工程测量教学PPT测量学基础知识.ppt

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1、工程测量任务单l描述下地球的形状，并用数学式表示描述下地球的形状，并用数学式表示l谈谈谈谈 大地水准面、水准面和水平面之间的关系大地水准面、水准面和水平面之间的关系l请你谈谈请你谈谈“19801980年国家大地坐标系年国家大地坐标系”和和“20002000年国家大地坐标系年国家大地坐标系”产生的背产生的背景和有什么不同？景和有什么不同？20002000年国家大地坐标系在我国何时开始应用？年国家大地坐标系在我国何时开始应用？l请你谈谈绝对高程、相对高程、高差、海拔以及建筑标高的关系？请你谈谈绝对高程、相对高程、高差、海拔以及建筑标高的关系？l用水平面代替水准面，对高程的影响是很大的，是否需要修正

2、测量所得高程用水平面代替水准面，对高程的影响是很大的，是否需要修正测量所得高程数据？数据？l请你谈谈请你谈谈“1985“1985年国家高程基准年国家高程基准”和和“1956“1956年黄海高程系年黄海高程系”有什么不同？有什么不同？l地面点在大地水准面上的投影坐标有几种？有什么不同？地面点在大地水准面上的投影坐标有几种？有什么不同？回顾一下人类对地球认识的历史，你描述一下我们居住的地球形状，最后用数学公式表示；地球是一个南北极稍扁，赤道稍长，类似于一个椭圆绕其短轴旋转，平均半径为6371千米的椭球体。圆方程：x2+y2=r2球方程：x2+y2+z2=r2椭圆方程：x2/a2+y2/b2=1椭球

3、方程：x2/a2+y2/b2+z2/c2=1？2、请你谈谈水准面、大地水准面、水平面的关系水准面是与大地水准面平行的不规则水准面是与大地水准面平行的不规则的椭球面，水平面与水准面相切，只的椭球面，水平面与水准面相切，只有当测区范围很小时，地球曲率影响有当测区范围很小时，地球曲率影响未超过测量或测图的容件误差，可忽未超过测量或测图的容件误差，可忽略不计时，才可以把水平面看成水准略不计时，才可以把水平面看成水准面面请你谈谈“1980年国家大地坐标系”和“2000年国家大地坐标系”产生的背景和有什么不同？2000年国家大地坐标系在我国何时开始应用？随着社会的进步，国民经济建设、国防建设和社会发展、科

4、学研究等对国家大地坐标系提出了新的要求，迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统（以下简称地心坐标系）作为国家大地坐标系 不同？不同？1.1.使用范围不同使用范围不同（分别是中国和世界）（分别是中国和世界）2.2.坐标原点不同（坐标原点不同（20002000系是系是地心地心坐标坐标系，系，8080系是系是参心参心坐标系，）坐标系，）四参数转换时同名点不能少于四参数转换时同名点不能少于3 3个。个。.2008年年7月月1日起，中国将日起，中国将全面启用全面启用2000国家大地坐标国家大地坐标 地心坐标系是以地球质心为原点建立的空间直角坐标系参心坐标系参心坐标系是以参考椭球的集合中心为原点的大地

5、坐标请你谈谈绝对高程、相对高程、高差、请你谈谈绝对高程、相对高程、高差、海拔以及建筑标高的关系？海拔以及建筑标高的关系？1 1）绝对高度：）绝对高度：地面点到大地水准面的铅垂距离，称地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，简称高程，用为该点的绝对高程，简称高程，用H H表示。表示。2 2）相对高程：）相对高程：地面点到假定水准面的铅垂距离，称地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的相对高程或假定高程。为该点的相对高程或假定高程。3 3）高差：）高差：地面两点间的高度差，称为高差，用地面两点间的高度差，称为高差，用h h表示。表示。4 4）建筑标高）建筑标高:在绝对标高中，凡是包括装饰

