第1章 工程测量概述

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1、第一节测量学的基本任务第二节地面点位的表示方法第三节测量的基本工作第一章测量学基本内容回顾测量学是研究如何测定地面点的位置和高程，将地球表面的形状及其他信息测绘成图，以及确定地球的形状和大小科学。包括四个分支：1.地形测量学2.大地测量学3.摄影测量学4.工程测量学§1-1测量学基本任务测定与测设测定，是用测量的方法确定地面上各种物体的位置并绘制成图，例如测绘地形图的工作；测设，是把预定的点位用测量方法设置到地面上，例如各种工程建筑物的施工放样工作。一、测量的基本原则和测量工作的实质原则：“从整体到局部，先控制后碎部”实质:测量（测

2、定或测设）点的位置。§1-2地面点位的表示方法地球是一个表面高低起伏极不规则的球体。总的形状可以看成是被海水包围的球体。1.大地水准面一个与假想的无波浪、潮汐、海流和大气压变化引起扰动的处于流体静平衡状态的海洋面相重合并延伸到大陆的重力等位面。由大地水准面所包围的形体称为大地体，大地体可以代表地球总的形状。二、地球的形状和大小2水准面：——任意静止的水面。水准面的特点：处处与铅垂线相垂直。水准面可以有无数个。大地水准面是与平均海水面重合的一个封闭曲面。3旋转椭球用一个椭圆绕其短轴旋转而成的形体来代替大地体，称为“椭球”。椭球的大小用

3、长半轴a和短半轴b或扁率α表示。a和α称为椭球的元素。为了测量工作的需要，在一个国家或一个地区，需要选用一个最接近于本地区大地水准面的椭球，这样的椭球称“参考椭球”。我国目前采用1980年大地坐标系，即1979年国际大地测量协会推荐的地球椭球，其元素值a＝6378137mb=6356752α=1：298.257由于地球的扁率很小，所以在一般测量工作中，可把地球看作一个圆球来处理，其半径为：R＝6371km。在测量工作中，地面上的点位都用坐标和高程来表示。1.点的平面位置当地面点投影到椭球面上时，其平面位置用大地坐标来表示，当投影到水

4、平面上时，则用平面直角坐标表示。(1)大地坐标用“大地经度”和“大地纬度”来表示。三、地面上点位的表示方法大地经度L：过地面某点M的子午线与本初子午线（或格林威治子午线）的夹角称为该点的大地经度，有东经、西经之分。角值为0°～180°大地纬度B：地面点N的法线方向与赤道的夹角称为大地纬度B，该点位于赤道以北称为北纬，赤道以南称南纬，角值为0°～90°(2)平面直角坐标系地理坐标对局部测量工作来说是非常不方便的。例如，在赤道上，1″的经度差或纬度差对应的地面距离约为30m。测量计算最好在平面上进行，但地球是一个不可展的曲面，必须通过投

5、影的方法将地球表面上的点位化算到平面上。地图投影有多种方法，我国采用的是高斯-克吕格正形投影(Gauss-Krugerconformalprojection)，简称高斯投影(Gaussprojection)。1)高斯平面坐标系高斯投影是将地球按经线划分成带，称为投影带，投影带是从首子午线起，每隔经度6°划分为一带(称为统一6°带)，自西向东将整个地球划分为60个带。位于各带中央的子午线称为该带的中央子午线。第一个6°带的中央子午线的经度为3°，任意带的中央子午线经度与投影带号的关系为L0=6N-32)局部平面直角坐标施工中常用。以任

6、一点为坐标原点，北方向或结构中心线为纵坐标轴x轴，顺时针90度为横坐标轴y轴，象限名称按顺时针排列。yIIIIIIVIx2.点的高程任意点到大地水准面的铅垂距离称为该点的绝对高程，简称高程，亦称标高或海拔。用H来表示，HA、HB分别是A点和B点的高程。相对高程－地面点到任意水准面的铅垂距离。HAHA'AHBHB'hABB大地水准面水准面高差——两点的高程之差。常用h表示。hAB=HBHA，高差带有＋、－号。水准原点：水准原点是全国高程测量的基准点。“1956黄海高程系”水准原点高程为72.289m。“1985国家高程基准”水准原点

7、的高程为72.260m。测量的基本要素是：1.高程；2.距离（水平距离或斜距）；3.角度（水平角和竖直角）。高程测量的主要方法有：水准测量（几何水准测量）；三角高程测量；光电测距水准测量；GPS高程测量。§1-3高程测量一、水准测量1.水准测量的实施ABIIIIIIIVVTP1TP2TP3TP41.8320.6711.5360.6151.6240.6120.7131.6341.2142.812HA=29.053HB三项检核：点号水准尺读数高差h(m)高程H(m)后视前视+－A1.8321.16129.053(已知)TP11.5360

8、.67130.2140.921TP21.6240.61531.1351.012TP30.7130.61232.1470.921TP41.2141.63431.2261.598B2.81229.628∑6.9196.3443.0942.