工程測量第一章緒論課件

工程測量

電話:

第一章工程測量基礎(chǔ)知識

內(nèi)容提要地球的形狀和大小地面點(diǎn)的表示方法用水平面代替水準(zhǔn)面的限度測量工作的基本原則第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小第1章測量學(xué)的基礎(chǔ)知識

§1.1地球的形狀和大小一、地球形狀和大小1.

地球是一個表面起伏較大的橢球地球表面最高峰：8844.43m

海洋底部最深處:11022.00m

地球表面最大高差近20km2.地球又是一個近似光滑的水球大陸面積:占29%海洋面積:占71%3.地球平均半徑:6371km

抽象一、地球的形狀實(shí)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)橢球面一、地球的形狀大地體旋轉(zhuǎn)橢球體大地水準(zhǔn)面參考橢球面？為什么需要抽象出兩個‘橢球’一、地球的形狀

設(shè)想當(dāng)海洋處于靜止均衡狀態(tài)時，將它延伸到陸地內(nèi)部所形成的封閉曲面。大地水準(zhǔn)面靜止海水面陸地大地水準(zhǔn)面地球表面低密度礦體高密度礦體大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面和鉛垂線示意圖地心OOG格林尼治天文臺G地球自轉(zhuǎn)軸起始天文子午面地球自然表面大地水準(zhǔn)面E二、基本概念5.旋轉(zhuǎn)橢球與大地體非常接近的數(shù)學(xué)橢球長半徑為a，短半徑為b

扁率

數(shù)學(xué)模型地球平均半徑R=6371km

§1.1地球的形狀和大小ZYX§1.2地球橢球——參考橢球體旋轉(zhuǎn)橢球理論上是唯一的數(shù)學(xué)球體旋轉(zhuǎn)橢球參數(shù)，難以全球統(tǒng)一確定；各國自己測定并采用的旋轉(zhuǎn)橢球稱為參考橢球同時顧及地球幾何參數(shù)和物理參數(shù)的旋轉(zhuǎn)橢球稱為地球橢球體，又稱為參考橢球體參考橢球面是測量計算和制圖的基準(zhǔn)面

§1.3地面點(diǎn)位的確定地球表面所有地理空間信息總稱為地形。地形包括地物和地貌兩大部分§1.3地面點(diǎn)位的確定地貌：地面高低起伏的形態(tài)在地形圖上通常用等高線來表示地貌§1.3地面點(diǎn)位的確定

地面點(diǎn)的空間位置由三維坐標(biāo)確定，包括

地理坐標(biāo)（L，B，H）或（X，Y，Z）平面坐標(biāo)(x,y)和高程H，可寫為(x,y，H)大地經(jīng)度L大地緯度BP（LBH）OSNEKBL大地高H1、確定橢球的形狀和大小2、橢球的定位和定向起始大地子午面赤道面二、大地坐標(biāo)系基準(zhǔn)面：參考橢球面基準(zhǔn)線：法線地面點(diǎn)位用大地經(jīng)度和大地緯度來表示1.1954年北京坐標(biāo)系2.1980國家大地坐標(biāo)系3.WGS-84世界大地坐標(biāo)系§1.4測量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng)三、空間直角坐標(biāo)系三維坐標(biāo)(X,Y,Z)1980國家大地坐標(biāo)系大地原點(diǎn)——位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)1.高斯投影中央子午線和赤道投影后成相互垂直的直線。中央子午線長度不變，離中央子午線越遠(yuǎn)變形越大。為保證投影精度，必須采用分帶投影。6度投影帶：中央子午線經(jīng)度為2.高斯投影分帶（1）6度投影帶：中央子午線經(jīng)度為（2）3度投影帶：中央子午線經(jīng)度為五、高斯投影和高斯平面直角坐標(biāo)系

3.高斯平面直角坐標(biāo)系x坐標(biāo)：中央子午線向西平移500km，向北為正。y坐標(biāo)：赤道，向東為正。為區(qū)分點(diǎn)位所在的高斯投影帶，在Y坐標(biāo)前必須加兩位數(shù)的帶號。如：

我國六度帶帶號N=13~23，三度帶帶號n=25~45

x

ⅣαⅠy

ⅢⅡ

高斯平面直角坐標(biāo)系

y

ⅡⅠαx

ⅢⅣ笛卡爾平面直角坐標(biāo)系3.測量高斯平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)笛卡爾平面直角坐標(biāo)系的區(qū)別

