土木工程测量讲义第一章绪论
合集下载
土木工程测量_第三版_覃辉_课后答案(1-4章)
[解]：该点位于统一 3°带的 38 号带内，其中央子午线的经度为 3×38=114°。 已知数据文件见题 1−10 上图，执行 PG2−1.exe 后生成的成果文件见题 1−10 下图。
题 1−10
[题 1-11] 试在 Google Earth 上获取北京国家大剧院中心点的经纬度，用程序 PG2−1.exe 计算其在统一 3° 带的高斯平面坐标(1980 西安坐标系)。
图 2-52 水准路线测量观测结果
[解]：将图 2-50 的结果记入下列表格中，在表格中进行计算并检核计算结果的正确性。 水准测量记录(两次仪器高法)
测站
点号 水准尺读数(mm) 高差 平均高差 高程 备注
后视 前视
/m
/m
/m
A 2416
1
2210
TP1
1721 0.695 (−0.002)
1513 0.697 0.696
[解]：绝对高程的基准面——大地水准面。
相对高程的基准面——水准面。
[题 1−4] “1956 年黄海高程系”使用的平均海水面与“1985 国家高程基准”使用的平均海水面有何关
系？
[解]：在青岛大港一号码头验潮站，“1985 国家高程基准”使用的平均海水面高出“1956 年黄海高程系”
使用的平均海水面 0.029m。
号带。
在统一 3°投影带的带号范围，计算公式 n = Int( L + 0.5) 3
n1
=
Int(109.65 3
+
0.5) =Int(37.05)=37
号带
n2
=
Int(117.1833333 3
+ 0.5)
=Int(39.561111)=39。
题 1−10
[题 1-11] 试在 Google Earth 上获取北京国家大剧院中心点的经纬度，用程序 PG2−1.exe 计算其在统一 3° 带的高斯平面坐标(1980 西安坐标系)。
图 2-52 水准路线测量观测结果
[解]：将图 2-50 的结果记入下列表格中，在表格中进行计算并检核计算结果的正确性。 水准测量记录(两次仪器高法)
测站
点号 水准尺读数(mm) 高差 平均高差 高程 备注
后视 前视
/m
/m
/m
A 2416
1
2210
TP1
1721 0.695 (−0.002)
1513 0.697 0.696
[解]：绝对高程的基准面——大地水准面。
相对高程的基准面——水准面。
[题 1−4] “1956 年黄海高程系”使用的平均海水面与“1985 国家高程基准”使用的平均海水面有何关
系？
[解]：在青岛大港一号码头验潮站，“1985 国家高程基准”使用的平均海水面高出“1956 年黄海高程系”
使用的平均海水面 0.029m。
号带。
在统一 3°投影带的带号范围，计算公式 n = Int( L + 0.5) 3
n1
=
Int(109.65 3
+
0.5) =Int(37.05)=37
号带
n2
=
Int(117.1833333 3
+ 0.5)
=Int(39.561111)=39。
《土木工程概论》课件-第1讲 绪论
土木工程概论邵阳学院杨宗耀教授级高级工程师终身享受国务院特殊津贴专家湖南省施工专业学术委员会副主任首批国家级注册监理工程师本课程的主要内容第1讲绪论第8讲机场、港口及隧道工程第2讲土木工程专业介绍第9讲桥梁工程（1）与学习方法第10讲桥梁工程（2）第3讲土木工程材料第11讲土木工程中的力学第4讲基础工程与结构概念第5讲建筑工程（1）第12讲土木工程建设与施工第6讲建筑工程（2）第13讲土木工程建设与施工第7讲公路、铁路工程第14讲土木工程灾害与抗灾第一讲绪论1土木工程的概念2土木工程发展历史简述【教学要求】理解土木工程的定义、范围及基本属性；了解土木工程的发展历史。
【教学重点】土木工程的定义、需解决的问题及四个基本属性；土木工程的历史、现状和发展趋势。
【教学难点】本讲无难点。
1土木工程的概念土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。
木结构法国凯旋门纽约帝国大厦江阴长江大桥香港中银大厦既指与人类生活、生产活动有关的建筑工程、道路工程、铁路工程、桥梁工程、港口工程等各类工程设施；建筑工程道路工程娄底体育馆水利工程铁路工程桥梁工程机场建筑隧道建筑港口建筑土木工程概论土木工程也指为了建造工程设施应用材料、设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。
