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测 量 学

NORTHERN JIAOTONG UNIVERSITY. 测 量 学. 第一章：绪论. §1.1 测量学概述 §1.2 测量学的发展概况 §1.3 坐标系及地面上点位的确定方法 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作的程序和原则. §1.1 测量学的任务和作用. 一． 测量学含义 测量学 测量学是测绘学的一个重要组成部分。测绘学是研究地球形状和大小以及确定地球表面（含空中、地表、地下和海洋）物体的空间位置，并对这些空间位置信息进行处理、储存、管理的科学 。 二．测量学任务 1 ．测绘 2 ．测设. §1.1 测量学概述.

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  1. NORTHERN JIAOTONG UNIVERSITY 测 量 学 surveying

  2. 第一章：绪论 §1.1 测量学概述 §1.2 测量学的发展概况 §1.3 坐标系及地面上点位的确定方法 §1.4 用水平面代替水准面的限度 §1.5 测量工作的程序和原则 surveying

  3. §1.1 测量学的任务和作用 • 一．测量学含义 • 测量学测量学是测绘学的一个重要组成部分。测绘学是研究地球形状和大小以及确定地球表面（含空中、地表、地下和海洋）物体的空间位置，并对这些空间位置信息进行处理、储存、管理的科学。 • 二．测量学任务 • 1．测绘 • 2．测设 surveying

  4. §1.1测量学概述 三．测量学的分科 1.大地测量学 2.摄影测量学 3.工程测量学 4.测量学 5.海洋测量学 6.制图学 四．测量学在各领域中的作用 1.经济建设中的作用 2.国防建设中的作用 surveying

  5. §1.2 测量学的发展概况 • 国际： • 国内： surveying

  6. §1.3 地面点位的表示方法 • 1.3.1 测量工作的基准面 • 1.测量外业的工作基准面是大地水准面，基准线是铅垂线。 • 2.测量内业计算工作基准线是法线，基准面是旋转椭球面。 surveying

  7. 测量工作依据:基准面基准线 • 一.水准面 • 二.大地水准面 • 三.铅垂线 • 四.旋转椭球体 地球自然表面 大地水准面 surveying

  8. 国际大地测量与地球物理联合会于1975年重新确定旋转椭球体元素：国际大地测量与地球物理联合会于1975年重新确定旋转椭球体元素： • 长半轴：a=6378.137km • 短半轴：b=6356.752km • 扁率 : α=1/298.257 • 旋转椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，在某些测量工作的计算中，可以把地球当作圆球看待，取半径R=6371km。 旋转椭球体 surveying

  9. §1.3.2测量坐标系及地面上点位的表示方法 一．坐标系以及地面上点位的表示方法 1、地理坐标系 2、高斯平面直角坐标系 3、平面直角坐标系 4、地心坐标系 5、国家坐标系 surveying

  10. 大地地理坐标系 坐标系特点 • 地面上D沿法线投影到旋转椭球体上，D点的点位用（L，B，H）来表示。大地经度L、纬度B，大地高（H）表示一点位置。用旋转椭球体来代替地球形体，L 、B投影基本面为椭球面，包含法线及南北极的大地子午面。依据的基准线为椭球面的法线。 大地地理坐标系 surveying

  11. 大地经纬度概念 • 大地经度L：某点的大地经度是某点的大地子午面与首子午面所夹的两面角。 • 大地纬度B：某点的大地纬度是过某点的椭球面法线与赤道平面的交角。我国以设立在陕西泾阳县的大地原点为大地坐标的起算点。原点的经纬度是用天文方法获得的 ，与天文经纬度一致，其他大地坐标由原点按大地测量所得的数据推算而得。 surveying

  12. 2.高斯平面直角坐标系 2.高斯平面直角坐标系 我国采用高斯投影方法建立高斯平面直角坐标系。（因高斯投影是保角投影，能使球面上的角度与投影平面上的角度保持不变）。 如右图1-4所示 高斯投影方法 surveying

  13. 2.  分带 • 高斯投影平面上的中央投影为直线，其余子午线为凹向中央子午线的曲线，直线投影后长度不变，曲线投影后投影在平面上长度大于球面长度，而且离中央子午线愈远，长度变形愈大，为了将长度变到限制在测量精度允许范围之内，进行投影带的划分,将地球按经纬线划分为6°、３°、１．５°投影带 。 分带 surveying

  14. 投影带划分方法 • 为了将长度变型限制在测量精度允许范围之内， 我国规定采用六度带和三度带进行投影带的划分,将地球按经纬线划分为6°、3°、1.5°投影带 。（6°、3°是全球分带，1.5°是为某项工程防止变形来用）． surveying

