1、概论 n测量学研究的分支i.大地测量学ii.普通测量学 iii.摄影测量学iv.工程测量学v.地图制图学 vi.海洋测量学1. 大地测量:较大范围内,顾及到地球曲率的影响,利用观测天体、重力的方法研究大范围的地球形状和大小。5. 地图制图学:利用测量学的成果、资料,研究投影、编绘和制印技术,称之为制图学。2. 普通测量:较小范围,不计地球曲率的影响,研究地面点位相互位置的科学。3. 摄影测量:由空中或者地面上的摄影仪对地面某一个局部投影获得底片,经过洗、晒、暴光,得到相片(正片),按照摄影测量的方法,利用其仪器编绘地形图。4. 工程测量:利用测量学的理论、技术和方法解决工程建设中的测量问题。
2、例如:矿山测量问题称为矿山测量学;建筑工程中的问题称为建筑工程测量学;建筑道路中的问题称为道路工程测量学;管道建设中的问题称为管道工程测量。6、 海洋测量学:是研究海洋和陆地水域的测量和绘图的科学。测量学分支测量学的任务和作用2.测设:把规划图、设计图上已经设计好的建筑物、构造物,按照精度要求把其位置转移到地面上。n任务:1.测定:利用测量的仪器和工具对地面某局部进行测量,取得一系列数据,把地球表面的地形按照比例尺的大小,按照正射投影编绘成地形图。地面点位的确定一、地球的形状和大小要研究地球的形状和大小 中国在地球的东半球、北半部,精确定位需要地球大地坐标系作为参考系我国的地理位置?梨形?地球
3、图片地球自然表面大地水准面ab大地水准面地球椭球面ab水准面水准面上任一点的铅垂线与该面相垂直(水准面上是连续的,无起伏的,可用数学方程式表达)水准面的特性: 无穷多个大地水准面地球自然表面参考椭球参考椭圆体:由大地水准面所包围曲面的形体-大地体或者叫做参考椭圆体。宏观上可用椭球表达:x2/a2+y2/b2+z2/b2=1,我国所用的参考椭球体的数据: 长半轴 a=6378.14km 短半轴 b=6357.0km =1:298.2571/300一般情况下,我们把它看成圆球,即x2+y2+z2=r2 ,r=(2a+b)/3=6371km。a b 确定地面点位的方法n地面点的位置由测量三要素来确定
4、,即(X、Y、H)B a b c d AC DHA HB HC HD 大地水准面HA HB A BhAB AHBH大地水准面假定水准面n高程的确定确定地面点位的方法n地面点的位置由测量三要素来确定,即(X、Y、H)n参考面的确定 独立直角坐标系地理坐标系高斯平面直角坐标系n高程的确定绝对高程:地面点到大地水准面的铅垂距离。相对高程:地面点到任一水准面的铅垂距离。HA A BhAB AH BH 大地水准面HB 假定水准面坐标系经度:过A点子午面与过首初子午线的子午面之间的夹角。纬度:地面上任一点A到赤道弧长所对的角度。坐标轴方向与数学坐标相反,角度从x轴正方向顺时针计算,象限也一样设定,所以数学
5、中的计算方法也适用于该坐标系。绝对坐标地理坐标(经度、纬度)独立平面直角坐标任意直角坐标坐标(x、y)oxyiiiiiiiv高斯简介高斯投影坐标系投影原理中央子午线N Sxyo高斯投影特性特点:赤道投影为直线,X轴处处处平行,高斯投影是等角投影的一种。投影前与投影后角度保持不变,但长度产生变形,平面上长度大于曲面上长度高斯投影特性:每带中央子午线与赤道投影相互垂直的直线;除中央子午线外,投影带的其他子午线凹向中央子午线;除赤道外,其他纬线凸向赤道;当把地球360从东经130起,自西向东分成120个等分,每一等份为3,称之为三度带,为了控制投影变形采用分带投影的方式,当把地球360从东经0起自西
6、向东分成60个等分,每一等份为6,称之为六度带,l0=6n-3(l0为中央经线,n为带号)。三度带:六度带:l0=3n (l0为中央经线,n为带号)。六度带和三度带23 25 272931 3335 37 391 2 33969 75 81 87 9399 10511111741 43 45123129135117 15 1212 13 14 16 17 18 19 20 69 75 81 87 93 99 105 111 3 9 21 22 23 123 129 135 117 15 1212 13 14 16 17 18 19 20 69 75 81 87 93 99 105 111 3
7、9 21 22 23 123 129 135 2325272931333537391 2 33 969 75 81 87 9399 105111117414345123129135三度带投影六度带投影东经东经n中国位于东半球,亚洲大陆的东部,太平洋的西岸。我国位于亚洲大陆的东南部,东临太平洋,西北深入亚洲大陆,是一个海陆兼备的国家。从经纬度上看,我国位于北纬4至北纬5331,东经7340至东经1355之间,北回归线横穿我国南部。全国约有90的土地处于四季分明的温带和亚热带,约有8的面积处于“万年无雪、冬夏常青”的热带。 x=d*cos y=d*sinxyoyAxAyBxBA BDxyoyAxA
8、xBA ByBD由于我国的地理位置位于东半球的北纬地带,X轴大于0,Y轴有正有负。6带在赤道投影为666km,666/2=333km,为方便取500km。将X轴西移500 km后,Y轴也大于0,坐标便于计算。通用坐标形式为(X、y)为带号,y为y原+500。高斯平面直角坐标的形式.通常在工程测量中选用三度带分带投影。Eg. (353000.12m,20626500.46m)用水平面代替水准面的限度DDD)(tanRDDD将按级数展开为, 5315231tan3331)31(RRD代入,得 RD223RDDDABDDbbaRR)(kmD)(mmDDD10205010086610268212000
9、,217, 11000,3041000,491000,121因此,在半径为 的范围内进行距离测量时可以不考虑地球曲率对距离的影响,用水平面代替水准面。km10223RDDD用水平面代替水准面的限度2地面点的高程为Bb,如果用水平面代替大地水准面,则点的高程为Bb,两者之差,即为用水平面代替大地水准面对高程的影响。 将按级数展开为, 42245211secRDRh212122ABDDbbaRRh) 1(secsecRRRobbobBBbh从表中可知,用水平面代替大地水准面对高程的影响很大,当 时, ,已经超出了高程测量的误差要求。因此,在高程测量时,应顾及地球曲率对高程的影响。)(mD20050010002000)(mmh32078314mD200mmh3RDRh212122测量工作概述n测量的三项基本工作水平角 、高差 、 距离n测量工作的原则和程序原则:由整体到局部工作程序:先控制后碎部精度控制:先高级后低级