测量学课件PPT

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2.1地理坐标系(geographical reference system)
①天文坐标系 子午面 子午线 赤道
①天文坐标系
天文经度λ 天文纬度φ 特点:天文坐标系以铅垂线为基准线,
以大地水准面为基准面; 测量方法:在地面点上用天文测量的方
法测定。
②大地坐标系
大地经度L:
大地纬度B:
⑴测量的布局上,是“有整体到局部”; ⑵测量的次序上,是“先控制后碎步”; ⑶在测量的精度上,是“从高级到低级” 目的:消除误差积累,满足精度要求
七、怎样学好测量课
学习过程可分为三个阶段:基础课阶段 →技术基础课→专业课、毕业设计。测 量课是技术基础课,处在第二阶段,承 上启下,所以学好测量课是非常必要的, 要着重以下三点:
高斯平面直角坐标系
2.3平面直角坐标系
当测区较小时(半径小于10km范围),可 以把地表一小块球面当作平面看待
测量工作中的平面直角坐标系与笛卡儿 直角坐标系的区别:
坐标轴互换 象限顺序相反
2.4 WGS-84坐标系
“World Geodetic System”(世界大地坐标 系)
坐标原点在地心 Z 轴 方 向:指向地球北极 X 轴 方 向:指向格林尼治子午面与地球
2、基本概念
• 后视点 • 后视读数 • 前视点 • 前视读数 • 测站
3、高程的计算方法
①高差法
h AB a-b
h AB H B H A
H B H A h AB
②视线高法
H i=H A a
H B Hi-b
4.水准面曲率对水准测量的影响
hAB a'b'
aa'
S
2 a
2R
bb'
• 水准仪按其构造可以分为以下4类:
激光水准仪
电子水准仪
自动安平水准仪
微倾式水准仪
一、水准仪的构造
• 水准仪主要由三个部分组成: 望远镜、水准器、 基座
1、望远镜
望远镜主要由四大光学部件组成:物镜、调焦 透镜、十字丝分划板、目镜,另外还包括一 些调节螺旋。
十字丝的交点与物镜光心的连线,称为视准轴
答案就是主要靠测量学。
见面有“题”
看见“测量学”三个字,你想到了什么?
自然空间(不规则)
测量空间(规则)
X Y Z(经纬度)
需要知道什么?
角度、距离和水准
标准点及相对于 它的方向、距离 和高低
第一章 绪论
学习本章的意义 :使同学们了解什么是测量学?它主要
包括哪些内容?在国民经济建设,尤其在工程建设中有哪 些重要作用?
1、地球的形状和大小 水准面:处处与重力线正交的海水面 大地水准面 :与平均海水面相吻合的水准面 大地体 :大地水准面所包含的形体 地球椭球体:与整个大地水准面吻合得最佳
的旋转椭球 椭球参数:a=6378137m,b=6356752m,
扁率:e=(a-b)/a =1/298.257
2、测量坐标系(重点)
• 三四等水准测量
高程测量概述
• 高程测量的方法:
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。
• 高程系统
采用“1985年国家高程基准”
§2-1 水准测量原理
1、水准测量的原理
• 水准测量的原理: 是利用水准仪(level)提供的水平视线 (horizontal sight),读取竖立于两个点上的水 准尺(leveling staff)上的读数,来测定两点间 的高差,再根据已知点高程计算未知点高程
S
2 b
2R
a
a'
A
HA
b
b'
B
hAB
HB
hAB a'b' (a aa') (b b')
a
b
S
2 a
S
2 b
2R
• 当后视距与前视距相 等时,可以不考虑水 准面曲率对水准测量 的影响。
§2-3 水准仪和水准尺
• 水准测量所用的仪器为水准仪,工具有水准 尺和尺垫
• 水准仪按其精度可以分为等四个等级 :
特点:大地坐标是以法线为基准线,以 椭球体面为基准面
测量方法:大地坐标是根据大地原点坐 标,再按大地测量所测得的数据推算而 得。
2.2高斯平面直角坐标系
高斯投影的特点
⑴等角投影;⑵投影后中央子午线的长度 不变,离开中央子午线越远的线变形越大, 并且凹向中央子午线,各纬圈投影后凸向 赤道;⑶中央子午相投影后为坐标纵轴X, 赤道投影后为坐标横轴Y,从而构成高斯 平面直角坐标系;⑷为了将变形限制在一 定精度范围内,采用分带投影法,有6度 带和3度带两种投影方法;
4. 记录时要求字体端正清晰,数位对齐、数字 齐全。字脚靠近底线;表示精度或占位的“0” 均不能省略。
