測(cè)量學(xué)cass學(xué)課件

1、測(cè) 量 學(xué)n第第1 1章章 緒論緒論np1 1.1 測(cè)量學(xué)簡(jiǎn)介測(cè)量學(xué)簡(jiǎn)介n1、測(cè)量學(xué)將地表物體分為地物和地貌n 地物(feature)：地面上天然或人工形成的物體，它包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、橋梁等；n 地貌(geomorphy)：地表高低起伏的形態(tài)，它包括山地、丘陵和平原等。n地物和地貌總稱(chēng)為地形(landform)。n測(cè)量學(xué)(surveying)是研究地球的形狀和大小，確定地球表面各種物體的形狀、大小和空間位置的科學(xué)。n2、測(cè)量學(xué)的任務(wù)是測(cè)定和測(cè)設(shè)n 測(cè)定(location)：使用測(cè)量?jī)x器和工具，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算將地物和地貌的位置按一定比例尺、規(guī)定的符號(hào)縮小繪制成地形圖，供科學(xué)

2、研究和工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)使用。n 測(cè)設(shè)(setting-out)：將地形圖上設(shè)計(jì)出的建筑物、構(gòu)筑物的位置在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。n3、測(cè)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用n(1) 城市規(guī)劃、給水排水、煤氣管道、工業(yè)廠(chǎng)房和高層建筑建設(shè)的測(cè)量工作城市規(guī)劃、給水排水、煤氣管道、工業(yè)廠(chǎng)房和高層建筑建設(shè)的測(cè)量工作 1)設(shè)計(jì)階段：測(cè)繪各種比例尺的地形圖，供結(jié)構(gòu)物的平面及豎向設(shè)計(jì)使用 2) 施工階段：將設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)物的平面位置和高程在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)； 3)工程完工后：測(cè)繪竣工圖，供日后擴(kuò)建、改建、維修和城市管理應(yīng)用，對(duì)某些重要的建筑物或構(gòu)筑物在建設(shè)中和建成以后都需要進(jìn)行變形觀(guān)測(cè)，以保證建筑物的安全。n

3、(2) 鐵路、公路建設(shè)的測(cè)量工作鐵路、公路建設(shè)的測(cè)量工作 1) 為了確定一條最經(jīng)濟(jì)合理的路線(xiàn)，必須預(yù)先測(cè)繪路線(xiàn)附近的地形圖，在地形圖上進(jìn)行路線(xiàn)設(shè)計(jì)，然后將設(shè)計(jì)路線(xiàn)的位置標(biāo)定在地面上以指導(dǎo)施工； 2) 當(dāng)路線(xiàn)跨越河流時(shí)，必須建造橋梁。建橋之前，要測(cè)繪河流兩岸的地形圖，測(cè)定河流的水位、流速、流量和河床地形圖以及橋梁軸線(xiàn)長(zhǎng)度等，為橋梁設(shè)計(jì)提供必要的資料，最后將設(shè)計(jì)橋臺(tái)、橋墩的位置用測(cè)量的方法在實(shí)地標(biāo)定； 2) 當(dāng)路線(xiàn)穿過(guò)山地需要開(kāi)挖隧道時(shí)，開(kāi)挖之前，必須在地形圖上確定隧道的位置，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算隧道的長(zhǎng)度和方向；隧道施工通常是從隧道兩端相向開(kāi)挖，這就需要根據(jù)測(cè)量成果指示開(kāi)挖方向，保證其正確貫通。 n

