測量學(xué)概述課件

講題:測量工作概述

內(nèi)容提要：§1.1測量學(xué)的任務(wù)、內(nèi)涵和發(fā)展

貴醒殊訖楞淪隧刷贅碌傳炮團(tuán)候泥扭優(yōu)幣煮蘊(yùn)汰謀靈耳腦廁豫超降瞎零絡(luò)第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述講題:測量工作概述

內(nèi)容提要：貴醒殊訖楞淪隧刷贅碌傳炮團(tuán)候泥1§1.1測量學(xué)的任務(wù)、內(nèi)涵和發(fā)展

測量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及地球表面上各種物體的幾何形狀及其空間位置，目的是為人們了解自然和改造自然服務(wù)。

測量學(xué)是一門非常古老的科學(xué)。發(fā)展到今天，成為一門綜合科學(xué)。它應(yīng)用當(dāng)代空間、遙感、通信、電子、微電子等各種先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，以及光學(xué)、機(jī)械、電子的實用技術(shù)設(shè)備，采集與地球形狀和大小、地球表面上的各種物體的幾何形狀及空間位置相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，并對其進(jìn)行處理、解釋和管理，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)的各個部門和行業(yè)提供服務(wù)。渡探委豹盡寧鍬爾辜鈞弱搭薦風(fēng)齒剝書阿癟仿您擊農(nóng)毗差碑狙島減榜旨頒第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述§1.1測量學(xué)的任務(wù)、內(nèi)涵和發(fā)展

測量學(xué)是研究地球的形狀和21、大地測量學(xué)2、衛(wèi)星大地測量學(xué)3、地形測量學(xué)

4、攝影測量與遙感

航天攝影測量航空攝影測量地面立體攝影測量水下地形測量遙感測量5、海洋測量學(xué)工程測量的任務(wù)：1、為規(guī)劃設(shè)計提供地形資料2、施工放樣3、變形觀測7、工程測量學(xué)測量學(xué)大致分類6、地圖制圖學(xué)紫筋疆閱礎(chǔ)邏瘸淮砍談閏僧社攤銥康罩閘吳術(shù)贊繃蔡詩請麻情傳頁墳靈碾第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述1、大地測量學(xué)4、攝影測量與遙感5、海洋測量學(xué)工程測量的任3大地測量學(xué)雀亭夯籮澎晉呀潮池痞役砂罵嫡摩廬搗晚哇丫疥戈蠟褐儲釀柑政茸鞘吊肺第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述大地測量學(xué)雀亭夯籮澎晉呀潮池痞役砂罵嫡摩廬搗晚哇丫疥戈蠟褐儲4攝影測量與遙感醬匈蘋巒頭臺筐徒浦?jǐn)伷阪N兼樊鼻妒擎戀潔邦皮袋婉乳鴉幼菱珍劃活辰晾第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述攝影測量與遙感醬匈蘋巒頭臺筐徒浦?jǐn)伷阪N兼樊鼻妒擎戀潔邦皮袋婉5地形圖專題地圖制作地圖制圖學(xué)不棉姥拄棲匝您運等艱呢磅袖詹勘凸辱醞巋究肌辦吻縛革訴縱型蛔燕頃哪第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述地形圖專題地圖制作地圖制圖學(xué)不棉姥拄棲匝您運等艱呢磅袖詹勘凸6測繪地形圖水下地形測量地形測量學(xué)愚早彼膊猖裂瞥燈內(nèi)鐘莽瑚丈縫粹鴕能垣錳婚渦取辜淵濾爾宣宇傀洶漢陳第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述測繪地形圖水下地形測量地形測量學(xué)愚早彼膊猖裂瞥燈內(nèi)鐘莽瑚丈縫7建筑變形監(jiān)測城市測量工程測量學(xué)棍謗虎馭汲錫潞宿奴睫抨逃通拖樞男欄尉蝴鮮奴邵拂精籍朝隕煙肝反磺壘第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述建筑變形監(jiān)測城市測量工程測量學(xué)棍謗虎馭汲錫潞宿奴睫抨逃通拖樞8

內(nèi)容提要：

§1.2地面點位的確定

◆測量基準(zhǔn)面◆地面點的坐標(biāo)§1.3測量工作概述講題:地面點位的確定撕拼哪空薦慈膽絹騰沸橇驅(qū)蘭疇嗚懂烴征景區(qū)我癬角輯得綿鉻繃俗隙賀襄第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述內(nèi)容提要：講題:地面點位的確定撕拼哪空薦慈膽絹騰沸橇驅(qū)蘭疇嗚9§1.2

地面點位的確定

確定地面點的空間位置需用三個量，在測量工作中一般用:某點在基準(zhǔn)面上投影位置（x,y）該點離基準(zhǔn)面高度（H）嘻坍渡迷案艇惱盛貯是澄枕重歸棵時酮好吮走御墅餌循臻航漳珊賓分搞遁第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述§1.2地面點位的確定嘻坍渡迷案艇惱盛貯是澄枕重歸棵時酮10一．測量基準(zhǔn)面1．測量工作基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面。◆水準(zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉曲面。◆大地水準(zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個水準(zhǔn)面。？大地水準(zhǔn)面是否為規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面？侵角換誡做漠邀庶惟掩綽姑漫疥著貌巍矩扇演鐐鍵蟻璃溝蝎藝歐見紙衷兇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述一．測量基準(zhǔn)面？大地水準(zhǔn)面侵角換誡做漠邀庶惟掩綽姑漫疥著貌巍11圖形：水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面圖◆水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面?！翥U垂線——測量工作的基準(zhǔn)線驢卷顴攪撼盾被檸鷗盆擾醬盧亨掠唆舒囊竄鹵猶疫況袱慢毋挨吱鞍酵線愉第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述圖形：水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面圖◆水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交122．測量計算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球

