《工程测量学》ppt课件

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1、工程测量学第一章绪论任务及在国民经济建设中的作用地球的形状和大小测量中常用的坐标系统确定地面点位的原理用水平面代替水准面的限度测量的基本工作◆测绘学是研究地球形状和大小以及确定地球表面（包括空中、地表、地下和海洋）物体的空间位置，以及对于这些空间位置信息进行处理、存储、管理的科学。§1.1任务及意义◆技术发展：测量技术数字自动化测量利用全站仪数字测量摄影测量地面人工测量利用光学仪器GPS测量成果纸质地形图数字地图地理信息系统航摄仪进行空中摄影获取像片测量学分类◎大地测量学◎航空摄影测量与遥感◎工程测量学◎地图制图学◎海洋测

2、量学◎普通测量学国民经济建设国防建设科学研究◆应用领域：建筑变形监测在南极长城站进行控制测量在海拔6120米测量珠穆朗玛峰高程在南极长城站进行天文测量普通测量学的任务测绘地形图（测定）建筑物的施工放样（测设）变形监测普通测量学的基本要求★掌握测量学的基本概念，基本理论★熟练操作常用的测量仪器★掌握又快又准确地测、算、绘的技术★熟练读图和用图§1.2地球的形状和大小地球既围绕太阳旋转又绕自己的轴自转，地球上的物体将受到地球、太阳、月亮引力、离心力等多种力的作用，而其中主要是受到离心力和地球质心吸引力的作用，这两个力的合力称为重力，重力方

3、向即为垂线方向。离心力重力引力一、地球形状由于地球的自转和公转，使得地球成椭球形，其赤道半径大，极半径小。地球表面并不光滑，形状十分复杂，有高山平原，江河湖泊，如：有高于海平面8848m珠穆朗玛峰有低于海平面11022m马里亚纳海沟但是这样的高低变化与地球半径6371km相比只有1/600变化是微小的。因为海洋约占整个地球表面的71%。★所以人们设想将静止的海水面向整个陆地延伸，用所形成的封闭曲面代替地球表面，这个曲面称为大地水准面。大地水准面所包含的形体，称为大地体，它代表了地球的自然形状和大小。特点：1.重力等位面，其表面处处与重

4、力方向垂直。2.有无穷多个，但各水准面之间是不平行的。3.是不规则的闭合曲面水准面地球自然表面二、水准面定义：处处与重力方向垂直的连续曲面称为水准面。定义：将静止的海水面向整个陆地延伸，用所形成的封闭曲面代替地球表面，这个曲面称为大地水准面。作用：测量工作的基准面获取：我国在青岛设有验潮站地球自然表面大地水准面三、大地水准面：1.要求：①总质量=地球质量，中心与质心重合，短轴与旋转轴重合。②旋转角速度与地球自转速度相等。③表面与大地水准面拟合最好。大地水准面与椭球面高差最大差为±200m旋转椭球面大地水准面ab四、旋转椭球面五、球面在

5、测量工作范围不大时，可将地球看作圆球体，以球面代替大地水准面，，其半径R=6371km2.我国采用的参考椭球体几何参数（1）1954年北京坐标系，采用前苏联克拉索夫斯基参考椭球体参数：a=6378245m=1:298.3（2）1980年国家大地坐标系采用国际大地测量协会与地球物理联合会在1975年推荐的IUGG-75地球椭球。其参数：a=6378140m=1:298.257（3）WGS-84坐标系a=6378137m=1：298.257§1.3测量中常用的坐标系统一、天文坐标（地理坐标系）通常用经度（λ）和纬度（φ）表示。以垂线

6、和大地水准面为基准线和基准面oλP首子午线格林威治φ地面上任意点N（λ、Φ）P′二、大地坐标系点位的表示：大地经度（L），大地纬度（B），大地高度（H）地面上任意点P的空间位置为：P（L、B、H）▲大地坐标是以法线和椭球体面为基准线和基准面SNBLH大PG▲我国目前常用大地坐标系：◎1954年北京坐标系，大地原点在原苏联。◎1980年国家大地坐标系，大地原点在陕西省永乐镇。◎WGS—84世界大地坐标系，坐标原点在地心。▲大地坐标系：参考坐标系地心坐标系三、空间直角坐标系坐标原点O：地球椭球体中心（与质心重合）Z轴方向：指向地球北极X轴

7、方向：指向格林尼治子午面与地球赤道面之交点Y轴方向：垂直于XOZ平面，构成右手坐标系。例如：地面上任意点P的空间直角坐标（X、Y、Z）表示方法。XZYP(X、Y、Z)XYZ空间直角坐标和大地坐标之间的坐标转换公式大地坐标和空间直角坐标之间的坐标转换公式四、高斯投影和高斯平面直角坐标系1.高斯投影（横切椭圆柱正形投影）★方法：将地球划分成若干带，然后将每带投影到平面上。★特点：投影后角度保持不变，中央子午线投影后一条直线，且长度不变。中央子午线P′赤道Q′PQmE′EPmP′E′E中央子午线高斯投影平面赤道★高斯投影六度带和三度带投影示

8、意图115324233°9°15°3°6°9°12°15°六度带三度带★中央子午线经度计算公式：六度带：L0=6N-3（N为投影带的号数）三度带：L0=3N2.高斯平面直角坐标系以中央子午线作为坐标纵轴（用X表示）以赤道