4、4、礦山測(cè)量： （一）礦山測(cè)量的任務(wù)：n 建立礦山地面和井下測(cè)量控制系統(tǒng)，測(cè)繪大比例尺地形圖建立礦山地面和井下測(cè)量控制系統(tǒng)，測(cè)繪大比例尺地形圖；進(jìn)行礦區(qū)范圍內(nèi)的地籍測(cè)量；礦山基本建設(shè)中的施工測(cè)量。n 測(cè)量各種采崛工程圖、礦山專(zhuān)用圖及礦體幾何圖；對(duì)資源利用及生產(chǎn)情況測(cè)量各種采崛工程圖、礦山專(zhuān)用圖及礦體幾何圖；對(duì)資源利用及生產(chǎn)情況進(jìn)行檢查和監(jiān)督。進(jìn)行檢查和監(jiān)督。 觀(guān)測(cè)和研究由于開(kāi)采所引起的地表及巖層移動(dòng)的基本規(guī)律，以及露天礦觀(guān)測(cè)和研究由于開(kāi)采所引起的地表及巖層移動(dòng)的基本規(guī)律，以及露天礦邊坡的穩(wěn)定性，組織開(kāi)展邊坡的穩(wěn)定性，組織開(kāi)展“三下三下”（建筑物下、鐵路下、水體下）采礦和礦柱（建筑物下、鐵路下、

5、水體下）采礦和礦柱留設(shè)的實(shí)施方案留設(shè)的實(shí)施方案（二）礦山測(cè)量發(fā)展簡(jiǎn)史：二）礦山測(cè)量發(fā)展簡(jiǎn)史： 礦山測(cè)量是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)，是從采礦實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。在我國(guó)礦山測(cè)量是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)，是從采礦實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。在我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，隨著礦山的發(fā)展而產(chǎn)生了原始的礦山測(cè)量技術(shù)。據(jù)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，隨著礦山的發(fā)展而產(chǎn)生了原始的礦山測(cè)量技術(shù)。據(jù)周禮周禮地宮地宮記載：記載：“礦人掌金玉錫石之地，礦人掌金玉錫石之地，若以時(shí)取之，則物其地圖而授之若以時(shí)取之，則物其地圖而授之”。說(shuō)。說(shuō)明那時(shí)已經(jīng)使用礦山測(cè)量圖。到了近代，礦山測(cè)量技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，明那時(shí)已經(jīng)使用礦山測(cè)量圖。到了近代，礦山測(cè)量技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，1

6、899年開(kāi)灤礦區(qū)建設(shè)了第一對(duì)礦井年開(kāi)灤礦區(qū)建設(shè)了第一對(duì)礦井唐山礦時(shí)，就設(shè)立了測(cè)量機(jī)構(gòu)，測(cè)繪唐山礦時(shí)，就設(shè)立了測(cè)量機(jī)構(gòu)，測(cè)繪了井田地形圖和采掘工程圖。當(dāng)時(shí)各礦均是采用以立井中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以鎖了井田地形圖和采掘工程圖。當(dāng)時(shí)各礦均是采用以立井中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以鎖口盤(pán)平臺(tái)為高程零點(diǎn)，以磁北為坐標(biāo)縱軸的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)?？诒P(pán)平臺(tái)為高程零點(diǎn)，以磁北為坐標(biāo)縱軸的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。1908年清政府頒年清政府頒布實(shí)施的布實(shí)施的大清礦務(wù)章程大清礦務(wù)章程中已經(jīng)有了礦圖繪制程式要求。中已經(jīng)有了礦圖繪制程式要求。 在國(guó)外，公元前在國(guó)外，公元前13世紀(jì)，埃及有了按比例縮小繪制的巷道圖。公元前世紀(jì)，埃及有了按比例縮小繪制的巷道圖