地质勘探1土木工程的概念GPS 测绘全站仪测量土木工程概论设计施工爆破吊装土木工程概论1.1土木工程需要解决的问题⑴形成人类活动需要的、功能良好和舒适美观的空间和通道。
武汉长江隧道透视图港珠澳大桥示意图1土木工程的概念这是土木工程的根本目的和出发点!⑵能够抵御自然灾害或人为作用力。
雷暴惊魂暴雨洪水袭击烟台国际机场前者如地震、风灾、水灾等作用；后者如工程振动、人为破坏等；佛山九江大桥被撞百米桥面坠入江中房屋倒塌桥梁断裂四川大地震映秀镇⑶充分发挥材料的作用。
奥运会主场馆—“鸟巢”因为材料问题是建造土木工程的根本条件；上海环球金融中心(492m)央视新址大楼即将竣工⑷通过有效的技术途径和组织手段，利用各个时期社会能够提供的物质设备条件，“好、快、省”地组织人、财、物，把社会所需要的工程设施建造成功，付诸使用。
测绘讲义土木工程测量-第一章绪论
6°带 投影是从英格林尼治子午线开始，自西向东，每隔6° 投影一次。将椭球分成60个带，编号为1～60带。
各带中央子午线经度 (L06)按下式计算：
L60 6n 3 (1-3)
已知某点大地经度L，可按下式计算所属的带号：
n L(的整数商)+1(有余数时)
(1-4)
工程测量学6
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统
扁率
α=1:298.275
由于α很小，在精度要求不高时，可近似将地球当作圆球体，其 半工径程为测平量均学值6371km。
1绪论 §1.2 地球的形状和大小
并选择陕西泾阳县永乐镇某点为大地原点，进行了大 地定位。由此而建立起来全国统一坐标系，这就是现在使 用的“1980年国家大地坐标系”。
由于地球椭球的扁率很小，因此当测区范围不大时， 可近似地把地球椭球作为圆球，其半径为6371km
工程测量学
1绪论 §1.1 土木工程测量学的任务
工程测量学的主要任务： ⑴研究测绘地形图的理论和方法 ⑵研究在地形图上进行规划、设计的基本原理和方法 ⑶研究建(构)筑物施工放样、建筑质量检验的技术和 方法 ⑷对大型建筑物的安全性进行位移和变形监测
工程测量学
1绪论
§1.2 地球的形状和大小
测量工作是在地球的表面进行的，而地球自然表面很不规则， 有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠峰高出海水面达 8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。但是这样 的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的。再顾及到 海洋约占整个地球表面的71%，因此，人们把海水面所包围的地球 形体看着地球的形状。
摄影测量学——利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间 位置的工作，属于摄影测量学的范畴。由于获得像片的方式不同， 可分为地面、航空、水下和航天摄影测量学。
各带中央子午线经度 (L06)按下式计算：
L60 6n 3 (1-3)
已知某点大地经度L，可按下式计算所属的带号：
n L(的整数商)+1(有余数时)
(1-4)
工程测量学6
§1 绪1.3 论 测量常用的坐标系统
扁率
α=1:298.275
由于α很小，在精度要求不高时，可近似将地球当作圆球体，其 半工径程为测平量均学值6371km。
1绪论 §1.2 地球的形状和大小
并选择陕西泾阳县永乐镇某点为大地原点，进行了大 地定位。由此而建立起来全国统一坐标系，这就是现在使 用的“1980年国家大地坐标系”。
由于地球椭球的扁率很小，因此当测区范围不大时， 可近似地把地球椭球作为圆球，其半径为6371km
工程测量学
1绪论 §1.1 土木工程测量学的任务
工程测量学的主要任务： ⑴研究测绘地形图的理论和方法 ⑵研究在地形图上进行规划、设计的基本原理和方法 ⑶研究建(构)筑物施工放样、建筑质量检验的技术和 方法 ⑷对大型建筑物的安全性进行位移和变形监测
工程测量学
1绪论
§1.2 地球的形状和大小