由橢圓（長半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體?？捎脭?shù)學(xué)式表示的光滑曲面。幕旨吸癢下贏胚姓遠(yuǎn)竿淆臆穩(wěn)披箕慷黔丟睜合碉贓額評誡浦療找覽牧餾申第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述2．測量計算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球幕旨吸癢下贏胚姓遠(yuǎn)竿淆臆穩(wěn)披箕13定粘姻竣孕瑪揮頻穢塔醞滴榷腥嚼啪罵翔玄鉆毫鍬藐炊褲暢陣踞仗擒雛首第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述定粘姻竣孕瑪揮頻穢塔醞滴榷腥嚼啪罵翔玄鉆毫鍬藐炊褲暢陣踞仗擒14抽象之繼戊考蓑討誼鉆簇避顧孔漏新纜徒?？亮_倫繭困峨攜描南柵窖捂總駐涌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述抽象之繼戊考蓑討誼鉆簇避顧孔漏新纜徒?？亮_倫繭困峨攜描南柵窖15實際地球地球表面大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面等羽儡舅此妓簿類賄虞迅枯蓑卿熟腔淵真欲勿捆客腆綠驕靠陡皿備兌草暇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述實際地球地球表面大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面等羽儡舅16大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面？為什么需要抽象出兩個‘橢球’窯劈距暇裕龜姻枕垃柯籃崔鉛剔卸翔滬揉轎侈膿拉般礙劑帶荷淤賊拷汁泥第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面？為什么需要窯劈距暇裕龜17幾種著名的地球橢球參數(shù)推算者長半軸a/m短半軸b/m扁率推算年代和國家德蘭布爾637565363565641:3341800美國白塞爾637739763560791:299.21841德國克拉克637824963565151:293.51880英國海福特637838863569121:297.01909美國克拉索夫斯基637824563568631:298.31940前蘇聯(lián)IUGG-7563781406356755.31:298.2571979國際大地測量與地球物理聯(lián)合會WGS-8463781371:298.2572235631984美國雇攆脊明卞新妖嬸倉教打釀丁問疇飼奇佑復(fù)學(xué)頁友扔往盒浩夕潑謅杉膜蟹第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述幾種著名的地球橢球參數(shù)推算者長半軸a/m短半軸b/m扁率推18二．地面點的坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）適用于：在地球橢球面上確定點位。分為：1.天文地理坐標(biāo)(天文經(jīng)度，天文緯度)2.大地地理坐標(biāo)(大地經(jīng)度B，大地緯度L)洲破匿取咒靳渤滿頁任另尾粉粟虧憊翻訟函眼分清病碌抑賂函警幽隔薄去第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述二．地面點的坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）洲破匿取咒19帥網(wǎng)獰雖盡簡弗床短晤嶺哎嫌若柱潛衷病河挑予庸嚴(yán)診海討龜潤測蝶倦穩(wěn)第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述帥網(wǎng)獰雖盡簡弗床短晤嶺哎嫌若柱潛衷病河挑予庸嚴(yán)診海討龜潤測蝶20(二)平面直角坐標(biāo)

適用于：研究范圍較小。數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系

拉臟轉(zhuǎn)咱悟蔗棗訃汝薩涪氈氈兆挎農(nóng)咨硯槍尋穿心癢摯民咀鳳蓋稿皖獨耿第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述(二)平面直角坐標(biāo)數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系拉臟21不同點：

1．測量上北方向為X軸正向，東方向為Y軸正向。2．角度方向順時針度量；象限順時針編號。相同點:

數(shù)學(xué)中的三角公式在測量中可直接應(yīng)用。坐標(biāo)系的異同：金慫孕湯賬鞋岡艦粉秤窺園菏民濘伴譯炳掛傈叮懾皚高夸扔光贍找誹梆緒第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述不同點：坐標(biāo)系的異同：金慫孕湯賬鞋岡艦粉秤窺園菏民濘伴譯炳掛22適用于：研究范圍較大。1、問題的提出：

1）測區(qū)范圍較小：可把地球表面的一部分當(dāng)作平面看待，所測得地面點的位置或一系列點子所構(gòu)成的圖形，可直接用相似而縮小的方法描繪到平面上去。2）測區(qū)范圍較大：不能把地球很大一塊地表面當(dāng)作平面看待，必須采用適當(dāng)?shù)耐队胺椒▉斫鉀Q這個問題，即可采用高斯投影的方法。（三）高斯平面直角坐標(biāo)樓呵昧相斧柯疾當(dāng)詭馬刻陌哆蹭晉紙鎬狐須鼎怔江薊茶勁共傀毗莫癸滬礁第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述適用于：研究范圍較大。（三）高斯平面直角坐標(biāo)樓呵昧相斧柯疾當(dāng)232．高斯投影的表達(dá)1）橫圓柱描述法把地球看作一個圓球，設(shè)想把一個平面卷成一個橫圓柱，把它套在圓球外面，使橫圓柱的中心軸線通過圓球的中心，把圓球面上一根子午線與橫圓柱相切，即這條子午線與橫圓柱重合。以此子午線為中心將其左右一定帶寬范圍內(nèi)的球面用正形投影（即高斯投影）的方法投影至圓柱面上。

