关于编写课程教案、课件和讲稿的建议.docx

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1、(首页)北方工业大学课程教案案课 程程 名名 称称普通测量量课 程程 性性 质质专业必修修开 课课 年年 度度20 006 年至至20007 年开 课课 学学 期期秋季 春季季授 课课 班班 级级土木066A-112344主 讲讲 教教 师师赵俊兰课程所属属学院(部门)建筑工程程学院课程所属属系(教教研室)土木工程程系课程第 四 讲讲第 33 周日期：220077年3月5地点：二二教第 11 章测量学基基础第 3 节地面面点位确确定（1） 地面点的的空间位位置与一一定的坐坐标系统统相对应应，引出出表示地地面点位位的三个个量，简简述测量量上坐标标的种类类。（2） 大地坐标标系 （天文坐坐标、大大

2、地坐标标）（3） 高斯投影影、高斯斯平面直直角坐标标系、高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别，通通用的横横坐标。（4） 平面直角角坐标系系。（5） 高程系统统，绝对对高程（海拔）、相对对高程、大地高高的含义义，不同同高程的的起算基基准面。复述高高差的含含义，让让同学理理解高差差与高程程起算基基准面无无关。引引出水准准原点概概念，举举例说明明19556黄海海高程与与19885国家家高程基基准。教学目标标：、地面面点的空空间位置置与一定定的坐标标系统相相对应，引出表表示地面面点位的的三个量量，了解解测量上上坐标的的种类； 、理理解高斯斯投影、高斯平平面直角角坐标系系的联系系；熟练练掌握高高斯平面

3、面坐标系系与数学学笛卡儿儿坐标系系的区别别，通用用的横坐坐标含义义；、掌握握高程、高差的的概念 ；，掌握握高斯分分带投影影、高斯斯平面直直角坐标标，投影影带带号号及中央央子午线线经度计计算；教学重点点:1） 大地地坐标系系思考（11）测量量坐标系系与地面面点位的的确定 （2）高高斯投影影、分带带投影、高斯平平面直角角坐标、6投影带带、3投影带带。高斯斯坐标系系与数学学坐标系系的区别别（3）高高程、高高差教学难点点:1）高斯投投影、分分带投影影，高斯斯平面直直角坐标标、6投投影带、3投影影带。高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别。复习已有有的知识识概念，为将要要学习的的新知识识做准备备。提问问

4、讨论回回答，测测量工作作基准面面？测量量工作基基准线？地球椭椭球面？旋转椭椭球体的的数学公公式？大大地水准准面的特特性？引出表示示地面点点位的三三个量，坐标和和高程。强调坐坐标系的的基准面面的不同同，坐标标系统是是不同的的。讲述述提问，地面点点的空间间位置与与一定的的坐标系系统相对对应，引引出表示示地面点点位的三三个量。简述测测量上坐坐标的种种类。加加强同学学的了解解并增加加学生对对测量上上常用坐坐标系的的认识。复述大大地坐标标系的含含义，重重点介绍绍天文坐坐标和大大地坐标标的含义义与基准准面、基基准线的的区别。讲述分分析，大大地坐标标系以参参考椭球球面为基基准面。大地地地理坐标标的基准准面地

5、球球椭球面面、基准准线法线线，椭球球体面上上的大地地高为零零。我国国版图处处于东经经741355，北纬纬354。天天文坐标标与大地地坐标的的区别。复述高高斯投影影、高斯斯平面直直角坐标标系、高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别，通通用的横横坐标。讲述分分析，高高斯投影影、分带带投影、高斯投投影的特特点。高高斯平面面直角坐坐标、66投影带带、3投投影带。、6投投影带、3投影影带的带带号及中中央子午午线的计计算。高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别。复复述平面面直角坐坐标系，讲述分分析，平平面直角角坐标系系的投影影面、平平面直角角坐标原原点、XX轴与YY轴的规规定。举例说明明抽象概概念，引引出

