建筑測(cè)量基本知識(shí)-地面點(diǎn)位確定（工程測(cè)量）

地面點(diǎn)位的確定一．測(cè)量工作的基準(zhǔn)面1、測(cè)量工作的實(shí)質(zhì)測(cè)量工作的實(shí)質(zhì)確定地面點(diǎn)的空間位置,確定地面點(diǎn)的空間位置需要用三個(gè)量，在測(cè)量工作中一般用:某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上投影位置（x,y）,該點(diǎn)離基準(zhǔn)面高度（H）2.地球的形狀和大小

天圓地方天如斗笠，地如覆盤麥哲倫環(huán)球航行證實(shí)地球是球體陸地：29.2%海洋70.8%最高：8844.43m最低：-11022m地球半徑：平均6371km3．測(cè)量工作基準(zhǔn)面——大地水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉曲面。大地水準(zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面，即測(cè)量工作基準(zhǔn)面。大地體：大地水準(zhǔn)面所包圍的代表地球形狀和大小的形體。

水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。測(cè)量工作的基準(zhǔn)線——鉛垂線

由于大地水準(zhǔn)面是一個(gè)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(gè)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(gè)條件：①形狀接近地球自然形體；②可以用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式表示。地球表面大地水準(zhǔn)面大地體旋轉(zhuǎn)橢球面旋轉(zhuǎn)橢球體4．測(cè)量計(jì)算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球面

為使用方便，通常用一個(gè)非常接近于大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)式表示的幾何形體（即地球橢球）由橢圓（長(zhǎng)半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。可用數(shù)學(xué)式表示的光滑曲面。測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的基準(zhǔn)面—參考橢球面。旋轉(zhuǎn)橢球體由長(zhǎng)半軸a（或短半軸b）和扁率α決定。世界各國(guó)都采用適合本國(guó)情況的橢球體元素。北京54坐標(biāo)系是一個(gè)參心大地坐標(biāo)系。采用了前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球參數(shù)，并與前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系進(jìn)行聯(lián)測(cè)，通過計(jì)算建立了我國(guó)大地坐標(biāo)系，定名為1954年北京坐標(biāo)系。它的原點(diǎn)不在北京而是在前蘇聯(lián)的普爾科沃。西安80大地坐標(biāo)系

以陜西省涇陽(yáng)縣永樂鎮(zhèn)某點(diǎn)為大地原點(diǎn)進(jìn)行定位，建立了全國(guó)統(tǒng)一坐標(biāo)系，即“1980年國(guó)家大地坐系”。參考橢球體的參數(shù)為：

長(zhǎng)半軸a=6378140m

短半軸b=6356755.3m

扁率α==1:298.267

2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，是地心坐標(biāo)系，是我國(guó)當(dāng)前最新的國(guó)家大地坐標(biāo)系，縮寫為CGCS2000。自2008年7月1日起，中國(guó)將全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，國(guó)家測(cè)繪局受權(quán)組織實(shí)施。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系WGS84世界坐標(biāo)系

2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，是地心坐標(biāo)系，是我國(guó)當(dāng)前最新的國(guó)家大地坐標(biāo)系，縮寫為CGCS2000。自2008年7月1日起，中國(guó)將全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，國(guó)家測(cè)繪局受權(quán)組織實(shí)施。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系

2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，是一種國(guó)際上采用的地心坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心。二、地面點(diǎn)位置的表示方法(一)平面坐標(biāo)1.地理坐標(biāo)系

以參考橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面法線為基準(zhǔn)線建立的大地坐標(biāo)系。地球表面任意一點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，稱為該點(diǎn)的地理坐標(biāo)，可表示為A(L,B)如：北京的大地坐標(biāo)為東經(jīng)116o28′北緯39o54′

測(cè)量工作中，通常用坐標(biāo)系來確定地面點(diǎn)位置2、平面直角坐標(biāo)由于地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo)，在工程建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工中，測(cè)量和計(jì)算十分不便。將球面坐標(biāo)按一定的數(shù)學(xué)法則歸算到平面上。我國(guó)采用高斯平面直角坐標(biāo)。平面直角坐標(biāo)系

適用于：研究范圍較小。(10km以內(nèi)）數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)測(cè)量平面直角坐標(biāo)系不同點(diǎn)：1．坐標(biāo)系互異：測(cè)量上北方向?yàn)閄軸正向，東方向?yàn)閅軸正向。