7、。公元前1世紀(jì)，希臘學(xué)者亞歷山德里斯基已對(duì)地下測(cè)量和定向進(jìn)行了敘述。在世紀(jì)，希臘學(xué)者亞歷山德里斯基已對(duì)地下測(cè)量和定向進(jìn)行了敘述。在1556年年出版的德國(guó)學(xué)者阿格里科拉的出版的德國(guó)學(xué)者阿格里科拉的論礦業(yè)和冶金論礦業(yè)和冶金一書(shū)中，論述了用羅盤(pán)儀進(jìn)行一書(shū)中，論述了用羅盤(pán)儀進(jìn)行井下巷道測(cè)量的方法和礦山開(kāi)采中的某些問(wèn)題。井下巷道測(cè)量的方法和礦山開(kāi)采中的某些問(wèn)題。1742年俄國(guó)學(xué)者羅蒙諾索夫年俄國(guó)學(xué)者羅蒙諾索夫在在冶金和采礦基礎(chǔ)冶金和采礦基礎(chǔ)一書(shū)中專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一章一書(shū)中專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一章“礦山測(cè)量礦山測(cè)量”，不僅介紹了各種測(cè)，不僅介紹了各種測(cè)量?jī)x器，而且還研究了諸如立井和平巷貫通等各種具體測(cè)量問(wèn)題。量?jī)x器，而且還研

8、究了諸如立井和平巷貫通等各種具體測(cè)量問(wèn)題。19世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉，開(kāi)始由經(jīng)緯儀取代掛羅盤(pán)進(jìn)行井下測(cè)量和用誤差理論處理測(cè)量數(shù)據(jù)及精度評(píng)，開(kāi)始由經(jīng)緯儀取代掛羅盤(pán)進(jìn)行井下測(cè)量和用誤差理論處理測(cè)量數(shù)據(jù)及精度評(píng)估。估。 我國(guó)礦山測(cè)量科學(xué)技術(shù)從20世紀(jì)50年代初開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，在一些主要礦區(qū)先后將攝影測(cè)量、陀螺定向、激光指向和計(jì)算機(jī)技術(shù)用于地面和井下控制測(cè)量、地形測(cè)量、施工測(cè)量和貫通測(cè)量工作中，并能有效地解決地質(zhì)勘探、采礦工程設(shè)計(jì)與施工、開(kāi)采沉陷損害與防護(hù)等方面的礦山測(cè)量問(wèn)題。不少礦區(qū)開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)繪制采掘工程平面圖技術(shù)，建立了礦山測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)及處理系統(tǒng)。部分礦區(qū)應(yīng)用了全站儀和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(gps

9、).這些都極大改變了傳統(tǒng)的測(cè)量方法，并朝著數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、計(jì)算和繪圖自動(dòng)化的方向發(fā)展。 我國(guó)開(kāi)采沉陷損害與防護(hù)研究工作始于20世紀(jì)50年代，對(duì)地下開(kāi)采引起的地表移動(dòng)和變形的計(jì)算問(wèn)題，我國(guó)學(xué)者進(jìn)行了大量的分析研究工作，建立了符合我國(guó)情況的地表移動(dòng)計(jì)算方法。 n5、 變形觀(guān)測(cè)變形觀(guān)測(cè)：監(jiān)測(cè)建筑物或構(gòu)筑物的水平位移和垂直沉降， 以便采取措施，保證建筑物的安全。np3 1.2 地球的形狀和大小地球的形狀和大小n1、地球n(1) 地球是南北極稍扁，赤道稍長(zhǎng)，平均半徑約為6371km的橢球n(2) 地球的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等，呈現(xiàn)高低起伏的形態(tài)，并不平坦n(3) 其中海洋面

10、積約占71%，陸地面積約占29% 2、地球的物理特性 (1) 重力與鉛垂線(xiàn)重力與鉛垂線(xiàn) 1) 重力地球上質(zhì)點(diǎn)所受萬(wàn)有引力與離心力的合力。 2) 鉛垂線(xiàn)方向重力方向。 (2) 水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面 假想靜止不動(dòng)的水面延伸穿過(guò)陸地，包圍整個(gè)地球，形成的封閉曲面稱(chēng)水準(zhǔn)面。 重力等位面，物體沿該面運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力不做功(如水在這個(gè)面上不會(huì)流動(dòng)) 或者說(shuō)水準(zhǔn)面是處處與鉛垂線(xiàn)垂直的連續(xù)封閉曲面 水準(zhǔn)面不唯一 (3) 大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面 與平均海水面相吻合的水準(zhǔn)面稱(chēng)大地水準(zhǔn)面 由靜止海水面并向大陸延伸所形成的不規(guī)則的封閉曲面。 大地水準(zhǔn)面是唯一的。 3、參考橢球 (1) 大地水準(zhǔn)面微小起伏、不規(guī)則、很難用數(shù)學(xué)方程表示