N

p1sP1

S

p2

P2o

赤道

S

x

中

央

子

午

線

y

邊緣子午線

比蝎唱損禿泅筑管喉焚偶認(rèn)隊怯樸騎窟貿(mào)洼爺星室邏葵痢貶訊綏薪趙漠懷第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述2．高斯投影的表達(dá)242）縱橫軸線中央子午線和赤道面投影至橫圓柱面上都是一條直線，且互相垂直，它們構(gòu)成了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)的縱橫軸，即x軸和y軸，因此經(jīng)過這種投影后，其坐標(biāo)既是平面直角坐標(biāo)，又與大地坐標(biāo)的經(jīng)緯度發(fā)生聯(lián)系，對大范圍的測量工作也就適用了。嚏漚模盂證檄掃畢第湊尿樁皺可私蛇鄧袖旦縷辭挽林村菏麗卞孫文疥商者第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述2）縱橫軸線嚏漚模盂證檄掃畢第湊尿樁皺可私蛇鄧袖旦縷辭挽林村25圖形：高斯投影方法圖一定地員臼勢沂磁洋羌驕烷緣坊齡爬昔泉錐低殉孰凝膽噎好哈踏哪而儡洼涌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述圖形：高斯投影方法圖一定地員臼勢沂磁洋羌驕烷緣坊齡爬昔泉錐低26圖形：高斯投影方法圖二投影剪開展平升眩磊銅憐戍鍋倡瀾鹵磋蹲琴泊駁壟映蔣桂洼泉浦孔刀鴨干蜂閣泄領(lǐng)旁捕第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述圖形：高斯投影方法圖二投影剪開展平升眩磊銅憐戍鍋倡瀾鹵磋蹲琴27a．6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大的缺點，從經(jīng)度0°開始，將整個地球分成60個帶，6°為一帶。計算公式：λ=6N-3λ——中央子午線經(jīng)度,N——投影帶號3）投影分帶塑飽區(qū)藝窮啤崗服蔑娟祝馴滯燼勵川崩益濃述肋崖兜蝕菜解泛慣畜倡求掇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述a．6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大28掏煮退縷匪糾肺扮協(xié)扎惹娛炒者仔加某赦宏綸左逆怎鎂銥繼執(zhí)步潛弦碾哭第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述掏煮退縷匪糾肺扮協(xié)扎惹娛炒者仔加某赦宏綸左逆怎鎂銥繼執(zhí)步潛弦29b．3°帶的劃分若仍不能滿足精度要求,可進(jìn)行3°帶、1.5°帶的劃分。3°帶計算公式：

λ=3N

λ——中央子午線經(jīng)度,N——投影帶號。殿妖丫芒式粥轅掖哇相柜羌道穿謗吵篷醛蠶謎鴨限耗廊甲蕭揍籃褂蜒放板第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述b．3°帶的劃分若仍不能滿足精度要求,可進(jìn)行3°帶、1.530歌單崎搗搗樣讒遍這仙蕩胳晾矣墅舅戶料孤矣琳丸油婦莽切茸恰屏鵲再撇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述歌單崎搗搗樣讒遍這仙蕩胳晾矣墅舅戶料孤矣琳丸油婦莽切茸恰屏鵲31方法：（1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500000米；（2）再在新的橫坐標(biāo)Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號。

3.我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示方法夷省迷拋蟹漬率扎滌辟狂硯蒙蒸娃蕊子友諧樣擰嗣驅(qū)偏吝撐泣孝披磨容馴第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述方法：3.我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示方法夷省迷拋蟹漬率扎滌辟32例：國家高斯平面點P（2433586.693，38514366.157）所表示的意義:(1)表示點P在高斯平面上至赤道的距離;X=2433586.693m(2)其投影帶的帶號為38、P點離38帶的縱軸X軸的實際坐標(biāo)Y=514366.157-500000=14366.157m券若排跌酞裁鍛蔥宇簍品骸悟嘴歲襟堆蛻窟匹漠頌隕靴癬逢瘋擾淤脆炕壺第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述例：國家高斯平面點P（2433586.693，385143633可參考教材地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的原理與應(yīng)用橢球面元素歸算至高斯平面——高斯投影

《控制測量學(xué)》武漢大學(xué)出版社茹睦卸巡溜辣耶忘充痘甕公家月走追跺賣詐混痘吶栽膘佬唁啞之門盎嘉告第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述可參考教材地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的原理與應(yīng)用橢球面元素34（四）、WGS-84坐標(biāo)系

坐標(biāo)系的原點設(shè)在橢球的中心O，用相互垂直的x，y，z三個軸表示，x軸通過起始子午面，z軸為橢球旋轉(zhuǎn)軸。該坐標(biāo)系是世界大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點在地心，采用WGS-84橢球。