6、层厚度的在绝对标高中，凡是包括装饰层厚度的标高，称为建筑标高。标高，称为建筑标高。绝对高程绝对高程H到大地水准面的铅垂距离。到大地水准面的铅垂距离。相对高程相对高程H到假定水准面的铅垂距离。到假定水准面的铅垂距离。高高 差差hAB=HB-HA=HB-HA 联系联系 地面两点之间的绝对高度之差与相对高度之地面两点之间的绝对高度之差与相对高度之差的值相等。差的值相等。RDtgRD)(tgRDDD223RDDD 5.用水平面代替水准面，对高程用水平面代替水准面，对高程 的影响是很大的，是否需要修的影响是很大的，是否需要修正测得高程数据？正测得高程数据？一、对水平距离的影响一、对水平距离的影响大地水准

7、面上：大地水准面上：在水平面上：在水平面上：误差值：误差值：相对误差：相对误差：结论：结论：当测区半径当测区半径 r10km时时,误差仅为误差仅为1/120万，可用水平面万，可用水平面 代替大地水准面代替大地水准面.222)(DRhR hRDh 22RDh22 .误差分析误差分析距离D（km）0.10.20.30.40.51 2510h（mm）0.83 7 13207831419627848结论结论：请你谈谈请你谈谈“19851985年国家高程基准年国家高程基准”和和“19561956年黄海高程系年黄海高程系”有什么不同？有什么不同？l计算高程依据不同和测量的数据不同计算高程依据不同和测量的数

8、据不同 19561956年黄海高程系年黄海高程系系以青岛验潮站系以青岛验潮站19501956年验潮资料算得的平均海面为零年验潮资料算得的平均海面为零的高程系统。原点设在青岛市观象山。该原点以的高程系统。原点设在青岛市观象山。该原点以“1956年黄海高程系年黄海高程系”计算的计算的高程为高程为72289米。米。19851985年国家高程年国家高程以青岛验潮站以青岛验潮站1952年年1979年的潮汐观测资料为计算依据，并年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出1985年国家高年国家高程基准高程和程

9、基准高程和1956年黄海高程的关系为年黄海高程的关系为1985年国家高程基准高程年国家高程基准高程=1956年黄海高程年黄海高程-0.029m。水准原点：用作国家高程控制网起算的水准测量基准点。7.地面点在大地水准面上的投影地面点在大地水准面上的投影坐标有几种？有什么不同？坐标有几种？有什么不同？地理坐标 独立平面直角坐标 高斯平面直角坐标（1）高斯平面直角坐标高斯平面直角坐标利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平面直角坐标系。面直角坐标系。（2）独立平面直角坐标独立平面直角坐标当测区范围较小时，可以把测区球面看作平面，在这当测区范围较小时

10、，可以把测区球面看作平面，在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系。直角坐标系。（3）地理坐标地理坐标用经度和纬度表示地面点在大地水准面用经度和纬度表示地面点在大地水准面上投影位置，由于地理坐标是球面坐标，不利于进行上投影位置，由于地理坐标是球面坐标，不利于进行各种计算。各种计算。不同？不同？地理坐标是在大区域内确定地面点的位置，以球面坐标 来表示点的坐标，用经纬度表示地面点在旋转椭球面上的位置独立平面直角坐标在小区域进行测量工作，可以将该区域内大地水准面当平面，即直接沿地面点铅垂线投影到水平面上高斯平面直角坐标，当测区范围较大

11、时，不能用水平面代替球面，应当将地面点投影到椭球面上，所以必须按适当的投影方法，建立统一的平面直角坐标系.y(E)赤道赤道xBOABxAyAyBx(N)中央子午中央子午线投影线投影500 kmyAyBm136780Aym272440Bym)136780500000(Aym)272440500000(Bym636780m2275602020.以南北方向为纵以南北方向为纵坐标轴，记作坐标轴，记作x轴，轴，向北为正；向北为正；以东西方向为横以东西方向为横坐标轴，记作坐标轴，记作y轴，轴，向东为正；向东为正；规定：AxAyA OxyA坐标原点坐标原点O一般选在测区的西南角，使测区内一般选在测区的西南角，使测区内各各点的点的x、y坐标均为正值坐标均为正值坐标象限按顺时针方向编号。坐标象限按顺时针方向编号。