测量工作是在地球的表面进行的，而地球自然表面很不规则， 有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠峰高出海水面达 8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。但是这样 的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的。再顾及到 海洋约占整个地球表面的71%，因此，人们把海水面所包围的地球 形体看着地球的形状。
摄影测量学——利用摄影像片来测定物体的形状、大小和空间 位置的工作，属于摄影测量学的范畴。由于获得像片的方式不同， 可分为地面、航空、水下和航天摄影测量学。
土木工程测量第1章绪论(莫PPT-1)
五、高程系统（掌握）
地面点的空间位置除了基准面上的投影位置外，还有高程位置， 与之对应的是高程系统。
高程系统是用以传算全国高程测量控制网中各点高程所采用的 统一系统。我国法定高程系统是正常高系统（似大地水准面）， 高程起算依据是国家黄海1985高程基准。 由于高程基准面选择的不同，有不同的高程系统。
假定高程
假定
绝对高程
绝对高程
掌握 高差----地面上两点间的高程之差称为高差，用h表示
(注意：未强调是何种高程) 。 A、B两点高差为：
hAB H B H A H H
/ B
/ A / B
(1—6)
B、A两点高差为:
hBA H A H B H H
/ A
结论：上式说明，高差的大小与高程基准面的选择无关 h AB 与 hBA 大小 （即与高程） ，只与两地面点的位置有关； 相等，符号相反。
（２）在3°带的带号为： １）计算：116°28′/3°=38.822 ２）3°带的带号为：n =39带 或n=2×N-1=2×20-1=39 （３）6°带中央子午线的经度 6 L0 =6°N －3°=6°×20－3°=117° （４）3°带中央子午线的经度为： 3 L0 =3°n=3°×39=117°
则：点的横坐标y （高斯坐标） =y坐标值（国 家统一坐标去掉带号后）－500000m（即 500km=50万米）
若计算点的高斯横坐标y为“—”（负），则
该点位于中央子午线的西面；反之“+”该点位
于中央子午线的东面。
【案例】已知某点的坐标（国家统一坐标） 为x=4271817.800m,y=20317897.338m,则该点 位于六度带的第几带?它位于赤道的南面或北面? 点的高斯纵、横坐标为多少米?在中央子午线的 东面或西面?其最东面和最西面经度各多少?该中 央子午线位于3度带的第几带? 解：⑴∵该点的x=4271817.800m y=20317897.338m
土木工程测量课件绪论
? 研究利用摄影或遥感手段，获取地 面目标物的影像数据，从中提取几何 或物理信息，用图形、图像和数字信 息表达的理论和方法的学科。
摄影测量的方法有地面摄影、航空 摄影和航天摄影和遥感。小范围的地 形测量或工程测量可利用地面摄影测 量方法。
航空摄影测量
? 机载空间三维数据采集系统
同济大学的车载空间三维数据采集 系统－ 地面摄影测量的自动化
( 三) 测量学在国土管理中的作用
城市土地的规划，城市道路的红线规 划，房地产开发，地籍的界址点测定, 都 需要由测量提供地形图和有关土地信息。
用高科技测量手段标定国界，常在国 家间的领土争执中起到重要作用; 也常以 对方出版的地图上对国境线的表示, 作为 有利于己方的证据。
( 四) 测量学在工程建设中的作用
作为 施工的依据。
返回
一. 地球的形状和大小
1．地球自然形体：是一个不规则的几何体 ，
海洋面积约占地球表面的 71%。
高山
陆地
海洋
丘陵
地球的制高点 － 珠穆朗玛峰
海拔高程 8844.43m
地球海面下最深处
马里亚纳海沟 － 斐查兹海渊剖面图
?高程为 －11000 m
大地水准面
液体受重力而形成的静止表面称为水准面
二、测量学科的分支
? 大地测量学
研究和测定地球的形状、大小、重力场 和地面点几何位置及其变化的理论和技术 的学科。地球的形状大小以大地水准面为 代表。大地点的定位，用经纬度或空间直 角坐标，定位方法有几何法大地测量、物 理法大地测量和近代的卫星法大地测量。
世界屋脊 - 珠穆朗玛峰的高程测定
摄影测量与遥感学