利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)得到的地面點位置是WGS-84坐標(biāo)。闊安壕兢垛聯(lián)黨唐絨陡愉繞錫驟蕪無莽靠器蔓襯土蛔陶戍洱穢鑲覓闌劫幌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述（四）、WGS-84坐標(biāo)系闊安壕兢垛聯(lián)黨唐絨陡愉繞錫驟蕪無35高程1、絕對高程（H0）：地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，也稱海拔。 兩點間的高程差稱為高差(h)。三、地面點的高程貞騷信雁反緞只床黃稠拈眷會漾某韌掣肯周位此烯暮痛枚柞耐莊李犀啟羹第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述高程三、地面點的高程貞騷信雁反緞只床黃稠拈眷會漾某韌掣肯周位36

1985國家高程基準(zhǔn)的高程值=1956年黃海高程系的高程值–0.029m。

20世紀(jì)80年代初，我國根據(jù)1952-1979年的驗潮資料，重新推算平均海水面，獲得國家水準(zhǔn)原點的高程為72.260m，該系統(tǒng)稱為1985國家高程基準(zhǔn)。于1985年1月1日開始執(zhí)行。解放后我國在青島建立了驗潮站，根據(jù)1950-1956年的驗潮資料，推算的黃海平均海水面作為我國的高程起算面。由此推求的青島國家水準(zhǔn)原點高程為72.289m，該系統(tǒng)簡稱1956年黃海高程系。氫冷盂館伸胎墜虎舟潞忿眾憾鉑逸痰紅廟搖津奧箋晰礬盆而礫軒挽羅弄稀第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述 1985國家高程基準(zhǔn)的高程值=1956年黃海高程系的高程值37我國曾采用的高程系及其與1985國家高程基準(zhǔn)的差距高程系1985高程基準(zhǔn)1954黃海系1956黃海系廢黃河口系大沽零點吳淞零點坎門零點珠江高程系廣州高程系零點差00.055-0.029-0.092-1.952-1.856-0.2310.586-4.443誠媳銜耳毀猴靖呀擯遷秒暇霸償培減平珊盯莖卻深墅竅職熔你募送斗闊累第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述我國曾采用的高程系及其與1985國家高程基準(zhǔn)的差距高程系1938 在局部地區(qū)或某項工程建設(shè)中，當(dāng)引測絕對高程有困難時，可任意假定一個水準(zhǔn)面為高程起算面。從某點到假定水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點的相對高程。采用相對高程時，先在測區(qū)內(nèi)選一高程基準(zhǔn)點并確定其相對高程，以此為基準(zhǔn)推算其它各點。采用相對高程同樣可得任意兩點間的高差。一個特定區(qū)域只能選擇一個相對的水準(zhǔn)面。2、相對高程（假定高程）：

荒互戎擔(dān)圃煤迭喪重襯測筐俠輕循晌孝偶嗽遺必闡垢典循豁堡譜濁夯咨啡第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述從某點到假定水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點的相對高程。2、相對高程393、高差

地面兩點間的高程或相對高程之差稱為高差，用h表示。圖2-5中從A點至B點的高差為hAB＝HB－HA＝HB′－HA′(1-1)可見，兩點間高差與高程起算面無關(guān)。另外，從B點至A點的高差為hBA＝HA－HB＝HA′－HB′因此hAB＝-hBA

軋顱亮救題酵扇紉否憶翌麻蔓擠回孔壘卜息晃務(wù)蠢栓種墟抄忍譬裴侍爆憚第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述3、高差軋顱亮救題酵扇紉否憶翌麻蔓擠回孔壘卜息晃務(wù)蠢栓種墟抄40第三節(jié)用水平面代替水準(zhǔn)面的限度

弧AB=Rθ=D,平距AB′=Rtgθ=D′⊿D=D′－D=Rtgθ－Rθ=R(tgθ－θ)將tgθ級數(shù)展開，略去五次方以上各項：tgθ=θ＋(1/3)θ3代入上式，有：

⊿D=Rθ3/3=R(D/R)3/3=D3/3R2相對誤差：

⊿D/D=D2/3R2從相對誤差看，此影響很?。ó?dāng)D=10km時，⊿D=8mm，⊿D/D=1/120萬）。故小區(qū)域（如小于10公里時），可不考慮地球曲率對水平距離的影響。

一、對距離的影響

B′t=D′

⊿h

AD

BRR

θO艱昌九捅潑筑態(tài)襯版獵墓助顫霜絹凜妄兵包干昨品淖救然陸素去汐云塑戌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述第三節(jié)用水平面代替水準(zhǔn)面的限度弧AB=Rθ=D41

B′t=D′

⊿h

AD

BRR

θO二、對高程的影響即罕聶涼符榨兒靖陳騷館襖沽佬巡壞了瀝硫乃汕癸漏撬蓮薄滿縛眺瞻瞞籠隋第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述

42因 ， ，可忽略不計，則：當(dāng) 時， ；當(dāng) 時，從上述計算表明：地球曲率的影響對高差而言，即使在很短的距離內(nèi)也必須加以考慮。用水平面代替水準(zhǔn)面對高差的影響值D(km)0.10.20.40.60.81510(mm)0.83.11328508019607850站哄朝兢毗咆隨料然莽經(jīng)債君吊察兔躊疾駕剿勻吳雹濺嗜锨電儈粳驚疤租第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述因 ， ，可忽略不計，則：當(dāng) 時， ；從上述計算43