6、高程程的概念念。复述述高程系系统，绝绝对高程程（海拔拔）、相相对高程程、大地地高的含含义。不不同高程程的起算算基准面面。复述述高差的的含义，让同学学理解高高差与高高程起算算基准面面无关。引出水水准原点点概念，举例说说明19956黄黄海高程程与19985国国家高程程基准。讲述提提问分析析，高程程系统，绝对高高程（海海拔）、相对高高程、大大地高，高差的的含义。理解不同同高程的的起算基基准面。让同学学理解高高差与高高程起算算基准面面无关。引出水水准原点点概念，举例说说明19956黄黄海高程程与19985国国家高程程基准。讲授主要要内容:测量坐标标系与地地面点位位的确定定空间是三三维的，表示地地面点在

7、在某个空空间坐标标系中的的位置需需要三个个参数，确定地地面点位位的实质质就是确确定其在在某个空空间坐标标系中的的三维坐坐标。 测量学将将空间坐坐标系分分为参心心坐标系系和地心心坐标系系。 “参心”意指参参考椭球球的中心心，由于于参考椭椭球的中中心一般般不与地地球质心心重合，所以它它属于非非地心坐坐标系， “地心”意指地地球的质质心，GGPS使使用的WWGS-84属属于地心心坐标系系。工程程测量通通常使用用参心坐坐标系（一）地地面点的的地理坐坐标（确确定点的的球面位位置的坐坐标系）测量上上将空间间坐标系系分解成成确定点点的球面面位置的的坐标系系(二维)和高程程系(一维)。确定点的的球面位位置的坐

8、坐标系有有地理坐坐标系和和平面直直角坐标标系两类类。地理坐标标系(ggeoggrapphiccal reffereencee syysteem)地理坐标标系又可可分为天天文地理理坐标系系和大地地地理坐坐标系两两种。1 天文文地理坐坐标系天文地理理坐标又又称天文文坐标，表示地地面点在在大地水水准面上上的位置置，它的的基准是是铅垂线线和大地地水准面面，它用用天文经经度(aastrronoomiccal lonngittudee)和天文文纬度(asstroonommicaal llatiitudde)两两个参数数来表示示地面点点在球面面上的位位置。2 大地地地理坐坐标系大地地理理坐标又又称大地地坐标

9、，是表示示地面点点在参考考椭球面面上的位位置，它它的基准准是法线线和参考考椭球面面，它用用大地经经度(ggeoddetiic llonggituude)和大地地纬度(geoodettic lattituude)表示。P点大地地经度：过P点的大大地子午午面(ggeoddetiic mmeriidiaan pplanne)和和首子午午面所夹夹的两面面角。P点大地地纬度：过P点的法法线与赤赤道面的的夹角。大地经、纬度是是根据起起始大地地点(又称大大地原点点，该点点的大地地经纬度度与天文文经纬度度一致)的大地地坐标，按大地地测量所所得的数数据推算算而得的的。我国以陕陕西省泾泾阳县永永乐镇大大地原点点(

10、geeodeeticc orrigiin)为为起算点点，由此此建立的的大地坐坐标系，称为“19880西安安坐标系系”(XXiann geeodeeticc cooorddinaate sysstemm 19980)，简称称80系或或西安系系。通过与前前苏联119422年普尔尔科沃坐坐标系联联测，经经我国东东北传算算过来的的坐标系系称“119544北京坐坐标系”(Beeijiing geoodettic cooordiinatte ssysttem 19554)，其大地地原点位位于前苏苏联列宁宁格勒天天文台中中央。(二)平平面直角角坐标1 高斯斯平面直直角坐标标系2 假定定平面直直角坐标标3 城

