的高魄差與B、A兩點的榮高差遭，絕斬對值兩相等退，符號忌相反膜，即愛：ABhABHAHBHA′HB′大地水準面黃海平均海水面鉛垂線鉛垂線假定高程起算面地面蠻點位丈的確疼定?地面春點的除高程高程旗系統(tǒng)怨：以桿黃海日平均稍海水害面作攻為我凳國的境大地樹水準經(jīng)面（款高程瞞基準綱面）訓。從19比89年起紫，國巨家規(guī)戲定采遇用青廚島驗甩潮站19算52～19托79年的大觀測紐奉資料轎，計鼠算得藍出的屋平均軟海水玩面作齡為新候的高比程基客準面益，稱豈為“19最85國家棋高程廉基準嫩”。根劫據(jù)新奏的高扣程基渠準面憐，得壞出青劣島水傅準原道點的戒高程奶為72島.2襪60挑m。地面虹點位資的確恰定確定地面點的位置基準面（大地水準面）將地面點投影到大地水準面上平面坐標（x，y）高程（H）用水年平面脅代替軟水準頑面的煉限度對距機離的留影響以水放平長君度D′代