测量学讲义-绪论.doc

第一章 绪论 第一节 测量学的任务 一、测量学的定义 1.早期的定义研究地球的形状和大小，确定地面点的坐标的学科。 2.当前的定义研究三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的学科。 测量学的内容包括测定和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。 二、测量学科的组成 大地测量学研究测定地球的形状和大小及地球的重力场的测量方法、分布情况及其应用的学科。 地图学研究地图制图的理论和方法。 摄影测量学研究利用航天、航空、地面的摄影和遥感信息，进行测量的方法和理论的学科。 工程测量学研究测量和制图的理论和技术在工程建设中的应用。 地形测量学研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘成地形图的基本理论和方法。 三、该学科在工程中的应用 1、 路 2、 桥 3、 工民建 4、 隧道 第三节 地面点位的确定 一、地球的形状和大小 1、 铅垂线重力的方向线，它是测量工作的基准线。 2、水准面静止的水面 3、水平面与水准面相切的平面。 4、大地水准面与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，大地水准面是测量工作的基准面。 5、大地体由大地水准面所包围的地球形体。 6、参考椭球体 通常用一个非常接近于大地水准面，并可用数学式表示的几何形体即地球椭球来代替地球的形状作为测量计算工作的基准面，是一个椭圆绕其短轴旋转而成的形体。 旋转椭球体由长半径a或短半径b和扁率α所决定。我国目前采用的元素值为长半径 a＝6378140m,并选择陕西泾阳县永乐镇某点为大地原点，进行了大地定位。由此而建立起来全国统一坐标系，这就是现在使用的“1980年国家大地坐标系”。 7、近似圆球因此当测区范围不大时，可近似地把地球椭球作为圆球，其半径为6371km。R1/3（2ab） 二、确定地面点位的方法 1、球面坐标系统 （1）、天文地理坐标系测量（天文经纬度）的外业以铅垂线为准大地水准面和铅垂线是天文地理坐标系的主要面和线地面点的坐标是它沿铅垂线在大地水准面上投影点的经度和纬度. （2）、大地地理坐标系是建立在地球椭球面上的坐标系，地球椭球面和法线是大地地理坐标系的主要面和线，地面点的大地坐标是它沿法线在地球椭球面上投影点的经度L和纬度B 2、高斯平面直角坐标系 （1）高斯投影是等角横切椭圆柱投影。等角投影就是正形投影。所谓，正形投影，就是在极小的区域内椭球面上的图形投影后保持形状相似。即投影后角度不变形。按投影带不同通常分为6度带和3度带。点在高斯平面直角坐标系中的坐标值，理论上中央子午线的投影是X轴，赤道的投影是Y轴，其交点是坐标原点。点的X坐标是点至赤道的距离；点的Y坐标是点至中央子午线的距离，设为y’称为自然坐标；y’有正有负。为了避免Y坐标出现负值，把原点向西平移500公里。为了区分不同投影带中的点，在点的Y坐标值上加带号N，所以点的横坐标通用值为 yN*500000y’ 3、独立平面直角坐标系以当地的水平面为主要面不需要投影，通常以当地的北方向为坐标轴的正方向，该坐标系只用于小的局部地区。 4、地面点的高程 绝对高程（海拔）-----地面点到大地水准面的铅垂距离。 相对高程-----地面点到假定水准面的铅垂距离。 高差两点的高程之差HabHb-Ha 第四节 用水平面代替水准面的限度 一、对距离的影响 二、 对高程的影响 第五节 测量工作概述 一、测量工作基本原则 1． 在布局上，从整体到局部，顺序上，先控制后碎部。由高级到低级。 2． 前一步测量工作未作检核不进行下一步测量工作。 二、测量外业工作 1． 水平角测量 2． 水平距离测量 3． 高程测量 本章小结 1．我们着重掌握测量工作的基本概念、基本仪器和基本操作方法，结合规划设计阶段、施工阶段的测量工作进行学习。。 2．弄清一些基本概念，如水准面、大地水准面、旋转椭球体、地理坐标、平面直角坐标、高斯克里格坐标、绝对高程和相对高程。 3．地球是个旋转椭球体，在地形测量范围内，为计算方便，可把地球视为圆球，其半径只为6371km。当测区范围在10km以内时，如测量水平距离，可不考虑地球的曲率，用水平面代替球面，但在高程测量时，即使测距很短，也必须考虑地球曲率的影响，这将在以后章节进一步介绍。 4．确定地面点的位置是由其平面位置和点的高程决定，平面位置一般用平面直角坐标系表示，即用X、Y代表纵、横坐标。正如一张电影票，若上面印着“12排7号”，12排则表示其在X方向上的位置，7号则表示其在Y方向上的位置。若电影院有楼，前面要加“楼上”或“楼下”二字，以表示它们的空间位置，测量上用高程“H”表示。测定地面点相对位置的基本工作是距离丈量、角度测量和高程测量。 5．“从整体到局部”或“先控制后碎部”是测量工作所遵循的原则。无论是地形测量 还是施工测量，都必须遵循此项原则。