11、 (2) 將地表地形投影到大地水準(zhǔn)面上計(jì)算非常困難。 (3)、通常選擇一個(gè)與大地水準(zhǔn)面非常接近、能用數(shù)學(xué)方程表示的橢球面作為投影基準(zhǔn)面，它由橢圓nesw繞其短軸ns旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)橢球，稱(chēng)參考橢球，其表面稱(chēng)參考橢球面。 (4) 法線(xiàn)由地表任一點(diǎn)向參考橢球面所作的垂線(xiàn)。 (5) 決定參考橢球大小的元素為橢圓的長(zhǎng)半軸a和扁率f，簡(jiǎn)稱(chēng)參考橢球元素。 (6) 決定參考橢球相對(duì)與地球的位置稱(chēng)參考橢球定位， 參考橢球面與大地水準(zhǔn)面相切的點(diǎn)稱(chēng)大地原點(diǎn)， 該點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)與法線(xiàn)重合。 4、我國(guó)現(xiàn)用的幾個(gè)參考橢球元素值 p4 1.3 測(cè)量坐標(biāo)系與地面點(diǎn)位的確定 1.3.1 確定點(diǎn)的球面位置的坐標(biāo)系 1 參心坐標(biāo)系與地

12、心坐標(biāo)系 物理空間是三維的 表示地面點(diǎn)在某個(gè)空間坐標(biāo)系中的位置需要三個(gè)參數(shù) 確定地面點(diǎn)位的實(shí)質(zhì)就是確定其在某個(gè)空間坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo) 測(cè)量學(xué)將空間坐標(biāo)系分為參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系 “參心”意指參考橢球的中心，由于參考橢球的中心一般不與地球質(zhì)心重合，所以它屬于非地心坐標(biāo)系，表1-1中的前兩個(gè)坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系 “地心”意指地球的質(zhì)心，表1-1中g(shù)ps使用的wgs-84屬于地心坐標(biāo)系 工程測(cè)量通常使用參心坐標(biāo)系，可以將地心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為參心坐標(biāo)系 2 確定點(diǎn)球面位置的坐標(biāo)系 n空間坐標(biāo)系可以分解為確定點(diǎn)的球面位置坐標(biāo)系(二維)和高程系(一維)。 確定點(diǎn)的球面位置坐標(biāo)系有地理坐標(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系兩類(lèi)

13、。 (1) 地理坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系 地理坐標(biāo)系又可分為天文地理坐標(biāo)系和大地地理坐標(biāo)系兩種。 1) 天文地理坐標(biāo)系天文地理坐標(biāo)系 天文地理坐標(biāo)又稱(chēng)天文坐標(biāo)，表示地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的位置 基準(zhǔn)是鉛垂線(xiàn)和大地水準(zhǔn)面 用天文經(jīng)度和天文緯度兩個(gè)參數(shù)來(lái)表示地面點(diǎn)在球面上的位置 過(guò)地面上任一點(diǎn)p的鉛垂線(xiàn)與地球旋轉(zhuǎn)軸ns所組成的平面稱(chēng)為該點(diǎn)的天文子午面 天文子午面與大地水準(zhǔn)面的交線(xiàn)稱(chēng)為天文子午線(xiàn)，也稱(chēng)經(jīng)線(xiàn) 稱(chēng)過(guò)英國(guó)格林尼治天文臺(tái)g的天文子午面為首子午面 p點(diǎn)天文經(jīng)度定義：過(guò)p點(diǎn)天文子午面與首子午面的兩面角，從首子午面向東或向西計(jì)算，取值范圍是0180，在首子午線(xiàn)以東為東經(jīng)，以西為西經(jīng)。 p點(diǎn)天文緯度定義：p點(diǎn)

