测量学课程学习教案.pptx

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1、会计学1测量学课程测量学课程(kchng)第一页，共70页。第一节第一节第一节第一节 测量学的研究测量学的研究测量学的研究测量学的研究(ynji)(ynji)对象及其作对象及其作对象及其作对象及其作用用用用测量学的定义：研究地球的形状、大小及地球表面各种形态的科学。其任务主要表现为：确定地球的形状和大小；确定地面点的平面位置和高程(gochng)；将地球表面的起伏状态和其它信息测绘成图。第1页/共69页第二页，共70页。测量学的分支测量学的分支(fnzh)n n大地测量学：是研究在地球表面大范围内建立国家大地控制网，精确测定地球形状和大小以及重力场的理论、技术(jsh)和方法的学科。n n地形

2、测量学：是研究地球表面的起伏状态和其它信息测绘成图的理论、技术(jsh)和方法的学科第2页/共69页第三页，共70页。测量学的分支测量学的分支(fnzh)n n摄影测量学：是研究利用摄影像片等手段测定物体的形状、大小及其空间位置的学科。如地面摄影测量学、航空摄影测量学、航天摄影测量学、水下摄影测量学等。n n工程测量学：是研究各项工程建设在规划设计、施工和竣工运营阶段所进行的各种测量工作的学科。它把各种测量理论应用于不同的工程建设，并研究各种测量新技术(jsh)和新方法。第3页/共69页第四页，共70页。测量学的分支测量学的分支(fnzh)n n制图学：是研究地图及其制作理论、工艺和应用的学科

3、(xuk)。根据已测得的成果成图，编制各种基本图和专业地图，完成各种地图的复制和印刷出版。第4页/共69页第五页，共70页。工程测量在工程建设的三个阶段工程测量在工程建设的三个阶段(jidun)中任务中任务n n规划设计阶段：提供所需的地形资料(zlio)和地形图n n施工阶段：进行必要的施工放样和施工监测n n运营阶段：进行建筑物的稳定性监测和变形情况分析第5页/共69页第六页，共70页。第二节第二节 地球的形状地球的形状(xngzhun)和大小和大小n n测量工作是在地球表面上进行的，要确定地面点的相互关系，将地球表面测绘成图，需了解(lioji)地球的形状和大小，这也是测量学研究的重要内

4、容之一。第6页/共69页第七页，共70页。地球地球(dqi)特点特点n n地球的自然表面(biomin)高低起伏，是一个复杂的不规则的表面(biomin)。n n海洋面积占地球表面(biomin)积的71%，陆地海洋面积占地球表面(biomin)积的29%。n n地球的半径约为6 371公里。n n最高的珠穆朗玛峰高出海平面8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海平面11022m。第7页/共69页第八页，共70页。测量学的几个测量学的几个(j)基本概念基本概念n n水准面水准面n n假想有一个静止的海水面，向陆地延伸形成一个封假想有一个静止的海水面，向陆地延伸形成一个封闭的曲面，这个曲面称为

5、水准面。闭的曲面，这个曲面称为水准面。n n大地水准面，大地体，铅垂线大地水准面，大地体，铅垂线n n在海滨设立验潮站，通过长期观测在海滨设立验潮站，通过长期观测(gunc)(gunc)，求出，求出平均高度的海水面，这个水准面与重力方向处处垂平均高度的海水面，这个水准面与重力方向处处垂直，称为大地水准面。直，称为大地水准面。n n旋转椭球面，旋转椭球体，法线旋转椭球面，旋转椭球体，法线n n选择与大地水准面非常接近的且能用数学模型表达选择与大地水准面非常接近的且能用数学模型表达的曲面，这个曲面为旋转椭球面。的曲面，这个曲面为旋转椭球面。第8页/共69页第九页，共70页。大地(dd)水准面和参考

6、椭球体 a=6378140m b=6356740m第9页/共69页第十页，共70页。第三节第三节 地面点位置地面点位置(wi zhi)的表的表示方法示方法n n（一）地理坐标n n地面(dmin)点的位置用经度和纬度表示，则称为地理坐标。n n地轴n n子午线（经线）n n纬线地理坐标(d l zu bio)系统是全球统一的坐标系统第10页/共69页第十一页，共70页。n n我国：n n1954年将大地原点设在北京，称“1954年北京坐标(zubio)系统”n n1980年将大地原点设在陕西省径阳县永乐镇，称“1980年北京坐标(zubio)系统”第11页/共69页第十二页，共70页。（二）高

