認(rèn)知2地面點(diǎn)位的表示方法

建筑工程測量技術(shù)四川水利水電技師學(xué)院認(rèn)知2

地面點(diǎn)位的表示方法

地面點(diǎn)位的確定，一般需要三個(gè)量。在測量工作中，我們一般用某點(diǎn)在基準(zhǔn)面上的投影位置（x,y）和該點(diǎn)離基準(zhǔn)面的高度（H）來確定。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。

測量工作是在地球表面進(jìn)行的，而海洋占整個(gè)地球表面的71%，故最能代表地球表面的是海水面，人們將海水面所包圍的地球形體看作地球的形狀。測量工作基準(zhǔn)面自然選擇海水面。水準(zhǔn)面——靜止海水面所形成的封閉的曲面。大地水準(zhǔn)面——其中通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面。水準(zhǔn)面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。鉛垂線——測量工作的基準(zhǔn)線。水準(zhǔn)面和大地水準(zhǔn)面2、測量計(jì)算基準(zhǔn)面——旋轉(zhuǎn)橢球

由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，引起鉛垂線的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，致使大地水準(zhǔn)面成為一個(gè)復(fù)雜的曲面，無法在這個(gè)曲面上進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的處理。為了計(jì)算方便，通常用一個(gè)非常接近于大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)式來表示的幾何體來代替地球的形狀，這就產(chǎn)生了“旋轉(zhuǎn)橢球”的概念。旋轉(zhuǎn)橢球：由一橢圓（長半軸a，短半軸b）繞其短半軸b旋轉(zhuǎn)而成的橢球體。旋轉(zhuǎn)橢球體

二、地面點(diǎn)的坐標(biāo)

坐標(biāo)分為地理坐標(biāo)、高斯平面直角坐標(biāo)和平面直角坐標(biāo)。1、地理坐標(biāo)（屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng)）——用經(jīng)度和緯度來表示。

適用于：在地球橢球面上確定點(diǎn)位。圖1-3地球橢球面

其與數(shù)學(xué)中平面直角坐標(biāo)系相比，不同點(diǎn)：（1）測量上取南北方向?yàn)榭v軸（X軸），東西方向?yàn)闄M軸（Y軸）（2）角度方向順時(shí)針度量，象限順時(shí)針編號。相同點(diǎn)：數(shù)學(xué)中的三角公式在測量計(jì)算中可直接應(yīng)用。

圖1-4

左圖數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)右圖數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)2、平面直角坐標(biāo)——用坐標(biāo)（x，y）來表示。

適用于：測區(qū)范圍較小，可將測區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。確定地面點(diǎn)平面坐標(biāo)的方法OABXY1.選擇O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立平面坐標(biāo)系。約定：水平線為Y軸，向右為正方向；豎直線為X軸，向上為正方向。1132234452.A點(diǎn)在平面坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)為XA=+5，YA=+4。-2-1-1-23.B點(diǎn)在平面坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)為XB=-2，YA=-2。

3、高斯平面直角坐標(biāo)

適用于：測區(qū)范圍較大，不能將測區(qū)曲面當(dāng)作平面看待。

當(dāng)測區(qū)范圍較大，若將曲面當(dāng)作平面來看待，則把地球橢球面上的圖形展繪到平面上來，必然產(chǎn)生變形，為減小變形，必須采用適當(dāng)?shù)姆椒▉斫鉀Q。測量上常采用的方法是高斯投影方法。高斯投影方法是將地球劃分成若干帶，然后將每帶投影到平面上。（1）6°帶的劃分1）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(diǎn)，從經(jīng)度0°開始，將整個(gè)地球分成60個(gè)帶，6°為一帶。

6°帶中央子午線及帶號2）公式：——中央子午線經(jīng)度；N——投影帶的帶號。（2）3°帶的劃分從東經(jīng)開始，將整個(gè)地球分成120個(gè)帶，3°為一帶。

3°帶中央子午線及帶號有：

——中央子午線經(jīng)度；N——投影帶的帶號。4、我國高斯平面直角坐標(biāo)的表示。

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。[例題]：國家高斯平面點(diǎn)P（3032586.48，20648680.54），請指出其所在的帶號及自然坐標(biāo)為多少？（1）點(diǎn)P至赤道的距離：X=3032586.48m（2）其投影帶的帶號為20、P點(diǎn)離20帶的縱軸X軸的實(shí)際距離：Y=648680.54-500000=148680.54m三、地面點(diǎn)的高程

1、絕對高程H（海拔）——地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。2、相對高程H'——地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。3、高差——