14、鉛垂線(xiàn)與赤道面的夾角，自赤道起向南或向北計(jì)算，取值范圍為 090 在赤道以北為北緯，以南為南緯 可以應(yīng)用天文測(cè)量方法測(cè)定地面點(diǎn)的天文經(jīng)度和天文緯度 如廣州地區(qū)的概略天文地理坐標(biāo)為東經(jīng)11318，北緯2307 2) 大地地理坐標(biāo)系大地地理坐標(biāo)系 大地地理坐標(biāo)又稱(chēng)大地坐標(biāo)，表示地面點(diǎn)在參考橢球面上的位置 基準(zhǔn)是參考橢球面和法線(xiàn)，用大地經(jīng)度l和大地緯度b表示 p點(diǎn)大地經(jīng)度l：過(guò)p點(diǎn)的大地子午面和首子午面所夾的兩面角 p點(diǎn)大地緯度b：過(guò)p點(diǎn)的法線(xiàn)與赤道面的夾角 大地經(jīng)、緯度是根據(jù)起始大地點(diǎn)的大地坐標(biāo)，按大地測(cè)量所得數(shù)據(jù)推算而得 起始大地點(diǎn)又稱(chēng)大地原點(diǎn)，該點(diǎn)的大地經(jīng)緯度與天文經(jīng)緯度一致 我國(guó)以陜西省-涇

15、陽(yáng)縣-永樂(lè)鎮(zhèn)-大地原點(diǎn)建立的大地坐標(biāo)系，稱(chēng)為“1980西安坐標(biāo)系” 通過(guò)與前蘇聯(lián)1942年普爾科沃坐標(biāo)系聯(lián)測(cè)，經(jīng)我國(guó)東北傳算過(guò)來(lái)的坐標(biāo)系稱(chēng)“1954北京坐標(biāo)系” ，其大地原點(diǎn)位于前蘇聯(lián)列寧格勒天文臺(tái)中央謝爾塔拉鐵鋅礦地理坐標(biāo)是： 東經(jīng)：12007001201500、 北緯：491500492000， 面積：1.5平方公里。 (2) 平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系球面坐標(biāo)對(duì)局部測(cè)量工作不方便，工程測(cè)量一般在平面直角坐標(biāo)系中進(jìn)行地球是一個(gè)不可展的曲面，通過(guò)投影方法將地球表面點(diǎn)位化算到平面上存在變形我國(guó)采用的高斯-克呂格正形投影(簡(jiǎn)稱(chēng)高斯投影)屬于保角投影，存在距離變形 1) 高斯平面坐標(biāo)系高斯平面坐

16、標(biāo)系高斯投影是德國(guó)科學(xué)家高斯在18201830年間，為解決德國(guó)漢諾威地區(qū)大地測(cè)量投影問(wèn)題而提出的一種投影方法從1912年起，德國(guó)學(xué)者克呂格將高斯投影公式加以整理和擴(kuò)充并推導(dǎo)出了實(shí)用計(jì)算公式高斯投影是將地球按經(jīng)線(xiàn)劃分成帶，稱(chēng)投影帶投影時(shí)，設(shè)想用一個(gè)空心橢圓柱橫套在參考橢球外面使橢圓柱與某一中央子午線(xiàn)相切將橢球面上的圖形按保角投影的原理投影到圓柱體面上將圓柱體沿過(guò)南北極的母線(xiàn)切開(kāi)，展開(kāi)成平面，并在該平面上定義平面直角坐標(biāo)系高斯投影根據(jù)投影的經(jīng)度范圍與中央子午線(xiàn)的位置不同可分為下列幾種高斯投影根據(jù)投影的經(jīng)度范圍與中央子午線(xiàn)的位置不同可分為下列幾種 統(tǒng)一統(tǒng)一6帶高斯投影帶高斯投影投影帶從首子午線(xiàn)起，每