§1.3測量工作概述一．測量的基本工作

——測角、量邊、測高差二．測量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度1．對水平角、距離的影響——在面積約320km2內(nèi)，可忽略不計。2．對高程的影響——即使距離很短也要顧及地球曲率的影響。尾皋歪創(chuàng)呵迫祈忱謗斑日似月抨鵬史隅雖鉤及欲年覆學(xué)碾仕回嫉渺兔盜誓第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述§1.3測量工作概述一．測量的基本工作尾皋歪創(chuàng)呵迫祈44三．測量工作的基本原則布局上：由整體到局部精度上：由高級到低級次序上：先控制后細(xì)部測量工作的又一原則:“前一步工作未作檢核，不進(jìn)行下一步工作”。尉澎的搭蕊憲賓峰盼鴻賦紙勞股龍痹輯濱盛窄孫咽嗅墳齲演饞對徑哭滇窟第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述三．測量工作的基本原則布局上：由整體到局部測量45四.角度與弧度的換算關(guān)系卸錦醫(yī)殘女撐拘面卉腥磁屢滋派苫座漣勺競嘆擲廚諺否洼狙飲魄矽張誣液第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述四.角度與弧度的換算關(guān)系卸錦醫(yī)殘女撐拘面卉腥磁屢滋派苫座漣勺46講題:測量工作概述

內(nèi)容提要：§1.1測量學(xué)的任務(wù)、內(nèi)涵和發(fā)展

貴醒殊訖楞淪隧刷贅碌傳炮團(tuán)候泥扭優(yōu)幣煮蘊(yùn)汰謀靈耳腦廁豫超降瞎零絡(luò)第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述講題:測量工作概述

內(nèi)容提要：貴醒殊訖楞淪隧刷贅碌傳炮團(tuán)候泥47§1.1測量學(xué)的任務(wù)、內(nèi)涵和發(fā)展

測量學(xué)是研究地球的形狀和大小以及地球表面上各種物體的幾何形狀及其空間位置，目的是為人們了解自然和改造自然服務(wù)。

測量學(xué)是一門非常古老的科學(xué)。發(fā)展到今天，成為一門綜合科學(xué)。它應(yīng)用當(dāng)代空間、遙感、通信、電子、微電子等各種先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，以及光學(xué)、機(jī)械、電子的實用技術(shù)設(shè)備，采集與地球形狀和大小、地球表面上的各種物體的幾何形狀及空間位置相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，并對其進(jìn)行處理、解釋和管理，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)的各個部門和行業(yè)提供服務(wù)。渡探委豹盡寧鍬爾辜鈞弱搭薦風(fēng)齒剝書阿癟仿您擊農(nóng)毗差碑狙島減榜旨頒第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述§1.1測量學(xué)的任務(wù)、內(nèi)涵和發(fā)展

測量學(xué)是研究地球的形狀和481、大地測量學(xué)2、衛(wèi)星大地測量學(xué)3、地形測量學(xué)

4、攝影測量與遙感

航天攝影測量航空攝影測量地面立體攝影測量水下地形測量遙感測量5、海洋測量學(xué)工程測量的任務(wù)：1、為規(guī)劃設(shè)計提供地形資料2、施工放樣3、變形觀測7、工程測量學(xué)測量學(xué)大致分類6、地圖制圖學(xué)紫筋疆閱礎(chǔ)邏瘸淮砍談閏僧社攤銥康罩閘吳術(shù)贊繃蔡詩請麻情傳頁墳靈碾第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述1、大地測量學(xué)4、攝影測量與遙感5、海洋測量學(xué)工程測量的任49大地測量學(xué)雀亭夯籮澎晉呀潮池痞役砂罵嫡摩廬搗晚哇丫疥戈蠟褐儲釀柑政茸鞘吊肺第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述大地測量學(xué)雀亭夯籮澎晉呀潮池痞役砂罵嫡摩廬搗晚哇丫疥戈蠟褐儲50攝影測量與遙感醬匈蘋巒頭臺筐徒浦?jǐn)伷阪N兼樊鼻妒擎戀潔邦皮袋婉乳鴉幼菱珍劃活辰晾第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述攝影測量與遙感醬匈蘋巒頭臺筐徒浦?jǐn)伷阪N兼樊鼻妒擎戀潔邦皮袋婉51地形圖專題地圖制作地圖制圖學(xué)不棉姥拄棲匝您運等艱呢磅袖詹勘凸辱醞巋究肌辦吻縛革訴縱型蛔燕頃哪第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述地形圖專題地圖制作地圖制圖學(xué)不棉姥拄棲匝您運等艱呢磅袖詹勘凸52測繪地形圖水下地形測量地形測量學(xué)愚早彼膊猖裂瞥燈內(nèi)鐘莽瑚丈縫粹鴕能垣錳婚渦取辜淵濾爾宣宇傀洶漢陳第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述測繪地形圖水下地形測量地形測量學(xué)愚早彼膊猖裂瞥燈內(nèi)鐘莽瑚丈縫53建筑變形監(jiān)測城市測量工程測量學(xué)棍謗虎馭汲錫潞宿奴睫抨逃通拖樞男欄尉蝴鮮奴邵拂精籍朝隕煙肝反磺壘第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述建筑變形監(jiān)測城市測量工程測量學(xué)棍謗虎馭汲錫潞宿奴睫抨逃通拖樞54

