第一章測量學基礎ppt課件

CUG 測量學基礎 第一章緒論 第一節(jié)測量學的定義及分類一 定義是一門研究測定地面點的空間位置 確定地球形狀和大小 將地球表面的形狀和其他信息以圖表的形式表達的科學二 主要任務 精確地測定地面點的位置 確定地球的形狀和大小 將地球表面的形態(tài)及其他相關信息測繪成圖 二 測量學的分類 二 測量學的分類 學習本課程要求 掌握普通測量學的基本知識和基礎理論 能正確使用工程水準儀 工程經緯儀等儀器和工具 了解大比例尺地形圖的成圖原理和方法 在工程設計和施工中 要求具有應用地形圖和有關測量資料的能力和進行一般工程施工測設的能力 以便能靈活應用所學的測量知識為專業(yè)工作服務 簡而言之 通過學習本課程之后 要求大家1 會測地形圖2 會用地形圖3 會工程放樣 第二節(jié)測量工作的基準面 一 地球的形狀和大小天圓地方 最早 球形 古希臘畢達哥拉斯公元前6世紀 200年后亞里士多德證明地圓說 公元前3世紀埃拉托色尼推算出地球子午圈的周長 公元8世紀一行實地測量子午弧長 17世紀末牛頓 英國 和惠更斯 荷蘭 應用力學原理提出地扁說 1873利斯廷 德國 提出大地水準面 1945莫洛堅斯基創(chuàng)立用地面重力測量數(shù)據(jù)研究真實地球自然表面陸地 29 2 海洋 70 8 最高 8844 43m 最低 11022m地球平均半徑 6371km 第一章緒論 一 水準面和鉛垂線處于自由靜止狀態(tài)的水面水平面 與水準面相切的平面水平線 水平面上的直線鉛垂線和水準面是測量工作中野外觀測的基準線和基準面 第三節(jié)測量工作的基準面 尋找基準面 二 大地水準面1 水準面 Geoidalsurface 水準面的特性 是一個重力等位面 處處與鉛垂線方向相垂直 是一個有微小起伏的不規(guī)則的曲面大地水準面 自由靜止的平均海水面無限穿過大陸島嶼而形成的自行封閉曲面大地體 2 旋轉橢球體旋轉橢球體表面是測量計算和制圖基準面 我國目前采用的是1975年 國際大地測量與地球物理聯(lián)合會 推薦的橢球參數(shù) IAG 75 稱為 1980年國家大地坐標系 三元素 長半徑a 6378140m 短半徑b 6356755m扁率 1 298 257 參考橢球 與某國或某一地區(qū)局部大地水準面符合最佳的旋轉橢球地球橢球 與整個大地水準面符合最佳的旋轉橢球 第三節(jié)確定地面點位的坐標系 1 大地坐標系 L B 地軸 NS子午面 包括橢球旋轉軸NS的平面起始子午面 通過格林尼治平均天文臺的子午面子午線或經線 經圈 子午面與橢球面的交線緯圈 垂直于旋轉軸NS的平面與橢球面的交線赤道面 通過橢球中心且垂直于旋轉軸的平面赤道 赤道面與橢球面的交線 基準線 法線基準面 旋轉橢球面 大地經度L longitude 地面點在橢球面上投影點所在的子午面與起始子午面間的平角 從首子午線起算 向東為東經 0 180 向西為西經 0 180 我國的經度全部為東經 大地緯度B latitude 過某點的法線與赤道面的交角 由赤道面起算 向北為北緯 0 90 向南為南緯 0 90 我國的緯度全部是北緯 2 天文坐標系 天文經度 天文緯度 經緯度表示方法同大地坐標系 基準線 鉛垂線基準面 大地水準面 天文經緯度由天文測量方法直接測定 大地原點 推算大地經緯度大地原點 在適當?shù)攸c選擇一點P 設想把橢球體與大地體相切 即此時鉛垂線與法線相重合 相切點P稱為大地原點 大地原點 建于 年 月 坐落在西安市北60km處涇陽縣永樂鎮(zhèn)北洪流村 坐標為東經 北緯 海拔 米 占地 公頃 由主體建筑 中心標志 測量儀器臺和投影亭等組成 主體建筑為六方體圓柱狀 塔樓高 米 原點在主體建筑的地下室 為紅色瑪瑙石制成 直徑 公分 標志中部凸起的半球上鐫刻的精密 字 3 高斯平面直角坐標系南北方向為縱軸 x軸東西方向為橫軸 y軸測量坐標系的 象限為順時針方向編號 4 高程高程某點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離 又稱為絕對高程 海拔我國的大地水準面以黃海平均海水面高為準 并在青島建立了水準原點1956年黃海高程系水準原點 72 289m1985年國家高程基準水準原點 72 260m高差兩點的高程之差 如hAB hBAhAB HB HA hBA HA HB 相對高程從某點到假定水準面的垂直距離 在青島觀象山上 有一個神秘的 由花崗巖建造的小屋 外面有兩層高柵欄 石屋子內還有三道鐵將軍把門 在石屋子里面 有一口旱井 井底巖石板上鑲嵌著一顆直徑約4 7cm的黃色瑪瑙球 瑪瑙上一個紅色小點 上面標出 此處海拔高度72 260米 這就是我國的 水準原點 第四節(jié)用水平面代替水準面的限度 一 地球曲率對水平距離的影響當S 3 16km時 s s 1 12194000當S 10km時 s s 1 1217700當S 20km時 s s 1 304400所以 在進行距離測量時可用水平面代替水準面 二 地球曲率對水平角度的影響下式中P為水平面上三角形面積 R 6371km當P 10平方公里時 0 05 當P 100平方公里時 0 51 當P 400平方公里時 2 03 當P 2500平方公里時 12 71 所以 地球曲率對水平角度的影響很小 可不予考慮 三 地球曲率對高差的影響例 當t 10km時 h 7 8m當t 100m時 h 0 78mm所以 測量高差時必須考慮地球曲率的影響 結論 在半徑R小于10KM的圓面積范圍內進行距離測量和角度測量時可用水平面代替水準面 而在進行高差測量時