17、隔經(jīng)度6劃分為一帶(稱(chēng)統(tǒng)一6帶)，自西向東將整個(gè)地球劃分為60個(gè)帶帶號(hào)n從首子午線(xiàn)開(kāi)始，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示位于各帶中央的子午線(xiàn)稱(chēng)本帶中央子午線(xiàn)第一個(gè) 6帶中央子午線(xiàn)的經(jīng)度為3帶號(hào)n與中央子午線(xiàn)經(jīng)度l0的關(guān)系為360nl 高斯投影是保角投影，球面上的角度投影到橫橢圓柱面上后保持不變，而距離將變長(zhǎng) 只有中央子午線(xiàn)和赤道投影后距離不變，并相互垂直， 以此建立的直角坐標(biāo)系稱(chēng)高斯平面直角坐標(biāo)系 原點(diǎn)和坐標(biāo)軸定義見(jiàn)右圖 與數(shù)學(xué)的笛卡兒坐標(biāo)系的差異 x軸與y軸互換了位置 象限按順時(shí)針?lè)较蚓幪?hào)，以保證各類(lèi)三角函數(shù)計(jì)算可直接在高斯平面直角坐標(biāo)系中進(jìn)行 我國(guó)位于北半球，x坐標(biāo)值恒為正，y坐標(biāo)值則有正有負(fù)，最大的y坐

18、標(biāo)負(fù)值約為-365km 為保證y坐標(biāo)恒為正，我國(guó)統(tǒng)一規(guī)定將每帶的坐標(biāo)原點(diǎn)向西移500km，既給每個(gè)點(diǎn)的y坐標(biāo)值加500km 為確定投影帶的位置，還在y坐標(biāo)前冠以帶號(hào) 高斯投影距離變形的規(guī)律是，離中央子午線(xiàn)越遠(yuǎn)，距離變形越大 減小距離變形的方法之一是縮小投影帶的帶寬經(jīng)差 統(tǒng)一統(tǒng)一3帶高斯投影帶高斯投影帶號(hào)n與中央子午線(xiàn)經(jīng)度l0的關(guān)系為 我國(guó)大陸所處的經(jīng)度范圍是東經(jīng)7327東經(jīng)13509 統(tǒng)一6帶投影與統(tǒng)一3帶投影的帶號(hào)范圍分別為1323，2545 兩種投影帶的帶號(hào)不重復(fù)，根據(jù)y坐標(biāo)前的帶號(hào)可以判斷屬于何種投影帶nl30 統(tǒng)一3帶與統(tǒng)一6帶高斯投影的關(guān)系為謝爾塔拉礦區(qū)邊界位置坐標(biāo)：n6度帶為： 1

19、、x:5466400.oom y:21295750.00m 2、x:5466400.00m y:21296750.00m 3、x:5464900.00m y:21296750.00m 4、x:5464900.00m y:21295750.00mn3度帶為： 1、x:5462621.747m y:40513954.630m 2、x:5462661.446m y:40514953.340m 3、x:5461163.564m y:40515012.850m 4、x:5461123.856m y:40514014.140m 任意帶高斯投影任意帶高斯投影地方獨(dú)立坐標(biāo)地方獨(dú)立坐標(biāo)系案例系案例城市測(cè)量規(guī)范第