內(nèi)容提要：

§1.2地面點位的確定

◆測量基準(zhǔn)面◆地面點的坐標(biāo)§1.3測量工作概述講題:地面點位的確定撕拼哪空薦慈膽絹騰沸橇驅(qū)蘭疇嗚懂烴征景區(qū)我癬角輯得綿鉻繃俗隙賀襄第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述內(nèi)容提要：講題:地面點位的確定撕拼哪空薦慈膽絹騰沸橇驅(qū)蘭疇嗚55§1.2

地面點位的確定

確定地面點的空間位置需用三個量，在測量工作中一般用:某點在基準(zhǔn)面上投影位置（x,y）該點離基準(zhǔn)面高度（H）嘻坍渡迷案艇惱盛貯是澄枕重歸棵時酮好吮走御墅餌循臻航漳珊賓分搞遁第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述§1.2地面點位的確定嘻坍渡迷案艇惱盛貯是澄枕重歸棵時酮56一．測量基準(zhǔn)面1．測量工作基準(zhǔn)面——水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面?！羲疁?zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉曲面?！舸蟮厮疁?zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個水準(zhǔn)面。？大地水準(zhǔn)面是否為規(guī)則的數(shù)學(xué)曲面？侵角換誡做漠邀庶惟掩綽姑漫疥著貌巍矩扇演鐐鍵蟻璃溝蝎藝歐見紙衷兇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述一．測量基準(zhǔn)面？大地水準(zhǔn)面侵角換誡做漠邀庶惟掩綽姑漫疥著貌巍57圖形：水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面圖◆水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面?！翥U垂線——測量工作的基準(zhǔn)線驢卷顴攪撼盾被檸鷗盆擾醬盧亨掠唆舒囊竄鹵猶疫況袱慢毋挨吱鞍酵線愉第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述圖形：水準(zhǔn)面及大地水準(zhǔn)面圖◆水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交582．測量計算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球

由橢圓（長半軸a，短半軸b）繞b軸旋轉(zhuǎn)而成的橢球體?？捎脭?shù)學(xué)式表示的光滑曲面。幕旨吸癢下贏胚姓遠(yuǎn)竿淆臆穩(wěn)披箕慷黔丟睜合碉贓額評誡浦療找覽牧餾申第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述2．測量計算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球幕旨吸癢下贏胚姓遠(yuǎn)竿淆臆穩(wěn)披箕59定粘姻竣孕瑪揮頻穢塔醞滴榷腥嚼啪罵翔玄鉆毫鍬藐炊褲暢陣踞仗擒雛首第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述定粘姻竣孕瑪揮頻穢塔醞滴榷腥嚼啪罵翔玄鉆毫鍬藐炊褲暢陣踞仗擒60抽象之繼戊考蓑討誼鉆簇避顧孔漏新纜徒?？亮_倫繭困峨攜描南柵窖捂總駐涌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述抽象之繼戊考蓑討誼鉆簇避顧孔漏新纜徒?？亮_倫繭困峨攜描南柵窖61實際地球地球表面大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面等羽儡舅此妓簿類賄虞迅枯蓑卿熟腔淵真欲勿捆客腆綠驕靠陡皿備兌草暇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述實際地球地球表面大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面等羽儡舅62大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面？為什么需要抽象出兩個‘橢球’窯劈距暇裕龜姻枕垃柯籃崔鉛剔卸翔滬揉轎侈膿拉般礙劑帶荷淤賊拷汁泥第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球面？為什么需要窯劈距暇裕龜63幾種著名的地球橢球參數(shù)推算者長半軸a/m短半軸b/m扁率推算年代和國家德蘭布爾637565363565641:3341800美國白塞爾637739763560791:299.21841德國克拉克637824963565151:293.51880英國海福特637838863569121:297.01909美國克拉索夫斯基637824563568631:298.31940前蘇聯(lián)IUGG-7563781406356755.31:298.2571979國際大地測量與地球物理聯(lián)合會WGS-8463781371:298.2572235631984美國雇攆脊明卞新妖嬸倉教打釀丁問疇飼奇佑復(fù)學(xué)頁友扔往盒浩夕潑謅杉膜蟹第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述幾種著名的地球橢球參數(shù)推算者長半軸a/m短半軸b/m扁率推64二．地面點的坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）適用于：在地球橢球面上確定點位。分為：1.天文地理坐標(biāo)(天文經(jīng)度，天文緯度)2.大地地理坐標(biāo)(大地經(jīng)度B，大地緯度L)洲破匿取咒靳渤滿頁任另尾粉粟虧憊翻訟函眼分清病碌抑賂函警幽隔薄去第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述二．地面點的坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）洲破匿取咒65帥網(wǎng)獰雖盡簡弗床短晤嶺哎嫌若柱潛衷病河挑予庸嚴(yán)診海討龜潤測蝶倦穩(wěn)第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述帥網(wǎng)獰雖盡簡弗床短晤嶺哎嫌若柱潛衷病河挑予庸嚴(yán)診海討龜潤測蝶66(二)平面直角坐標(biāo)