7、斯平面（二）高斯平面(pngmin)直角直角坐标坐标n n1高斯投影(tuyng)的概念第12页/共69页第十三页，共70页。高斯平面直角坐标高斯平面直角坐标(zh jio zu bio)系的形成系的形成n n高斯正形投影就是将地球套于一个空心圆柱体内，圆柱体的轴心通过(tnggu)地球的中心，地球上某一条子午线（中央子午线）于圆柱相切。n n将中央子午线左右两侧按3度或1.5度范围的图形元素投影到横圆柱体表面，再将横圆柱体面沿两条母线剪开展平。即得6度带或3度带的高斯平面直角坐标系第13页/共69页第十四页，共70页。高斯高斯(o s)平面直角坐标系的特平面直角坐标系的特征征（1 1）中央）

8、中央(zhngyng)(zhngyng)子午线投影为一条直线，且长度没有发生变形，子午线投影为一条直线，且长度没有发生变形，其余的子午线凹向并对称于中央其余的子午线凹向并对称于中央(zhngyng)(zhngyng)子午线，且较球面上子午线，且较球面上对应的子午线略长。距中央对应的子午线略长。距中央(zhngyng)(zhngyng)子午线越远，长度变形越子午线越远，长度变形越大。大。（2 2）赤道也投影为一条直线，其余纬线凸向并对称于赤道。）赤道也投影为一条直线，其余纬线凸向并对称于赤道。（3 3）中央）中央(zhngyng)(zhngyng)子午线和赤道投影后为相互垂直的直线，其它子午线和

9、赤道投影后为相互垂直的直线，其它经纬线投影后也保持相互垂直的性质。经纬线投影后也保持相互垂直的性质。第14页/共69页第十五页，共70页。高斯高斯(o s)投影分带与编号投影分带与编号第15页/共69页第十六页，共70页。6度带度带n n L0=6N-3n n L0：投影(tuyng)带中央子午线的经度。n nN：投影(tuyng)带带号n n第一度带中央子午线经度为3度.第16页/共69页第十七页，共70页。3度带度带n n L0=3Nn n L0：投影带中央子午线的经度(jngd)。n nN：投影带带号n n第一度带中央子午线经度(jngd)为1.5度.第17页/共69页第十八页，共70页

10、。n n中央子午线为中央子午线为X X轴，赤道为轴，赤道为Y Y轴，两轴交点为坐标原点。轴，两轴交点为坐标原点。n n我国的高斯平面直角坐标为正值，原因如下：我国的高斯平面直角坐标为正值，原因如下：n n我国位于北半球，我国位于北半球，X X值为正值。将每一度值为正值。将每一度(yd)(yd)带的中央子午线向西移带的中央子午线向西移500km500km。使得每度带的。使得每度带的Y Y值为正值。值为正值。高斯平面直角坐标高斯平面直角坐标(zh jio zu bio)系的建立系的建立第18页/共69页第十九页，共70页。例子例子(l zi)：n n实际坐标(zubio)（x,y）-高斯坐标(zu

11、bio)（X，Y）n n6度带中第20带中y=-34240.2m，n nY=y+500000=465759.8m，n nY=20*106+465759.8=20465759.8mn n中央子午线经度为L0=6N-3=117第19页/共69页第二十页，共70页。(三三)平面直角坐标平面直角坐标(zh jio zu bio)系及其建立系及其建立n n平面(pngmin)直角坐标系也称独立坐标系纵轴为X轴,向北为正,向南为负;横轴为Y轴,向东为正,向西为负;交点O为原点;坐标象限(xingxin)从纵轴顺时针顺序编号.第20页/共69页第二十一页，共70页。二二 高程高程(gochng)n n确定(

12、qudng)地面一点的空间位置，除了其平面位置外，海包括高程。n n高程分为：绝对高程、相对高程第21页/共69页第二十二页，共70页。绝对绝对(judu)高程高程n n地面上一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，成为该点的绝对高程，简称(jinchng)高程。一般用H表示如：HA和HB第22页/共69页第二十三页，共70页。相对相对(xingdu)高程高程n n地面(dmin)上一点沿铅垂线方向到任意水准面的距离，成为该点的相对高程，或称假定高程。一般用H表示如：HA和HBn n高差为两点之间的高程之差。用h A B表示。n nh A B=HB-HA=HB-HA第23页/共69页第二十四页，共

13、70页。第24页/共69页第二十五页，共70页。我国的高程我国的高程(gochng)系统系统n n1980年以前，主要(zhyo)采用“1956年黄海高程系”n n1953-1956年观测资料计算而来，水准原点高程为72.289m。n n“1985年国家高程系”n n1953-1979年观测资料计算而来，水准原点高程为72.260m。第25页/共69页第二十六页，共70页。第四节第四节 用水平面代替用水平面代替(dit)水水准面的限度准面的限度地球表面可视为：大地水准面椭球面(qimin)球面(qimin)高斯平面平面第26页/共69页第二十七页，共70页。一、地球曲率一、地球曲率(ql)对水