2．坐標(biāo)象限不同：測(cè)量角度方向順時(shí)針度量；象限順時(shí)針編號(hào)。相同點(diǎn):數(shù)學(xué)計(jì)算公式相同，數(shù)學(xué)中的三角公式在測(cè)量中可直接應(yīng)用。測(cè)量用的平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上的笛卡爾平面直角坐標(biāo)系的異同點(diǎn)測(cè)量平面直角坐標(biāo)系笛卡爾坐標(biāo)系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD3.高斯平面直角坐標(biāo)系適用于：研究范圍較大。（1）高斯投影方法：橫切橢圓柱正形投影，是一種等角投影，又稱為高斯—克呂格投影。目的：將球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)。高斯投影方法圖投影剪開展平6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大的缺點(diǎn)，從首子午線0°經(jīng)線開始，按6o的經(jīng)差自西向東將整個(gè)地球分成60個(gè)帶。3°帶的劃分

若仍不能滿足精度要求,可進(jìn)行3°帶的劃分。自東經(jīng)1°30′開始每隔經(jīng)差3°劃分，全球共分120帶。投影帶的劃分

工程測(cè)量采用3o帶，特殊工程可采用1.5o帶或任意帶。我國(guó)境內(nèi)21個(gè)3°帶（25帶到45帶）我國(guó)境內(nèi)有11個(gè)6°帶（13帶到23帶）中央子午線均由經(jīng)度75°起分別每隔差6°及3°至經(jīng)度135°止，3o帶的中央子午線與6o帶中央子午線及分帶子午線重合，減少了換帶計(jì)算。

3°帶與6°帶的劃分圖

按照6o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是：

L。=6oN－3o

（N為6o帶的帶號(hào)）例：6o帶第20帶中央子午線的經(jīng)度為

L。＝6o×20－3o＝117o

按照3o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是：

L。=3on

（n為3o帶的帶號(hào)）例：3o帶120帶中央子午線的經(jīng)度為

L。＝3o×120＝360o中央子午線與帶號(hào)關(guān)系高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：x軸

—中央子午線的投影y軸

—赤道的投影原點(diǎn)O

—兩軸的交點(diǎn)OxyP（X，Y）高斯自然坐標(biāo)注：X軸向北為正，

y軸向東為正。赤道中央子午線由于我國(guó)的位于北半球，東西橫跨12個(gè)6o帶，各帶又獨(dú)自構(gòu)成直角坐標(biāo)系。

故：X值均為正，而Y值則有正有負(fù)。世界地圖赤道方法：

1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500km；優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的橫坐標(biāo)值且為使橫坐標(biāo)未加帶號(hào)為六位數(shù)）

2）再在新的橫坐標(biāo)Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號(hào)。（便于識(shí)別位于何帶）我國(guó)高斯平面直角坐標(biāo)的表示方法xyo500km

=500000+=+636780.360m

=

500000+=+227559.720m國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)（通用值）：（帶號(hào)）（帶號(hào)）例：國(guó)家高斯平面點(diǎn)P（2633586.693，38514366.157）3o帶坐標(biāo)所表示的意義:(1)表示點(diǎn)在高斯平面上至赤道的距離為2633586.693米(2)其投影帶的帶號(hào)為38、P點(diǎn)離38帶的縱軸X軸的實(shí)際坐標(biāo)Y=514366.157-500000=14366.157m例：有一國(guó)家控制點(diǎn)的坐標(biāo):x=3102467.280m,y=19367622．380m，（1）該點(diǎn)位于6?帶的第幾帶？（2）該帶中央子午線經(jīng)度是多少？（3）該點(diǎn)在中央子午線的哪一側(cè)？（4）該點(diǎn)距中央子午線和赤道的距離為多少？（第19帶）

（L。=6o×19-3o=111?）（先去掉帶號(hào)，原來橫坐標(biāo)y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西側(cè)）（距中央子午線132377.620m，距赤道3102467.280m）（二）地面點(diǎn)的高程

地面點(diǎn)的高程：地面點(diǎn)沿鉛垂方向到大地水準(zhǔn)面的距離。

注：地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面以上，H為正；地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面以下，H為負(fù)。如圖：HA=166.780mHB=-136.680mA

大地水準(zhǔn)面HABHB絕對(duì)高程（海拔）

：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離。如：HA、HC。相對(duì)高程：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到任意水準(zhǔn)面的距離。如：HA′、HC′。高差：地面上兩點(diǎn)高程之差。如：hAC=HC–HA

hAC=HC′–HA′當(dāng)hAC為正時(shí)，C點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)hAC為負(fù)時(shí)，C點(diǎn)低于A點(diǎn)；高程基準(zhǔn)：黃海平均海水面

1）1956年黃海高程系水準(zhǔn)原點(diǎn)設(shè)在觀象山，采用1950～1956年7年的驗(yàn)潮結(jié)果計(jì)算的黃海平均海水面，推得水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289m。

2）1985國(guó)家高程基準(zhǔn)水準(zhǔn)原點(diǎn)同1956年黃海高程系，采用1952～1979年共