测量学 第一章绪论.ppt

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1、第一章第一章第一章 测绘工作概述1-1 1-1 测量学的内容与任务测量学的内容与任务n n生产、生活的需要生产、生活的需要 建筑、农田、水利建设等建筑、农田、水利建设等n n交通运输的需要交通运输的需要 旅行、航海等旅行、航海等n n军事的需要军事的需要 一、测量学的产生一、测量学的产生二、测量学的定义二、测量学的定义n1.1.传统的定义：传统的定义：研究确定地面点位相对位置的研究确定地面点位相对位置的科学。科学。n2.2.现今的定义：现今的定义：研究和确定三维空间中各种物研究和确定三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其体的形状、大小、位置、方向和其分布等信息的科学。分布等信息的科学。

2、三、测量学科的组成三、测量学科的组成n天文测量学天文测量学 研究测定恒星的坐标，以及研究测定恒星的坐标，以及利用恒星确定观测点的坐标（经利用恒星确定观测点的坐标（经度、纬度等）的学科。度、纬度等）的学科。n大地测量学大地测量学 研究测定地球的形状和大小及研究测定地球的形状和大小及地球表面较大地区的地位测定和地球表面较大地区的地位测定和计算的有关理论与方法的学科。计算的有关理论与方法的学科。n物理大地测量学物理大地测量学 研究地球的重力场的测量方研究地球的重力场的测量方法、分布情况极其应用的学科。法、分布情况极其应用的学科。n地图制图学地图制图学 研究地图制图的理论和方法。研究地图制图的理论和方

3、法。n摄影测量学与遥感摄影测量学与遥感 研究利用航天、航空、地研究利用航天、航空、地面的摄影和遥感信息，进行测量面的摄影和遥感信息，进行测量的方法和理论的学科。的方法和理论的学科。n工程测量学工程测量学 研究测量和制图的理论和技研究测量和制图的理论和技术在工程建设中的应用。术在工程建设中的应用。n测量仪器学测量仪器学 研究测量仪器的制造、改进研究测量仪器的制造、改进和创新的学科。和创新的学科。n地形测量学地形测量学 研究将地球表面局部地区的研究将地球表面局部地区的地貌、地物测绘成地形图和编制地貌、地物测绘成地形图和编制地形图的基本理论和方法地形图的基本理论和方法。提要二提要二提要二提要二 测量

4、学的基本任务四、测量学的基本任务 测定测定测设测设地形图应用地形图应用1.1.测定测定测定测定 测定地面现状的位置。测定的成果：测定地面现状的位置。测定的成果：(1)数据数据 坐标(球面坐标、平面坐标)、高程、角度、距离、地面直线的方位角、坡度、面积、等。(2)图图 地形图、平面图、地籍图、断面图、沉降图，工程图等。1.1.测定测定（地面（地面 图纸）图纸）2.2.测设测设测设测设 将图纸上设计的建筑物、将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程，放构筑物的平面位置和高程，放 样于实地，作为施工的依据。样于实地，作为施工的依据。也叫也叫施工放样施工放样。测设的成果：测设的成果：体现设计的平面

5、位置和高程 的现场标志现场标志。2.测设测设（图纸（图纸 地面）地面）2.2.测设测设测设测设3.地形图应用地形图应用 地形图应用于广泛的领域，如国土整治、资源勘测、城乡建设、交通规划、土地利用、环境保护、工程设计、矿藏采掘、河道整理、等，可在地形图上获取详细的地面现状信息。在国防和科研方面，更具重要用途。数字化地形图使地形图在管理和使用上体现出图纸地形图所无法比拟的优越性。提要三提要三提要三提要三 测量学的特点和测量学的特点和测量学的特点和测量学的特点和要求要求要求要求五、测量学的特点和要求（1）特点特点 实践性强，责任性要求高，必须遵照测量的规范和规则。内容多：测量学基本原理、误差理 论、

6、仪器使用、作业方法、基本计 算等。二二二二 学习要求学习要求学习要求学习要求 学会和掌握测量的基本作业方法：学会和掌握测量的基本作业方法：角度测量、距离测量、高程测量 （仪器的基本操作、作业程序、记录、成果整理）掌握测量仪器的检验和校正方法掌握测量仪器的检验和校正方法 （测量仪器的轴线关系、检验和校正的作业方法）学会控制测量、地形测量、施工放样学会控制测量、地形测量、施工放样 的基本作业方法的基本作业方法 （外业测量、内业计算与绘图）建立测量误差的基本概念建立测量误差的基本概念 （掌握测量误差的基本理论和测量误差的计算）（2）学习）学习要求：要求：学习要求续学习要求续学习要求续学习要求续 野外