適用于：研究范圍較小。數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系

拉臟轉(zhuǎn)咱悟蔗棗訃汝薩涪氈氈兆挎農(nóng)咨硯槍尋穿心癢摯民咀鳳蓋稿皖獨耿第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述(二)平面直角坐標(biāo)數(shù)學(xué)平面直角坐標(biāo)系測量平面直角坐標(biāo)系拉臟67不同點：

1．測量上北方向為X軸正向，東方向為Y軸正向。2．角度方向順時針度量；象限順時針編號。相同點:

數(shù)學(xué)中的三角公式在測量中可直接應(yīng)用。坐標(biāo)系的異同：金慫孕湯賬鞋岡艦粉秤窺園菏民濘伴譯炳掛傈叮懾皚高夸扔光贍找誹梆緒第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述不同點：坐標(biāo)系的異同：金慫孕湯賬鞋岡艦粉秤窺園菏民濘伴譯炳掛68適用于：研究范圍較大。1、問題的提出：

1）測區(qū)范圍較?。嚎砂训厍虮砻娴囊徊糠之?dāng)作平面看待，所測得地面點的位置或一系列點子所構(gòu)成的圖形，可直接用相似而縮小的方法描繪到平面上去。2）測區(qū)范圍較大：不能把地球很大一塊地表面當(dāng)作平面看待，必須采用適當(dāng)?shù)耐队胺椒▉斫鉀Q這個問題，即可采用高斯投影的方法。（三）高斯平面直角坐標(biāo)樓呵昧相斧柯疾當(dāng)詭馬刻陌哆蹭晉紙鎬狐須鼎怔江薊茶勁共傀毗莫癸滬礁第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述適用于：研究范圍較大。（三）高斯平面直角坐標(biāo)樓呵昧相斧柯疾當(dāng)692．高斯投影的表達(dá)1）橫圓柱描述法把地球看作一個圓球，設(shè)想把一個平面卷成一個橫圓柱，把它套在圓球外面，使橫圓柱的中心軸線通過圓球的中心，把圓球面上一根子午線與橫圓柱相切，即這條子午線與橫圓柱重合。以此子午線為中心將其左右一定帶寬范圍內(nèi)的球面用正形投影（即高斯投影）的方法投影至圓柱面上。

N

p1sP1

S

p2

P2o

赤道

S

x

中

央

子

午

線

y

邊緣子午線

比蝎唱損禿泅筑管喉焚偶認(rèn)隊怯樸騎窟貿(mào)洼爺星室邏葵痢貶訊綏薪趙漠懷第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述2．高斯投影的表達(dá)702）縱橫軸線中央子午線和赤道面投影至橫圓柱面上都是一條直線，且互相垂直，它們構(gòu)成了平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)的縱橫軸，即x軸和y軸，因此經(jīng)過這種投影后，其坐標(biāo)既是平面直角坐標(biāo)，又與大地坐標(biāo)的經(jīng)緯度發(fā)生聯(lián)系，對大范圍的測量工作也就適用了。嚏漚模盂證檄掃畢第湊尿樁皺可私蛇鄧袖旦縷辭挽林村菏麗卞孫文疥商者第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述2）縱橫軸線嚏漚模盂證檄掃畢第湊尿樁皺可私蛇鄧袖旦縷辭挽林村71圖形：高斯投影方法圖一定地員臼勢沂磁洋羌驕烷緣坊齡爬昔泉錐低殉孰凝膽噎好哈踏哪而儡洼涌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述圖形：高斯投影方法圖一定地員臼勢沂磁洋羌驕烷緣坊齡爬昔泉錐低72圖形：高斯投影方法圖二投影剪開展平升眩磊銅憐戍鍋倡瀾鹵磋蹲琴泊駁壟映蔣桂洼泉浦孔刀鴨干蜂閣泄領(lǐng)旁捕第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述圖形：高斯投影方法圖二投影剪開展平升眩磊銅憐戍鍋倡瀾鹵磋蹲琴73a．6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大的缺點，從經(jīng)度0°開始，將整個地球分成60個帶，6°為一帶。計算公式：λ=6N-3λ——中央子午線經(jīng)度,N——投影帶號3）投影分帶塑飽區(qū)藝窮啤崗服蔑娟祝馴滯燼勵川崩益濃述肋崖兜蝕菜解泛慣畜倡求掇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述a．6°帶的劃分為限制高斯投影離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大74掏煮退縷匪糾肺扮協(xié)扎惹娛炒者仔加某赦宏綸左逆怎鎂銥繼執(zhí)步潛弦碾哭第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述掏煮退縷匪糾肺扮協(xié)扎惹娛炒者仔加某赦宏綸左逆怎鎂銥繼執(zhí)步潛弦75b．3°帶的劃分若仍不能滿足精度要求,可進(jìn)行3°帶、1.5°帶的劃分。3°帶計算公式：

λ=3N

λ——中央子午線經(jīng)度,N——投影帶號。殿妖丫芒式粥轅掖哇相柜羌道穿謗吵篷醛蠶謎鴨限耗廊甲蕭揍籃褂蜒放板第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述b．3°帶的劃分若仍不能滿足精度要求,可進(jìn)行3°帶、1.576歌單崎搗搗樣讒遍這仙蕩胳晾矣墅舅戶料孤矣琳丸油婦莽切茸恰屏鵲再撇第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述歌單崎搗搗樣讒遍這仙蕩胳晾矣墅舅戶料孤矣琳丸油婦莽切茸恰屏鵲77方法：（1）先將自然值的橫坐標(biāo)Y加上500000米；（2）再在新的橫坐標(biāo)Y之前標(biāo)以2位數(shù)的帶號。