14、平距离对水平距离的影响的影响n nd=t-d=Rtg -Rn nR为地球半径(bnjng)，可取6371kmn n为弧长 d所对的圆心角。第27页/共69页第二十八页，共70页。第28页/共69页第二十九页，共70页。二、地球二、地球(dqi)曲率对高程的曲率对高程的影响影响第29页/共69页第三十页，共70页。第五节第五节 测量的基本测量的基本(jbn)工作和原则工作和原则第30页/共69页第三十一页，共70页。第五节第五节 测量测量(cling)的基本工作的基本工作研究(ynji)地面点的相互位置关系，即确定地面上点与点之间的平面位置和高程位置的关系，是测量学的主要任务之一。水平角、水平距

15、离和高程是确定地面点位置关系的三个基本几何要素，测量地面点的水平角、水平距离和高程是测量的基本工作。第31页/共69页第三十二页，共70页。第五节第五节 测量的基本测量的基本(jbn)原则原则测量工作总体上分为(fn wi)地形测量、施工测量和变形测量。测量工作中必须按照“从整体到局部，由高级到低级”；工作步骤中，先控制测量，后碎部测量。控制测量包括平面控制测量和高程控制测量目的控制测量误差的传递。第32页/共69页第三十三页，共70页。第二章第二章 水准测量水准测量 测定高程的主要测定高程的主要(zh(zh yo)yo)方法：方法：水准测量水准测量三角高程测量三角高程测量气压高程测量气压高程

16、测量第33页/共69页第三十四页，共70页。第二章第二章 水准测量水准测量n n水准测量定义：n n利用提供水平视线的仪器在竖立的两个标尺上读数(dsh)，求得两点间的高差，推算出某地面点的高程。第34页/共69页第三十五页，共70页。第二章第二章 水准测量水准测量n nA、B点的高差：n nh AB=a-bn n后视点(sh din)n n前视点(sh din)n n后视读数an n前视读数bn nHB=HA+h AB=(HA+a)-b第35页/共69页第三十六页，共70页。A、B点的高差点的高差(o ch)：h AB=h1+h2+h3+=(a1-b1)+(a2-b2)+(a3-b3)+=a

17、-b)第36页/共69页第三十七页，共70页。第二节第二节第二节第二节 水准测量的仪器水准测量的仪器水准测量的仪器水准测量的仪器(yq)(yq)和工具及其和工具及其和工具及其和工具及其使用使用使用使用DS05、DS1、DS3、DS10等级(dngj)。第37页/共69页第三十八页，共70页。（一）内对光（一）内对光(du gung)望远镜望远镜n n物镜、对光(du gung)透镜、十字丝分划板、目镜第38页/共69页第三十九页，共70页。十字十字(sh z)丝分划板丝分划板n n视距丝n n竖丝第39页/共69页第四十页，共70页。水准器（一）水准器（一）n n圆水准器n n圆圈中心和球心(

18、qixn)的连线称为圆水准轴（LL）n n灵敏度：8/2mm第40页/共69页第四十一页，共70页。水准器（二）水准器（二）n n管水准器管水准器n n（符合水准器）（符合水准器）n n水准管圆弧的中水准管圆弧的中心点心点S S，称为，称为(chn(chn wi)wi)水准器的零点，水准器的零点，过零点和圆弧相切过零点和圆弧相切的直线（的直线（HHHH）n n灵敏度：灵敏度：20”/2mm20”/2mm第41页/共69页第四十二页，共70页。DSZ3型自动型自动(zdng)安平水准仪安平水准仪第42页/共69页第四十三页，共70页。水准水准(shuzhn)标尺和标尺和尺垫尺垫第43页/共69页

19、第四十四页，共70页。四、水准仪的使用四、水准仪的使用(shyng)水准仪的使用：安置 粗平 照准(zho zhn)精平 读数第44页/共69页第四十五页，共70页。四、水准仪的使用四、水准仪的使用(shyng)二、粗略(cl)整平一、安置(nzh)水准仪第二步第一步第45页/共69页第四十六页，共70页。三、瞄准三、瞄准(mio zhn)标尺标尺n n十字(sh z)丝视差第46页/共69页第四十七页，共70页。四、精确四、精确(jngqu)整平整平水准仪视线处于精确(jngqu)水平状态第47页/共69页第四十八页，共70页。五、读数五、读数(dsh)中丝读数(dsh)第48页/共69页第