7、作业：野外作业：严格按照规定的作业和操作程序。记记 录：录：字迹清晰、端正，不得任意涂改 （按规定方式改数）。计计 算：算：按平差规则、作计算检核、保证计算精度 （小数取位）。正正 负负 号：号：在以下数据前，加“+、-”号：高差、竖 直角、指标差、坐标增量、所有的闭合 差、改正数。其它要求其它要求学习要求续学习要求续学习要求续学习要求续（1）教材：）教材：测量学测量学，顾孝烈、鲍峰、程效军编著，同济大，顾孝烈、鲍峰、程效军编著，同济大学出学出 版社版社2006年出版年出版 测量学实验测量学实验，顾孝烈、鲍峰、程效军编著，同济大学出版，顾孝烈、鲍峰、程效军编著，同济大学出版社社2004年出版年

8、出版 参考教材参考教材数字侧图原理与方法数字侧图原理与方法，潘正风、杨正荛、程效军，潘正风、杨正荛、程效军等编著，武汉大学出版社等编著，武汉大学出版社2004年年8月出版月出版（2）实验（）实验（1/3时间）时间）分组进行，分组进行，5-6人一组，选一小组长，最后实验操作考核人一组，选一小组长，最后实验操作考核（3）成绩评定（综合）成绩评定（综合）平时（出勤、作业、回答问题）；平时（出勤、作业、回答问题）；期中考试；期中考试；实验成绩；实验成绩；期终考试。期终考试。（3）教材、实验与成绩教材、实验与成绩1-2 1-2 测量学的发展与测量学的发展与作用作用 这这 是人是人 类类 长长 期期 探探

9、 索索 的的 问问 题题 。早早 在在 公公 元元 前前 六世六世 纪古纪古 希希 腊腊 的的 毕毕 达达 哥哥 拉拉 斯（斯（PythagorasPythagoras）就就 提提 出出 了了 地地 为为 球球 形形 的的 概概 念念 。一、测量学在人类认识地球中的作用一、测量学在人类认识地球中的作用“地球地球 的的 形形 状状 是是 甚甚 么样的？么样的？”n两两 世世 纪纪 后后 ，亚亚 里里 士士 多多 德德（AristotleAristotle）作作 了了 进进 一一 步步 论论 证证 ，支支 持持 这这 一一 学学 说说 。n又又 一一 世世 纪纪 后后 ，埃埃 拉拉 托托 斯斯 特

10、特 尼（尼（EratosthenesEratosthenes）用用 在在 南南 、北、北 两两 地地 同同 时时 观观 测测 日日 影影 的的 办办 法法 首首 次次 推推 算算 出出 地地 球球 子子 午午 圈圈 的的 周周 长长 。n其其 想想 法法 很很 简简 单单 ，先先 测测 量地量地面上一段面上一段(子子 午午 线线)的的 弧弧 长长 l l，n 再再 测测 量量 该该 弧弧 长所长所 对对 的的 中中 心心 角角 。n 则则 地地 球球 的的 半半 径径R R 就就 可求可求 得得 ：R=l/l/地地 球球 子子 午午 线线 的的 周周 长长 可可 等等 于于 L=2RL=2R

11、这这 里里 关关 键键 在在 于于 如如 何何 求求 。n为为 此此 要要 同同 时时 在在 南南 、北、北 两两 点点 测测 量量 竖竖 杆杆 影影 子子 的的 长长 度度 。n 根据根据 影影 长和长和 杆杆 高高 就就 可可 以以 求求 得得 两两 个杆个杆 子子 与与 阳阳 光光 的的 夹夹 角角 1 1 和和 2 2。n 设设 在在 同同 一一 时时 刻刻 两两 地地 的的 阳阳 光光 相相 互互 平平 行行 则则 =2 2 -1 11 12 2 =2 2 -1 1lRR=l/l/L=2RL=2Rl l=R=R在人类认识地球形状和大小的过程在人类认识地球形状和大小的过程中，测量学获得