在工程建设的规划设计中，首先需要 有地形图。在修建工厂和居民点时，须要 先平整地基和设计房屋的放样。在建设城 市道路网（包括高架道路、地下铁道和桥 梁) ，都需要用测量方法精确地定向, 定位 和定高程。
摄影测量的方法有地面摄影、航空 摄影和航天摄影和遥感。小范围的地 形测量或工程测量可利用地面摄影测 量方法。
航空摄影测量
? 机载空间三维数据采集系统
同济大学的车载空间三维数据采集 系统－ 地面摄影测量的自动化
( 三) 测量学在国土管理中的作用
城市土地的规划，城市道路的红线规 划，房地产开发，地籍的界址点测定, 都 需要由测量提供地形图和有关土地信息。
用高科技测量手段标定国界，常在国 家间的领土争执中起到重要作用; 也常以 对方出版的地图上对国境线的表示, 作为 有利于己方的证据。
( 四) 测量学在工程建设中的作用
作为 施工的依据。
返回
一. 地球的形状和大小
1．地球自然形体：是一个不规则的几何体 ，
海洋面积约占地球表面的 71%。
高山
陆地
海洋
丘陵
地球的制高点 － 珠穆朗玛峰
海拔高程 8844.43m
地球海面下最深处
马里亚纳海沟 － 斐查兹海渊剖面图
?高程为 －11000 m
大地水准面
液体受重力而形成的静止表面称为水准面
二、测量学科的分支
? 大地测量学
研究和测定地球的形状、大小、重力场 和地面点几何位置及其变化的理论和技术 的学科。地球的形状大小以大地水准面为 代表。大地点的定位，用经纬度或空间直 角坐标，定位方法有几何法大地测量、物 理法大地测量和近代的卫星法大地测量。
世界屋脊 - 珠穆朗玛峰的高程测定
摄影测量与遥感学
在工程建设的规划设计中，首先需要 有地形图。在修建工厂和居民点时，须要 先平整地基和设计房屋的放样。在建设城 市道路网（包括高架道路、地下铁道和桥 梁) ，都需要用测量方法精确地定向, 定位 和定高程。
土木工程测量课件
14
前进方向
a A
B
b
hAB
A、B两点间高差hAB为：
h ab AB
高差等于后视读数减去前视读数。
15
二、计算未知点高程
1．高差法 前进方向
a A
HA
B
大地水准面
H H h
B
Hale Waihona Puke AABb hAB
HB
16
2．视线高法
前进方向
a A
HA
Hi
大地水准面
H i
H B
H A
H i
a
b
B
b
hAB
HB
17
37 44 10 37 42 00 37 42 04 A
110 28 58 110 26 48 110 26 52
B
D 150 14 51 330 14 43 + 8 150 14 47 150 12 37 150 12 33
O A 0 02 18 180 02 08 +10 0 02 13
（90 03 24）
点号
距离 /km
测站 实测高差 改正数 改正后高差
数
/m
/mm
/m
高程 /m
点号
备 注
1
2
3
4
5
6
7
89
BMA 1.0
1
1.2
2
1.4
3
BMA 2.2
∑ 5.8
8 ＋1.575 ＋12 ＋1.587
12 －2.036 ＋14 －2.022 14 ＋1.742 ＋16 ＋1.758
16 －1.349 ＋26 －1.323
26
前进方向
a A
B
b
hAB
A、B两点间高差hAB为：
h ab AB
高差等于后视读数减去前视读数。
15
二、计算未知点高程
1．高差法 前进方向
a A
HA
B
大地水准面
H H h
B
Hale Waihona Puke AABb hAB
HB
16
2．视线高法
前进方向
a A
HA
Hi
大地水准面
H i
H B
H A
H i
a
b
B
b
hAB
HB
17
37 44 10 37 42 00 37 42 04 A
110 28 58 110 26 48 110 26 52
B
D 150 14 51 330 14 43 + 8 150 14 47 150 12 37 150 12 33
O A 0 02 18 180 02 08 +10 0 02 13
（90 03 24）
点号
距离 /km
测站 实测高差 改正数 改正后高差
数
/m
/mm
/m
高程 /m
点号
备 注
1
2
3
4
5
6
7
89
BMA 1.0
1
1.2
2
1.4
3
BMA 2.2
∑ 5.8
8 ＋1.575 ＋12 ＋1.587
12 －2.036 ＋14 －2.022 14 ＋1.742 ＋16 ＋1.758