20、1.0.6條 的規(guī)定之一長(zhǎng)度變形值大于2.5cm/km(1/40000)可采用高斯正形投影任意帶的平面直角坐標(biāo)系統(tǒng) 例如：江門(mén)市中心的經(jīng)度為東經(jīng)11301 位于統(tǒng)一3帶的38號(hào)帶 (中央子午線(xiàn)經(jīng)度為114 )中央子午線(xiàn)以西98km長(zhǎng)度變形為1/8329 1/40000根據(jù)城市測(cè)量規(guī)范選擇過(guò)江門(mén)市中心的子午線(xiàn)為中央子午線(xiàn)進(jìn)行高斯投影建立江門(mén)市獨(dú)立坐標(biāo)系江門(mén)市區(qū)最邊緣距離中央子午線(xiàn)23km長(zhǎng)度變形值為1/1500001/40000 p9 1.3.2 確定點(diǎn)的高程系 1 高程的定義 地面點(diǎn)沿鉛垂線(xiàn)到大地水準(zhǔn)面的距離稱(chēng)該點(diǎn)的絕對(duì)高程或海拔，簡(jiǎn)稱(chēng)高程(height)。 通常用加點(diǎn)名作下標(biāo)表示,如ha、h

21、b。 高程系是一維坐標(biāo)系，基準(zhǔn)是大地水準(zhǔn)面。 因海水面受潮汐、風(fēng)浪等影響，它的高低時(shí)刻在變化。 在海邊設(shè)立驗(yàn)潮站(tide gauge station)，進(jìn)行長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)，求得海水面的平均高度作為高程零點(diǎn)，以通過(guò)該點(diǎn)的大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)面(height datum)。 也即大地水準(zhǔn)面上的高程恒為零。 p9 1.3.2 確定點(diǎn)的高程系 1 高程的定義 地面點(diǎn)沿鉛垂線(xiàn)到大地水準(zhǔn)面的距離稱(chēng)該點(diǎn)的絕對(duì)高程或海拔，簡(jiǎn)稱(chēng)高程(height)。 通常用加點(diǎn)名作下標(biāo)表示,如ha、hb。 高程系是一維坐標(biāo)系，基準(zhǔn)是大地水準(zhǔn)面。 因海水面受潮汐、風(fēng)浪等影響，它的高低時(shí)刻在變化。 在海邊設(shè)立驗(yàn)潮站(tide gaug

22、e station)，進(jìn)行長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)，求得海水面的平均高度作為高程零點(diǎn)，以通過(guò)該點(diǎn)的大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)面(height datum)。 也即大地水準(zhǔn)面上的高程恒為零。 2 國(guó)家高程系統(tǒng) 我國(guó)有兩個(gè)國(guó)家高程系統(tǒng) (1) 1956年黃海高程系年黃海高程系(huanghai height system 1956) 以青島驗(yàn)潮站歷年觀(guān)測(cè)的黃海平均海水面為基準(zhǔn)面， 于1954年在青島市觀(guān)象山建立了水準(zhǔn)原點(diǎn)(leveling origin)，通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量的方法將驗(yàn)潮站確定的高程零點(diǎn)引測(cè)到水準(zhǔn)原點(diǎn)，也即求出水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程。 1956年我國(guó)采用青島驗(yàn)潮站1950年1956年7年的潮汐記錄資料推算出的大地水準(zhǔn)面

23、為基準(zhǔn)引測(cè)出水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.289m， 以這個(gè)大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)建立的高程系稱(chēng)為“1956年黃海高程系”(huanghai height system 1956)，簡(jiǎn)稱(chēng)“56黃海系”。 如珠穆瑯瑪峰的高程為8848.65m，是56黃海系。 (2) “1985國(guó)家高程基準(zhǔn)國(guó)家高程基準(zhǔn)” (chinese height datum 1985) 80年代，我國(guó)又采用青島驗(yàn)潮站1953年1977年25年的潮汐記錄資料推算出的大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)引 測(cè) 出 水 準(zhǔn) 原 點(diǎn) 的 高 程 為72.260m， 以這個(gè)大地水準(zhǔn)面為高程基準(zhǔn)建立的高程系稱(chēng)為“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”(chinese height