12、了飞速的发展。中，测量学获得了飞速的发展。n例如：三角测量和天文测量的理论例如：三角测量和天文测量的理论和技术、高精度经纬仪制作的技术、和技术、高精度经纬仪制作的技术、距离丈量的技术及有关理论、测量距离丈量的技术及有关理论、测量数据处理的理论以及误差理论等。数据处理的理论以及误差理论等。n在测量学发展的过程中很多数学家、在测量学发展的过程中很多数学家、物理学家作出了巨大的贡献，如托物理学家作出了巨大的贡献，如托勒密、墨卡托、高斯等。勒密、墨卡托、高斯等。二、测量学在军事的作用二、测量学在军事的作用n n“天时，地利，人和天时，地利，人和”是打胜仗的三是打胜仗的三大要素。大要素。n n要有地利就

13、要了解和利用地形。要有地利就要了解和利用地形。n n地图上详细表示着山脉、河流、道路、地图上详细表示着山脉、河流、道路、居民点等地形和地物，具有确定位置、居民点等地形和地物，具有确定位置、辨识方向的作用。辨识方向的作用。地图一直在军事活动中起地图一直在军事活动中起着重要的作用，这对于行军、着重要的作用，这对于行军、布防以及了解敌情等军事活动布防以及了解敌情等军事活动都是十分重要的。因此，早就都是十分重要的。因此，早就成为军事上不可缺少的工具，成为军事上不可缺少的工具，获得广泛的应用。获得广泛的应用。人造卫星定位技术（人造卫星定位技术（GPSGPS）早期用于军事部门，后逐步解密早期用于军事部门，

14、后逐步解密才在测绘及其它众多部门中获得才在测绘及其它众多部门中获得应用；海洋测量技术首先是由航应用；海洋测量技术首先是由航海的需要而产生，但其高速发展海的需要而产生，但其高速发展的动力主要来自军事部门的需要的动力主要来自军事部门的需要等等。等等。至今军事测绘部门仍在测绘至今军事测绘部门仍在测绘领域科技前沿对重大课题进行探领域科技前沿对重大课题进行探索和研究。索和研究。n传统上各国测绘部门隶属于军事传统上各国测绘部门隶属于军事部门。至今还有相当多国家的测部门。至今还有相当多国家的测绘部门仍然隶属于军事部门。绘部门仍然隶属于军事部门。n随着测绘技术在各方面的应用愈随着测绘技术在各方面的应用愈来愈广

15、泛，测绘科技国际间的交来愈广泛，测绘科技国际间的交流日益频繁，不少国家也建立了流日益频繁，不少国家也建立了民用的测绘机构。民用的测绘机构。三、测量学在国土管理中的作用三、测量学在国土管理中的作用n测量学的起源和土地界线的划定紧测量学的起源和土地界线的划定紧密联系着。非洲尼罗河每年泛滥会把密联系着。非洲尼罗河每年泛滥会把土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土土地的界线冲刷掉，为了每年恢复土地的界线很早就采用了测量技术。地的界线很早就采用了测量技术。早期亦称早期亦称“土地测量土地测量”、“土地清丈土地清丈”等。用以测定地块的边界和坐落，求算等。用以测定地块的边界和坐落，求算地块的面积，在农业为主的社会里

16、，国家地块的面积，在农业为主的社会里，国家为了征税而开展地籍测量，同时记录业主为了征税而开展地籍测量，同时记录业主姓名和土地用途等。姓名和土地用途等。在我国在我国,地籍测量是国家管理土地的基地籍测量是国家管理土地的基础。地籍测量的成果不仅用于征税，还用础。地籍测量的成果不仅用于征税，还用于管理土地的权属以保障用地的秩序，为于管理土地的权属以保障用地的秩序，为了提高土地利用的效益、合理和节约利用了提高土地利用的效益、合理和节约利用十分珍贵和有限的土地。十分珍贵和有限的土地。地籍测量与房产测量地籍测量与房产测量 测量学还服务于国家领土的管测量学还服务于国家领土的管理。理。战国策战国策燕策燕策中关于

17、荆轲中关于荆轲刺秦王，刺秦王，“图穷而匕首见图穷而匕首见”的记述，的记述，表明在战国时期地图在政治上象征表明在战国时期地图在政治上象征着国家的领土和主权。着国家的领土和主权。当代，在一些国家间的领土争当代，在一些国家间的领土争执中，也常以对方出版的地图上对执中，也常以对方出版的地图上对国境线的表示作为有利于己方的证国境线的表示作为有利于己方的证据或者用测量技术为手段标定国界。据或者用测量技术为手段标定国界。四、四、测量学在工程建设中的作用测量学在工程建设中的作用n n在修建宫殿、陵墓时须要平整地基，在修建宫殿、陵墓时须要平整地基，开凿渠道修建运河须要了解地形的开凿渠道修建运河须要了解地形的起伏