16 －1.349 ＋26 －1.323
26
土木工程测量笔记
土木工程测量第一章绪论1．测量学研究的对象是什么？地球及其表面的各种形态。
2．测量学依据任务不同如何分类？①大地测量学②摄影测量学③工程测量学④海洋测量学⑤地图制图学3．大地水准面的概念及有关说明？人们设想把平均静止的海水面向陆地延伸而形成的封闭水面称为大地水准面。
说明：①大地水准面所包围的球体可以代表整个地球的形状。
②大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。
③大地水准面处处与铅垂线方向垂直。
④大地水准面是测量学的基准面。
铅垂线是测量学的基准线。
（注：铅垂线并非处处指向球心。
）4．确定地面点位有哪两个要素？①点到大地水准面的铅垂距离（绝对高程）②点在大地水准面上的投影位置5．绝对高程的概念？地面点到大地水准面的垂线长。
6．地面点的平面位置有哪些表达方法？①地理坐标②高斯坐标7．高斯平面直角坐标系的建立过程？①分带：在地球表面沿着赤道进行分带，每隔6°或3°分带，共分60带或120带。
②假想用一个大圆柱去套地球。
（大圆柱要与中央子午线相切，若有60带则套60次）注：中央子午线指每一带最中间的那根子午线。
③投影④展开8．1985年国家高程基准的概念？以用青岛验潮站1956~1979年观测的潮位成果进行计算，引测出青岛水准原点的高程为72.260m，由此建立的高程系统称为“1985国家高程基准”。
9．用水平面代替水准面对水平距离和高程有何影响？在半径小于10km的区域内，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计。
对高程测量来说，不能忽视地球曲率对高程的影响。
10．测量有哪些原则？①测量一定是由高级到低级，先控制后碎部，由整体到局部。
②上步测量工作不进行检核，绝不进行下步测量工作。
11．已知某点的地理坐标为L=118°54′，B=32°07′，试求该点所在6°带中央子午线经度和投影带带号。
118°54′÷6°＝19点多19+1=20 带20×6—3=117°例题：已知：K（18760，1972653）。
土木工程测量教师课件1绪论
2019/11/30
图1-3
20
l 大地坐标——是按大地测量所得的 数据推算而得的，又叫大地地理坐 标。 （见图1-4）
大地经度 L：P点所在子午面与起始 子午面的二面角；
大地纬度 B：P点法线与赤道面的夹 角。
2019/11/30
图1-4
21
地面上同一点的天文坐标和大地坐标之所以不 同，是因为各自根据的基准面和基准线不同， 天文坐标依据的是大地水准面和铅垂线，大地 坐标依据的是旋转椭球面和法线。
已知
tan1325 ,
3 15
因 角很小只取前两项，代入上式，考虑θ=D/R，则用
水平面代替水准面所引起的距离差异：
D3 D3R2
(15)
故水平面代替水准面对距离的影响：
D D3D R22
(16)
式中：ΔD/D 称为相对误差，用1/M 形式表示，M 愈大，
精20度19/1愈1/30高。
L0′＝3 n
（1-2）
图 1-9 6度、3度带投影
2019/11/30
29
3. 独立平面直角坐标
投影面：用测区中心点 a 的切平面作为投影平面（ 图1-10）
图1-10
2019/11/30
图1-11
30
l 坐标系： 原点O—— 一般选在测区的西南角，使测区内各点均处于第一
象限，坐标均为正值。 x轴——南北方向为纵轴，向北为正，向南为负； y轴—— 东西方向为横轴，向东为正，向西为负。
2019/11/30
22
2. 高斯平面直角坐标 l 六度带：
投影带是从首子午线(通过英国格林尼 治天文台的子午线)起,每经差6°划一 带（称为六度带），自西向东将整个 地球划分成经差相等的60个带（见图 1-5）。带号从首子午线起自西向东 编，用阿拉伯数字1、2、3、…60表 示。
图1-3
20
l 大地坐标——是按大地测量所得的 数据推算而得的，又叫大地地理坐 标。 （见图1-4）
大地经度 L：P点所在子午面与起始 子午面的二面角；
大地纬度 B：P点法线与赤道面的夹 角。
2019/11/30
图1-4
21
