工程测量绪论知识分享

§1.1工程测量的相关概念§1.2测量工作的基准面和基准线§1.3地面点位的确定§1.4测量工作的基本原则第一章绪论§1.1工程测量的相关概念1.1.1工程测量定义研究工程建设在勘察 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、施工放样和运营管理等各阶段中进行测量工作的理论和方法的学科。主要包括测绘、施工放样和建筑物的变形观测等。1.1.2工程测量的任务工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各类工程建设服务。工程建设三阶段测量的任务勘测设计控制，测绘地形图施工建设施工放样，竣工测量运营管理安全监测，变形观测1.1.4为什么学习该课程实际工作需要专业毕业要求1.1.5学习目标和要求1.知识要求：掌握工程测量的基本原理和方法。2.能力要求：（1）能够应用测量学基本原理、较熟练使用测量仪器进行一般工程的测绘和施工放样。（2）能够正确使用图、表等技术语言，进行表达和沟通。（3）能够正确理解工程管理与相关专业之间的关系，具有良好的沟通与合作能力。1.1.5学习目标和要求3.素质要求：（1）具有严谨求实的科学态度和进取精神。（2）具有不断学习和寻找解决问题的欲望，具有推广新技术的进取精神；具有面对挑战和挫折的乐观主义态度。1.1.6如何学好这门课程1.端正态度2.明确目标3.讲究方法4.活学活用返回大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形体。大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面。水准面：自由静止的水面，为曲面。特点：曲面上任一点的铅垂线都垂于该曲面，且水准面有无数个。1.2测量工作的基准线和基准面1.大地体与水准面由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。该几何体必须满足两个条件：①形状接近地球自然形体；②可以用简单的数学公式表示。2．参考椭球体及参考椭球面参考椭球体一个非常接近大地体，并可用数学式表示几何形体，作为地球的参考形状和大小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体，故又称旋转椭球体。参考椭球面参考椭球面参考椭球体外表面，是球面坐标系的基准面。旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。我国目前采用的参考椭球体的参数为：长半轴a=6378140m短半轴b=6356755m扁率α==测量精度要求不高时，可把地球看作圆球，其平均半径R=6371km16届“国际大地测量与地球物理联合会”推荐测量工作的基准线和基准面：测量工作的基准线—铅垂线（对应于大地水准面)。测量工作的基准面—大地水准面。测量内业计算的基准线—法线（对应于参考椭球面)。测量内业计算的基准面—参考椭球面。OG大地水准面铅垂线返回CYABabcX§1.3确定地面点位的方法空间是三维的，确定地面点位的实质是确定其在某个空间坐标系中的三维坐标。测量上将空间三维坐标系分解成确定点的二维坐标系（地面点沿基准线投影到基准面上，在基准面上的位置。基准线可以是铅垂线或法线，基准面是大地水准面、平面或是椭球体面）和一维高程系（地面点沿基准线到基准面的距离）。地面点的高程：地面点沿铅垂方向到大地水准面的距离。注：地面点在大地水准面以上，H为正；地面点在大地水准面以下，H为负。如图：HA=166.780mHB=-136.680mA大地水准面HABHB1.3.1地面点的高程绝对高程（海拔）：某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。如：HA、HC。相对高程：某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。如：HA′、HC′。高差：地面上两点高程之差。如：hAC=HC–HAhAC=HC′–HA′当hAC为正时，C点高于A点；当hAC为负时，C点低于A点；我国的高程系统：水准原点全国高程的起算点。1985年国家高程基准（72.260m）1956年黄海高程系（72.289m）目前我国统一采用1985年国家高程基准。（青岛）水准原点H0验潮站大地水准面1.3.2地面点的坐标地面点的坐标常用大地地理坐标、平面直角坐标或空间直角坐标表示。（一）大地地理坐标以参考椭球面为基准面，以椭球面法线为基准线建立的坐标系。地球表面任意一点的经度和纬度，称为该点的大地坐标，可表示为A(L,B)。如：北京东经116º28′北纬39º54′我国大地原点位于陕省泾阳县永乐镇。我国统一采用的坐标系为“1980年国家大地坐标系”。大地原点：全国统一坐标的起算点。（二）平面直角坐标由于大地坐标是球面坐标，在工程建设规划、设计、施工中，测量和计算十分不便。投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到平面上。即X=F1（L，B）Y=F2（L，B）我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内也可采用独立平面直角坐标。高斯平面直角坐标系1、高斯投影的概念高斯投影是一种等角投影。它是由德国数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后经德国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923)加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”，简称“高斯投影”。2、投影带的划分我国规定按经差6º和3º进行投影分带。6º带自首子午线开始，按6º的经差自西向东分成60个带（我国：13—23）。3º带自1.5º开始，按3º的经差自西向东分成120个带（我国：25—45）。6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带子午线重合，减少了换带计算。按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：L。=6ºN－3º（N为6º带的带号）例：20带中央子午线的经度为L。＝6º×20－3º＝117º按照3º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：L/。=3ºn（n为3º带的带号）例：120带中央子午线的经度为L/。＝3º×120＝360º若已知某点的经度为L，则该点的6º带的带号N由下式计算：或若已知某点的经度为L/，则该点所在3º带的带号按下式计算：（四舍五入）或NSc中央子午线赤道高斯投影平面赤道中央子午线3、高斯投影的原理高斯投影采用分带投影。将椭球面按一定经差分带，分别进行投影。4、高斯投影的特性（1）中央子午线投影后为直线，且长度不变。（2）除中央子午线外，其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，并以中央子午线为对称轴。投影后有长度变形。（3）赤道线投影后为直线，但有长度变形。赤道中央子午线平行圈子午线Oxy（4）除赤道外的其余纬线，投影后为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴。（5）经线与纬线投影后仍然保持正交。（6）离中央子午线愈远，长度变形愈大。赤道中央子午线平行圈子午线Oxy5、高斯平面直角坐标系坐标系的建立：x轴—中央子午线的投影y轴—赤道的投影原点O—两轴的交点OxyP（X，Y）高斯自然坐标注：X轴向北为正，y轴向东为正。赤道中央子午线由于我国的位于北半球，东西横跨11个6º带（13-23），各带又独自构成直角坐标系。故：X值均为正，而Y值则有正有负。世界地图赤道xyo500km=500000+=+636780.360m=500000+=+227559.720m国家统一坐标（通用坐标）：（带号）（带号）例：有一国家控制点的坐标:x=3102467.280m,y=19367622．380m，（1）该点位于几度带的第几带？（2）该带中央子午线经度是多少？（3）该点在中央子午线的哪一侧？（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？（6度带第19带）（L。=6º×19-3º=111˚）（先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧）（距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）不同点：1、x，y轴互异。2、坐标象限不同。3、表示直线方向的方位角定义不同。相同点：数学计算公式相同。高斯平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点：高斯平面直角坐标系笛卡尔坐标系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD当测区范围较小时，可将大地水准面看作平面，并在平面上建立独立平面直角坐标系；地面点的位置可用平面直角坐标确定；坐标系原点一般选在测区西南角（测区内X、Y均为正值）；原点坐标值可以假定，也可以采用高斯平面直角坐标；规定：X轴向北为正，Y轴向东为正。OXY测区北独立平面直角坐标返回§1.4测量工作的基本原则布局上：由整体到局部精度上：由高级到低级次序上：先控制后细部检核上：复测复算、步步检核。“前一步工作未作检核，不进行下一步工作”。返回例：测绘如下区域地形图测绘过程测绘成果返回