18、，建造城市时中心线常要定向，起伏，建造城市时中心线常要定向，开挖地道更需仔细的定向定位定高开挖地道更需仔细的定向定位定高度度等等。徐州古陵墓的谜等等。徐州古陵墓的谜n n我国的考古工作者研究证实，早在我国的考古工作者研究证实，早在20002000多年前已经在修建宫殿时有平多年前已经在修建宫殿时有平整地基的措施整地基的措施。n现代的测量学作为一门能采集和表现代的测量学作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大小、示各种地物和地貌的形状、大小、位置等几何信息，以及能把设计的位置等几何信息，以及能把设计的建筑物、设备等按设计的形状、大建筑物、设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来的小和

19、位置准确地在实地标定出来的技术，在各种工程建设中的应用愈技术，在各种工程建设中的应用愈来愈广泛。来愈广泛。n n例如，粒子加速器的磁块必须以例如，粒子加速器的磁块必须以0.1mm0.1mm的精度安放在设计的位置上。的精度安放在设计的位置上。某些飞行器的助飞轨道要求其准直度某些飞行器的助飞轨道要求其准直度的偏差小于长度的的偏差小于长度的1010-6-6。建筑物建成。建筑物建成后（甚至在施工期间）会因地基承载后（甚至在施工期间）会因地基承载力弱或因自重和外力的作用而产生变力弱或因自重和外力的作用而产生变形。而大坝可能位移、高层建筑物可形。而大坝可能位移、高层建筑物可能倾斜能倾斜等。都需要精密测定。

20、等。都需要精密测定。n为了保障建筑物的安全运行，为了保障建筑物的安全运行，往往需要测量工作者以技术上往往需要测量工作者以技术上可行的最高精度监测建筑物的可行的最高精度监测建筑物的变形量和变形速度的发展情况。变形量和变形速度的发展情况。有时还要求在一段时间内进行有时还要求在一段时间内进行连续监测，为此要使用自动化连续监测，为此要使用自动化的监测和记录的仪器的监测和记录的仪器。发展阶段发展阶段发展阶段发展阶段测量仪器测量仪器测量仪器测量仪器测量理论测量理论测量理论测量理论测量产品测量产品测量产品测量产品古代古代古代古代17171717世纪前世纪前世纪前世纪前 绳尺、步弓、矩尺绳尺、步弓、矩尺绳尺、

21、步弓、矩尺绳尺、步弓、矩尺 简单机械式简单机械式简单机械式简单机械式弧度测量、面积计算弧度测量、面积计算弧度测量、面积计算弧度测量、面积计算理论原始简单理论原始简单理论原始简单理论原始简单粗糙的粗糙的粗糙的粗糙的地图地图地图地图近代近代近代近代17-2017-2017-2017-20世纪初世纪初世纪初世纪初望远镜、望远镜、望远镜、望远镜、经纬仪经纬仪经纬仪经纬仪、水水水水准仪准仪准仪准仪、平板仪、平板仪、平板仪、平板仪光学机械式光学机械式光学机械式光学机械式三角测量、最小二乘三角测量、最小二乘三角测量、最小二乘三角测量、最小二乘法、地图投影法、地图投影法、地图投影法、地图投影测量走向精确测量走

22、向精确测量走向精确测量走向精确实测的实测的实测的实测的地图地图地图地图现代现代现代现代20202020世纪至今世纪至今世纪至今世纪至今电子仪器电子仪器电子仪器电子仪器、航空摄影、航空摄影、航空摄影、航空摄影、GPSGPSGPSGPS电子智能仪器电子智能仪器电子智能仪器电子智能仪器GISGISGISGIS、RSRSRSRS、GPSGPSGPSGPS数字测图数字测图数字测图数字测图测量走向自动化测量走向自动化测量走向自动化测量走向自动化数字数字数字数字地图地图地图地图将来将来将来将来数字化、自动化、小数字化、自动化、小数字化、自动化、小数字化、自动化、小型化、智能化型化、智能化型化、智能化型化、智