地面上同一点的天文坐标和大地坐标之所以不 同，是因为各自根据的基准面和基准线不同， 天文坐标依据的是大地水准面和铅垂线，大地 坐标依据的是旋转椭球面和法线。
已知
tan1325 ,
3 15
因 角很小只取前两项，代入上式，考虑θ=D/R，则用
水平面代替水准面所引起的距离差异：
D3 D3R2
(15)
故水平面代替水准面对距离的影响：
D D3D R22
(16)
式中：ΔD/D 称为相对误差，用1/M 形式表示，M 愈大，
精20度19/1愈1/30高。
L0′＝3 n
（1-2）
图 1-9 6度、3度带投影
2019/11/30
29
3. 独立平面直角坐标
投影面：用测区中心点 a 的切平面作为投影平面（ 图1-10）
图1-10
2019/11/30
图1-11
30
l 坐标系： 原点O—— 一般选在测区的西南角，使测区内各点均处于第一
象限，坐标均为正值。 x轴——南北方向为纵轴，向北为正，向南为负； y轴—— 东西方向为横轴，向东为正，向西为负。
2019/11/30
22
2. 高斯平面直角坐标 l 六度带：
投影带是从首子午线(通过英国格林尼 治天文台的子午线)起,每经差6°划一 带（称为六度带），自西向东将整个 地球划分成经差相等的60个带（见图 1-5）。带号从首子午线起自西向东 编，用阿拉伯数字1、2、3、…60表 示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 陆地：29.2%
海洋：70.8%
• 最高：8844.43m，最低：-11034m
பைடு நூலகம்
• 地球半径：平均6371km
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
8
1.2 常用测量坐标系统
1.2.2 基准面 • 水准面：地面上处处与重力方向垂直的连续曲面。
• 水准面是重力等位面，为不规则曲面。 • 处处与重力方向垂直。 • 水准面有无穷个。
• 按研究对象及采用技术的不同， 其主要分支学科
• 大地测量学: Geodesy (Geodetic
Surveying) • 摄影测量学: Photogrammetry • 海洋测量学：Marine surveying • 地图制图学: Cartography • 地籍测量学: Cadastral Surveying • 工程测量学: Engineering Surveying
面 – 赤道：赤道面与椭球面的交线
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
16
1.2 测量常用坐标系统
• 大地坐标系——空间直角坐标
以球心O为坐标原点，ON为Z轴方向。 格林尼治子午线与赤道面交点与O的边线为 X轴方向，过O点与XOZ面垂直，并与X、 Z构成右手坐标系为Y轴方向。
点P的空间直角坐标（X，Y，Z）可与 大地坐标（B、L、H）进行转换。
11
1.2 常用测量坐标系统
• 旋转椭球体（双轴椭球体）：假定赤道面为圆形，即用
代替b，方程为：
x2 a2
y2 a2
z2 c2
1
• 参考椭球体：适合区域性（如一个国家）的旋转椭球体 面。参考椭球体是测量计算和制图基准。
• 大地原点：椭球定位中选取的相切点，作为推算大地坐 标的起算点。
3/4/2021
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
14
1.2 测量常用坐标系统
1.2.3 坐标轴系 • 大地坐标系——基本概念
概念：以参考椭球面为基准面，用大地经度L、大地纬度B、大地 高H表示地面点的空间位置。 – 大地经度L：地面点在椭球面上投影点所在的子午面与起始子
午面间的夹角，从首子午线起算，向东为东经(0°～ 180°)，向 西为西经(0°～ 180°) – 大地纬度B：过P点的法线与赤道面 的夹角，由赤道面起算，向北为北纬 (0° ～ 90°)，向南为南纬 (0° ～ 90°) – 大地高H：P点沿法线到椭球面 的距离。
• 铅垂线：重力的作用线，是测量工作的基准线。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
10
1.2 常用测量坐标系统
• 旋转椭球体模型
x2 a2
y2 b2
z2 c2
1
c
b
• 特征参量：