六、墨卡托投影——等角正圓柱投影

七、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系

在半徑R<10km的范圍內(nèi)，可用水平面代替大地水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面。以磁子午線的方向作為X軸，向北為正；其垂直方向?yàn)閅軸，向東為正。坐標(biāo)原點(diǎn)選在測區(qū)西南角。

x

測區(qū)

oy§1.5地面點(diǎn)的高程

一、高程

地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到高程基準(zhǔn)面的距離絕對高程H（海拔）：地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離相對高程H'：地面點(diǎn)沿鉛垂線方向到任意水準(zhǔn)面的距離高差h：地面兩點(diǎn)高程之差二、我國的高程系統(tǒng)國家水準(zhǔn)原點(diǎn)（高程零點(diǎn)H。）位于青島觀象山，黃海平均海水面為高程基準(zhǔn)面1956黃海高程系：H。=72.289m1985國家高程基準(zhǔn)：H。=72.260m，相差29mm某市目前仍采用上海吳淞高程系如某點(diǎn):吳淞高程—1.856m=85黃海高程§1.6用水平面代替水準(zhǔn)面的限度一、對距離的影響大地水準(zhǔn)面上：在水平面上：誤差值：相對誤差：結(jié)論：當(dāng)測區(qū)半徑r<10km時,誤差僅為1/120萬，可用水平面代替大地水準(zhǔn)面二、對水平角的影響

球面三角形

內(nèi)角和球面角超P—球面三角形面積R—地球半徑，

結(jié)論：當(dāng)測區(qū)范圍在100km2，用水平面代替水準(zhǔn)面時，對角度影響僅為0.51″，在普通測量工作中可以忽略不計三、對高程的影響用水平面代替水準(zhǔn)面對高程的影響就是地球曲率對高程的影響

結(jié)論:必須顧及其影響,進(jìn)行改正§1.7測量誤差基本知識

1.7.1測量誤差概述一、測量與觀測值二、測量誤差及其來源1.測量誤差定義測量中的被觀測量，客觀上都存在著一個真實(shí)值，簡稱真值。對該量進(jìn)行觀測得到觀測值。觀測值與真值之差，稱為真誤差。

△=l

-X真誤差＝觀測值－真值

儀器設(shè)備不盡完善人的感官不穩(wěn)定自然環(huán)境的影響2.誤差來源誤差分類一、粗差二、系統(tǒng)誤差三、偶然誤差1.7.2測量誤差的種類一、偶然誤差的四個特性舉例：abc△i=ai+bi+ci-180°（i=1,2,········358）1.7.3偶然誤差的特性結(jié)論1.在一定的條件下，偶然誤差的絕對值不會超過一定的限度；2.絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會多；3.絕對值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會相等；4.偶然誤差的算術(shù)平均值趨近于零，即二、誤差概率分布曲線三、分析標(biāo)準(zhǔn)差σ1.σ與觀測誤差△及偶然誤差概率密度f(△)的關(guān)系2.σ與誤差分布曲線拐點(diǎn)的關(guān)系－△y=f(△)y-+3.標(biāo)準(zhǔn)差σ的概率值P（－σ＜△＜＋σ）+△－△y=f(△)y-+1.7.4衡量精度的標(biāo)準(zhǔn)一、用絕對誤差來衡量精度1.方差和中誤差方差中誤差（用m表示）就是標(biāo)準(zhǔn)差σ標(biāo)準(zhǔn)差σ的計算公式中誤差的估算值的計算公式2.平均誤差3.極限誤差（容許誤差）m容許=3｜m｜~2｜m｜m容許

的概率含義二、用相對誤差來衡量精度1.7.5誤差傳播定律一、倍乘二、和或差三、一般函數(shù)1.7.6等精度觀測的平差一、求最可靠值（最或是值）§5二、評定精度1.求觀測值的中誤差△i=li－X用最或是值誤差求觀測值的中誤差vi=li-x用真誤差求觀測值的中誤差2.求最可靠值中誤差1.7.7不等精度觀測的平差例：ABCS=4kmS=2kmS=2.5kmE已知：HA、HB、HC，求：HE一、權(quán)（用p

表示）權(quán)是表示觀測值可靠程度的一個相對性數(shù)值權(quán)的特性權(quán)愈大表示觀測值愈可靠權(quán)是相對數(shù)值，故單獨(dú)一個值無意義權(quán)始終取正號權(quán)可以用一數(shù)乘除其意義不變怎樣定權(quán)取中誤差定權(quán)從實(shí)際出發(fā)測角取測回數(shù)二、求不同精度觀測值的最可靠值(最或是值)

——加權(quán)算術(shù)平均值加權(quán)算術(shù)平均值三、最可靠值（最或是值）的精度評定（一）最或是值的中誤差加權(quán)平均值的中誤差（二）單位權(quán)觀測值中誤差μ用觀測值的最或是值誤差來計算單位權(quán)中誤差的公式：用最或是值誤差來計算不同精度觀測值最或是值中誤差公式：§1.8測量工作的基本概念一、測量三項(xiàng)基本工作測量工作包括測定和測設(shè)兩部分，其實(shí)質(zhì)都是確定地面點(diǎn)的點(diǎn)位確定點(diǎn)位的三要素：高差、水平角、水平距離測量三項(xiàng)基本工作：高程測量（第三章）角度測量（第四章）距離測量（第五章）二、測量工作的原則

從整體到局部，先控制后碎部——減少誤差結(jié)累——加快測量速度前項(xiàng)工作未作檢核，不進(jìn)行下一步工作——保證成果質(zhì)量