测量基础知识培训(20150130).doc

测量学基本知识培训
本次培训的目的主要是掌握常规测绘工程的基本理论、方法和技术。
培训内容
本次培训主要讲述测量学的基础知识、控制测量、大比例尺地形图测绘、地形图的基本知识等。本次培训教学内容如下:
测量学概念
1、测量学定义:研究三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的学科。
测量学的内容包括测定和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和工具,通过测量和计算,得到一系列测量数据,或把地球表面的地形缩绘成地形图。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来,作为施工的依据。
——从其研究的内容和方法分
1)地形测量学:研究地球自然表面上的一个小区域内地表面各类物体形状和大小的测绘科学。由于地球半径很大,可以把这块球面当作平面看待而不考虑其曲率,其研究的内容可以用文字和数字记录下来,也可以用图表示。
2)大地测量学:研究地球表面及其内部一个较大区域甚至整个地球的形状、大小和其定位等等内容的测绘科学。
任务:建立国家大地控制网,测定地球的形状、大小和研究地球重力场的理论、技术和方法。
3)摄影测量学:利用摄影象片来研究地表形状和大小的测绘科学。
4)工程测量学:城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测保养等方面的测绘工作。
(1)把地面上的情况描绘到图纸上;
(2)把图纸上设计的建筑物桩定到地面上;
(3)为建筑物施工过程中和竣工后所产生的各种变化而进行的变形观测。
5)制图学:利用测量所得的资料,研究如何投影编绘成地图,以及地图制作的理论、工艺技术和应用等方面的测绘科学。

1)从横向看:在国民经济建设和管理的各个方面,如:工业与民用建设、公路、铁路、水利枢纽、桥梁、隧道、厂矿企业等等都需用到测量工作。
2)从纵向看:在经济建设的各个阶段,如:勘测、设计、施工、竣工及运营管理各个阶段都需用到测量工作。
测量学的基本知识
一、地球的形状和大小

从整个地球来看:地球大致像一个椭球体,其表面极不规则,不便于用数学公式来表达。但地球的半径大约是6371000 m。

1)大地体、重力、水准面、铅垂方向:
大地体:把地球总的形状看作是被海水包围的球体,也就是设想有一个静止的海水面,向陆地延伸而形成一个封闭的曲面。由于海水有潮汐,时高时低,所以取其平均的海水面作为地球形状和大小的标准,它所包围的形体称为大地体。
重力:地球引力与离心力的合力。
水准面:静止而不流动的水面(重力等位面),是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
2)大地水准面:通过平均海水面并向陆地延伸所形成的闭合曲面。大地水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。
重力方向:用细绳悬挂一个垂球,细绳即为悬挂点O的重力方向,通常称它为垂线或铅垂线方向,是测量工作的基准线。

1)参考(旋转)椭球体、参考椭球面:
大地体与一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球的形状十分近似
2)参考椭球体的定位:通常用一个非常接近于大地水准面,并可用数学式表示的几何形体(即地球椭球)来代替地球的形状作为测量计算工作的基准面,是一个椭圆绕其短轴旋转而成的形体。
3)长半轴、短半轴、扁率:
二、大地坐标系和高程

地面上的物体基本上都具有空间形状,一个点在空间的位置,需要三个量来确定,通常用该点在基准面(参考椭球面)上的投影位置和该点铅投影方向到基准面(一般实用上是大地水准面)的距离来表示。

1)子午面:子午面是与地球自转轴平行,或包含地球椭球体短轴的平面。是量度经度的起始面或终止面,
2)赤道面:赤道面是指地理坐标系上赤道所在的平面
3)大地经度L:通过某点的子午面与起始子午面的夹角称为该点的大地经度。
4)大地纬度B:将地球表面点投射到地球椭球体上,投影点法线方向与赤道平面的夹角为该点的大地纬度。大地纬度和大地经度一起可以确定地球表面点在地球椭球体上的位置。
(地理坐标):大地坐标是大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。
(海拨、高程):某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。
:在局部地区,当无法知道绝对高程时,假定一个水准面作为高程起算面,地面点到该假定水准面的垂直距离称为相对高程,又称为假定高程。
(地心坐标系):坐标系的原点设在椭球的中心O,用相互垂直的x,y,z三个轴表示,x轴通过起始子午面,z轴为椭球旋转轴。
三、平面直角坐标
当研究小范