24、 datum 1985)，簡(jiǎn)稱(chēng)“85高程基準(zhǔn)”。 在水準(zhǔn)原點(diǎn)，85高程基準(zhǔn)使用的大地水準(zhǔn)面比56黃海系使用的大地水準(zhǔn)面高出0.029m。 (3) 珠江基面高程系(珠江高程系) 1908年由兩廣督練公所參謀處測(cè)繪科建立， 原點(diǎn)：廣州粵海關(guān)前。 廣東廣西珠江流域水利系統(tǒng)使用。 珠江基面零點(diǎn)比56黃海系高 廣州高0.586m， 粵西北高0.722m， 粵東北高0.377m。 3 城市高程系統(tǒng)的選擇 城市測(cè)量規(guī)范規(guī)定 一個(gè)城市只應(yīng)采用一個(gè)統(tǒng)一的高程系統(tǒng)。 城市高程系統(tǒng)應(yīng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)或沿用1956年黃海高程系統(tǒng)， 在遠(yuǎn)離國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)的新設(shè)城市或在改造舊有水準(zhǔn)網(wǎng)因高程變動(dòng)而影響使用時(shí)，經(jīng)上級(jí)行政

25、主管部門(mén)批準(zhǔn)后，可暫時(shí)建立或用地方高程系統(tǒng)，但應(yīng)爭(zhēng)取條件歸算到1985國(guó)家高程基準(zhǔn)上來(lái)。 江門(mén)市存在兩個(gè)高程系同時(shí)使用的問(wèn)題。 p11 1.3.3 wgs-84坐標(biāo)系wgs意指“world geodetic system”(世界大地坐標(biāo)系)，是美國(guó)國(guó)防局為進(jìn)行g(shù)ps導(dǎo)航定位于1984年建立的地心坐標(biāo)系，1985年投入使用。屬于地心坐標(biāo)系。 wgs-84坐標(biāo)系的幾何意義是： 坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于地球質(zhì)心， z軸指向bih1984.0定義的協(xié)議地球極(ctp)方向， x軸指向bih1984.0的零度子午面和ctp赤道的交點(diǎn)， y軸通過(guò)右手規(guī)則確定。使用gps測(cè)量時(shí)，將遇到地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系的變換問(wèn)

26、題wgs-84地心坐標(biāo)系變換到1954北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系的方法之一是：在測(cè)區(qū)內(nèi)，利用至少3個(gè)以上公共點(diǎn)的兩套坐標(biāo)列出坐標(biāo)變換方程，采用最小二乘原理解算出7個(gè)轉(zhuǎn)換參數(shù)得到轉(zhuǎn)換方程。7個(gè)變換參數(shù)3個(gè)平移參數(shù)、3個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和1個(gè)尺度參數(shù)。一般通過(guò)計(jì)算機(jī)編程自動(dòng)解算。 p11 1.4 地球曲率對(duì)測(cè)量工作的影響地球曲率對(duì)測(cè)量工作的影響 當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小時(shí)，可以將大地水準(zhǔn)面近似當(dāng)作水平面看待。 本節(jié)討論將大地水準(zhǔn)面近似當(dāng)作水平面看待時(shí)，對(duì)水平距離和高程的影響 1、對(duì)水平距離的影響ddd223rddd結(jié)論：在半徑為10km的圓內(nèi)的距離，可用切平面代替大地水準(zhǔn)面。 2、對(duì)高程的影響rdh22普通工程水準(zhǔn)儀ds3測(cè)量高差的誤差為3mm/km高程的起算面不能用切平面代替。 p13 1.5測(cè)量工作概述測(cè)量工作概述 1、測(cè)量的任務(wù)是測(cè)定和測(cè)設(shè)(1) 測(cè)定將地物和地貌按一定的比例尺縮小繪制成地形圖(topographic map)。如圖1-10所示，測(cè)區(qū)內(nèi)有山丘、房屋、河流、小橋、公路等，測(cè)繪地形圖的過(guò)程是先測(cè)量出這些地物、地貌特征點(diǎn)的坐