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1、,测 量 学,第一章 绪 论11测量学的任务和作用 一定义：研究地球形状、大小及地面点的位置 内容：1.测定(测绘):使用测绘仪器、测量、计算、获 取数据,把地球表面形体依比例绘制成图,供研究、设计用（物图）2.测设:把在图纸上规划、设计好的建筑物.构筑 物标定在地面，作施工依据（图物）3.监测:对沉降、滑动、位移、地震及高层建筑 物进行精密、定期、动态监测,分支:大地测量、普通测量、摄影测量、工程 测量.地图制图、海洋测量二任务 1宏观 国家控制网、大型工程、研究地球形状 2微观 各种比例尺图、土地开发、放样、安装三作用 经济建设尖兵四.学习方法 技术基础课.实践性强.实验与实习.大作业,1
2、.2 测量学的发展现状 古代 73年发掘长沙马王堆汉墓,发现公元前二世 纪的地图,驻军图,使用水平尺,罗盘仪进行测量,比欧洲早700年.公元724年,唐代高僧测量子午线200公里 北宋发展制图理论,应用比例尺,磁偏角.1794年德国高斯提出最小二乘原理 横圆柱正形投影 古人测量地球方法 近代 自动安平水准仪.数字水准仪.数字经纬仪.全站仪.3S技术,13测量学的基础知识一地球形状和大小水准面：静止海水面延伸穿过陆地形成的闭合曲面（代 替地球的自然表面）水平面:与水准面相切的平面大地水准面：平均海水面延伸穿过陆地形成的闭合曲面（大地体.是测量工作基准面）水准面特点：不规则曲面 与重力方向垂直的曲
3、面，重力方向（铅垂 方向）测量工作基准线,地球椭球体（参考椭球、旋转椭球）：长轴a=6378140米 短轴b=6356755米 扁率=（ab）/a=1/298.257 地球近似半径 R=1/3（aab）=6371公里,二确定地面点位的方法1高程：地面点到基准面的铅垂距离 海拔高程（绝对高程）:地面点到大地水准面的铅垂 距离 HA.HB 假定高程（相对高程）：地面点到任一水准面的铅 垂距离 HA.HB 国家水准原点:1956年黄海高程系H=72.289米(50-56)1985高程基准:H=72.260米(52-79)高差：两点间的高程之差 hAB=HBHA=HBHA,HA,HB,A,B,hAB,
4、大地水准面,假定水准面,hAB=HBHA=HBHA,2.坐标：(1)大地坐标系：表示地面点在球面上的位置(参考椭球面为基准面)经度(L)：过地面点的子午面与首子午面的夹角纬度(B)：过地面点的法线与赤道平面的夹角大地地理坐标：以法线和参考椭球为基准 L、B 天文地理坐标:以铅垂线和大地水准面为基准.两个坐标原点一致，称80国家大地坐标系，在陕西泾阳永乐,(2)空间直角坐标系以椭球体中心0为原点,起始子午面与赤道平面交线为X轴,赤道平面上与X轴正交的方向为Y轴,椭球体的旋转轴为Z轴.P点位置用0P在三个坐标轴的投影X.Y.Z表示.,Z,p,Y,X,O,z,y,x,(3)独立平面直角坐标系测区范围
5、小于100平方公里,平面代替曲面原点假设,测区在第象限,0,X,Y,中央子午线,N,S,x,y,o,高斯平面直角坐标系 横圆柱正形投影,(a)平移前坐标系,(b)平移后坐标系,x,y,o,x,y,o,A,B,yA,xA,yB,xB,A,B,yA,xA,yB,xB,高斯平面直角坐标系：横圆柱正形投影,(4)高斯平面直角坐标系：横圆柱正形投影 规律：中央子午线投影后成直线，即X 轴，长度不变，其余子午线投影后是凹向主子午线的曲线，离中央子午线越远，长度变形越大。赤道投影为直线，即Y 轴，平行赤道的纬线投影后是凸向赤道的曲线，以赤道为对称。,6带：自首子午线开始，自西向东把整个地球分成60带（经差
6、6）任意带中央子午线经度 LO=6N3（我国1323）我国在北半球，X为、Y有、，原点西移500 公里例：一点横坐标自然值-269583.00米，加500公里 为 230417.00米，通用值20230417.00米,6带投影 LO=6N3,117,15,1,2,12,13,14,16,17,18,19,20,69,75,81,87,93,99,105,111,3,9,21,22,23,123,129,135,3带:自东经130起，自西向东，经差3、分成120带 任意带中央子午线经度 LO=3n（我国2545),A,B,D,D,b,b,R,a,R,三.用水平面代替水准面的限度1对距离测量影响
7、D=D-D=D3/3R2 相对误差K=D/D=D2/3R2当 R=6371km若 D=10km D=8mm K=1/122万 D=20km D=66 K=1/30万 D=50km D=1026 K=1/4.9万（可忽略）,A,B,D,D,b,b,R,a,R,2.对高程测量影响 h=Ob-Ob=D/2R当 R=6371km若 D=10km h=8m D=1km h=78mm D=100m h=0.78mm（不可忽略）,h,3对水平角测量的影响=P/R（P为球面多边形面积）当 R=6371公里 P=10平方公 有=0.05 R=6371公里 P=100平方公里=0.51 R=6371公里 P=40
8、0平方公里=2.03（可忽略）,14测量工作的基本概念一.测量工作的原则 从整体到局部测量布局 先控制后碎部工作程序 从高级到低级精度要求 1.地形图的测绘 分区测绘,拼接成图_从控制到碎部 2.施工放样 由控制点测水平角.距离.高程_从整体到局部,二.控制测量的概念 1.平面控制测量 三角测量:控制点连成三角形,形成锁状和网状,测量三角形的内 角和一些边长(基线),推算各点坐标.一等点:锁段长200公里,基线长5公里,边长20-25公里.二等点:边长13公里.三等点:边长8公里.四等点:边长2-6公里 导线测量:控制点连成折线或多边形,测量转角和边长,推算各点 坐标.(分精密导线和图根导线)2.高程控制测量 水准测量(一.二.三.四等)和三角高程测量,三.测量的基本工作 测量的三项基本工作：测角.量距.测高差（高程）测量工作：外业测角、量距、测高差 内业计算、绘图 土木工程专业:测图.放样.用图,