长半径： a 短半径： b • 地球半径平均值：R＝（a＋a＋b)/3＝6371km
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
土木工程测量讲义第一章绪论
12
1.2 常用测量坐标系统
• 1954年北京坐标系（简称北京系）： 我国于1954年将大地原点设在北京，此坐
标系称为1954年北京坐标系。 • 1980年国家大地坐标系（简称西安系）：
后来根据新的测量数据，发现该坐标系与我 国的实际情况相差较大，于1980年将坐标系原 点设在陕西省泾阳县永乐镇境内，称为1980年 国家大地坐标系。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
17
1.2 测量常用坐标系统
• 大地坐标系——我国常用大地坐标系
– 1954年北京坐标系
从前苏联联测后的坐标系，存在问题。 – 1980国家大地坐标系
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
3
1.1 工程测量学的任务
1.1.1基本概念和研究内容
测绘学：研究地球的形状和大小及确定 地面（空中、地下和海洋）物体的几何形 态及其空间位置，以及对于这些信息进行 处理、储存、管理的科学。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
4
1.1 工程测量学的任务
土木工程测量讲义第一章绪 论
第一章 绪 论
• 本章讲解内容：
1．了解测绘学的基本概念和分类 2. 了解工程测量学的任务 3．理解测量常用的坐标系统 4．掌握测量的定位元素和方法 5．理解用水平面代替水准面的限度 6.
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
2
第一章 绪 论
• 重点讲授
• 工程测量学的任务 • 测量常用的坐标系统 • 地面点位的确定原理 • 水平面代替水准面的限度。
• 水平面：与水准面相切的平面。 • 大地水准面：设想将静止的海水面向整个陆地延伸所
形成的封闭曲面。
• 是水准面中的一个，即海水静止时的水面。 • 是测绘工作的基准面。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
9
1.2 常用测量坐标系统
• 大地体：大地水准面所包围的形体。它代表了地球的形 状和大小。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
15
1.2 测量常用坐标系统
• 大地坐标系——基本概念
– 子午面：包括椭球旋转轴NS的面 – 格林尼治子午面：通过格林尼治天文台的子
午面 – 子午线：子午面与椭球面的交 线 – 纬圈：垂直于旋转轴NS的平面与椭球面的
交线 – 赤道面：通过椭球中心且垂直于旋转轴的平
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
13
1.2 常用测量坐标系统
• 地球的基准面及特点
基准面 大地水准面
水准面 参考椭球体
特点 具有可视性，无法建立数学模型 不与大地水准面关联，局部地区使用 可建立数学模型，计算非常复杂
圆球
可建立数学模型，计算较复杂
平面
可建立数学模型，计算简单，只能在 局部使用。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
6
1.1 工程测量学的任务
1.1.3工程测量学的主要应用范围
工业 农业 军事
水利 建筑 道路
林业 电力
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
7
1.2 常用测量坐标系统
1.2.1 地球自然表面
是最自然的面，包括海洋底部、高山 高原在内的固体地球表面。难以用数学表 达式描述出来，不适合于数学建模。
3/4/2021
土木工程测量讲义第一章绪论
5
1.1 工程测量学的任务
1.1.2主要任务：
• 研究测绘地形图的理论和方法——测图。
• 研究在地形图上进行规划、设计的基本原理 和方法——用图。
• 研究建（构）筑物施工放样、建筑质量检验 技术和方法——施工放样。
• 对大型建筑物的安全性进行位移和变形监 测——变形观测。