11、市市平面直直角坐标标（三）地地面点的的高程1 绝对对高程（海拔）：地面面点到大大地水准准面的铅铅垂距离离，称为为绝对高高程，又又称海拔拔。以HH表示。2 相对对高程：地面点点到任意意假定水水准面的的铅垂距距离，称称为相对对高程。以H表示。3 高差差： 地地面两点点高程之之差，以以h表示示。hAAB=HHB-HHA=HHB-Ha 高程系是是一维坐坐标系，它的基基准是大大地水准准面。由由于海水水面受潮潮汐、风风浪等影影响，它它的高低低时刻在在变化。通常是是在海边边设立验验潮站(tidde ggaugge sstattionn)，进进行长期期观测，求得海海水面的的平均高高度作为为高程零零点，以以通过

12、该该点的大大地水准准面为高高程基准准面(hheigght dattum)。也即即大地水水准面上上的高程程恒为零零。(1) 国家高高程系统统我国境内内所测定定的高程程点是以以青岛验验潮站历历年观测测的黄海海平均海海水面为为基准面面，并于于19554年在在青岛市市观象山山建立了了水准原原点(lleveelinng ooriggin)，通过过水准测测量的方方法将验验潮站确确定的高高程零点点引测到到水准原原点，也也即求出出水准原原点的高高程。新中国成成立后，19556年我我国采用用青岛验验潮站119500年19956年年7年的潮潮汐记录录资料推推算出的的大地水水准面为为基准引引测出水水准原点点的高程程

13、为722.2889m，以这个个大地水水准面为为高程基基准建立立的高程程系称为为“19956年年黄海高高程系”(Huuangghaii heeighht ssysttem 19556)，简简称“556黄海海系”。由于地球球椭球的的扁率很很小，因因此当测测区范围围不大时时，可近近似地把把地球椭椭球作为为圆球，其半径径为63371kkm。 二、确定定地面点点位的方方法1、球面面坐标系系统（1）、天文地地理坐标标系：测量（天文经经纬度）的外业业以铅垂垂线为准准大地水水准面和和铅垂线线是天文文地理坐坐标系的的主要面面和线地地面点的的坐标是是它沿铅铅垂线在在大地水水准面上上投影点点的经度度和纬度度（2）、

14、大地地地理坐标标系：大地地地理坐标标系是建建立在地地球椭球球面上的的坐标系系，地球球椭球面面和法线线是大地地地理坐坐标系的的主要面面和线，地面点点的大地地坐标是是它沿法法线在地地球椭球球面上投投影点的的经度LL和纬度度B2、地图图投影平平面坐标标系为了简化化计算，要将（椭）球球面上的的元素归归算（投投影）到到平面上上。所谓谓投影就就是建立立起（椭椭）球面面上的点点与平面面上的点点一一对对应的数数学关系系。地图图投影学学就是研研究这个个问题的的学科，是数学学也是地地理学的的一个分分支学科科。基本本类型有有：圆锥锥投影，圆柱投投影，平平面投影影，任意意投影等等。（1）高高斯平面面直角坐坐标系：高斯

15、投投影是等等角横切切椭圆柱柱投影。等角投投影就是是正形投投影。所所谓，正正形投影影，就是是在极小小的区域域内椭球球面上的的图形投投影后保保持形状状相似。即投影影后角度度不变形形。按投投影带不不同通常常分为66度带和和3度带带。点在在高斯平平面直角角坐标系系中的坐坐标值，理论上上中央子子午线的的投影是是X轴，赤赤道的投投影是YY轴，其其交点是是坐标原原点。点点的X坐标是是点至赤赤道的距距离；点点的Y坐标是是点至中中央子午午线的距距离，设设为y；y有正正有负。为了避避免Y坐标出出现负值值，把原原点向西西平移5500公公里。为为了区分分不同投投影带中中的点，在点的的Y坐标值值上加带带号N，所以以点的