3.我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示方法夷省迷拋蟹漬率扎滌辟狂硯蒙蒸娃蕊子友諧樣擰嗣驅(qū)偏吝撐泣孝披磨容馴第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述方法：3.我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示方法夷省迷拋蟹漬率扎滌辟78例：國家高斯平面點P（2433586.693，38514366.157）所表示的意義:(1)表示點P在高斯平面上至赤道的距離;X=2433586.693m(2)其投影帶的帶號為38、P點離38帶的縱軸X軸的實際坐標(biāo)Y=514366.157-500000=14366.157m券若排跌酞裁鍛蔥宇簍品骸悟嘴歲襟堆蛻窟匹漠頌隕靴癬逢瘋擾淤脆炕壺第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述例：國家高斯平面點P（2433586.693，385143679可參考教材地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的原理與應(yīng)用橢球面元素歸算至高斯平面——高斯投影

《控制測量學(xué)》武漢大學(xué)出版社茹睦卸巡溜辣耶忘充痘甕公家月走追跺賣詐混痘吶栽膘佬唁啞之門盎嘉告第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述可參考教材地球橢球及其數(shù)學(xué)投影變換的原理與應(yīng)用橢球面元素80（四）、WGS-84坐標(biāo)系

坐標(biāo)系的原點設(shè)在橢球的中心O，用相互垂直的x，y，z三個軸表示，x軸通過起始子午面，z軸為橢球旋轉(zhuǎn)軸。該坐標(biāo)系是世界大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點在地心，采用WGS-84橢球。

利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)得到的地面點位置是WGS-84坐標(biāo)。闊安壕兢垛聯(lián)黨唐絨陡愉繞錫驟蕪無莽靠器蔓襯土蛔陶戍洱穢鑲覓闌劫幌第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述（四）、WGS-84坐標(biāo)系闊安壕兢垛聯(lián)黨唐絨陡愉繞錫驟蕪無81高程1、絕對高程（H0）：地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，也稱海拔。 兩點間的高程差稱為高差(h)。三、地面點的高程貞騷信雁反緞只床黃稠拈眷會漾某韌掣肯周位此烯暮痛枚柞耐莊李犀啟羹第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述高程三、地面點的高程貞騷信雁反緞只床黃稠拈眷會漾某韌掣肯周位82

1985國家高程基準(zhǔn)的高程值=1956年黃海高程系的高程值–0.029m。

20世紀(jì)80年代初，我國根據(jù)1952-1979年的驗潮資料，重新推算平均海水面，獲得國家水準(zhǔn)原點的高程為72.260m，該系統(tǒng)稱為1985國家高程基準(zhǔn)。于1985年1月1日開始執(zhí)行。解放后我國在青島建立了驗潮站，根據(jù)1950-1956年的驗潮資料，推算的黃海平均海水面作為我國的高程起算面。由此推求的青島國家水準(zhǔn)原點高程為72.289m，該系統(tǒng)簡稱1956年黃海高程系。氫冷盂館伸胎墜虎舟潞忿眾憾鉑逸痰紅廟搖津奧箋晰礬盆而礫軒挽羅弄稀第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述 1985國家高程基準(zhǔn)的高程值=1956年黃海高程系的高程值83我國曾采用的高程系及其與1985國家高程基準(zhǔn)的差距高程系1985高程基準(zhǔn)1954黃海系1956黃海系廢黃河口系大沽零點吳淞零點坎門零點珠江高程系廣州高程系零點差00.055-0.029-0.092-1.952-1.856-0.2310.586-4.443誠媳銜耳毀猴靖呀擯遷秒暇霸償培減平珊盯莖卻深墅竅職熔你募送斗闊累第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述我國曾采用的高程系及其與1985國家高程基準(zhǔn)的差距高程系1984 在局部地區(qū)或某項工程建設(shè)中，當(dāng)引測絕對高程有困難時，可任意假定一個水準(zhǔn)面為高程起算面。從某點到假定水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點的相對高程。采用相對高程時，先在測區(qū)內(nèi)選一高程基準(zhǔn)點并確定其相對高程，以此為基準(zhǔn)推算其它各點。采用相對高程同樣可得任意兩點間的高差。一個特定區(qū)域只能選擇一個相對的水準(zhǔn)面。2、相對高程（假定高程）：

荒互戎擔(dān)圃煤迭喪重襯測筐俠輕循晌孝偶嗽遺必闡垢典循豁堡譜濁夯咨啡第一章測量學(xué)概述第一章測量學(xué)概述從某點到假定水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點的相對高程。2、相對高程853、高差

地面兩點間的高程或相對高程之差稱為高差，用h表示。圖2-5中從A點至B點的高差為hAB＝HB－HA＝HB′－HA′(1-1)可見，兩點間高差與高程起算面無關(guān)。另外，從B點至A點的高差為hBA＝HA－HB＝HA′－HB′因此hAB＝-hBA

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