5 观测数据的尾数不得更改,读错或记错后必须重测 重记。如:角度测量时,秒级数字出错,应重测该 测回;水准测量时毫米级数字出错,应重测该测站。
6 观测数据的前几位若出错时,应用细横线划去错误 的数字,并在原数字上方写出正确的数字。注意不 得涂改已记录的数据,禁止连续更改数字。
第二章 水准测量
• 教学要求: (1)掌握水准测量原理、水准仪的构造与使
用、水准测量的施测、水准仪的检验和校 正、三四等水准测量。 (2)了解自动安平水准仪、精密水准仪和精 密水准尺
第二章 重难点
• 重点:
• 水准测量的原理
• 难点:
• 三四等水准测量
• 水准仪的使用
• 水准测量的方法及 成果整理
• 轴系
• 视准轴CC • 管水准器轴LL • 圆水准器轴L0L0 • 竖轴VV
• 满足的关系
1. 圆水准器轴平行于仪 器竖轴L0L0 ‖VV
2. 水准管轴应平行于视 准轴LL‖CC
3. 十字丝横丝应垂直与 仪器竖轴
四、自动安平水准仪
• 自动安平水准仪:用补偿器代替水准器, 能使仪器的视准轴,在1~2秒钟内自动、 精确、可靠地安放在水平位置 。
作,但要检查有关按钮以判断补偿装置是否有效。 • 5、仪器装箱一般要松开水平制动螺旋,试着合上箱盖,
不可用力过猛,压坏仪器。
• 6、水准尺不用时不可靠在墙上或树上,应平放在 地上,以免被风吹到和被别人绊倒。
• 7、气氛要严肃,不可在仪器旁追逐打闹,操作时, 时刻注意脚下,以免把仪器摔坏。
• 8、测绘仪器都是比较贵重的,大家一定要小心, 按规程操作,轻拿轻放。
测量学原理
王金鑫 郑州大学水利与环境学院 地理信息工程系(环保馆207)
jinxin_w@sohu.com
见面有“题”
那位同学知道2008年9月25日和2007 年10月24日,中国发生了哪两件震惊世 界的大事吗?
星夜启航
2008年9月25日21时10分,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3 位航天员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。
1、水准面曲率对距离的影响
D=R*tgθ,S=R*θ
结论:在半径为10km的范围内,以水平面代 替水准面所产生的距离误差可忽略不计
2、水准面曲率对高差的影响
△h=S²/(2R) 结论:在进行高程测量时不能水平面代
替水准面
五、测量的基本工作
高程测量 水平角测量 距离测量
六、测量工作的原则
• 9、按我校规定,无论是谁把仪器损坏,要照价赔 偿!
• 10、实验中出现什么问题要及时向老师报告。
§2-4 水准测量的一般方法
一、水准点BM(Bench Mark) 二、水准测量的实施
2、测量工作在工程建设中的作用:
例如:郑州大学新区建设 (在测量的地形图上)征地→报批→
(在测量的地形图上)规划、设计→施 工(需要施工放样、测设)→竣工、验 收(需要竣工测量)→使用、工程管理 (变形观测)
例如:
国防建设、具体军事行动的指挥、导弹 的发射,这些都需要地形图和各种测量 数据为依据。
太空漫步
五星耀宇
伴星放飞
伴星所摄照片
载誉而归
北京时间2007年10月24日16时05分, 中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲” 运载火箭,成功将“嫦娥一号”月球探测卫 星送入太空 。
见面有“题”
那么,“嫦娥一号”给我们的测量学有 什么关系呢?
从图中可以看出,“嫦娥一号”的运行 轨道十分复杂,它是靠什么计算与设计 出来的呢?
①重视实践; ②建立正确的精度概念; ③重视数据的记录、整理和计算处理。
测量记录与计算规则
1. 在测量手簿上书写前,应准备好硬性铅笔, 同时熟悉表上各项内容的填写与计算方法。
2. 记录观测数据前,应将表头的仪器型号编号、 日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等 无一遗漏地填写完全。
3. 观测读数后,记录者应随即在测量手簿上的 相应栏内填写,并复诵回报以资检核。不得 另纸记录事后转抄。
• 上课不认真听讲,逃课现象较多; • 做实验时,只有部分同学认真做,很多同
学应付,抄袭别人的数据; • 在我们专业第8周的设计周之后,来上课同
学不到一半,甚至更少。一些本来表现比 较好的同学,也从此放弃了学习!