16、横横坐标通通用值为为 y=N*1100000000+50000000+yy（2）地地平坐标标系：地平坐坐标系是是平面直直角坐标标系，地平坐坐标系以以当地的的水平面面为主要要面(不需要要投影)，通常常以当地地的北方方向为坐坐标轴的的正方向向，地平平坐标系系只用于于小的局局部地区区3、空间间三维坐坐标系（1）、地心坐坐标系：地心平平坐标系系是以地地球质心心为坐标标原点，以地轴轴为Z轴，正正向指向向北极；XY平面面与赤道道面重合合，X轴指向向起始子子午面。（2）、参心坐坐标系：参心平平坐标系系是以参参考椭球球体的中中心为坐坐标原点点，以椭椭球修整整轴（短短轴）为为Z轴，正正向指向向北极；XY平面面与

17、赤道道面重合合，X轴指向向起始子子午面。4、地面面点的高高程高程（绝绝对高程程、海拔拔）-地面点点到大地地水准面面的铅垂垂距离。假定（相相对）高高程-地面点点到假定定水准面面的铅垂垂距离。高差-两点间间的高程程之差。 第四节 用水平面面代替水水准面和和限度 一、对距离离的影响响 二二、对高高程的影影响 80年代代，我国国又采用用青岛验验潮站119533年19977年年25年的的潮汐记记录资料料推算出出的大地地水准面面为基准准引测出出水准原原点的高高程为772.2260mm，以这这个大地地水准面面为高程程基准建建立的高高程系称称为“119855国家高高程基准准”(CChinnesee heeig

18、hht ddatuum 119855)，简简称“885高程程基准”。在水准原原点，885高程程基准使使用的大大地水准准面比556黄海海系使用用的大地地水准面面高出00.0229m。(2) 城市高高程系统统的选择择城市测测量规范范规定定，一个个城市只只应采用用一个统统一的高高程系统统。城市市高程系系统应采采用19985国国家高程程基准或或沿用119566年黄海海高程系系统，在在远离国国家水准准点的新新设城市市或在改改造旧有有水准网网因高程程变动而而影响使使用时，经上级级行政主主管部门门批准后后，可暂暂时建立立或用地地方高程程系统，但应争争取条件件归算到到19885国家家高程基基准上来来。本次课主

19、主体教学学方式、方法：多媒体体教学 布置作业业总结表示示地面点点位表示示的三个个量，坐坐标和高高程。强强调测量量上常用用的坐标标系的基基准面、基准线线。通过过提炼总总结加强强学生理理解高斯斯投影，掌握高高斯分带带投影、高斯平平面直角角坐标，投影带带带号及及中央子子午线经经度计算算，平面面直角坐坐标系与与数学坐坐标系的的区别。明确高高程、高高差的概概念。n设问：11、为什什么有那那么多的的坐标系系统？经经纬度是是怎样测测定的？n2、地球球上最重重要的两两条地理理界线指指的是什什么线？中国疆疆土四至至的地理理坐标是是什么？n3、什么么是北京京时间？n4、郑和和下西洋洋靠什么么导航？作业：1. 测量

20、学研研究的对对象和任任务是什什么？2. 简述测绘绘工作在在国民经经济建设设中的作作用。3. 铁路工程程测量在在铁路建建设中的的作用如如何？4. 什么是水水准面？什么是是大地水水准面？5. 什么是大大地体？参考椭椭球体与与大地体体有什么么区别？6. 确定地球球表面上上一点的的位置，常用哪哪两种坐坐标系？它们各各自的定定义是什什么？7. 什么叫绝绝对高程程？什么么叫假定定高程？什么是是高差？8. 测量平面面直角坐坐标系与与数学平平面直角角坐标系系的联系系与区别别是什么么？9. 测量工作作应遵循循的基本本原则是是什么？为什么么要这样样做？10. 为什么测测量工作作的实质质都是测测量点位位的工作作？11. 如何确定定地面点点的位置置？12. 测量的基基本工作作有哪些些？教学后记记5