水利工程测量.ppt

水利工程测量
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1 测量学的研究对象及水利工程测量学的任务

测量学是研究地球及其表面的各种形态的学科，主要任务是测定地球表面的点位和几何形状，并绘制成图，以及测定和研究地球的形状和大小。

随着科学技术的发展，测量学已发展为多个学科。按照研究对象和研究范围的不同，测量学可划分为以下几个学科：
( 1 ) 大地测量学 ( 2 )地形测量学 ( 3 )摄影测量学
( 4 )工程测量学 ( 5 )制图学
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2水利工程测量任务

(1)为水利工程规划设计提供所需的地形资料，规划时需提供中、
小比例尺地形图及有关信息以及进行建筑物的具体设计时需提供大比例尺地形图。

(2)在工程施工阶段，要将图上设计好的建筑物按其位置，大小测设于地面，以便据此施工，称为施工放样。

(3)在施工过程中及工程建成后的运行管理中，都需要对建筑物的稳定性及变化情况进行监测——变形观测，确保工程安全
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  测量学中确定地面点位置的方法
由测量学的定义可知，研究地球表面各种形态及服务于工程建设,
首先要测定地球表面的点位，就需要对地球的形状和大小有一概略了解，并建立适当的确定地面点位的参照标准——坐标系。
球的形状和大小
大地水准面和参考椭球
假想有一个静止的平均海水面，延伸至陆地下面形成一个封闭的曲面，这个曲面称为大地水准面(任一静止的液体表面称作水准面)。
大地水准面所包围的形体称为大地体，大地体就代表了地球的形状和大小。
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我们把选定了形状和大小并在地球上定位的旋转椭球称为参考椭球。参考椭球的表面是一个规则的数学曲面，它是测量计算和投影制图所依据的面。
我们把选定了形状和大小并在地球上定位的旋转椭球称为参考椭球。参考椭球的表面是一个规则的数学曲面，它是测量计算和投影制图所依据的面。
图1—1大地水准面
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图1—2 参考椭球面
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我国的大地坐标系所使用的椭球
建国初期，鉴于当时的历史条件，我国以前苏联选定的克拉索夫斯基椭球和普尔科夫天文台为大地原点的椭球定位为依据，利用苏联境内的三角锁与我国境内的绥芬河、呼玛、吉拉林等处三角锁联测，并平差了我国东北部三角网，得出北京基线网点的坐标，作为全国坐标起算基础，建立了我国的大地坐标系，称为”1954年北京坐标系”。后来根据新的测量数据，发现该坐标系所选的参考椭球面与我国范围内地表形态相差较大，1980年我国采用IUGG十六届大会推荐的椭球，建立了我国自己的大地坐标系，称为“1980年国家大地坐标系”
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目前，卫星大地测量的日益发展，常用地心空间直角坐标来表示空间一点的地心空间直角坐标系的原点设在地球椭球的中心O，用相互垂直的x、y、z三个轴表示，x轴通过起始子午面与赤道的交点，z轴与地球旋转轴重合，形成右手坐标系。如图如图1—3所示

图1—3 空间直角坐标系
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2. 地面点的大地坐标系
用地面点的大地坐标系表示地面点的位置需要三个参数：大地经度，大地纬度，大地高
大地经度L和大地纬度B表示地面点在参考椭球面上的二维投影位置，用大地高H表示地面点到参考椭球面的垂直距离， 如图1—4所示
图1—4大地坐标系
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．3．1平面直角坐标
在小范围进行测量工作时，可用水平面作为基准面，平面直角坐标系的原点以O表示
(图1—5)。通过O点的南北方向线为x轴(纵轴)，向北为正，向南为负；通过O点而垂直于X轴的东西方向线为Y轴 (横轴)，向东为正，向西为负。象限次序按顺时针方向排列。为了避免测区内各点的坐标出现负值，通常将原点O选在测区西南角上，使地面各点都投影于第1象限内。如图1—5中
，地面点A、B的位置分别用
平面直角坐标(xA、yA)