土木工程測(cè)量-緒論

土木工程測(cè)量重慶三峽學(xué)院建筑工程系

第一章緒論課程主要內(nèi)容：本章主要介紹測(cè)繪學(xué)的研究?jī)?nèi)容。重點(diǎn)講述土木工程測(cè)量的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)。簡(jiǎn)要概述地球形狀和大小的概念及研究方法。介紹測(cè)量常用坐標(biāo)系統(tǒng)及地球表面點(diǎn)位置的確定方法及測(cè)量原理。分析平面代替水準(zhǔn)面的限度。第一章緒論1.

掌握測(cè)量學(xué)的概念、任務(wù)測(cè)量工作的基本原則。2.

熟悉常用坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)。3.了解地球的形狀大小和水平面代替水準(zhǔn)面的限度?；疽蟮谝徽戮w論1-1 測(cè)量學(xué)的任務(wù)及其作用一、

測(cè)量學(xué)的定義定義1：研究地球的形狀和大小，確定地面點(diǎn)的坐標(biāo)（位置）的學(xué)科。定義2：研究三維空間中各種物體的形狀、大小、位置、方向和其分布的學(xué)科。定義3：研究如何量測(cè)地球或地球局部區(qū)域的形狀、大小、和地球表面各種物體的形狀及其空間位置，并把量測(cè)結(jié)果用數(shù)據(jù)和圖形表示出來(lái)的一門(mén)科學(xué)。定義4：是研究如何應(yīng)用測(cè)量?jī)x器和工具，對(duì)地面上各種地物的空間位置和幾何形狀進(jìn)行量測(cè)的科學(xué)。第一章緒論

二、測(cè)量學(xué)主要內(nèi)容:測(cè)定和測(cè)設(shè)兩部分。

測(cè)定:使用測(cè)量?jī)x器和工具，將測(cè)區(qū)內(nèi)的地物和地貌縮繪成地形圖，供規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)和國(guó)防建設(shè)使用。

測(cè)設(shè)(也稱(chēng)放樣):就是把圖上設(shè)計(jì)好的建筑物和構(gòu)筑物的位置標(biāo)定到實(shí)地上去，以便于施工。測(cè)量學(xué)按學(xué)科分類(lèi)：大地測(cè)量學(xué)；地形測(cè)量學(xué)；攝影測(cè)量學(xué)（航空攝影測(cè)量學(xué)、地面攝影測(cè)量學(xué)、水下攝影測(cè)量學(xué)和航天攝影測(cè)量學(xué)等）；海洋測(cè)繪學(xué)；工程測(cè)量學(xué)；礦山測(cè)量學(xué)；制圖學(xué)。隨著遙感(RS)、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)等新技術(shù)的不斷發(fā)展，新的測(cè)量分支學(xué)科將不斷涌現(xiàn)。第一章緒論1-2 地球的形狀與大小

1、鉛垂線(xiàn)：重力的方向線(xiàn)，鉛垂線(xiàn)是測(cè)量工作的基準(zhǔn)線(xiàn)。2、水準(zhǔn)面：靜止的水面所形成的曲面。過(guò)水準(zhǔn)面上的任意一點(diǎn)所作的鉛垂線(xiàn)，在該點(diǎn)均與水準(zhǔn)面正交。3、水平面：與水準(zhǔn)面相切的平面。4、大地水準(zhǔn)面：由于水面可高可低，因此水準(zhǔn)面有無(wú)窮多個(gè)，其中與平均海水面重合并向陸地延伸所形成的封閉曲面，大地水準(zhǔn)面是測(cè)量工作的基準(zhǔn)面。5、大地體：由大地水準(zhǔn)面所包圍的地球形體，它代表了地球的自然形狀和大小。第一章緒論

大地水準(zhǔn)面與地球自然表面相比，可稱(chēng)得上是一個(gè)光滑的曲面。但由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布的不均勻性，使得鉛垂線(xiàn)的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，結(jié)果大地水準(zhǔn)面就變成了一個(gè)有微小起伏變化的、不規(guī)則的復(fù)雜曲面。為了計(jì)算和繪圖方便，通常選擇一個(gè)非常接近于大地水準(zhǔn)面、并可用數(shù)學(xué)式表示的幾何曲面來(lái)代表地球的形狀，這個(gè)面稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)橢球體面或地球橢球體面。我國(guó)解放前采用海福特橢球，解放后曾采用前蘇聯(lián)的克拉索夫斯基橢球，并選擇西安附近的涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)某點(diǎn)作為大地原點(diǎn)，建立“1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系”。因地球橢球扁率很小，所以當(dāng)測(cè)區(qū)范圍不大時(shí)，可將地球視為圓球，其半徑為6371km。第一章緒論1.3地面點(diǎn)位的確定