水準(zhǔn)面地面點(diǎn)的高程和高差

1.絕對高程

地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕對高程，簡稱高程，用大寫字母H表示。如圖所示：地面點(diǎn)A、B的高程分別為HA和HB。HA

HB

2.相對高程

地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離,稱為該點(diǎn)的相對高程或假定高程。用H′表示。如圖所示：A.、B兩點(diǎn)的相對高程為HA′和HB′。HA′HB′3、高差地面兩點(diǎn)間的高程之差,稱為高差，用小寫字母h表示。高差有方向和正負(fù)。

A、B兩點(diǎn)的高差為:hAB=HB-HA

B、A兩點(diǎn)的高差為:hBA=HA-HB

A、B兩點(diǎn)的高差與B、A兩點(diǎn)的高差，絕對值相等，符號相反，即：hBA=

-hAB下面我們學(xué)習(xí)高差。hAB四、我國的高程系統(tǒng)

主要有：（1）1985國家高程系統(tǒng)（2）1956黃海高程系統(tǒng)（3）地方高程系統(tǒng)。如：珠江高程系統(tǒng)。其中，我國的水準(zhǔn)原點(diǎn)建在青島市觀象山，在1985年國家高程系統(tǒng)中，其高程為72.260米；在1956年黃海高程系統(tǒng)中的高程為72.289米。

高程基準(zhǔn)，是推算國家統(tǒng)一高程控制網(wǎng)中所有水準(zhǔn)高程的起算依據(jù)，它包括一個(gè)水準(zhǔn)基面和一個(gè)永久性水準(zhǔn)原點(diǎn)。水準(zhǔn)基面，通常理論上采用大地水準(zhǔn)面，它是一個(gè)延伸到全球的靜止海水面，也是一個(gè)地球重力等位面，實(shí)際上確定水準(zhǔn)基面則是取驗(yàn)潮站長期觀測結(jié)果計(jì)算出來的平均海面。青島地處黃海，而我國把黃海海平面定為海拔基準(zhǔn)面，而這個(gè)海拔基準(zhǔn)面就是根據(jù)驗(yàn)潮站提供的數(shù)據(jù)來確定的。驗(yàn)潮站的主要作用：監(jiān)測、記錄潮汐變化數(shù)據(jù)，為海港研究開發(fā)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、風(fēng)潮等自然災(zāi)害研究提供了有關(guān)資料和預(yù)測、預(yù)防等服務(wù)。中國以青島港驗(yàn)潮站的長期觀測資料推算出的黃海平均海面作為中國的水準(zhǔn)基面，即零高程面。青島驗(yàn)潮站1900年開始驗(yàn)潮，1904年開始正式建立。

小資料中國水準(zhǔn)原點(diǎn)

中國永久性水準(zhǔn)原點(diǎn)位于青島觀象山山頂處，由中國人民解放軍總參測繪局于1954年建成，作為中國的海拔起點(diǎn)，全國各地的海拔高度皆由此點(diǎn)起算。該水準(zhǔn)原點(diǎn)因其在中國獨(dú)一無二的特性，從某種意義上，可以稱為中國高程測量的“格林威治”。在觀象山上，有一個(gè)神秘的小石屋，外面有兩層高柵欄，石屋子內(nèi)還有三道鐵將軍把門。在石屋子里面，有一個(gè)價(jià)值不菲的拳頭大小、渾圓的黃瑪瑙，瑪瑙上一個(gè)紅色小點(diǎn)，上面標(biāo)出“此處海拔高度72.260米”，這就是我國的“水準(zhǔn)原點(diǎn)”。球形的水袋瑪瑙標(biāo)志，其上有銅制和石制護(hù)蓋兩層，用精密水準(zhǔn)測量方法與驗(yàn)潮站上所求出的平均海水面進(jìn)行聯(lián)測，測出它的高程為全國高程起始點(diǎn)，國家測繪局將它確定為“中華人民共和國水準(zhǔn)原點(diǎn)”。當(dāng)時(shí)國家規(guī)定，采用由此青島驗(yàn)潮站求得的1956年黃海平均海水面作為全國統(tǒng)一高程基準(zhǔn)面，其絕對高程為零，凡由此基準(zhǔn)面起算的高程，統(tǒng)稱為“1956年黃海高程系統(tǒng)”。中國水準(zhǔn)原點(diǎn)建成后，由此構(gòu)成原點(diǎn)網(wǎng)。用精密水準(zhǔn)測量測定水準(zhǔn)原點(diǎn)相對于黃海平均海面的高差，即