• 本门课虽然不是我们的专业课,但对我们 以后的设计工作很有帮助。我们既然来听 课,就要认真听一听,起码达到基本要求。
进行仔细对光。
实验一:水准仪的认识与使用
• 注意事项 • 1、水准仪安放到三脚架上必须立即将中心连接螺旋旋紧,
以防仪器从脚架上掉下摔坏。 • 2、开箱后先看清仪器放置情况及箱内附件情况,用双手
取出仪器并随手关箱。 • 3、仪器旋扭不宜拧得过紧,微动螺旋只能用到适中位置,
不宜太过头。 • 4、自动安平水准仪一般为正像望远镜,读数前无精平动
内容主要有 :测量学的任务及其在工程建设中的作用、
我国测量学发展概况、地面点的确定、用水平面代替水准 面的限度、测量的基本工作和工作方法。
教学要求 : (1)掌握测量学的任务及作用、地面点位的确定、
测量的基本工作和原则。 (2)了解测量发展史、水平面代替水准面的限度。
第一章 重难点
重点 测量工作的基准 地面点位的确定 大地水准面 用平面代替水准 面的限度
赤道面之交点 Y 轴 方 向:垂直于XOZ平面,构成右手
坐标系
3、地面点的高程
绝对高程:简称高程,又称海拔; 相对高程:又称假定高程; 高差:两点间绝对高程或相对高程之差 我国的高程系统 : 1956年黄海高程系 (72.289m) 1985年国家高程基准 (72.260m)
四、用水平面代替水准面的限度
• 满足条件:fα=sβ=zz0
§2-3 水准仪的使用
• 自动安平水准仪
• 微倾水准仪的使 的使用

– 安置仪器
– 安置仪器
– 粗平
– 粗平
– 瞄准
– 瞄准
– 读数
– 精平
– 读数
视差
• 视差出现的现象:尺像晃动,读数不准。 • 产生视差的原因:尺像没有准确落在十字
丝面上。 • 消除视差的方法:重新调节目镜和物镜,
成像原理来自百度文库
A
C1 B
b’
1
3
2 b
a
C2
4
a’
2、水准器
1)管水准器
• 管水准器轴 :过零 点做内圆弧的切线LL
• 分划值τ″:2mm 弧长所对的圆心角 τ″=2/R×ρ″
=20″/2mm
• 用微倾螺旋调节
• 作用:精平仪器
2)圆水准器
• 圆水准器轴:过圆水 准器零点的球面法线 L0L0。
• 分划值τ:一般为 8′~10 ′
• R愈大, τ愈小,水 准管的精度愈高
• 作用:粗平仪器
3、基座
• 基座的作用是支承仪器的上部,用中心 螺旋将基座连接到三脚架上
• 主要作用:调节圆水准气泡
二、水准尺和尺垫
• 水准尺的种类 直尺 塔尺 折尺 铟刚尺 • 长度2-5m
• 尺垫
尺垫是在转点处放置水 准尺用的
三、水准仪的轴系及关系
7 记录数据修改后,都应在备注栏内写明原因(记错、 测错、超限)。
8 每站观测结束后,必须在现场完成规定的计算的检 核,确认无误后方可迁站。
9 数据运算应根据所取位数,按“4舍6入,5前单进 双舍的规则进行凑整”。
10 应该保持测量手簿的整洁,严禁在手簿上书写无关 的内容。
往届同学在学习中存在的问题
难点 大地水准面 高斯投影
一、测量学的任务及作用
1、测量学的任务:测绘科学是自然科学的 一部分,它主要研究的对象是地球的表 面,是一门应用科学
定义:是研究地球的形状和大小,确定地 面点位(包括空中、地下和海底),以 及对于这些空间位置信息进行处理、存 储、管理的科学。
主要任务: 测绘:地面点→图 测设:图→地面
所以说测量学是一门重要的课程。
3、测量学有关的学科:
大地测量学 地形测量学 摄影测量学 工程测量学 海洋测量学
地图制图学 遥感信息系统 GPS系统 GIS信息系统
二、现代测量科学的发展概况:
新的3S技术:
GPS-卫星定位系统 GIS-地理信息系统 R S-遥感
三、地面点位的确定
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