1、測(cè)量工作的基本任務(wù)是確定地面點(diǎn)的位置。

2、確定地面點(diǎn)的空間位置需要三個(gè)量，即平面坐標(biāo)（x、y）和高程（H）。一、坐標(biāo)系統(tǒng)1、地理坐標(biāo)真子午線(xiàn)或經(jīng)線(xiàn)：通過(guò)地軸和地球上任意一點(diǎn)P的平面與地球表面的交線(xiàn)。首子午線(xiàn)：通過(guò)英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的子午線(xiàn)。緯線(xiàn)：垂直于地軸的各平面與地球表面的交線(xiàn)。赤道面：過(guò)地心且與地軸垂直的平面。赤道：赤道面與地球表面的交線(xiàn)。經(jīng)度：從首子午線(xiàn)起算，向東為東經(jīng)(0°-180°)，向西為西經(jīng)(0°-180°)，經(jīng)度通常用符號(hào)λ表示；緯度：從赤道起算，向北為北緯(0°-90°)，向南為南緯(0°-90°)，緯度通常用符號(hào)φ表示。

第一章緒論二、高斯平面直角坐標(biāo)系1、高斯投影基本要求：將地球展開(kāi)成水平面，將產(chǎn)生三種投影變形：長(zhǎng)度變形、角度變形和面積變形。高斯投影要求投影后的角度保持不變形，同時(shí)長(zhǎng)度變化也要盡可能小。2、高斯投影的規(guī)律是：(1)中央子午線(xiàn)的投影為一條直線(xiàn)，且投影之后的長(zhǎng)度無(wú)變形；其余子午線(xiàn)的投影均為凹向中央子午線(xiàn)的曲線(xiàn)，且以中央子午線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸，離對(duì)稱(chēng)軸越遠(yuǎn)，其長(zhǎng)度變形也就越大；(2)赤道的投影為直線(xiàn)，其余緯線(xiàn)的投影為凸向赤道的曲線(xiàn)，并以赤道為對(duì)稱(chēng)軸；(3)經(jīng)緯線(xiàn)投影后仍保持相互正交的關(guān)系，即投影后無(wú)角度變形；(4)中央子午線(xiàn)和赤道的投影相互垂直目前我國(guó)采用的高斯投影，就是一種橫圓柱正形投影。按投影帶不同通常分為6度帶和3度帶。第一章緒論橫圓柱正形投影

第一章緒論第一章緒論縱坐標(biāo)x:赤道向北為正，向南為負(fù)；橫坐標(biāo)y:中央子午線(xiàn)向東為正，向西為負(fù)。我國(guó)位于北半球，x值均為正值。投影帶內(nèi)的橫坐標(biāo)y，有正負(fù)，為了使橫坐標(biāo)y不出現(xiàn)負(fù)值，為此：將3°或6°帶投影的縱坐標(biāo)軸要西移500km，即在每帶的橫坐標(biāo)上加500km。位于中央子午線(xiàn)以東的各點(diǎn)的橫坐標(biāo)都大于500km，而位于中央子午線(xiàn)以西的各點(diǎn)的橫坐標(biāo)，均小于500km。為了指明該點(diǎn)屬于何帶，規(guī)定在橫坐標(biāo)y值之前，要寫(xiě)上帶號(hào)。加上500km和帶號(hào)的橫坐標(biāo)值稱(chēng)為通用值。未加500km和帶號(hào)的橫坐標(biāo)值為自然值。第一章緒論測(cè)量坐標(biāo)系：規(guī)定南北方向?yàn)榭v軸，記為x軸，x軸向北為正，向南為負(fù)；以東西方向?yàn)闄M軸，記為y軸，y軸向東為正，向西為負(fù)。

測(cè)量坐標(biāo)系的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限為順時(shí)針?lè)较蚓幪?hào)。

測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系的規(guī)定是不同的，其目的是為了便于定向，可以不改變數(shù)學(xué)公式而直接將其應(yīng)用于測(cè)量計(jì)算中。地面某點(diǎn)P的平面位置可用XＰ和YＰ表示。第一章緒論三高程1絕對(duì)高程地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱(chēng)為該點(diǎn)的絕對(duì)高程或海拔。兩點(diǎn)間的高程差，稱(chēng)為高差。兩點(diǎn)間的高程差hAB=HB-HA。2假定高程在局部地區(qū)或某項(xiàng)工程建設(shè)中，當(dāng)引測(cè)絕對(duì)高程有困難時(shí)，可以任意假定一個(gè)水準(zhǔn)面為高程起算面。從某點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的垂直距離，稱(chēng)為該點(diǎn)的假定高程或相對(duì)高程。采用假定高程時(shí)，應(yīng)先在測(cè)區(qū)內(nèi)選定一個(gè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)并確定其假定高程值，再以它為基準(zhǔn)推算其他各點(diǎn)的假定高程。第一章緒論1-4測(cè)量工作概述測(cè)量工作不外乎兩大類(lèi)：即地形圖測(cè)繪和施工放樣?；竟ぷ鳎簻y(cè)角、測(cè)距和測(cè)高差。地球表面復(fù)雜多樣的形態(tài)可分為地物和地貌兩大類(lèi)。地面上的固定性物體稱(chēng)為地物；地球表面各種高低起伏的形態(tài)稱(chēng)為地貌。地物和地貌總稱(chēng)為地形。一般將表示地物形態(tài)變化的點(diǎn)稱(chēng)為地物特征點(diǎn)，也叫碎部點(diǎn)。測(cè)圖工作主要就是測(cè)定這些碎部點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。第一章緒論測(cè)定碎部點(diǎn)的位置分兩步進(jìn)行：先進(jìn)行控制測(cè)量，再進(jìn)行碎部測(cè)量。這種“先控制后碎部、從整體到局部”的方法是測(cè)