20、四十九页，共70页。第三节第三节 水准测量的基本水准测量的基本(jbn)方法方法水准路线的布设形式水准路线的布设形式（a a）闭合）闭合(b h)(b h)水准路水准路线线（b b）附合水准路线）附合水准路线（c c）支水准路线）支水准路线（d d）水准网）水准网第49页/共69页第五十页，共70页。n n水准测量的实施(shsh)第50页/共69页第五十一页，共70页。水准测量的测站水准测量的测站(c zhn)检查检查n n水准测量的测站(c zhn)检查二、双面尺法一、变更(bingng)仪器高法 两次仪器差值大于10cm，高差小于5mm。三、基辅分划法第51页/共69页第五十二页，共70

21、页。一、计算相邻固定点之间的高差和距离（或测站数）一、计算相邻固定点之间的高差和距离（或测站数）二、计算水准路线的高差闭合二、计算水准路线的高差闭合(b h)(b h)差和允许闭合差和允许闭合(b h)(b h)差差高差闭合高差闭合(b h)(b h)差差允许闭合允许闭合(b h)(b h)差差三、计算高差改正数三、计算高差改正数 第四节第四节 水准测量的高程水准测量的高程(gochng)计算计算第52页/共69页第五十三页，共70页。四、计算改正四、计算改正(g(g izhng)izhng)后的高差后的高差五、计算各点的高程五、计算各点的高程第四节第四节 水准测量的高程水准测量的高程(goc

22、hng)计算计算一、计算相邻固定点之间的高差和距离（或测站(c zhn)数）二、计算水准路线的高差闭合差和允许闭合差 高差闭合差 允许闭合差三、计算高差改正数 第53页/共69页第五十四页，共70页。附合水准附合水准(shuzhn)路路线高程计算算例线高程计算算例一条附合(f h)水准路线，两个已知水准点的高程分别为HA=8.924m，HB=9.899m，水准路线的观测方向由A到B，水准路线中有两个固定点1、2。现已测得各测段的高差和距离如下：hA1=-1.362m，h12=2.9791m，d12=518m；h2B=-0.484m，d2B=314m。求各固定点高程。第54页/共69页第五十五页

23、，共70页。附合水准路线高程附合水准路线高程(gochng)计计算算例算算例第55页/共69页第五十六页，共70页。第五节第五节 水准仪检查和水准仪检查和校正校正(jiozhng)水准仪各轴线应满足下列条件：水准仪各轴线应满足下列条件：（1 1）圆水准轴平行）圆水准轴平行(pngxng)(pngxng)于仪器的竖轴，即于仪器的竖轴，即LL/VVLL/VV（2 2）十字丝的横丝应垂直于竖轴。）十字丝的横丝应垂直于竖轴。（3 3）水准管轴平行）水准管轴平行(pngxng)(pngxng)于视准轴。即于视准轴。即HH/CCHH/CC。第56页/共69页第五十七页，共70页。水准仪的轴线水准仪的轴线(

24、zhu xin)示意图示意图第57页/共69页第五十八页，共70页。一、圆水准一、圆水准一、圆水准一、圆水准(shu(shu zhzh n)n)轴平行于仪器的竖轴轴平行于仪器的竖轴轴平行于仪器的竖轴轴平行于仪器的竖轴的检校的检校的检校的检校n n检验(jinyn)方法n n 整平后，旋转180后检查n n校正方法第58页/共69页第五十九页，共70页。二、十字二、十字二、十字二、十字(sh z)(sh z)丝的横丝应垂直于竖轴的检丝的横丝应垂直于竖轴的检丝的横丝应垂直于竖轴的检丝的横丝应垂直于竖轴的检校校校校检验方法(fngf)1.水平微动法 2.悬挂垂球法校正(jiozhng)方法第59页/

25、共69页第六十页，共70页。三、水准三、水准(shuzhn)管轴平行于视管轴平行于视准轴准轴 (i角检验角检验)n ni i角检验角检验(ji(ji nyn)nyn)方法方法第60页/共69页第六十一页，共70页。i角检验角检验(jinyn)计算计算第61页/共69页第六十二页，共70页。第六节第六节第六节第六节 水准测量的误差水准测量的误差水准测量的误差水准测量的误差(wch)(wch)来源与注意事项来源与注意事项来源与注意事项来源与注意事项n n一、仪器误差n n（一）仪器校正不完善的误差n n（二）调焦(dio jio)误差n n（三）水准标尺零点不等误差第62页/共69页第六十三页，共70页。二、观测二、观测(gunc)误差误差n n整平(zhn pn)误差照准(zho zhn)误差估读误差第63页/共69页第六十四页，共70页。（四）水准尺倾斜（四）水准尺倾斜(qngxi)误误差差第64页/共69页第六十五页，共70页。三、外界条件(tiojin)的影响第65页/共69页第六十六页，共70页。第66页/共69页第六十七页，共70页。第67页/共69页第六十八页，共70页。第68页/共69页第六十九页，共70页。感谢您的观看(gunkn)。第69页/共69页第七十页，共70页。