23、能化数字地球数字地球数字地球数字地球 大众化的大众化的大众化的大众化的数字地图数字地图数字地图数字地图测量学发展历史与趋势测量学发展历史与趋势n认识地球是人类探索的目标之一，认识地球是人类探索的目标之一，也是测量学也是测量学 的任务之一。的任务之一。n绝大多数测量工作是在地球上进绝大多数测量工作是在地球上进行，或用地球作为参考系。行，或用地球作为参考系。1-3 1-3 地球的形状和大小地球的形状和大小一、地球的自然形体一、地球的自然形体高低起伏，极其复杂高低起伏，极其复杂局部特点局部特点：1、近似一个两极略扁的椭球；近似一个两极略扁的椭球；2 2、可视为水球（海、可视为水球（海71%71%，陆

24、，陆29%29%）；）；3 3、无法用数学公式描述。、无法用数学公式描述。整体特点整体特点：静止的液体表面，称为水准面。静止的液体表面，称为水准面。特性特性q 处处与处处与铅垂线铅垂线正交正交二、水准面二、水准面q 是不规则的表面，有无穷多是不规则的表面，有无穷多q 水准面与铅垂线可作为野外测量的水准面与铅垂线可作为野外测量的基准面基准面和和基准线基准线三、大地水准面n n液体受重力而形成的静止液体受重力而形成的静止表面称为表面称为水准面水准面。n n同一水准面上的重力位同一水准面上的重力位处处相等；处处相等；n n同一水准面上任一点的同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面相正铅垂线都与水准面相

25、正交。交。与平静的平均海与平静的平均海水面相重合、并水面相重合、并延伸穿过陆地而延伸穿过陆地而形成的封闭曲面形成的封闭曲面称为称为大地水准面。大地水准面。大地水准面（续）n由于地表起伏以及地球内质由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀，所以大地水量分布不均匀，所以大地水准面是个复杂的曲面准面是个复杂的曲面n水准面和铅垂线是野外观测水准面和铅垂线是野外观测的基准面和基准线。的基准面和基准线。大地水准面（续）由于大地水由于大地水准面是不规则曲准面是不规则曲面，无法准确描面，无法准确描述和计算。也难述和计算。也难以在其面上处理以在其面上处理测量成果。测量成果。二、旋转椭球体 因此，用一非常接近大因此，

26、用一非常接近大地水准面的数学面地水准面的数学面-旋旋转椭球面代替大地水准面，转椭球面代替大地水准面，用旋转椭球体描述地球。最用旋转椭球体描述地球。最接近某地区称参考椭球体。接近某地区称参考椭球体。P PP P长半径 a=6378137m短半径b=6356752m扁率f=(a-b)/b=1/298.257 当范围较小时，可以把地球看成圆当范围较小时，可以把地球看成圆球，其半径球，其半径R=（2a+b）/3=6371km经度与纬度n n子午面子午面-地球地球上任一点的铅垂线上任一点的铅垂线与地轴所组成的平与地轴所组成的平面。面。n n经度经度-所在的所在的子午面与首子午面子午面与首子午面（过英国格

27、林尼治（过英国格林尼治天文台）的夹角天文台）的夹角l ln n 纬度纬度-所在所在点的铅垂线与赤点的铅垂线与赤道平面之间的夹道平面之间的夹角。角。1-4 地面点位的确定一、球面坐标系统一、球面坐标系统（一）天文地理坐标系天文地理坐标系n n外业测量外业测量天文经纬天文经纬度以铅垂线为准度以铅垂线为准n n大地水准面和铅垂线大地水准面和铅垂线是天文地理坐标系的是天文地理坐标系的基准面和线基准面和线n n地面点的坐标是它沿地面点的坐标是它沿铅垂线在大地水准面铅垂线在大地水准面上投影点的经度上投影点的经度 和和纬度纬度 （二）大地地理坐标系n n大地地理坐标系是建立在大地地理坐标系是建立在地球椭球地

28、球椭球面面上的坐标系上的坐标系n n地球椭球面和法线是大地地理坐标地球椭球面和法线是大地地理坐标系的主要面和线系的主要面和线n n地面点的大地坐标是它沿法线在地地面点的大地坐标是它沿法线在地球椭球面上投影点的经度球椭球面上投影点的经度L、纬度纬度B以及大地高以及大地高大地地理坐标系大地地理坐标系NSMP格林尼治格林尼治天天 文文 台台n 大地经度大地经度(L)(L)n 大地纬度大地纬度(B)(B)n 大地高大地高(H)(H)LBH过地面点的子午面与起过地面点的子午面与起始子午面之间的夹角始子午面之间的夹角过地面点的法线与赤道过地面点的法线与赤道面之间的夹角面之间的夹角地面点沿法线至参考椭地面点