  15. 投影带划分方法 • ⑴6°投影带　 • 我国位于6°带所在范围13带－23带带号从首子午线开始，用阿拉伯数字表示，位于各带中央的子午线称为该带的中央子午线．第一个6°带的中央子午线的经度为3°，任意一个带中央子午线经度可按下式计算．n为投影带号。例题：某一中央子午线经度为． • n=(L。+3)/6≈20.先求带号n • 则L。=6×20-3=117°第20带中央子午线经度为117°。 surveying

  16. 分带 • ⑵ 3°投影带 • 从东经0°子午线的1°30′开始每隔经差3°划分一个投影带，其第一带的中央子午线是东经3°，第二带中央子午线是东经6°，3°带的范围25带-45带。 surveying

  17. 建立高斯平面直角坐标系 如右图1-6所示 • ⑴与数学上的平面直角系有区别； • ⑵为保证y为正值，y加500km； • Ya=500000+148680.54 Yb=500000-134240.69, • ⑶区分各带 • ⑷地面点位用（x,y,h)来表示。 • ⑸投影带的选择 高斯平面直角坐标系 surveying

  18. 3、独立平面直角坐标如图1-7所示 • 将坐标原点选在测区西南角，使测区全部落在第一象限内，Y坐标值为正值，以测区中心的子午线为x轴方向，建立独立平面直角坐标系。 平面直角坐标 系 surveying

  19. 4、国家大地坐标系 • 1）1954年北京坐标系 • 大地原点在现在俄罗斯的普尔科沃 • 2）1980年国家大地坐标系 • 1980年国家大地坐标系采用IGA-75椭球，大地原点在陕西省泾阳县永乐镇，按局部密切条件重新定位。 surveying

  20. 二高程系以及地面上点位的表示方法 • 1、国家高程系 • 1）1956年黄海高程系 • 水准原点其高程为H72.289m。 • 2）1985年国家高程基准 • 水准原点的高程为H72.260m。 surveying

  21. 二.地面点的高程 • 如图1-8所示 • 绝对高程起算点的高程为H72.260m。 • 相对高程起算点的高程为任意假设,H100,H200一般依地区高程假设。 • 高差概念 • 定义:⑴地面两点高程之差称为高差。用h表示 • ⑵两个点之间的绝对高程之差与相对高程之差相同。 高程与高差 surveying

  22. 1.4.用水平面代替水准面的限度 • 如图1-9所示 • P代表球面,代表水平面，两面在Ａ点相切。 • 球面弧长为D，水平距离为D`。两面所产生的长度误差： • 将tgβ按级数展开，并略去高次项，整理代入式． • 则两点间距离差 • 用相对误差表示： 水平面代替水准面的影响 surveying

  23. 水平面代替水准面的距离误差和相对误差表 • 取R=6371km，以不同 D值代入式(1—5)可得表１－１ • 水平面代替水准面的距离误差和相对误差．距离D（km） surveying

  24. 结论： • 当距离10km时，以平面代替曲面所产生的距离相对误差1：125万．这样微小的误差,就是在地面上进行最精密的距离测量也是 • 容许的，对于制图，这更是容许。因此，在半径为10KM的范围内，即面积约300KM2内，以水平面代替水准面 surveying

  25. 对高程的影响 • 即为水平面代替水准面产生的高程误差，设 • 则由图形可看 • 展开： • 则 • 上式中，用代替，与相比可略而不计，则得下式，高程误差 (1—6) • 以不同距离代入上式，得相应的高程误差值列于 surveying

  26. 以不同距离代入上式，得相应的高程误差值列于以不同距离代入上式，得相应的高程误差值列于 • 表1—2 surveying

  27. 结论：由表1—2可知，以水平面代替水准面，在1km的距离内，高程误差就有8cm,因此,当进行高程测量时,即使距离很短,也必须顾及地球曲率的影响.结论：由表1—2可知，以水平面代替水准面，在1km的距离内，高程误差就有8cm,因此,当进行高程测量时,即使距离很短,也必须顾及地球曲率的影响. surveying

  28. §1.5测量工作的程序和原则 • 一、测量工作程序的基本原则 • （1）地球表面的外形复杂多样,在测量工作中,一般将其分为两大类 • 地形:地物,地貌 • 测量工作须遵循的原则： • 即测量工作在布局上：由整体到局部 • 测量次序：先控制后碎部 • 测量精度：从高级到低级 • 步步有检核 surveying

  29. 测量工作基本内容 1.控制测量 • （1）.平面控制网 (2)高程控制测量 利用人造地球卫星的全球定位系统GPS，可以同时测定控制点 的坐标和高程，是控制测量发展方向 surveying

  30. 碎部测量 • 2.碎部测量: surveying

  31. 3.基本观测量 基本观测量用几何元素表示为： 1）距离 2）角度 3）高差 两点间沿铅垂线方向距离。 surveying

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