29、沿法线至参考椭球面的距离球面的距离G二、二、地图投影 平面坐标系 n n为了简化计算，要将为了简化计算，要将为了简化计算，要将为了简化计算，要将（椭）球面上的元素（椭）球面上的元素（椭）球面上的元素（椭）球面上的元素归算（投影）到平面归算（投影）到平面归算（投影）到平面归算（投影）到平面上。上。上。上。n n所谓投影就是建立起所谓投影就是建立起所谓投影就是建立起所谓投影就是建立起（椭）球面上的点与（椭）球面上的点与（椭）球面上的点与（椭）球面上的点与平面上的点一一对应平面上的点一一对应平面上的点一一对应平面上的点一一对应的数学关系的数学关系的数学关系的数学关系。n n地图投影学就是研究地图投影

30、学就是研究地图投影学就是研究地图投影学就是研究这个问题的学科，是这个问题的学科，是这个问题的学科，是这个问题的学科，是数学、也是地理学的数学、也是地理学的数学、也是地理学的数学、也是地理学的一个分支学科。一个分支学科。一个分支学科。一个分支学科。n n投影基本类型有：投影基本类型有：投影基本类型有：投影基本类型有：圆圆圆圆锥投影，圆柱投影，锥投影，圆柱投影，锥投影，圆柱投影，锥投影，圆柱投影，平面投影，任意投影平面投影，任意投影平面投影，任意投影平面投影，任意投影等。等。等。等。3.高斯平面直角坐标高斯平面直角坐标测量平面直角坐标系测量平面直角坐标系O YX象限 象限象限 象限 测量平面直角坐

31、标系测量平面直角坐标系 及点的坐标：及点的坐标：测量平面直角坐标系如右图，所有平面三角学公式平面三角学公式都同样能 在测量坐标系计算中应用。PXpYp 采用高斯投影的方法，将旋转椭球体面 投影到平面上表示。（一）高斯平面直角坐标系高斯坐标系建立高斯坐标系建立1高斯投影方法：高斯投影方法：将椭球面投影到平面上。在椭球面上划分投影带划分投影带逐带投影到圆柱面 上展开圆柱面成平面直角坐标系；特点：采用正形投影正形投影（即保角变换、保角影 射）(1)高斯平面直角坐标系的建立高斯平面直角坐标系的建立高斯坐标系建立高斯坐标系建立2使投影带的中央子午线中央子午线与圆柱体相切，投影时其 长度不变，展开后为X轴

32、轴，向北为正；赤道赤道与中 央子午线正 交，展开后为Y轴轴向东为正。高斯投影示意图高斯坐标表示高斯坐标表示(2)高斯平面直角坐标的表示高斯平面直角坐标的表示 a）将以中央子午线为X轴的横坐标加上500000米；（纵坐标不变）（纵坐标不变）b）为区分各坐标带，再在各点横坐标之前加上坐 标带的带号。为使用方便，将X轴向西移500km例：例：设第21投影带内A、B投 影的横坐标分别为：ya=+224567m Yb=245678m 则则：ya=500000+224567=724567m yb=500000-245678=254322m即即：ya=21724567m yb=21254322m（二）地平坐

33、标系n n地平坐标系是平面直地平坐标系是平面直角坐标系角坐标系n n地平坐标系以当地的地平坐标系以当地的水平面水平面为主要面为主要面(不需不需要投影要投影)n n通常以当地的通常以当地的北方向北方向为坐标轴的正方向为坐标轴的正方向n n地平坐标系只用于地平坐标系只用于小小的局部地区的局部地区三、空间三维坐标系n n地心坐标系是以地心坐标系是以地球质心为坐标地球质心为坐标原点，以地轴为原点，以地轴为Z轴，正向指向北轴，正向指向北极；极；XY平面与赤平面与赤道面重合，道面重合，X轴指轴指向起始子午面向起始子午面。（一）地心坐标系（一）地心坐标系（二）参心坐标系（二）参心坐标系n n参心坐标系是以参

34、心坐标系是以参考椭球体的中参考椭球体的中心为坐标原点，心为坐标原点，以椭球短轴为以椭球短轴为Z轴，轴，正向指向北极；正向指向北极；XY平面与赤道面平面与赤道面重合，重合，X轴指向起轴指向起始子午面始子午面。四、地面点的高程四、地面点的高程n n高程（绝对高程、海高程（绝对高程、海拔）拔）-地面点到地面点到大大地地水准面水准面的铅垂距离。的铅垂距离。n n假定（相对）高程假定（相对）高程-地面点到地面点到假定水准假定水准面的面的铅垂距离。铅垂距离。n n高差高差-两点间的高两点间的高程之差。程之差。2.高程系统与高程基准高程系统与高程基准我国国家高程系统：高程系统：黄海高程系黄海高程系我国国家高

35、程基准：高程基准：1985年年国家国家高程基准高程基准我国取青岛附近黄海平均海水面为大地水准面；人为而定，相对稳定(我国1956年取前6年的平 均潮位作为大地水准面；1985年取1953年1979 年共26年观测的平均潮位作为大地水准面)；水准原点水准原点建在青岛市内，作为我国的国家高程 基准。1956年高程基准的高程为72.289米，1985年高程基准的高程为72.260米。上海地区高程系统：上海地区高程系统：吴淞高程系吴淞高程系高程系统与高程基准高程系统与高程基准1-5测量工作的基本概念n基本原则基本原则n控制测量控制测量n地形测量地形测量n施工放样施工放样n基本观测量基本观测量距离距离

36、角度角度 高差高差地物和地貌地物和地貌控制测量控制测量地形细部测量地形细部测量施工放样施工放样基本观测量基本观测量距离、角度、高差距离、角度、高差距离距离斜距、斜距、平距；平距；角度角度水平水平角、垂直角角、垂直角高差高差垂直垂直距离距离1-61-6地球表面曲率对测量工作的影响地球表面曲率对测量工作的影响d一、对水平距离的影响一、对水平距离的影响结论：在半径小于10km的范围内量距，不必考虑地球曲率改正。d二、对高差的影响二、对高差的影响d结论：高程测量时，哪怕距离很结论：高程测量时，哪怕距离很近，也必须考虑地球曲率的影响。近，也必须考虑地球曲率的影响。1 1、长度单位、长度单位n英制单位英制

37、单位 海里、码、英尺、英寸海里、码、英尺、英寸n市制单位市制单位 里、丈、尺、寸、里、丈、尺、寸、n公制单位公制单位 公里、公里、米米、分米、分米、厘米、毫米厘米、毫米一、测量单位一、测量单位 1-7 1-7 测量的度量单位测量的度量单位 n n60进制单位进制单位度度(d)、分、分(m)、秒（秒（s)n n10进制单位进制单位新度新度(g)、新分新分(gm)、新秒新秒（gs)n n 弧度单位弧度单位 一圆周一圆周=2，=57.3=3438=2062652、角度单位、角度单位3 3、面积单位、面积单位平方米平方米公顷公顷平方公里平方公里市亩市亩平方英尺平方英尺二、单位换算1km=1000m 1

38、m=10dm=100cm=1000m1km=1000m 1m=10dm=100cm=1000m1 1英里英里=1.6093=1.6093公里公里 1 1码码=3=3英尺英尺 1 1英尺英尺=12=12英寸英寸=30.48=30.48厘米厘米 1 1英寸英寸=2.54=2.54厘米厘米1 1海里海里=1.852=1.852公里公里 =1852=1852米米1 1里里=500=500米米 1 1丈丈=10=10尺尺 1 1尺尺=1/3=1/3米米 1 1尺尺=10=10寸寸1 1、长度单位换算长度单位换算2、角度单位换算1 1度（度（d d）=60=60分（分（m m）=3600=3600秒（秒（

39、s s）n1 1g g(新度新度)=100)=100C C(新分新分)=10000)=10000CCCC(新秒新秒)n1 1g g=0.9=0.9d d 1 1c c=0.54=0.54m m 1 1cccc=0.324=0.324s sn 度度=180/=180/=57.3=57.3度度 =3438=3438 =206265=206265 3 3、面积单位换算、面积单位换算1 1市亩市亩=666.666667=666.666667平方米平方米1 1公顷公顷=10000=10000平方米平方米=15=15市亩市亩1 1平方公里平方公里=100=100公顷公顷=1500=1500市亩市亩1 1平方英尺平方英尺=0.0929=0.0929平方米平方米